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【摘 要】本文主要介绍了EH-4连续电导率剖面仪的一些使用情况，以及使用EH-4在贵州省部分地区进行物探找水的几个实例，通过对物探EH-4资料和水文地质资料以及钻孔情况的对比分析说明EH-4在抗旱救灾找水方面的一些优缺点，以及使用EH-4在找水过程中的一些注意事项。
【关键词】EH-4；视电阻率；裂隙；断裂；岩溶；地下水；构造
[Abstract] The authors mainly introduce the use of the EH-4 continuous conductivity profliler and some instance of using EH-4 to find water in some areas of Guizhou province. Through the comparison analysis of geophysical EH-4 data， hydrogeological data and drilling data， showing some advantages and disadvantages of the EH-4 to find water for drought relief， and some considerations in the process of using EH-4 to find water.
[Key Words] EH-4；apparent resistivity；cracks；fracture；karst；groundwater；structure
0.引言
从2009年秋天起，贵州省大部分地区出现少雨至无雨的天气， 至2010年3月，贵州省有84个县市受灾，影响人口达1700万人，有500多万人、200多万头牲畜发生饮水困难，城市工业用水几乎处于停顿状态 。2011年贵州大部地区也发生了同样的干旱，旱情给贵州的工农业生产造成了巨大影响，给人民的生活打来了极大的不便。贵州省各相关单位及乡镇积极组织人员抗旱救灾，保证民生，截止2011年底，贵州省地矿局已在6个地州市37个县市布孔295个，投入钻机46台，参与人员共504人，完工抗旱钻孔161口，成井139口；2012年贵州省计划完成机井成井800口。通过与单位和个人合作的方式，在贵州省抗旱期间，我队物探组使用EH-4连续电导率剖面仪对黔南多处干旱区的水井靶区进行了测量，对数据处理分析后，结合实际情况，指定打井位置，预测成井深度，取得了较好的物探地质效果。
1.EH4使用的一些基本情况
1.1 EH-4的优点
EH-4是1996年由美国EMI与Geometrics两家公司联合研制的，重点解决浅、中深度范围内工程地质等问题的一种双源型电磁系统，工作频率范围在10HZ～100KHZ，探测深度从地下数米到一千米以内。相对于其它电磁法仪器，它有以下优点：1）EH-4使用人工电磁场和天然电磁场两种场源，在信号弱的地区使用人工场源，可以保证全频段能观测到可靠信号；2）利用天然场源无需使用笨重的柴油机和发射源，整套仪器轻巧实用，操作简单，单点测量时间较短，所以EH-4适合在贵州等山区作业；3） 同时接受X、Y两个方向的电场与磁场，反演X-Y电导率张量成像剖面，对判断二维构造特别有利，而一般人工场源电磁测深仅能进行标量测量，不能正确判断二维构造；4）实时数据处理与成像，资料解释简捷，图像直观。
1.2 EH-4使用情况的一些介绍
从1998年左右，EH-4开始引入中国，在西北找水，找地热等方面应用较好，后来地矿和有色等部门开始引入EH-4，将其应用到找矿等方面，在云南、西北、江浙等地区也都取得了不错的成绩。现在EH-4已广泛应用到找水找矿、工程勘查等众多方面。
我队与2008年购入EH-4，开始主要将其应用在金属矿勘查中，在大部分矿区都取得了不错的效果，为找矿提供了物探依据。经过长期的摸索和实践，发现使用EH-4在寻找构造，揭示隐伏断层、发现地下溶洞裂隙等方面反应也较好的效果，所以我们在寻找地下水方面也做了不少尝试，取得了较好的成绩。
2.使用EH-4找水的几个实例
2.1福泉市藜山乡一水井定孔问题
