地面核磁共振地下水探测技术在水库大坝渗漏勘查中的应用.pdfVIP

第 39卷第 2期 物 探 与 化 探 V01．39．No．2 2015年 4月 GEOPHYSICAL ＆ GEOCHEMICALEXPLORATION Apr．，2015 doi：10．11720／wtyht．2015．2．37 王晓明，崔伟，聂栋刚．地面核磁共振地下水探测技术在水库大坝渗漏勘查中的应用 [J]．物探与化探 ，2015，39(2)：432-436．http：／／doi．org／10． 11720／wtyht．2015．2．37 WangXM，CuiW，NieDG，TheapplicationoftheSNMRgroundwaterdetectiontechnologytothedetectionofreservoirdam leakage[J]．Geophysicaland GeochemicalExploration，2015，39(2)：432—436．http：／／doi．org／10．11720／wtyht．2015．2．37 地面核磁共振地下水探测技术 在水库大坝渗漏勘查 中的应用 王晓明 ，崔伟 ，聂栋刚。 (1．安徽省矿产资源储量评审中心，安徽 合肥 230001；2．合肥工业大学 资源与环境工程学院，安 徽 合肥 230009；3．安徽省地勘局 第一水文工程地质勘查院，安徽 蚌埠 233000) 摘 要：地面核磁共振找水技术是一种非介入探测技术，通过识别水分子中氢原子信号的分布来推测水分子在地层 中的分布。进而确定是否有地下水存在，并给出地下水位 、富水程度和孔隙率等地层结构信息。以安徽某水库土质 大坝为例，采用地面核磁共振方法对大坝渗漏进行勘查 ，取得初始振幅(E。)、纵向弛豫时间(T。)、横向弛豫时间 ( )等物理参数，分析物理参数与地质结构的对应关系，判断出坝体存在两处渗漏点，通过地面调查和工程地质 钻探，验证了物探勘察结果，为病险水库坝体的治理提供地质依据。 关键词：地面核磁共振：水库大坝 ：坝体渗漏勘查；地下水位 中图分类号：P631 文献标识码 ：A 文章编号：1000—8918(2015)02—0432—05 我 国在 2O世纪 50年代末至 70年代修建了大 子。在地磁场 的作用下，氢质子 以Larmor角频 量的平原和山区水库，很大一部分属边勘测、边设 率 = 。IB。I=2畋 (其中 。为质子旋磁比)进行 计、边施工的水利工程 ，限于材料和技术等条件 ，水 旋进运动，产生沿地磁场方向的磁化强度M0(见图 库坝体 以土石坝居多，经过几十年的运行加之管理 1a) 。 粗放、维护较少 ．水库坝体、坝基出现渗漏的现象较 世界范围内，地磁场强度 为赤道 的25000 为普遍 ，坝体的稳定性存在较大隐患，进而威胁水库 nT到两极的65000nT．即Larmor频率范围为 1．0— 下游的生命与财产安全。据不完全统计，全国3100 3．1kHz 当铺设在地面上的线圈内通人 Larmor频 多座大中型水库 中，出现渗漏 的坝体与坝基约 占 率 的交变电流，()=0cos(2wfLt)脉冲时，在地面 20％：小型水库大坝也约有40％存在渗漏问题_】J。 以下产生高强度非均匀的激发磁场 。激发磁场 目前，探测大坝渗漏点的技术方法有很多，一般是通 曰 的能量由激发脉冲矩 q所决定，q是激发 电流脉 过地球物理资料反演间接推断坝体 、坝基的含水信 冲的幅值 ，和激发脉冲持续时间 的乘积(一般 息，再推测渗漏介质和渗漏途径 ]。而地面核磁 为40IllS)。 共振 (Surfacenuclearmagneticresonance，SNMR)方 激发磁场 ，垂直于地磁场 方 向，则对 自旋 法是 目前可以直接探测地下水 的物探新方法 ，通过 的氢质子施加了一个磁矩 ．使其旋转轴偏离地磁场 对物理参数与地质结构对应关系的研究