應(yīng)用地球物理學(xué)的原理進(jìn)行工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查的勘探和測試方法。它是地球物理勘探的一個分支,簡稱工程物探。由于各種巖石或地質(zhì)體在密度、磁性、導(dǎo)電性、彈性、放射性等物理性質(zhì)上存在著差異,人們用不同方法和不同儀器,測量其天然或人工的地球物理場,并分析研究由于這些物理性質(zhì)差異而引起物理場的變異,再經(jīng)推斷解釋,以了解地下地質(zhì)情況;或利用儀器直接測定巖體的物理特性,提供工程設(shè)計需要的參數(shù)。水利工程地質(zhì)勘察中廣泛而正確地運(yùn)用工程物探,可加快勘測速度,降低成本,還可得到巖體原位的物性參數(shù),對工程地質(zhì)條件的定量評價起到促進(jìn)作用。中國水利工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用工程物探始于20世紀(jì)50年代初。常用的方法主要有地震勘探、電法勘探、彈性波測試和測井,此外還有放射性勘探、微重力勘探、磁法勘探等。
遙感技術(shù) 根據(jù)電磁波輻射(發(fā)射、吸收、反射)的理論,應(yīng)用各種光學(xué)、電子學(xué)探測器對遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行探測和識別的綜合技術(shù)。航空攝影地質(zhì)是早的一種遙感地質(zhì)方法,至今仍然是遙感地質(zhì)中一個重要的組成部分。60年代以來,在運(yùn)載工具、傳感器及圖像處理、解釋方法上都有了迅速發(fā)展。除可見光波段攝影黑白像片和彩色像片外,還發(fā)展了紅外線,多波段、雷達(dá)、激光等技術(shù)。利用地物反射人工發(fā)射的電磁波進(jìn)行遙感的稱為主動遙感;利用地物反射太陽輻射的或由地物自身發(fā)射的電磁波進(jìn)行遙感的稱為被動遙感。遙感技術(shù)可以提供有關(guān)地貌、巖性、地層、褶皺、斷層、構(gòu)造、巖漿巖以及隱伏構(gòu)造和深部構(gòu)造的資料。紅外遙感技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中具有特別重要的意義。遙感技術(shù)不僅能克服地面點(diǎn)、線調(diào)查的局限性及視野的阻隔,使人們能從整體上宏觀地進(jìn)行地質(zhì)研究,而且還能提供各種電磁波的地質(zhì)信息,其中微波能穿透植被和第四紀(jì)地層,提供一定深度范圍的地質(zhì)信息。此外,還可以對一個地區(qū)反復(fù)成像,以取得的的地質(zhì)動態(tài)資料。
井中無線電波透視法 無線電波是指頻率在幾十萬赫至幾十兆赫電磁波。當(dāng)它在地下介質(zhì)中傳播遇到低阻的地質(zhì)體時常被強(qiáng)烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū),用它探測溶洞效果甚好。工作時,將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別置于相隔一定距離的兩個鉆孔內(nèi),若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時,沿井軸各點(diǎn)接收到的無線電波信號較強(qiáng),如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時,則在低阻體的背面形成一個無線電波信號被強(qiáng)烈衰減的陰影。運(yùn)用“交會法”即可圈定被測異常體的位置和輪廓。
鉆孔地震波測速法 在鉆孔中利用直達(dá)波測定地層波速的方法。有單孔法和跨孔法兩種。單孔測速法是在孔口附近激振,在鉆孔內(nèi)的不同深度上安置探頭測定直達(dá)波的初至?xí)r間。探頭是由兩個互為正交的水平檢波器和一個垂直檢波器組成。利用氣壓附壁裝置,可使探頭緊貼井壁。測定縱波速度(vp)時,須作垂直激振。測定橫波速度(vs)時,須作水平激振,通常是在壓有重物的厚木板兩端作水平振擊以激發(fā)橫波。根據(jù)直達(dá)波穿過某地層所需的時間及該地層的厚度可算出地層速度。跨孔法(圖6)是在一個鉆孔中激振,在相隔一定距離的另一個鉆孔中觀測直達(dá)波的到達(dá)時間。對于淺孔,可用木桿插入井底,在地面敲擊木桿的一端進(jìn)行激振。在較深的鉆孔中可用“附壁式井下錘”激發(fā)橫波。已知激振點(diǎn)到檢波器的距離以及直達(dá)波的行進(jìn)時間便可算出地層波速。