2010年干旱，福泉市藜山乡旱情严重，乡政府所在位置及周边几个村寨人畜饮水均十分困难，我队地勘公司负责在镇政府所在位置附近打一口日出水量不小于30吨的深水井，供给镇政府及周围村寨。先期钻探没有使用物探EH-4测量，施工钻探深度已达178m，并未打到优质水源，钻探施工被迫停止。后使用EH-4在该区域完成几条测深剖面，图1为其中一条剖面，剖面内有两处高阻圈闭异常：YC1处地表有一口自流井，地表高程相对较低，有水流上涌至地表，可供人畜饮用，但是水流量很小，水泵一抽即干，水资源不能规模使用；YC2地表为一岩溶漏斗，底部已被填埋，下大雨时或到雨季，常有水从漏斗底部向上冒出。两个电阻率异常位置和地表异常位置对应较好。剖面线380m处为已施工钻孔位置，从视电阻率断面图上可以看出其下部围岩较为完整，出水成井可能性不大。使用多条物探EH-4剖面对本靶区进行测量，认为此处成井条件不佳，取消了该钻孔的施工。
图1 EH-4视电阻率断面图（剖面2）
结合地质情况，在该钻孔偏东南400m的位置完成另外几条EH-4剖面，圈定一个成井条件较好地位置，布置钻孔施工，视电阻率断面图见图2，剖面线40m-60m之间有一电阻率等值线凹陷带，呈V字状分布，规模较大，经过和地质水文资料对比分析，认为在该区域成井条件较好，易于打出优质水源，物探预测最终成井深度80-200m。后经钻探验证，80m处已经出水，140m处，日出水量已达50吨，达到设钻计要求，钻探终孔深度140m。
图2 EH-4视电阻率断面图（剖面8）
2.2 独山县某水井定孔问题 独山县工业园区内有一大型食品加工企业，由于生产需要，要在园区附近打水井，日需水量1500吨左右。参照周围的地质水文资料，此处为易成井区域，地下水以裂隙水和岩溶水为主，但是成井多为100吨到几百吨的小型水井，所以建议施工水井5-10口，需要时将地下水集中使用。由于EH-4使用天然场源，抗干扰能力较差，工作区域紧邻城区，电网分布较密，又有公路通过，部分剖面受电磁信号干扰严重，数据失真。物探剖面布设多穿越地表断层和天然小水塘等易成井区域，尽量避开人为干扰或减少干扰影响。有几条剖面干扰较小，其中几处易成井区电阻率断面图反映较好，如图3所示两条剖面。
图3 EH-4视电阻率断面图（剖面6、剖面1）
从地质和水文资料上获悉，剖面6穿过一条断层，剖面线200m左右地表常年有积水，为裂隙构造水。通过电阻率断面图可以看到，从140-240m之间有一条斜V字状低电阻率区域，电阻率等值线呈凹陷分布，地下电阻率圈闭和不规则分布较多，推测岩石较破碎，V字状低电阻率带为断层影响。V字状电阻率带倾斜方向和断层倾向一致，根据电阻率的分布，推测出了断层位置，设计施工水井两口，后经钻探对设计钻孔位置2处施工，成井于160m，日出水量超过300吨/天。剖面1处，地下电阻率等值线分布比较均匀，岩层相对比较稳定，400-420m处有电阻率等值线有一明显凹陷，推测此处成井条件相对较好，并在此处设计钻孔一口，后经钻探验证，成井于178m，日出水量超过200吨/天。
3.EH-4在实际工作中存在的问题及处理方法
（1）由于EH-4采集的是天然场源信号，相当一部分工作区域都或多或少的有民用电线、高压线路、水流、手机信号塔等干扰源存在，干扰源强度、距离以及与剖面线的夹角不同，对采集到的数据影响也不尽相同。通过工作总结：对于信号干扰严重的区域，建议采用其它物探方法进行测量；遇高压线和民用电线干扰时，布设剖面线尽量垂直或斜交输电线路，能最大限度的减少信号干扰的范围，采集到尽量多的有用数据；手机信号塔对EH-4的干扰也较大，工作时剖面尽量远离信号塔，可以在距离信号塔不同距离的范围内做几条不同方位的实验性剖面，选择受干扰较小的位置和方位布设测量剖面；水流和风对测量影响可通过深埋磁探头，用土石物掩埋电缆等方式克服。
（2）EH-4在测量时，将频段分为三个部分测量，高频段、中频段和低频段。探测深度即趋肤深度和频率以及电阻率的关系式为：
其中： δ为趋肤深度；ρ为地层电阻率；f为频率
即探测深度和频率的平方根成反比，为了提高工作效率，根据实际需要，结合地质情况，选择合理的频段进行测量，不一定将三个频段数据全部测量，如探测深度在300m以内的大部分工作区域，只测量高频段信号就能满足实际需要，这样能大大提高工作效率。
（3）在使用过程中，有些易损部件要注意保护，如磁棒线的接口要用胶布或其它东西固定；可以将水平尺（选择塑料的）与磁棒相固定，这样放置磁棒时可以节约工作时间。
参考文献：
[1] 何继善. 可控源音频大地电磁法[M].长沙：中南工业大学出版社，1990.
