自然电场法的应用
1.测定潜水的流向
为确定区域地下水流向，应将测点均匀分布于全测区，并在每个测点上进行环形自然电位观测。每个测点上事先布置好夹角为45°的辐射状测网，分别测量等距的M1、N1，M2、N2，M3、N3，M4、N4点间的电位差（环形半径一般为地下水埋深的两倍）。将各方位所测电位差按一定比例尺标在各方位线上，将各端点用折线或圆滑曲线连接起来，成为8字形电位曲线图（环形图）。由过滤电场的原理，可知在地下水流入端为负电位，而流出端为正电位，在地下水流动方向上出现自然电位差极大值，在垂直地下水流方向上出现极小值。故由8字长轴方向和电位符号即可确定地下水流向（图3-30）。
图3-31是河南荥阳地区自然电场法的实测结果。图中显示潜水总的流向为北东向，与等水位线图一致。但在图的西北部黄河附近，地下水因补给河水而转为北西向。
图3-30 自然场8字形观测法
1—电位计；2—地下水流向
图3-31 河南荥阳地区潜水流向图（单位：m）
2.确定地下水降落漏斗的影响半径
在抽水试验或大量开采地下水时，地下水由四面八方流向抽水井（孔），形成降落漏斗。以抽水井为中心，布置两条相互垂直的测线，在测线上以一定点距，分别布置8字形观测点，测得每点的8字形图形，绘于平面图（图3-32）上。在降落漏斗影响范围内，8字形长轴方向均指向抽水井，在影响半径R以外的8字形长轴仍和抽水前地下水流向一致。
图3-32 确定地下水降落漏斗影响半径
在抽水前先沿剖面测一条自然电位曲线作为正常场，在抽水过程中再测出一条自然电位变化曲线和正常场的重合处，便是降落漏斗的边缘。此方法比8字形法工效高、准确。
3.确定堤坝漏水地段的位置及地下水补排关系
在水库、堤坝、渠道、涵管向地下渗漏地段以及地表水补给地下水的地段都能观测到自然电位负异常。反之，在地下水补给河水、有上升泉的地方则能观测到自然电位的正异常（图3-33）[24]。
图3-33 地下水补给河水的自然电位曲线
现举个实例说明。贵州磨盘水库坝基漏水量为32L/s。为查清渗漏带的具体位置，布置三条平行于坝轴线的测线，做了充电法和自然电场法观测。由平面剖面图异常轴（图3-34）确定渗漏带走向为南偏西20°，计算埋深14m、钻探孔深12.35m处有充水溶蚀裂隙。Ⅱ线负极大值为充水溶洞所致。根据湖南省水利水电科学研究所的经验，凡异常峰值与两侧正常值的比值在1.5以上者作为可靠异常，其准确率达90%以上，其埋深H=（0.4～0.5）q（q为异常半幅值的宽度，单位为m）。
图3-34 磨盘水库坝基渗漏带探测成果图