我國江河大多含沙量高，在河流上修建水庫后，水位抬高，流速降低，必然導致泥沙在水庫中淤積。我國現(xiàn)有水庫約9.8萬座，90%以上修建于 20 世紀 50～70 年代，經(jīng)過幾十年運行，普遍存在不同程度的淤積。目前，在全國范圍內(nèi)尚未系統(tǒng)地開展水庫淤積調(diào)查。水庫淤積會產(chǎn)生一系列問題：導致庫容損失，降低水庫防洪和興利效益；抬高回水位、增加水庫淹沒損失；壩前堆淤影響工程正常和安全運行；清水下泄引起下游河道沖刷；污染物隨泥沙淤積沉淀污染水質(zhì)等。水庫淤積嚴重影響水庫防洪安全、運行安全、生態(tài)安全，是水庫運行管理中亟待解決的重要問題。因此需要在非開挖條件下探明該庫區(qū)水體及底泥的深度，以便于后期查明該區(qū)域可能存在的淤積問題，進行后續(xù)的相應治理措施。
我們受委托對位于福建某水庫上庫區(qū)段水域（以下簡稱“庫區(qū)”），以地球物理探勘的水上高密度電阻率法(ERT)進行探測，以探清庫區(qū)內(nèi)的水體及淤積的深度。圈定調(diào)查區(qū)域面積約145732平方米，如下圖紅色區(qū)域所示。
圖1 地球物理調(diào)查區(qū)域圖
從該段水域?qū)儆谌胨谖恢?，是水庫主要水源補充來源。水庫蓄水后，庫水流速減緩，水體輸沙能力降低，其挾帶的泥沙就部份或全部地在河道內(nèi)沉積下來，形成淤積，常年積累將逐步縮短庫容量，減少水庫使用壽命。
調(diào)查目的
本次探測主要目的為：
? 探清庫區(qū)水體的深度；
? 探清庫區(qū)淤積的層厚。
儀器設備
本項目投入的主要檢測設備和儀器如下表所示：
表1 項目投入的主要檢測設備
測線方案
地球物理方法調(diào)查現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集工作從2021年12月1日開始，至 2021年12月9日結(jié)束。共布設水上高密度電法測線8條，水下1條。本次工作采用手機奧維地圖定位首尾坐標，皮尺量距布點方式。最后根據(jù)場地內(nèi)的已知坐標點繪制成圖。測試過程使用班報詳細記錄各測線周邊干擾及異常情況，同時收集了有關區(qū)域地質(zhì)資料。
圖2 調(diào)查區(qū) ERT 測線布置圖
圖3 現(xiàn)場工作圖
結(jié)果展示
二維成果剖面圖
圖4 ERT 1-9 高密度電阻率法成果圖
為直觀的觀察庫區(qū)的地下電阻率分布狀態(tài)，將高密度電法測線的剖面結(jié)果組成柵狀圖，以獲得庫區(qū)的綜合高密度電阻率分布成果圖，同時將異常投影至測區(qū)地圖并以不同的角度展示，如下圖。
圖5 電阻率剖面柵狀投影成果圖
由高密度電阻率剖面柵狀投影圖（圖4 ERT 1-9）可知，庫區(qū)水體內(nèi)的整體測線電阻率可大致分為三層，縱向上電阻率呈現(xiàn)“中-低-高”變化的電性分布規(guī)律，結(jié)合電阻率介質(zhì)特征推測，第一層為庫區(qū)水體，電阻率介于80-150 Ohm-m，平均深度約為1-10米，水體最深處約10米，位于測區(qū)的南邊 ERT3\ERT9測線處；第二層為沉積層，電阻率介于0-50 Ohm-m，層厚約1-13米，沉積層最深處約為23米，位于測區(qū)南邊 ERT3\ERT9 測線處；第三層處于沉積層深度以下，為基巖，電阻率介于 80-400 Ohm-m。且在剖面第一層水體與第二層沉積層中部均有約2~3 米層厚底泥與沉積層的過渡帶；在剖面第二層沉積層與第三層基巖中部均有約 2~5米厚的隔層，推測是為巖面風化層或原生河床；同時，結(jié)合兩條300米長測線電阻率投影圖可知，測試庫區(qū)底部基巖整體較完整，無明顯低阻異常向下發(fā)育，未見條帶狀或團狀低阻異常區(qū)域，推測測區(qū)底部無裂隙或破碎帶發(fā)育及無巖溶發(fā)育區(qū)。
二維及三維成像圖
為了更直觀的顯示庫區(qū)水體深度及淤積厚度情況，將各測線電阻率剖面數(shù)據(jù)值使用 Surfer軟件進行二維等值線計算及三維插值計算，建立庫區(qū)水域地下淤積電阻率分布三維模型及二維平面分布圖。
圖6 水體深度范圍平面圖
圖7 淤積厚度范圍平面圖
圖8 三維模型圖
由圖6水體深度范圍平面圖可見，庫區(qū)水體深度約在0.5~10米范圍之間，其中庫區(qū)南側(cè)10米以上水深位置因是在測線數(shù)據(jù)邊緣，成圖時進行插值導致，具體深度需重新測量計算，不算做真實深度。
由圖7淤積厚度范圍平面圖可見，庫區(qū)整體淤積厚度在1~13米左右，其中西側(cè)岸邊因底部基巖面較淺，形成河漫灘淤積，故此形成的淤積厚度最薄，其中水體中部淤積最厚，平均在8~13米范圍厚度。
由三維模型圖可以很清楚描繪出庫區(qū)淤積分布情況，電阻率形貌為丘陵狀堆積，整體較厚。同時，綜合電阻率柵狀圖推估，該庫區(qū)的水深約0.5~10米， 淤積厚度約1~13米，淤積總體積約1352727立方米。
結(jié)論
通過現(xiàn)場地質(zhì)資料收集，結(jié)合現(xiàn)場情況，對調(diào)查區(qū)域水流向及淤積成因進行如下推斷：
1. 測區(qū)北側(cè)上方支流匯入主河道，因水流速減緩，造成所攜帶的大量泥沙在此沉積，逐漸發(fā)展成內(nèi)陸三角洲；
2. 主河道東西兩側(cè)因河道沖刷逐漸形成河漫灘淤積（整體淤積最薄位置）；
3. 由于水庫回水影響，主河道內(nèi)此位置也形成了回水區(qū)淤積。
通過本次水上高密度電法勘查工作，大致查明了庫區(qū)水體及淤積的分布情況及深度，主要成果有：
1. 庫區(qū)的電阻率特性可大致分為三層，縱向上呈現(xiàn)“中-低-高”變化的電性分布規(guī)律；
2. 庫區(qū)水體，電阻率介于80- 140 Ohm-m，平均深度約為0.5-10米，水體最深處約10米，分別位于庫區(qū)南邊區(qū)域；
3. 庫區(qū)淤積，電阻率介于0-50 Ohm-m，層厚約1-13米，且底泥最深處為23米，位于庫區(qū)南邊區(qū)域；
4. 庫區(qū)的淤積計算面積約145732平方米，淤積體量約1352727立方米；
5. 下伏基巖為石灰?guī)r，整體較完整，無明顯低阻異常向下發(fā)育，未見條帶狀或團狀低阻異常區(qū)域，推測礦湖底部無裂隙或破碎帶發(fā)育及無巖溶發(fā)育區(qū)；
6. 采用高密度電法能很好的對地質(zhì)地層進行檢測，能查明巖層分層及級周邊構(gòu)造、裂隙等地質(zhì)情況，同時也能很好的估算庫區(qū)的庫容情況，是一種實用、高效、無損的方法。損的方法。
