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矿井水灾既影响稳定生产，恶化操作环境，增加排水成本，
缩减仪器设施的使用寿命，还直接影响生命安全，导致煤矿
资源经济损失甚至员工伤亡，给国家及人们生命财产带来无
法估计的损失，加强矿井防渗是确保矿井安全生产的关键要
点。所以，确定地下水径流对布向非常关键，采取水文物探
法方面的自然电位法与充电法处理地下水流速及流向问题是
最高效、最经济的途径。
1 地下水种类物探勘测介绍
地下水出现在岩溶裂缝与基岩风化裂缝、构造裂缝内，
根据地层岩性和含水介质组合特点、水动力环境，地区地下
水种类分成松散岩类孔隙水、碎屑岩体基岩裂缝水与碳酸盐
岩溶水 3类，顺岩层走势和倾向径流，在地势较低和压力降低
位置以泉点方式排出。
1.1 ഞཛफࣂഃ
出现在第四系（ Q
）损坡积、冲击以及洪积层空隙中 ，不
整合覆在各地层上面，地区厚度不均。含水薄弱，透水性好，
受大气降水干扰，季节变化明显，富水性稀少 ~中等。
1.2 ാཛݮཛॺשഃ
分布在二叠系表面统宣威组和三叠系底部统飞仙关组的
粉砂岩、粘土岩、炭质页岩和碎屑砂岩，碎屑岩接近地面时
风化作用很强，风化裂缝明显，含风化裂缝水，深部裂缝机
构发育区段，以结构裂缝水为主。碎屑岩层地下水移动受地形、
地貌以及构造管理、岩性影响，富水性整体很弱，主要基于
大气降雨补给，受地势干扰通常是近源补给、就近排出。
1.3 ൯ശབྷཛగഃ
出现在二叠系内统栖霞茅口组、三叠系底部统飞仙关组
顶段、三叠系底部统永宁镇组灰岩、燧石灰岩内，分布区大
都是裸露和半裸露的基岩区域。大气降雨极易通过地面诸多
的负地形渗进岩溶裂缝中，岩溶内有许多岩溶水，富水性高，
这类岩溶水远程径流，最终以岩溶泉、岩溶泉落等方式集中
于矿区北侧的淤泥河河谷内。
2 基本原理
2.1 ᆑ௶Շส֥
如果地下水受到较大的渗透压力影响，且经过多孔岩石
内的孔隙、裂缝时，因为岩石颗粒表层对地下水里的正离子、
负离子存在选择性的吸附功能，产生了正离子、负离子布局
失衡，所以引起了岩石的天然极化。因为岩石颗粒表层吸收
了负离子，促使在流动的地下水内聚集了大量正离子，由此
在水流方向呈现出高电位，而背水流方位呈现出低电位，指
补给区是负，排泄区域是正，该种场是因为水受到岩石颗粒
过滤出现的，所以称作过滤电场，经过对地面过滤电场的探
究检测地下水水流方向。 自然电位法是探究天然电场的布局规律以处理地质情况
的一种探测手段。因其不用供电，设备及操作方式简单，效
率高而得到广泛使用。
2.2 ѩԨ֥
充电法是以 NaCl用作指示剂放入钻孔内，因 NaCl溶解
于水，伴随水的运动进到含水层
，在含水层内出现一个食盐
的电解质低阻带，该低阻带在电场内是等电位体。刚开始时，
低阻带的中间和钻孔中心相同，伴随地下水的运动，低阻带
顺着地下水流向分散迅速，盐水中心也朝地下水流向运动。
当朝钻孔内地下水供电时，地面探测的等电位线将随着时间
朝地下水流向运动，出现一个顺地下水流向的高含量盐水带。
结合此带移动的方向及速度，明确地下水水流的速度及方向。
基本原理即水的运动促进 NaCl的运动，结合流动间距检测
NaCl 运动的速度。
充电法是以地质对象和围岩中导电性差别为前提，处理
地质情况的一种探测手段
。其需要供电，仪表设施既要有供
电网，还需要检测系统，仪表设施和电阻率法相同。
3 实例介绍
本文对某井检测孔采取自然电位法与充电法来检测地下
水水流速度及方向，其目的在于查找某检查孔第三系、第四
系疏松层中含水地层与风氧化带中地下水水流速度与方向。 地层物理特点是，结合原地质信息得知，第四系通过风积
沙与粘土构成，平均厚度为 23.05 m。底部由第三纪新近系（N2）
紫红色砂质粘土构成，平均厚度 200.86 m。为团块状、胶结密
［
水文物探方法在测定地下水流速流向中的运用分析（论文）.pdf
