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[摘要]高密度电法可从剖面或断面反演色谱图，直观、形象地反映出所探测体的电性分布形态和结构特征，因其快速、经济技术成熟，从而可灵活地在水文地质和工程地质勘察中广泛应用。本文笔者对高密度电法在水文地质和工程地质中的应用进行了探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。
[关键词]高密度电法 水文地质 工程地质 应用
[中图分类号] P641.4+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-221-1
0前言
经过多年的发展，高密度电法日趋成熟和完善，拥有十分突出的技术表现和优势。在水文和工程地质领域，高密度电法得到了越来越普遍的关注。
1高密度电法主要工作原理
高密度电法是电探测法和电剖面法相结合的产物，从其基本工作原理来看，其与传统电阻率法十分相似。其主要区别在于，高密度电法在被观测位置布置了高密度点位，它们采用了阵列勘探法，也就是说通过灵活组合和搭配电极实现全覆盖测量。在实地测量活动中，要保证将所有电极布置在剖面测点上。同时启动程控电极和微机工程电测仪，可以完成测量数据的搜集工作。搜集工作对象是在同一个剖面上不同电极距和电极排列方式获取的测量数据。同传统电阻率法相比，高密度电法主要有以下几方面突出优势：（1）具有更高的工作效率。高密度电法电极布置是一次性完成的，这样可以节约大量工作时间，降低设备故障发生率，有效提高了地质测量效率。（2）测量面选择十分多样化。由于高密度电法可以采用十分灵活多变的电极排列组合方式，在不同电极排列方式下可以实现不同种类的测量方案，可以获取多方位的地电断面数据。（3）具有较高的自动化水平。目前，高密度电法可以实现野外作业半自动化，有效节省了人力资本，提高了工作效率。另外，随着地球物理反演技术不断发展，高密度电法电阻率成像水平也得到了显著提升，从过去的一维发展到了三维，有效提高了解释精度。
2高密度电法应用案例分析
2.1大坝渗漏点查找
在实地探测过程中，该水库水位是194m，探测主要目的是查找大堤是否有渗漏点。该水库大堤采用了C10型混凝土浇筑而成，堤坝厚度60cm。在水位充沛时期会产生低阻闭合圈成像，通过分析电阻率等值线变化情况，可以发现分析结果与实际情况相符，因此可以断定该区域属于富水区；另外，在194m高程以下的其他地方，堤坝没有发现低阻异常问题。
2.2水库大坝坝基岩溶探测
随机抽取一个水库主坝作为探测对象，这里使用高密度电法来探测大坝基岩溶情况，进行进一步分析。我们发现紫红色砂页岩具有良好的溶水性，在雨量充沛的季节，该处岩溶冲水容易成为低阻。在探测点位附近的水文条件相对复杂多变，由于水库周边常年气候干燥，填充物不多，很容易产生高阻现象。
2.3海防大坝砌石体深度探测
随机选取东部某海防大堤砌石体作为探测对象，采用高密度电法探测其深度。探测区域内的海防大堤主要建筑在抛石上方。亲水面是垂直建构的砌石山墙，填土土基以淤泥、淤泥和中细砂层为主。该大堤反演成果呈现典型的三层电阻率分布，每层之间衔接比较平缓，波动不大，结合该处地址勘探资料和电阻率测试结果，以电阻率30～40n？m作为分类标准，电阻率如果小于10n？m则可以作为填土层层间划分标准。
2.4滑坡体分界面应用
随机选取某中部地区一个水利工程作为分析对象，使用高密度电法探测水库库区沿岸滑坡体情况，绘制出了反演色谱图。色谱图上层次不明显，色系分布不规律。总体而言，低阻带主要集中在中、上部区域，且呈现明显的断裂状，在DS10和DS34测点出现了高阻凸起，该色谱图具有较高的高阻反应。地下埋深介于6～17m，电阻率最高为120Ω·m。通过实地钻探证明了上述分析结果的准确性，该探测区域是一个滑坡体。这也证明高密度电法具有极高的实用价值。
2.5地质地层划分应用
