中国水资源匮乏，旱情频繁发生，找水勘查长期需要。2022年中国南方地区发生了大范围旱情（图1），持续时间长，多地出现人畜饮水困难，各地积极开展找水勘查工作。在众多找水勘查工作中，合适的物探仪器能发挥关键作用。艾都慧测作为专业的物探仪器研发生产厂家，其产品凭借精准探测、高效便捷等优势，在找水勘查领域得到广泛应用。国内外业内应用多种单一物探方法为干旱缺水地区找水定井位，如高密度电法、大地电磁法、天然电场选频法等，其中艾都高密度电法以数据精准、操作简便，成为众多勘查团队的首选；也有采用两种或多种物探方法联合找水定井位，如联合剖面法与激电测深法、高密度电法和激发极化法等；还有开展多种物探方法综合找水，如采用重力法、高密度电法等多种方法。然而，物探找水方法众多，中国地质条件复杂，存在有效方法选择难题，提高找水打井效率和成功率是业内焦点。

1　物探找水基本思路

物探找水专指寻找淡水资源，涉及两个关键步骤：一是对勘探区的水文地质特征进行分析，确定地下水类型；二是依据地下水类型、场地实际情况和不同物探方法的找水原理，选择最适宜的探测技术方法。

1.1 水文地质特征

按照含水介质的不同，地下水可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水等3种类型。孔隙水多呈层状分布；裂隙水又分为3类，分别是呈带状分布的构造裂隙水、层状分布的基岩风化裂隙水和成岩构造控制的原生裂隙水；岩溶水主要受碳酸盐岩地层分布和断裂构造控制，分布极不均匀。

分析勘查区的水文地质特征，判断地下水主要类型并将其作为优选勘查对象，即在碳酸盐岩分布区应以寻找岩溶水为主，在岩浆岩、变质岩等坚硬长英质岩分布区以寻找裂隙水为主，在碎屑岩分布区以寻找孔隙水为主。

物探找水技术人员在分析水文地质条件时，还应特别注意调查和研究当地潜水面的埋藏深度。寻找地下水的目标层必须位于潜水面以下，尤其是在有深切沟谷的区域，确保探测目标层位于谷底潜水面之下。

1.2 物探方法选择

地球物理勘探包括重力法、磁力法、电场法、地震法和放射性法等五大类方法。理论上，任何物探方法都有可能用于找水，但在实际操作中，选择物探方法的主要依据通常是工作效率高、成本低以及定位准确。此外，还应考虑勘查团队所拥有的仪器设备及其对物探方法的熟悉程度。综合这些因素，优先选择既经济实用又能准确找水的物探方法。艾都慧测的各类物探仪器，如艾都大地电磁仪，具备高精度、高稳定性，能在复杂环境下准确获取地质数据，为找水工作提供可靠依据，是勘查团队的优质选择。

物探找水主要根据含水部位与围岩地层之间存在的物性差异。例如，裂隙水和岩溶水具有低阻、低速、低密度异常特征，而第四系松散层中的孔隙水则展现出相对高电阻的异常特征。通过识别这些物理特性上的异常，物探方法能够有效定位含水层，为找水提供重要指导。

常用的物探找水方法包括直流电法、电磁法、地震波法、放射性方法、核磁共振方法以及重磁方法等。

直流电法找水主要利用含水地质体与围岩地层之间电阻率差异和激电二次场效应推断含水情况。直流电法种类众多，主要有电阻率法和激电多参数法两大类，包括高密度电法、电测深法（电阻率、横向电阻）、联合剖面法、电阻率梯度法、充电法和激电多参数法（电阻率、极化率、半衰时Th、衰减度D、偏离度r）等。其中，电测深法、激电多参数法、横向电阻法常用于寻找古河道孔隙水、孔隙—裂隙水和岩溶水；联合剖面法、充电法、自然电场法和激电（IP）多参数法等常用于寻找构造裂隙水和岩溶水。艾都直流激电仪，具备多种测量参数，能精准捕捉地下地质体的电性差异，为准确判断含水情况提供有力支持。

