论决定不同物探方法找水定井准确率的五大因素
----兼评VCT 大地电磁场成像探水仪的准确率
富士达公司 寇伟
一般客户打电话咨询探水仪时必定要问的问题是准确率高吗,这是客户决定是否购买探水仪的关键问题,也是最不好回答的问题。简单回答说准确率很高,客户肯定认为是王婆卖瓜;要想细说准确率为什么高,也确实不是三言两语能够说清楚的。我想任何一种探水仪的准确率高低都应该从原理方法、仪器性能、探测精度、探测方法、掌握应用几方面来进行综合评判。
一、物探仪器的原理、方法决定其找水定井的准确率
目前应用时间最长用户最多的当属人工场源时间域的电法仪(包括电阻率法仪、高密度电阻率法仪、激发极化法仪),由于其受对大地馈电深度、可拉线地理环境、地下高阻低阻带可通过性等等限制,加之所用人工多、时间长,仅靠一天探测的几个点的测深数据就选定井位,只能推测是否有断层构造、含水层大约在什么深度、探测的几个点位定哪个好,而对于地下断层和裂隙构造位置和走向、含水层的分布等等情况却不得而知。就像瞎子摸大象,只摸几个点,很难想像出大象的长相。
VCT 大地电磁场成像探水仪属于天然场源频率域物探方法,与电法仪相比且不说探测精度高出许多,其探测速度却高出太多了!使用电阻率法仪在一个点上隔10米一层进行400米深度的测深,需要两边等距拉线插电极送电读数40次,最少需要3个人干2个多小时。而使用VCT-400M-96C 型探水仪,在400米深度之上细分成96个深度层,短短3秒钟就可以进行一个点的测深(96层)工作,探测速度快、分层细、效率高。同样是瞎子摸大象,但是从上到下、从左到右排着摸几百上千个点,就能“看”出大象的长相。
二、物探仪器硬件的性能指标决定其拾取地下岩性信息的准确性 虽然众多物探方法的原理和实现方法不同,但是目的都是要尽最大可能多的拾取地下岩性的有用信息。一是初级拾取信号的探头灵敏度要高,能够拾取到微伏级的微弱电磁信号;二是对信号的放大倍数和线性度要高,做到精准放大不失真;三是抗干扰能力强,通过各种滤波手段去除高频和高频干扰;四是所用模数转换和控制器件的精度要高,能够精确到0.01或0.001微伏级。
VCT 大地电磁场成像探水仪使用高灵敏度、高拾取信号能力的电磁感应传感器初级拾取大地电磁场信号,通过高放大倍数和线性度数据采集板、加之各种滤波
手段,保证最大可能不失真地拾取到有用地下各深度层的岩性信息;然后通过16位数模转换、32位CPU 控制,实现各种有效数据的探测计算存储工作,数据探测处理精度高达0.001微伏。
三、可探测地下深度层的分辨率决定了找水定井的准确率
就像电视机的分辨率越高看得越清楚一样,可探测的地下深度层越多、分层越细、分辨率越高,探测到的地下岩性信息越多看得就越清楚,定井的准确率肯定就高。电法仪的探测深度取决于两端拉线对大地馈电的长度,拉线100米馈电测得的数据就包含地下100米以内的综合信息,拉一个长度测得的就是该点一个深度层的数据,理论上是可以无限分层增大分辨率,但是时间不允许。一般在浅部按10米/层探测,100米往下逐渐加大层间距,即使这样一个探测点也要折腾2个小时左右,一天做四五个点的测深就已经不错了,要准确找水定井更多还要靠水文地质知识以及对有限探测数据的分析判断,经验非常重要。
就天然场源的物探仪来说,目前市场上生产厂家最多的是天然电场选频仪,可以探测的频点有3个的、也有5个的,按照趋附深度效应原理每个频点对应一个深度层,只用三五个深度层就要反映地下300米深度地质情况,精度肯定不够。即使是卖价高达六七十万的进口物探仪EH-4,800多米深度之上只能探测20个深度层,探测精度也是有限。
VCT 大地电磁场成像探水仪按机型不等有不同的深度分层,目前最大的分辨率可以在200米之内精确到1米/层,即使是特供一般打井队使用的最经济型探水仪VCT-200M-28C ,100米之内也是5米一层,再到200米之内10米一层。由于VCT 采集数据的速度高达3秒钟一个点,一般探测都可以设定1米一个点,在分层行数一定的情况下通过密集性探测增密列数,使探测数据分析显示二维剖面图的分辨率更高、更清晰,增大定井的准确率。
四、物探数据分析方法决定其找水定井的准确率
一般物探仪对探测数据可以直接展现进行分析的方法有两种,一种是单点各深度层数据的连线图,电法仪因探测点少一般只能进行单点测深分析;另一种是某一深度层的各探测点数据的连线图,三频点选频仪可以作出3个深度层的连线图,用以观察地下3个深度层岩性在此探测线路上的变化情况。包括V8、GDP32 、EH4等进口仪器在内的所有仪器,都可以间接的把探测数据输入到Surfer 绘图软件里绘制出探测线路的彩色二维等值线剖面图,区别仅在于输入有效数据越多图像反映地下情况越真实,有的制图高手仅用三四个点测深数据就可以用Surfer 软件绘制出一个很好看的彩色等值连线彩图。
