刘秀萍刘红云王波
黑龙江省904水文地质工程地质勘察院黑龙江省哈尔滨市150027
摘要：牧区供水规模普遍较小，水源条件较差，且供水方式落后、安全性和可靠性较差、保障程度很低，严重影响牧区生活的改善和牧民的身心健康，一直是牧区人饮安全供水的重点和难点，下面重点从找水方面进行探讨，以期寻求适合牧区安全供水的找水新技术。本文对干旱缺水牧区人饮安全找水新技术进行了分析探讨。
关键词：牧区；找水；新技术；研究
一、干旱缺水区找水新技术
1、核磁共振找水技术
核磁共振技术（MRS）是目前世界上唯一的直接找水的地球物理新方法。它应用核磁感应系统（MRS），通过由小到大地改变激发电流脉冲的幅值和持续时间，探测由浅到深的含水层的赋存状态，是一种无损监测。它可以快速圈定找水远景区、区分ρs低阻区段异常性质，即用MRS方法区分储水构造内是否有水，有自由水存在，就有MRS信号响应；同时可以在MRS方法确定的有水范围内，结合ρs异常的特点确定井位；而且能够区分水质，利用电阻率值的大小来区分出咸水或淡水；并且结合激发极化法异常特点，圈定烃类（含有氢核）污染水的污染范围和程度等。
核磁共振技术（MRS）通过测量地层水中的氢核来直接找水，主要是通过测量地层水中的氢核来直接找水。在有地下水活动的地段，就有MRS信号响应，利用NUMIS（或NUMISρLS或NUMISLis）系统配备的软件对采集的信号进行处理和解释，就给出了各含水层的深度、厚度。在没有地下水活动的地段，MRS方法则无响应。其信号振幅直接反映地下水的含水量，衰减时间反映地下水岩层的平均孔隙度，信号相位反映岩层电阻率，最大探测深度可达150米。目前，NUMIS系统是当前最先进的直接找水设备，在世界上多个国家进行过实地应用，应用效果非常理想，具有如下优点：MRS找水方法的原理决定了该方法能够直接找水，特别是找淡水。在该方法的探测深度范围内，只要地层中有自由水存在，就有MRS信号响应，反之则没有响应；同时MRS方法受地质因素影响小。在淡水电阻率与其赋存空间介质的电阻率无明显差异的情况下，电阻率法找水就显得无能为力，而核磁共振测深却能够直接探测出淡水的存在。完成一个核磁共振深点的费用仅为一个水文地质勘探钻孔费用的1/10，并可以快速地提供出打井位置及划定找水远景区，在干旱牧区具有非常广阔的应用前景。
2.EH4找水技术
StratagemEH-4连续电导率成像系统通过发射和接收地面电磁波来进行电阻率测深，可由连续的测深点阵形成地下二维电阻率剖面，能够探测地下浅至几米深及千余米的地层结构，在地下水勘察领域适用于寻找构造裂隙水。
大地电磁法是属于物探技术中的交流电法技术，又称大地电磁测深法，主要是通过接收不同频率的大地电磁场信号，来探测地下地质体的特征。大地电磁测深法，在水利行业中的代表性仪器为美国产EH-4型连续电导率剖面仪。大地电磁测深法的工作原理是，通过仪器接收不同频率的大地电磁场信号，来探测不同深度地质体的埋深、厚度、产状等地质参数，通过用专用软件对探测数据解释，得出地下地层的岩性、厚度、颗粒大小，地质构造的产状等物探成果资料。进一步对物探成果资料进行分析解释，可以推断地下不同地层的富水性、厚度、埋深、分布范围，或者推断出地下矿体的厚度、产状、品位，以及地质构造的分布范围、深度及产状。EH4-4连续电导率剖面仪，有其优点如下：
（1）设备轻便，由于是测量大地电磁场，为天然场测量，一般情况下，不需人工激发源，免除了大型、沉重的供电设备，只需12伏小电瓶给仪器供电就行；特殊情况下，其备用的发射机很轻便。测量电极采用20米长的细电缆，连接4个不锈钢小电极和2个小磁棒，测1个测点时只布设1次，不用跑极工。因其通过不同频率的信号来探测不同深度，而不是象直流电法那样，用增加供电导线的长度来测深的，这样就大大的减小了劳动强度。