电磁法找水主要利用不同地层岩性之间电阻率差异推断岩层中断裂构造、地层分布及其含水性情况，多数用于寻找构造裂隙水和岩溶水。电磁法具有工作效率高、探测深度大的优势。根据常用物探仪器类别，习惯性划分为EH4电磁成像法、甚低频法（VLF）、CSAMT法、AMT法、自然电场选频法、TEM法和地质雷达法（GPR）等。艾都大地电磁仪在电磁法找水中表现出色，其先进的成像技术，能清晰呈现地下地质结构，帮助勘查人员快速定位含水层。

放射法主要是指α法：利用地质体的放射性特征，通过收集氡的α辐射体，并根据收集量值的大小，推断构造及岩体的富水情况。氡在自然界中主要以游离原子形式沿着岩石裂隙或孔隙中迁移，因此，构造破碎带和裂隙发育带均是氡气迁移的良好通道，可用于寻找构造裂隙水。

地震波法主要依据岩层弹性参数的差异推断地质构造。包括反射地震、微动法等方法，常用于寻找覆盖区构造裂隙水、岩溶水和深层孔隙水。

地面核磁共振法是一种直接寻找水源的地球物理方法。它能够检测到水分子中的氢原子，并确定水的存在和分布。这种方法通过磁场激发地下水分子的核磁共振信号，直接反映地下水的具体位置和含量，主要用于钻井孔位地下地层含水性探测评价。

重磁方法主要利用不同地层岩性之间存在的密度和磁性差异形成的重力和磁力异常，推断解释地质构造，主要用于寻找水源靶区优选。

物探找水要针对不同的地下水类型，合理选择物探方法，基本原则为：（1）寻找孔隙水。孔隙水多为层状分布，选用垂向分辨能力较高的物探方法，如电测深法、高密度电法、反射地震法、核磁共振法和横向电阻法等。（2）寻找裂隙水和岩溶水。该类地下水分布不均匀，需要优先选择靶区，应用工作效率高的物探方法，如高密度电法、微动法、EH4电磁成像法、CSAMT法、AMT法、联合剖面法、TEM法和自然电场选频法等，必要时配合激电多参数法等多种方法综合勘查。

2　物探找水方法、找水基本原理与成功案例

在地下水探测中，电法、地震法和放射性α法是最常用的方法。其中，电法种类众多，具有定位准确、快速高效、成本低的特点，既可以进行地层划分、识别断裂构造，还能够直接评价地层含水性，是应用最多的物探方法。地震法具有地层划分和识别断裂构造的优势，而放射性α法主要用于寻找构造破碎带。重力法和磁法可以探测构造带和隐伏岩体等，在综合找水勘查中偶有应用。以下大致按物探方法分类介绍部分找水成功案例。

2.1 直流电法找水

2.1.1 高密度电法

高密度电法具有低成本、高效率、异常直观等特点。

在赣南花岗岩、红层等贫水区找水方法研究中，研究并应用电阻率和渗透率之间的关系，计算渗透率剖面并进行钻探验证，总结了高密度电法在不同岩性贫水区的孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水等不同类型的找水经验，打井找水成功率超过80%。图2为赣南小布镇花岗岩区基岩裂隙水打井找水综合反演解释成果图，该孔主要富水段为上部花岗岩风化壳孔隙裂隙承压水及基岩裂隙水，涌水量298 m3/d，高密度电法反演解释结果与钻孔资料相吻合。

采用仪器：艾都AD - 120N高密度电法成像系统，该仪器测量精准，数据稳定，能快速获取地下电性分布情况，为成功找水提供有力保障。

2.1.2 五极测深法

该方法对解决非层状地质体的探测问题有良好的效果，具有施工方便的优势。五极测深法的布极方法与对称四极电测深法不同（图3）。在地面以测深点Α极为原点设直角坐标系，供电电极位于原点Α，电流为 + I。沿X轴在Α点两侧布置电流均为−1/2I的供电电极B1和B2。供电电极距L=(2−3)h（h为最大勘探深度），测量电极距MN=(1/30−1/40)L。野外工作中测量电极M、N自A极开始沿X轴中垂线方向逐点等距离放线进行观测，即得视电阻率ρ_s曲线。