由于VCT 成像探水仪具有3秒钟一个点的快捷探测优势,设定一个探测项目最多可以有99条线、每条线可以有99个探测点,而每个点最多可以有几百个深度层,依靠这些超大规模数据就可以直接将每条探测线路展现出一幅二维彩色线剖面图。就像是对大地做CT 彩色成像一样,每条探测线路对大地垂直剖切的二维彩色成像图,将每一条探测线路细到1米到5米一层的探测数据列出、并据数值大小涂以相应的色彩加以区分,哪里有水、哪里是断层一“看”便知。再将并列的几条或几十条线路的剖面图进行对比综合分析,就可以“看”出来含水层的走向、宽度、厚度,及有无断层构造,清楚了解探测区域的地下地质构造情况,找到含水量相对最多的最佳位置定井。
五、实地探测工作及经验对于找水定井的准确率也有很大影响 即使是使用同一种物探仪,在实地具体探测的布点方法、对于地质的了解、对于探测数据的分析判断经验等,都直接决定了实际定井的准确率。
很多职业找水定井人几十年都是使用人工场源的电阻率法仪、激电仪在进行找水定井工作,其中也不乏高手,定井准确率也是较高的。而有时候使用高档进口物探设备在缺水地区找水定井,犹如高射炮打蚊子,定井的准确率也一样不高。
使用VCT 大地电磁场成像探水仪与其它物探仪的使用及分析方法差别较大,也需要有一个熟悉认识和经验积累过程。习惯于电阻率法探测定井的人使用VCT 探水仪,如果仍然按照老经验去办的话,找水定井的准确率可能还不如一个没有一点经验的新手。一是探测点要多要密,不能单靠隔5米或10米的一二十个点就定井,而是在详细探测阶段每条线至少要30个点以上、点间距为1或2米进行密集性探测才能定井;二是在详细探测定井阶段最少要并行探测3条线以上,通过比较判断含水裂隙和断层的走向、倾角、宽度、深度,确定带状含水层的深度、连通性、走向等;三是要对于探测图示结果和数据要从宏观到微观、多方面综合分析,确实掌握地下地质构造和含水层分布,结合了解到的探测区域水文地质和地理环境情况、甲方要求,选定最适合的打井位置、确定打井深度。只有这样才能确保找水定井的准确性和成功率。
论决定不同物探方法找水定井准确率的五大因素
----兼评VCT 大地电磁场成像探水仪的准确率
富士达公司 寇伟
一般客户打电话咨询探水仪时必定要问的问题是准确率高吗,这是客户决定是否购买探水仪的关键问题,也是最不好回答的问题。简单回答说准确率很高,客户肯定认为是王婆卖瓜;要想细说准确率为什么高,也确实不是三言两语能够说清楚的。我想任何一种探水仪的准确率高低都应该从原理方法、仪器性能、探测精度、探测方法、掌握应用几方面来进行综合评判。
一、物探仪器的原理、方法决定其找水定井的准确率
目前应用时间最长用户最多的当属人工场源时间域的电法仪(包括电阻率法仪、高密度电阻率法仪、激发极化法仪),由于其受对大地馈电深度、可拉线地理环境、地下高阻低阻带可通过性等等限制,加之所用人工多、时间长,仅靠一天探测的几个点的测深数据就选定井位,只能推测是否有断层构造、含水层大约在什么深度、探测的几个点位定哪个好,而对于地下断层和裂隙构造位置和走向、含水层的分布等等情况却不得而知。就像瞎子摸大象,只摸几个点,很难想像出大象的长相。
VCT 大地电磁场成像探水仪属于天然场源频率域物探方法,与电法仪相比且不说探测精度高出许多,其探测速度却高出太多了!使用电阻率法仪在一个点上隔10米一层进行400米深度的测深,需要两边等距拉线插电极送电读数40次,最少需要3个人干2个多小时。而使用VCT-400M-96C 型探水仪,在400米深度之上细分成96个深度层,短短3秒钟就可以进行一个点的测深(96层)工作,探测速度快、分层细、效率高。同样是瞎子摸大象,但是从上到下、从左到右排着摸几百上千个点,就能“看”出大象的长相。
二、物探仪器硬件的性能指标决定其拾取地下岩性信息的准确性 虽然众多物探方法的原理和实现方法不同,但是目的都是要尽最大可能多的拾取地下岩性的有用信息。一是初级拾取信号的探头灵敏度要高,能够拾取到微伏级的微弱电磁信号;二是对信号的放大倍数和线性度要高,做到精准放大不失真;三是抗干扰能力强,通过各种滤波手段去除高频和高频干扰;四是所用模数转换和控制器件的精度要高,能够精确到0.01或0.001微伏级。
VCT 大地电磁场成像探水仪使用高灵敏度、高拾取信号能力的电磁感应传感器初级拾取大地电磁场信号,通过高放大倍数和线性度数据采集板、加之各种滤波
