利用高密度电法探测咸淡水分界面

1、概况
沿海地区普遍都存在海水入侵导致地下水咸化的问题，特别是在一些经济比较发达的地区，由于开采地下水，甚至过量开采利用地下水，导致海水不断侵入，造成地下淡水逐渐咸化，水质不断恶化，严重影响了人民群众的生产和生活用水。
广东省惠州市惠东双月湾，远离市区，经济发展比较落后。当地政府决定对该地区开发利用，拟建成旅游度假区。但因该段地区两侧临海，淡水资源比较匮乏。为了解地下淡水的分布情况，建设方委托我们对该地区地下淡水资源进行勘查，划分出咸水与淡水的分界面，为合理规划和开发利用地下淡水资源提供帮助。
2、地形条件
双月湾位于惠东县平海镇，西北端连接稔平半岛，整体呈犄角状向东南方向突出来，呈狭长条带状。其长约5km，宽约350m，有三面被海水包围，南侧沿海边有水泥公路。工地处于双月湾中段，南侧紧邻公路，北侧靠近内海湾。场地目前处于未开发状态，地表植被茂盛，主要为青草，局部丛生仙人掌等灌木。
3、地球物理特征
根据钻探揭露，地层岩性自上而下依次为：粉细砂、中砂、淤泥质粉砂、粉土。地下水位埋深约1.0m。根据实测，咸水的电阻率小于15Ω•m，淡水的电阻率大于15Ω•m。利用高密度电法，勘查地下含水地层的视电阻率，根据视电阻率的分布情况，即可划分出咸水与淡水的分界面。
4、现场工作布置
本次工作选用高密度电阻率法。高密度电阻率法是以岩土体导电性差异为基础，通过研究在人工施加的电场作用下，地下传导电流的分布规律，揭示地层结构和其它隐伏的地质现象。工作时，通过电极向地下供电，测量接收电极之间的电位差，求得该测点的视电阻率值。对实测的电阻率剖面进行计算、分析、处理，即可获得地层中的电阻率分布情况，快速而准确地获取丰富的地下信息。
现场共布置了3条电法测线，2条测线垂直于公路方向（即与两侧海水入侵方向一致），1条测线平行于公路方向。本次电法采用温纳装置，每条测线布置1个排列，60个电极，电极距为5m，排列长度为300m。
5、数据处理与分析
高密度电法数据处理流程主要是：
数据格式转换→剔除畸变点数据、改正干扰数据→反演→绘制视电阻率图→地质分析解释→形成地质解释剖面。
电法测线1（南北方向，垂直于公路布置）数据反演结果见图1。

图中，蓝色为小于10Ω•m，绿色为11~20Ω•m，黄色为大于25Ω•m。图左轴为高程，图上轴为测线距离。从图中可以看出，咸水与淡水的分界面非常清楚，测线两端（两端靠近海边的位置）分界面略浅，中间稍深一些，大致在地下15m（高程-12m）。其中，在测线距离170~200m之间，出现地下咸水与淡水混在一起，分界面模糊。经调查，在测线距离185处，有一47m深的钻孔，在钻探过程中，对地下咸水形成了扰动。
6、解释成果
经过高密度电法勘查工作果，基本查清了场地内地下淡水的分布情况，并绘制了相应的地下淡水分布地质剖面图。由高密度电法成果图可知，场地内地下水的构成中，浅部水为淡水，深部水为咸水，分界面约为地下15m深度，场地两侧的海水已在地下深部连通起来。可见，该地区淡水资源还是比较匮乏的，因此对淡水的利用一定要合理规划。
7、结论
通过本次工程可知，在沿海地区，利用高密度电法对海水的入侵情况进行调查，其方法是有效可行的，且工作方法具有高效、简洁、费用低等优点。