本文选取了南方某城市自来水线路埋深地层作为分析对象，供水线路地层电阻率曲线主要为闭合或者半闭合圈状态，视电阻率主要介于200～400Ω·m之间，这是因为供水管道下方填筑了一层砂石导致。在0～35桩号探测点有明显的低阻倒U闭合圈，这是供水管道周边淤泥土料导致，其他探测点位显示多为粉质砂石地质层。另外，高密度电法还在其他工程领域中得到广泛应用，例如超高层建筑地质条件分析、公路隧道地质勘探、城市轨道交通地基勘探等，都可能用到高密度电法；在火力发电厂焚烧炉基岩面稳定性探测方面，也是高密度电法的应用方向之一；有实践经验表明，在岩溶地质环境下，高密度电法可以精确的定位地下水分布和深度情况；。
3反演图分析注意事项
正确分析反演图是使用高密度电法收到预期效果的前提条件，它直接关系到最终分析结果的准确性和可信性。因此，要注意做好以下几方面工作：
（1）在使用高密度电阻率法，尤其是使用剖面类观测方式时，要充分发挥电剖面法和电测深法的优势；其视电阻率等值线图与实际地电剖面分析结果相似，通过综合分析不同研究文献我们发现，视电阻率等值线图中的变量携带了许多有价值的信息。
（2）当前高密度电法技术为完全成熟，不可能保证视电阻率剖面中的所有点数据都是正确的，一个点数据失误就会对反演结果产生巨大影响。此外，即使数据资料是完全正确的情况下，用当前的反演软件技术也不可能保证反演结果与实际情况100%相同，因此，必须要客观辩证的对待反演结果。
（3）高密度电阻率反演处理主要过程如下：①首先对分析结果进行初步判断，以论证数据是否可信和可用；②其次论证原始数据是否真实可信，是否达到反演数据标准；③利用已知情况来推断数据的真实性，例如地质环境恶劣，可能会导致原始数据失真，这时的反演结果就可能严重偏离实际情况；如果地质条件比较稳定，绝大多数数据比较真实可靠，则可以进行反演工作。
4结语
本文综合分析了高密度电法主要优点，并使用了多个实例进行论述，通过解析不同案例的反演图我们发现，高密度电法可以从剖面和断面反演色谱图中提取到探测区域的地质参数和电性分布信息。高密度电法由于具有诸多明显优势，使其在多个行业得到普及和推广。
参考文献
[1]李鹏.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用[J].水文地质工程地质，2007（3）：43～46.
[2]王君.高密度电阻率法应用中常见的问题与思考[J].勘察科学技术，2009（01）：22～25.
[3]方旗云，王华.电法勘探方法在水文和工程地质中的应用[J].探测科技，2006（04）：29～31.
[关键词]高密度电法 水文地质 工程地质 应用
[中图分类号] P641.4+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-221-1
0前言
经过多年的发展，高密度电法日趋成熟和完善，拥有十分突出的技术表现和优势。在水文和工程地质领域，高密度电法得到了越来越普遍的关注。
1高密度电法主要工作原理
高密度电法是电探测法和电剖面法相结合的产物，从其基本工作原理来看，其与传统电阻率法十分相似。其主要区别在于，高密度电法在被观测位置布置了高密度点位，它们采用了阵列勘探法，也就是说通过灵活组合和搭配电极实现全覆盖测量。在实地测量活动中，要保证将所有电极布置在剖面测点上。同时启动程控电极和微机工程电测仪，可以完成测量数据的搜集工作。搜集工作对象是在同一个剖面上不同电极距和电极排列方式获取的测量数据。同传统电阻率法相比，高密度电法主要有以下几方面突出优势：（1）具有更高的工作效率。高密度电法电极布置是一次性完成的，这样可以节约大量工作时间，降低设备故障发生率，有效提高了地质测量效率。（2）测量面选择十分多样化。由于高密度电法可以采用十分灵活多变的电极排列组合方式，在不同电极排列方式下可以实现不同种类的测量方案，可以获取多方位的地电断面数据。（3）具有较高的自动化水平。目前，高密度电法可以实现野外作业半自动化，有效节省了人力资本，提高了工作效率。另外，随着地球物理反演技术不断发展，高密度电法电阻率成像水平也得到了显著提升，从过去的一维发展到了三维，有效提高了解释精度。
2高密度电法应用案例分析
2.1大坝渗漏点查找
