四、充电法的应用
1.测定地下水流速、流向
将食盐或其他强电解质投入一口已穿透含水层的井中，盐离子在水溶液中因浓度差及分子热运动而扩散形成盐晕。在投入食盐的最初时刻，盐晕呈圆形。随后，盐晕随地下水运动而向前运移，盐晕的形态也随之而变成椭圆（图3-21）。可将盐晕看成等电位体，对其充电后，在地面上观测到的等位线反映了盐晕的形态，根据不同时间里地面等电位线形态的变化，可以了解地下水的流速和流向。实际工作中，将供电电极A置于井内待测含水层的中部（投盐点），B极置于距井口足够远处（大于A极深度10～20倍）。以井口为中心，以45°夹角布置测线。把测量电极N置于与事先估计的水流方向相反的方向上（它距井口的距离等于待测含水层的埋深），然后用测量电极M按一定时间间隔（视地下水流速而定），在各测线上寻找N极的等位点。分别将不同时间测量的等位点相连，绘成等电位线平面图。
图3-21 充电法测定地下水流速、流向
等电位线图中等位点移动最大的方向即为地下水流向。在水流方向的剖面上，量出不同时间观测的等位线的中心位移量OO＇=xm，而xm为等位线在水流方向上伸长距离ΔR的一半，则地下水流速为
用向量法观测时，测出在一定时间内等位点在各测线上向外伸长的距离，然后以各方向上的伸长值，用矢量作图的方法求出伸长最大的方向，即为地下水流向。流向方向上伸长的距离除以两倍时间间隔，即求得地下水流速。例如，根据表3-1的资料，将相对方向相减求得各方向的相对位移为：N为1.4m；NE为1.58m，E为1.0m，NW为0.5m。矢量合成后得ΔR=3.6m，方向为N36°E（图3-22），地下水的流速为
表3-1 用充电法求地下水流速流向观测资料 单位：m
图3-22 用向量法求流速流向
向量法简便易行，求出的流向准确，实际工作中也不需要校正N极的位置，流速值的精度也相应提高。
2.探测地下暗河
充电点放在地下暗河的露头（天窗）上，垂直暗河的可能走向布置测线，并进行电位或梯度测量。用电位法观测时，N极要放在异常场之外。图3-23即为观测结果，暗河上方附近出现电位极大值和梯度零值。把各剖面上电位曲线极大值点和电位梯度曲线的零值点连接起来，这个异常轴就是地下暗河在地面的投影。图3-24即为某铁路工区的实例，在a处布置两个验证孔，均见暗河。
3.监测滑坡
用充电法监测滑坡体是在已知地质资料的基础上，在滑坡体钻孔中不同深度上，安置一定数量的金属球，并分别用导线连接引出地面，每个金属球就是一个充电电极（A1、A2、…、An）。另一个供电电极B置于无穷远处（为A极埋深的20～50倍）。按一定时间间隔测量金属球充电后的等电位线。如果没有滑动，各等位线重合；若有滑动，则等位线产生相对位移，从位移方向及速度可以判定滑动面位置、滑动方向和速度（图3-25）。
图3-23 充电法探测暗河
1—潜水面；2—暗河
图3-24 充电法探测暗河成果图
图3-25 充电法监测滑坡