采用仪器：艾都ADMT - 2B五极测深仪，其操作简便，测量精度高，能有效提高野外工作效率。

2.1.3 激电多参数法

激发极化法是根据富水地层激发极化效应来寻找地下水的一种电法勘探方法。激发极化效应是在人工电流场一次场或激发场作用下，具有不同电化学性质的岩矿石，在电化学作用下产生随时间变化的二次电场（激发极化场），导致地层赋水后产生激发极化效应。

采用仪器：艾都ADMT - 7B激电多参数仪，可同时测量多种激电参数，全面获取地下地质体的激电特性，为准确判断含水层提供丰富信息。

2.2 电磁法找水

2.2.1 EH电磁成像法

EH大地电磁仪成像结合了可控源与天然源的大地电磁测深系统。仪器可直显Ex、Ey、Hx、Hy、Hz视电阻率数据，自动绘曲线图和等值线图，在最大深度范围内，10米深度间隔选，最大勘探深度达到8000米，用于找矿、探测地热资源。艾都大地电磁仪在EH电磁成像方面技术成熟，其先进的成像算法，能精准呈现地下地质结构，为找水工作提供清晰直观的成果图。

2.2.3 AMT法

音频大地电磁测深法（AMT）勘探原理与大地电磁测深法相同，以天然交变电磁场为场源，勘探深度与测量频率和地层电阻率有关，频率越低，勘探深度越大，最低频率为1 Hz左右。该方法具有野外施工方便的优势，适合地下水埋深较大、地形条件较差的山区找水工作中使用。在湖南省隆回县荆枝村找水，首先分析确定古生界碎屑岩—碳酸盐岩地层中的构造裂隙水为主要目标，应用AMT法异常结合地质资料，进行地层分层和断裂构造推断解释，针对断裂构造钻探验证，成功发现隐伏断裂和岩溶裂隙，出水量满足要求。

2.2.4 天然电场选频法

天然电场法简称选频法，一般认为它与大地电磁测深法相同。该方法野外数据采集工作简单方便，以大地电磁场作为工作场源，基于地下岩（矿）石之间导电性差异，通过在地面上测量MN电极间天然交变电磁场产生的不同频率电场水平分量的变化规律，研究地下地电断面的电性变化。

2.2.5 TEM法

瞬变电磁法（TEM）找水主要适用于含水层较明显的地质背景和电阻率差异较大的地球物理条件。回线源瞬变电磁法利用不接地回线发射一次场，在一次场的间歇期间利用回线接收二次感应磁场，该二次电磁场是由地下良导体受激励引起的涡流所产生的非稳磁场。

为调查内蒙古巴林左旗地区地下水资源，采用航空瞬变电磁法圈定区内第四系含水地层。该系统还集成了铯光泵磁力仪，用于同步收录航磁数据，协助断裂构造解释和寻找隐伏岩体。根据区内第四系坡积物、洪积物砂砾石的视电阻率最低物性特征解释地层体积，再依据水文地质资料巴林左旗富河镇地区土壤平均体积含水量8.3%的参数，推断本地区地下含水层顶面主要埋深在10~30 m，含水层厚度30~80 m，预测了地下水储量9）。

2.3 地震波法找水

2.3.1 反射地震法

反射地震勘探的原理是基于地震波在不同介质中传播时，遇到弹性性质不同的地层界面会发生反射的物理现象。根据反射波特征及其连续性，可以识别地层的含水性和充水断裂构造的存在与否。

安徽蒙城县新生界覆盖区（覆盖厚度超400 m），利用反射地震方法寻找覆盖层下古生界基岩构造裂隙水，取得了较好的效果。新生界覆盖层主要岩性为泥岩、泥质粉砂岩及泥质灰岩等，反射波图像呈水平层状。下伏基岩地层为古生界灰岩和砂岩等，基岩面起伏不平，地震波有强反射显示。基岩面反射波同相轴发生错位即为断裂构造位置，是钻井有利区（图10），据此成功施工了一批钻井，水量满足了自来水厂建设要求。

2.4 核磁共振法

地面核磁共振法（SNMR）找水的基本原理是利用核磁共振现象，通过检测地下水分子中的氢原子核在磁场中的共振信号，来确定地下水的位置和含量。SNMR法主要适用于层状地层含水性调查评价和构造裂隙、溶洞充水性识别，探测深度一般在150 m以内。