在实地探测过程中，该水库水位是194m，探测主要目的是查找大堤是否有渗漏点。该水库大堤采用了C10型混凝土浇筑而成，堤坝厚度60cm。在水位充沛时期会产生低阻闭合圈成像，通过分析电阻率等值线变化情况，可以发现分析结果与实际情况相符，因此可以断定该区域属于富水区；另外，在194m高程以下的其他地方，堤坝没有发现低阻异常问题。
2.2水库大坝坝基岩溶探测
随机抽取一个水库主坝作为探测对象，这里使用高密度电法来探测大坝基岩溶情况，进行进一步分析。我们发现紫红色砂页岩具有良好的溶水性，在雨量充沛的季节，该处岩溶冲水容易成为低阻。在探测点位附近的水文条件相对复杂多变，由于水库周边常年气候干燥，填充物不多，很容易产生高阻现象。
2.3海防大坝砌石体深度探测
随机选取东部某海防大堤砌石体作为探测对象，采用高密度电法探测其深度。探测区域内的海防大堤主要建筑在抛石上方。亲水面是垂直建构的砌石山墙，填土土基以淤泥、淤泥和中细砂层为主。该大堤反演成果呈现典型的三层电阻率分布，每层之间衔接比较平缓，波动不大，结合该处地址勘探资料和电阻率测试结果，以电阻率30～40n？m作为分类标准，电阻率如果小于10n？m则可以作为填土层层间划分标准。
2.4滑坡体分界面应用
随机选取某中部地区一个水利工程作为分析对象，使用高密度电法探测水库库区沿岸滑坡体情况，绘制出了反演色谱图。色谱图上层次不明显，色系分布不规律。总体而言，低阻带主要集中在中、上部区域，且呈现明显的断裂状，在DS10和DS34测点出现了高阻凸起，该色谱图具有较高的高阻反应。地下埋深介于6～17m，电阻率最高为120Ω·m。通过实地钻探证明了上述分析结果的准确性，该探测区域是一个滑坡体。这也证明高密度电法具有极高的实用价值。
2.5地质地层划分应用
本文选取了南方某城市自来水线路埋深地层作为分析对象，供水线路地层电阻率曲线主要为闭合或者半闭合圈状态，视电阻率主要介于200～400Ω·m之间，这是因为供水管道下方填筑了一层砂石导致。在0～35桩号探测点有明显的低阻倒U闭合圈，这是供水管道周边淤泥土料导致，其他探测点位显示多为粉质砂石地质层。另外，高密度电法还在其他工程领域中得到广泛应用，例如超高层建筑地质条件分析、公路隧道地质勘探、城市轨道交通地基勘探等，都可能用到高密度电法；在火力发电厂焚烧炉基岩面稳定性探测方面，也是高密度电法的应用方向之一；有实践经验表明，在岩溶地质环境下，高密度电法可以精确的定位地下水分布和深度情况；。
3反演图分析注意事项
正确分析反演图是使用高密度电法收到预期效果的前提条件，它直接关系到最终分析结果的准确性和可信性。因此，要注意做好以下几方面工作：
（1）在使用高密度电阻率法，尤其是使用剖面类观测方式时，要充分发挥电剖面法和电测深法的优势；其视电阻率等值线图与实际地电剖面分析结果相似，通过综合分析不同研究文献我们发现，视电阻率等值线图中的变量携带了许多有价值的信息。
（2）当前高密度电法技术为完全成熟，不可能保证视电阻率剖面中的所有点数据都是正确的，一个点数据失误就会对反演结果产生巨大影响。此外，即使数据资料是完全正确的情况下，用当前的反演软件技术也不可能保证反演结果与实际情况100%相同，因此，必须要客观辩证的对待反演结果。
（3）高密度电阻率反演处理主要过程如下：①首先对分析结果进行初步判断，以论证数据是否可信和可用；②其次论证原始数据是否真实可信，是否达到反演数据标准；③利用已知情况来推断数据的真实性，例如地质环境恶劣，可能会导致原始数据失真，这时的反演结果就可能严重偏离实际情况；如果地质条件比较稳定，绝大多数数据比较真实可靠，则可以进行反演工作。
4结语
本文综合分析了高密度电法主要优点，并使用了多个实例进行论述，通过解析不同案例的反演图我们发现，高密度电法可以从剖面和断面反演色谱图中提取到探测区域的地质参数和电性分布信息。高密度电法由于具有诸多明显优势，使其在多个行业得到普及和推广。
参考文献
[1]李鹏.高密度电法在水文地质和工程地质中的应用[J].水文地质工程地质，2007（3）：43～46.
[2]王君.高密度电阻率法应用中常见的问题与思考[J].勘察科学技术，2009（01）：22～25.
[3]方旗云，王华.电法勘探方法在水文和工程地质中的应用[J].探测科技，2006（04）：29～31.