[2] 石应骏. 大地电磁测深法教程[M]. 北京：地震出版社，1985.
[3] 劳雷公司. EH-4操作手册[S].2000.
【关键词】EH-4；视电阻率；裂隙；断裂；岩溶；地下水；构造
[Abstract] The authors mainly introduce the use of the EH-4 continuous conductivity profliler and some instance of using EH-4 to find water in some areas of Guizhou province. Through the comparison analysis of geophysical EH-4 data， hydrogeological data and drilling data， showing some advantages and disadvantages of the EH-4 to find water for drought relief， and some considerations in the process of using EH-4 to find water.
[Key Words] EH-4；apparent resistivity；cracks；fracture；karst；groundwater；structure
0.引言
从2009年秋天起，贵州省大部分地区出现少雨至无雨的天气， 至2010年3月，贵州省有84个县市受灾，影响人口达1700万人，有500多万人、200多万头牲畜发生饮水困难，城市工业用水几乎处于停顿状态 。2011年贵州大部地区也发生了同样的干旱，旱情给贵州的工农业生产造成了巨大影响，给人民的生活打来了极大的不便。贵州省各相关单位及乡镇积极组织人员抗旱救灾，保证民生，截止2011年底，贵州省地矿局已在6个地州市37个县市布孔295个，投入钻机46台，参与人员共504人，完工抗旱钻孔161口，成井139口；2012年贵州省计划完成机井成井800口。通过与单位和个人合作的方式，在贵州省抗旱期间，我队物探组使用EH-4连续电导率剖面仪对黔南多处干旱区的水井靶区进行了测量，对数据处理分析后，结合实际情况，指定打井位置，预测成井深度，取得了较好的物探地质效果。
1.EH4使用的一些基本情况
1.1 EH-4的优点
EH-4是1996年由美国EMI与Geometrics两家公司联合研制的，重点解决浅、中深度范围内工程地质等问题的一种双源型电磁系统，工作频率范围在10HZ～100KHZ，探测深度从地下数米到一千米以内。相对于其它电磁法仪器，它有以下优点：1）EH-4使用人工电磁场和天然电磁场两种场源，在信号弱的地区使用人工场源，可以保证全频段能观测到可靠信号；2）利用天然场源无需使用笨重的柴油机和发射源，整套仪器轻巧实用，操作简单，单点测量时间较短，所以EH-4适合在贵州等山区作业；3） 同时接受X、Y两个方向的电场与磁场，反演X-Y电导率张量成像剖面，对判断二维构造特别有利，而一般人工场源电磁测深仅能进行标量测量，不能正确判断二维构造；4）实时数据处理与成像，资料解释简捷，图像直观。
1.2 EH-4使用情况的一些介绍
从1998年左右，EH-4开始引入中国，在西北找水，找地热等方面应用较好，后来地矿和有色等部门开始引入EH-4，将其应用到找矿等方面，在云南、西北、江浙等地区也都取得了不错的成绩。现在EH-4已广泛应用到找水找矿、工程勘查等众多方面。
我队与2008年购入EH-4，开始主要将其应用在金属矿勘查中，在大部分矿区都取得了不错的效果，为找矿提供了物探依据。经过长期的摸索和实践，发现使用EH-4在寻找构造，揭示隐伏断层、发现地下溶洞裂隙等方面反应也较好的效果，所以我们在寻找地下水方面也做了不少尝试，取得了较好的成绩。
2.使用EH-4找水的几个实例
2.1福泉市藜山乡一水井定孔问题