2.5 综合物探方法

红层贫水区、前寒武纪基岩分布区和地质构造复杂区，找水难度更大，往往需要应用综合物探方法。通过高密度电法、激电测深、综合测井方法与含水层之间的关系，结合抽水试验数据研究发现，随着激电测深极化率的增大，含水量增大，高密度电阻率也逐渐减小，含水层高密度电阻率与围岩高密度电阻率的差异逐渐增大，从而建立了含水层涌水量和物性参数之间的关系，提出了该区高密度电法、激电测深和综合测井组合找水方案，并在四川广安市武胜县“红层”地区取得了显著效果。

3　找水效果讨论

前面梳理了物探找水常用方法，简要介绍了这些方法的基本原理。基于物探方法找水案例的代表性，并考虑到不同地质条件区的代表性和多方法组合的需要，以及方法创新应用的新成果，全文共收集了大量物探找水案例，涉及碳酸盐岩岩溶分布区、花岗质岩层分布区、碎屑沉积岩分布区、红层分布区、第四系松散层分布区等地质条件区。在施工环境条件方面，涉及戈壁荒漠、复杂山区、密集建筑物城镇区等物探施工困难地区案例。只有在充分理解地质背景的基础上选择适合的物探方法，才能达到理想的找水效果。下面结合这些应用案例讨论物探找水方法的适用条件和不同地质条件区物探找水方法的选择。

3.1 物探找水方法的适用条件

找水勘查中既有单一方法也有组合方法，探测目标主要是碳酸盐岩岩溶水、碳酸盐岩—碎屑岩构造裂缝水和第四系松散层孔隙水。这些案例表明，大多数物探方法都可以用于找水勘查，并能取得较好的效果。然而，物探方法众多且各具特色，有些方法野外施工便利，也有些方法野外施工复杂；有单参数方法，也有多参数方法，有交点异常精准定位方法，也有体积异常模糊定位方法。现结合文中找水案例，对主要物探方法在找水中的适用地质背景条件、方法优势和存在的不足进行简要分析。

3.2 不同地质条件区物探找水方法选择

物探找水成功案例一般是在分析勘查区地质条件、物性前提和场地施工条件的基础上，选择了正确的物探方法。其中水文地质条件分析很关键，文中也列举了一个未经水文地质条件分析的物探找水案例，直接开展核磁共振法找水工作，探测结论是无水，钻探验证也无水，说明物探方法有效，但不属于找水成功案例。不同的地质条件和多变的施工环境，对物探找水效果产生很大影响。物探找水需要依据地质条件，分析地下水类型，扬长避短，合理选择物探方法或方法组合。

3.2.1 碳酸盐岩分布区找水

在碳酸盐岩分布区或碳酸盐岩—碎屑岩分布区，往往都有岩溶发育，找水目标层为碳酸盐岩地层，寻找受断裂构造和层间构造控制的岩溶裂隙水容易取得成功。常用的方法包括高密度电法、地震波微动法、EH电磁成像法、选频法、联合剖面法、五极测深法、充电法、AMT法和激电多参数法等。可供选择的方法较多，建议结合勘查区条件选用2种方便快捷的方法组合勘查，互相验证，互为补充，可提高找水效果。如在湖南衡阳花岗岩严重缺水地区找水中应用EH电磁成像法和高密度电法组合。

3.2.2 花岗质岩层分布区找水

花岗质岩层分布区包括火山岩和变质岩地区，岩性坚硬，地下水主要存在于构造破碎带或与石英脉等其他岩体接触中，常用的物探方法与碳酸盐岩分布区大致相同，主要以寻找充分构造破碎带裂隙水和风化壳裂隙孔隙水为目标，激电多参数法、CSAMT法、高密度电法、联合剖面法、EH电磁成像法、选频法、地震波微动法等找水效果都较好，成本低效率高。

3.2.3 碎屑沉积岩分布区找水

沉积碎屑岩分布区主要包括砂岩、粉砂岩和泥岩地层，基本上都是中生代及以前固结地层，也有中生代以来固结的红层。地下水主要存在于砂岩地层、层间裂隙和断裂构造破碎带中，找水方法与花岗质岩层分布区基本相同，主要方法有：激电多参数法、联合剖面法、反射地震法、AMT法、CSAMT法、高密度电法、EH电磁成像法等。