手段,保证最大可能不失真地拾取到有用地下各深度层的岩性信息;然后通过16位数模转换、32位CPU 控制,实现各种有效数据的探测计算存储工作,数据探测处理精度高达0.001微伏。
三、可探测地下深度层的分辨率决定了找水定井的准确率
就像电视机的分辨率越高看得越清楚一样,可探测的地下深度层越多、分层越细、分辨率越高,探测到的地下岩性信息越多看得就越清楚,定井的准确率肯定就高。电法仪的探测深度取决于两端拉线对大地馈电的长度,拉线100米馈电测得的数据就包含地下100米以内的综合信息,拉一个长度测得的就是该点一个深度层的数据,理论上是可以无限分层增大分辨率,但是时间不允许。一般在浅部按10米/层探测,100米往下逐渐加大层间距,即使这样一个探测点也要折腾2个小时左右,一天做四五个点的测深就已经不错了,要准确找水定井更多还要靠水文地质知识以及对有限探测数据的分析判断,经验非常重要。
就天然场源的物探仪来说,目前市场上生产厂家最多的是天然电场选频仪,可以探测的频点有3个的、也有5个的,按照趋附深度效应原理每个频点对应一个深度层,只用三五个深度层就要反映地下300米深度地质情况,精度肯定不够。即使是卖价高达六七十万的进口物探仪EH-4,800多米深度之上只能探测20个深度层,探测精度也是有限。
VCT 大地电磁场成像探水仪按机型不等有不同的深度分层,目前最大的分辨率可以在200米之内精确到1米/层,即使是特供一般打井队使用的最经济型探水仪VCT-200M-28C ,100米之内也是5米一层,再到200米之内10米一层。由于VCT 采集数据的速度高达3秒钟一个点,一般探测都可以设定1米一个点,在分层行数一定的情况下通过密集性探测增密列数,使探测数据分析显示二维剖面图的分辨率更高、更清晰,增大定井的准确率。
四、物探数据分析方法决定其找水定井的准确率
一般物探仪对探测数据可以直接展现进行分析的方法有两种,一种是单点各深度层数据的连线图,电法仪因探测点少一般只能进行单点测深分析;另一种是某一深度层的各探测点数据的连线图,三频点选频仪可以作出3个深度层的连线图,用以观察地下3个深度层岩性在此探测线路上的变化情况。包括V8、GDP32 、EH4等进口仪器在内的所有仪器,都可以间接的把探测数据输入到Surfer 绘图软件里绘制出探测线路的彩色二维等值线剖面图,区别仅在于输入有效数据越多图像反映地下情况越真实,有的制图高手仅用三四个点测深数据就可以用Surfer 软件绘制出一个很好看的彩色等值连线彩图。
由于VCT 成像探水仪具有3秒钟一个点的快捷探测优势,设定一个探测项目最多可以有99条线、每条线可以有99个探测点,而每个点最多可以有几百个深度层,依靠这些超大规模数据就可以直接将每条探测线路展现出一幅二维彩色线剖面图。就像是对大地做CT 彩色成像一样,每条探测线路对大地垂直剖切的二维彩色成像图,将每一条探测线路细到1米到5米一层的探测数据列出、并据数值大小涂以相应的色彩加以区分,哪里有水、哪里是断层一“看”便知。再将并列的几条或几十条线路的剖面图进行对比综合分析,就可以“看”出来含水层的走向、宽度、厚度,及有无断层构造,清楚了解探测区域的地下地质构造情况,找到含水量相对最多的最佳位置定井。
五、实地探测工作及经验对于找水定井的准确率也有很大影响 即使是使用同一种物探仪,在实地具体探测的布点方法、对于地质的了解、对于探测数据的分析判断经验等,都直接决定了实际定井的准确率。
很多职业找水定井人几十年都是使用人工场源的电阻率法仪、激电仪在进行找水定井工作,其中也不乏高手,定井准确率也是较高的。而有时候使用高档进口物探设备在缺水地区找水定井,犹如高射炮打蚊子,定井的准确率也一样不高。
使用VCT 大地电磁场成像探水仪与其它物探仪的使用及分析方法差别较大,也需要有一个熟悉认识和经验积累过程。习惯于电阻率法探测定井的人使用VCT 探水仪,如果仍然按照老经验去办的话,找水定井的准确率可能还不如一个没有一点经验的新手。一是探测点要多要密,不能单靠隔5米或10米的一二十个点就定井,而是在详细探测阶段每条线至少要30个点以上、点间距为1或2米进行密集性探测才能定井;二是在详细探测定井阶段最少要并行探测3条线以上,通过比较判断含水裂隙和断层的走向、倾角、宽度、深度,确定带状含水层的深度、连通性、走向等;三是要对于探测图示结果和数据要从宏观到微观、多方面综合分析,确实掌握地下地质构造和含水层分布,结合了解到的探测区域水文地质和地理环境情况、甲方要求,选定最适合的打井位置、确定打井深度。只有这样才能确保找水定井的准确性和成功率。