成果快讯 | 基于多种技术联合的河床淤积层分布探测技术方法初步形成

2022.05.08 中国矿业报   

　　 《中国地质调查成果快讯》近日刊发了“淮河流域典型地区地表水地下水转化关系研究”工作近年来取得的主要成果。

　　该项工作归属于“沙颍河涡河流域水文地质调查”项目的科技创新目标之一，由中国地质调查局南京地质调查中心承担，工作周期为2019年1月至2021年12月。项目组通过在涡河亳州段及新汴河宿州段运用多普勒声学流速仪、高密度电法、地质雷达等多种技术手段联合探测，查明河流两侧地下水含水层分布特征，河床底泥空间分布及厚度，初步形成基于多种技术联合的河床淤积层分布探测技术方法。该成果可建立平原河网地区河流沉积物及两侧漫滩含水层空间结构，为潜流带转化物理模型构建、人工水系渗漏以及河湖结构刻画提供重要支撑，也可辅助进行地表水与地下水转化研究。

　　一是开展高密度电法多种探测方案的精确解译含水层空间结构。项目组在距离河岸15米处采用高密度电法物探手段，精确解译含水层空间结构。该剖面30～48米处存在一组弱透水层（粉质黏土），在其下为承压含水层，根据电阻率的变化特征将河床底部岩性结构分为4层；根据解译结果能够准确地探测该弱透水层在约33米处的位置；可判读潜水含水层分布的不均匀性，以及地表导致电阻率变化的原因，在22米处位置有湿地导致地表电阻率偏低，在14米处位置由于修建水泥路导致地表电阻率偏高。

　　二是基于多普勒超声及地质雷达测量技术查明河床底部沉积物分布特征。项目组利用多普勒声学流速仪及地质雷达综合探测，反演出河床形态及底泥分布特征。该断面的底泥厚度分布不均，两岸薄中间厚，厚度约为0.8米；雷达反射波在靠左岸位置出现异常，推断为河道抽砂影响底泥分布。该方法快速简洁，在平原河流上抗干扰能力强。为了弥补地质雷达连续测量深度仅有2.5米的不足，项目组自行设计测量装置，利用地质雷达配合400兆赫天线开展点测，反演出其河床沉积物厚度分布特征。

　　三是多种探测组合技术成功应用于新汴河河段。2020年在新汴河河段，项目组采用瞬变电磁、水面地质雷达、高密度电法、多普勒声学流速仪等多种探测技术，开展河床沉积物探测研究。新汴河东节制闸上游河床形态呈现典型的蝶形，河床水面最大深度为3.5米，河床底整体平整，河床底泥厚度变化范围小，在1.2米左右，河床结构上比较均匀，与上游河流流速慢相关；新汴河东节制闸下游河床形态整体上起伏较大，从南岸至北岸的120米处，河床深度较浅，平均深度为1.8米，120～170米处河床深度剧增，达到5米左右，在浅河床处河床底泥厚度为0.8米，在深河床处河床底泥厚度明显增加，达1米左右。东节制闸下游河床底部的较大起伏与闸下河流流速快、河流冲刷强度大有关。　　（王赫生）

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