（2）能在冬季施工，由于电磁波的穿透能力强，不受高阻屏蔽层的影响，因此能够穿透冻土层，探测冻层以下的地层，而直流电法由于冻土层影响，在冬季无法施工。EH-4仪器备有人工发射源来增强信号，能在沙漠地区开展工作；直流电法，由于接地条件不好造成信号微弱，有时在沙漠地区无法开展工作。
（3）成果资料解释自动化程度高，由于EH-4型仪器的数据采集和成图，采用计算机技术，有EMAGEM-2D和SUFER绘图软件，处理数据方便，出图快，而且仪器主机能显示和打印物探初步成果，给物探工作带来很大的方便。
物探大地电磁测深法具有设备轻便，采集数据点多，测量深度大，可测1000米以上的深度，仪器灵敏度高，解释分析自动化程度高等优点，另外可不受高阻屏蔽层影响，能测量高阻地层以下岩层，特别是不用跑极，劳动强度小，探作简单可在车内操作等优点，近年来受到国土资源，水利行业的重视，在缺水区找水具有相当的优越性。
二、找水技术应用及效果评价
1、找水技术应用
1．1孔隙水探测技术
目前，浅层孔隙水的勘探技术已经较为成熟，在一般平原地区，通常可采用电测深法通过测定视电阻率参数来判断含水层的结构。但是在较干旱的沙漠地区，电阻率法的工作难度大，通常采用瞬变电磁法。而在浅层高度矿化地区，电阻率偏低，使得供电电流过大，这时可以采用大地电磁法进行测深。但由于常规物探方法基本原理的局限性，使的探测结果存在多解性。核磁共振找水法作为一种直接找水的方法，在探测孔隙潜水时，具有其的特的优势，准确率可达90%以上，同时可以利用核磁共振方法来确定含水层的深度及其含水量、渗透系数等水文地质参数。
1．2基岩裂隙水勘探技术
基岩地下水多以脉状分布，空间分布极不均匀，严格受地质构造的控制，而且裂隙水大多都分布于山区，地形条件较为复杂，一般的物探方法找水收到很大局限性。因此，开发利用基岩裂隙水的关键就是解决地形影响以及如何准确探明基岩构造的分布对裂隙水的控制作用。为解决上述问题，可以采用遥感和物探相结合的方法来进行勘探。首先，可以通过对小比例尺航片、卫片数据的解释来判断勘探区的岩性构造的可能性；然后利用普通电法、电磁法、或浅地震法快速定性确定基岩构造的走向，水平分布位置、构造带宽度；在方法上最好选用2～3种物探方法进行标测。最后利用核磁共振技术确定含水层段及其富水性。当含水层较深时，可采用地震勘探技术对岩性结构进行全而细致的分析，再与探测深度大且对低阻目标反应灵敏的瞬变电磁法相结合，即可对有效的探测深度低阻率裂隙水。
2、找水技术集成应用效果评价
通过多年来的找水实践，在严重缺水地区进行地下水勘查，运用先进的水文地质勘探新技术，会取得很好的找水效果，特别是核磁共振找水技术和瞬变电磁法找水，以及这2种方法的结合，对探测地下水有着优势互补的良好效果。目前，核磁共振法是直接寻找浅层水方面最有效方法，目前探测深度可达150m。另外瞬变电磁法也是一种非常成熟的找水方法，一般测量深度都在几百米左右，通过在内蒙古四子王旗、正镶白旗、五原县等供水水源地勘察评价中，这2种方法的互补找水效果尤为明显，建议在干旱牧区找水实践中大力推广。
结束语
总体而言，干旱边远牧区的牧民，由于自然条件差，居住分散，交通不便，能源短缺，经济落后，大部分地区还依靠畜驮马拉的方式到几公里甚至十几公里外的地方取水，水源没有净水和消毒措施，基本不符合《生活饮用水卫生标准GB5749－2006》的要求；加之干旱牧区地处偏远、输水距离长、供水量小等，且无常规能源动力，使得牧区供水特殊而困难，这也是牧区饮水安全的有一突出问题。
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