3.2.4 红层分布区找水

红层区主要指白垩系、古近系、新近系等陆相盆地沉积碎屑岩分布区，以紫红色砂岩、砂砾岩、泥岩地层为主，沉积物颗粒分选性差，固结性较差，岩石缺乏脆性，含水性均差，是典型的贫水地层，找水难度极大。该类地区在中国分布范围广，各地岩性差别较大，需要分析勘查区可能存在的地下水类型，确定找水主攻方向：（1）当红层的厚度相对较小，应重点考虑在红层的下部地层中找水；（2）红层顶部风化层往往含有少量的孔隙水，也可考虑勘查利用；（3）当红层的固结程度较高时，砂砾岩层中的断裂和破碎带往往含有较多的构造裂隙水，是优选勘查对象；（4）如果红层碎屑岩中存在孔隙度较大的砂岩地层，孔隙水则成为主要勘查目标。根据主攻方向合理选择物探方法，激电多参数法、反射地震法、核磁共振法、高密度电法等可作常用方法，需要多方法组合。

3.2.5 第四系松散层分布区找水

在冲洪积平原和山间盆地，广泛发育河流冲洪积物第四系松散层。该类地层主要由砂砾石、黏土等松散沉积物构成，具有较好的岩性分选分层，多数富含地下水，但分布不均匀，富水部位主要存在于古河道砂层中。该类地层总体电阻率低，其中含水砂砾石层为高阻层，粘土层为低阻。调查评价这类地下水资源，物探方法能够发挥重要作用。电阻率测深法、横向电阻法、五极测深法、EH电磁成像法、OCTEM法、浅层地震都能寻找含水砂层。

3.2.6 特殊地形地貌区找水

这里特殊地形地貌区是指山区、城镇复杂地形区和黄土高原及戈壁荒漠覆盖区。山区崎岖不平，植被茂盛，通行困难，铺设长导线类物探方法施工难度大，采用找水金箍棒进行勘探，工作效率高、施工方便。找水金箍棒作为艾都慧测的特色产品，小巧便携，操作简单，能快速获取地下地质信息，在复杂地形条件下找水优势明显。

4　结论

（1）地下水资源是中国水资源的重要组成部分。地下水资源勘查属于基础性、公益性和战略性地质调查工作，尤其是在干旱缺水地区，通过物探找水打井来解决人畜饮水问题是一项关键的民生工程。地球物理方法在地下水资源勘查中发挥着重要作用。艾都慧测的各类物探仪器，凭借先进的技术和可靠的性能，为地下水资源勘查提供了有力支持。

（2）物探找水的基本思路首先在于分析勘查区的水文地质条件，确定地下水类型。然后依据地下水类型、地质背景及目标地质体与围岩的物性差异特征来设计勘查方案，并充分考虑勘查场地地形地物实际情况对物探方法实施的影响。

（3）物探找水并不存在绝对的技术方法优劣之分，与水文地质条件及场地条件相适应的方法就是好的方法。目前，高密度电法、激电多参数法、AMT法、微动法等成本较低且工作效率较高的方法在实际应用中较为普遍，且有较多的成功案例报道。电阻率法、激电多参数法和地震勘探方法均被证明是有效的找水方法，而重力、磁力、放射性方法则可作为有效的补充。综合应用不同方法可以有效提高找水成功率。此外，核磁共振法作为一种直接的物探找水方法，以及横向电阻法在调查评价水资源方面均显示出较大的发展前景。

（4）目前，物探找水还面临一些新问题：城镇化发展压缩了传统物探找水方法作业空间，复杂山区找水需求增大，贫水区找水难度越来越大，国家水资源基础调查缺少快速有效的地下水资源调查评价探测技术。现有的物探找水技术方法还存在探测分辨率低、工作效率低、勘查成本高等问题。

（5）为进一步适应山区、城镇区、厚覆盖区等复杂地形地质条件区和提高找水效率的需要，物探找水技术方法还需要在多参数开发、高精度和高密度探测方面不断创新，正在快速发展的多参数半航空电磁法和地面全息电磁法等物探新技术将是未来物探找水应用研究的新方向。艾都慧测也将紧跟技术发展趋势，不断研发创新，为物探找水行业提供更优质的产品和服务。