2010年干旱，福泉市藜山乡旱情严重，乡政府所在位置及周边几个村寨人畜饮水均十分困难，我队地勘公司负责在镇政府所在位置附近打一口日出水量不小于30吨的深水井，供给镇政府及周围村寨。先期钻探没有使用物探EH-4测量，施工钻探深度已达178m，并未打到优质水源，钻探施工被迫停止。后使用EH-4在该区域完成几条测深剖面，图1为其中一条剖面，剖面内有两处高阻圈闭异常：YC1处地表有一口自流井，地表高程相对较低，有水流上涌至地表，可供人畜饮用，但是水流量很小，水泵一抽即干，水资源不能规模使用；YC2地表为一岩溶漏斗，底部已被填埋，下大雨时或到雨季，常有水从漏斗底部向上冒出。两个电阻率异常位置和地表异常位置对应较好。剖面线380m处为已施工钻孔位置，从视电阻率断面图上可以看出其下部围岩较为完整，出水成井可能性不大。使用多条物探EH-4剖面对本靶区进行测量，认为此处成井条件不佳，取消了该钻孔的施工。
图1 EH-4视电阻率断面图（剖面2）
结合地质情况，在该钻孔偏东南400m的位置完成另外几条EH-4剖面，圈定一个成井条件较好地位置，布置钻孔施工，视电阻率断面图见图2，剖面线40m-60m之间有一电阻率等值线凹陷带，呈V字状分布，规模较大，经过和地质水文资料对比分析，认为在该区域成井条件较好，易于打出优质水源，物探预测最终成井深度80-200m。后经钻探验证，80m处已经出水，140m处，日出水量已达50吨，达到设钻计要求，钻探终孔深度140m。
图2 EH-4视电阻率断面图（剖面8）
2.2 独山县某水井定孔问题 独山县工业园区内有一大型食品加工企业，由于生产需要，要在园区附近打水井，日需水量1500吨左右。参照周围的地质水文资料，此处为易成井区域，地下水以裂隙水和岩溶水为主，但是成井多为100吨到几百吨的小型水井，所以建议施工水井5-10口，需要时将地下水集中使用。由于EH-4使用天然场源，抗干扰能力较差，工作区域紧邻城区，电网分布较密，又有公路通过，部分剖面受电磁信号干扰严重，数据失真。物探剖面布设多穿越地表断层和天然小水塘等易成井区域，尽量避开人为干扰或减少干扰影响。有几条剖面干扰较小，其中几处易成井区电阻率断面图反映较好，如图3所示两条剖面。
图3 EH-4视电阻率断面图（剖面6、剖面1）
从地质和水文资料上获悉，剖面6穿过一条断层，剖面线200m左右地表常年有积水，为裂隙构造水。通过电阻率断面图可以看到，从140-240m之间有一条斜V字状低电阻率区域，电阻率等值线呈凹陷分布，地下电阻率圈闭和不规则分布较多，推测岩石较破碎，V字状低电阻率带为断层影响。V字状电阻率带倾斜方向和断层倾向一致，根据电阻率的分布，推测出了断层位置，设计施工水井两口，后经钻探对设计钻孔位置2处施工，成井于160m，日出水量超过300吨/天。剖面1处，地下电阻率等值线分布比较均匀，岩层相对比较稳定，400-420m处有电阻率等值线有一明显凹陷，推测此处成井条件相对较好，并在此处设计钻孔一口，后经钻探验证，成井于178m，日出水量超过200吨/天。
3.EH-4在实际工作中存在的问题及处理方法
（1）由于EH-4采集的是天然场源信号，相当一部分工作区域都或多或少的有民用电线、高压线路、水流、手机信号塔等干扰源存在，干扰源强度、距离以及与剖面线的夹角不同，对采集到的数据影响也不尽相同。通过工作总结：对于信号干扰严重的区域，建议采用其它物探方法进行测量；遇高压线和民用电线干扰时，布设剖面线尽量垂直或斜交输电线路，能最大限度的减少信号干扰的范围，采集到尽量多的有用数据；手机信号塔对EH-4的干扰也较大，工作时剖面尽量远离信号塔，可以在距离信号塔不同距离的范围内做几条不同方位的实验性剖面，选择受干扰较小的位置和方位布设测量剖面；水流和风对测量影响可通过深埋磁探头，用土石物掩埋电缆等方式克服。
（2）EH-4在测量时，将频段分为三个部分测量，高频段、中频段和低频段。探测深度即趋肤深度和频率以及电阻率的关系式为：
其中： δ为趋肤深度；ρ为地层电阻率；f为频率
即探测深度和频率的平方根成反比，为了提高工作效率，根据实际需要，结合地质情况，选择合理的频段进行测量，不一定将三个频段数据全部测量，如探测深度在300m以内的大部分工作区域，只测量高频段信号就能满足实际需要，这样能大大提高工作效率。
（3）在使用过程中，有些易损部件要注意保护，如磁棒线的接口要用胶布或其它东西固定；可以将水平尺（选择塑料的）与磁棒相固定，这样放置磁棒时可以节约工作时间。
参考文献：
[1] 何继善. 可控源音频大地电磁法[M].长沙：中南工业大学出版社，1990.
[2] 石应骏. 大地电磁测深法教程[M]. 北京：地震出版社，1985.
[3] 劳雷公司. EH-4操作手册[S].2000.