水文地质物探课件

（1）岩石是贮存地下水的介质。因此，岩性是划分含水层和地下水类型 的基础，一定类型的岩石就赋存一定类型的地下水（空隙类型）
14.01.2021
§ 3 地质调查
水文地质勘察
（2）岩石的产出条件直接决定着含水层的类型（埋藏条件）。 块状产出的岩浆岩，地下水多呈脉带状分布；层状产出的岩石，通常有层
状含水层分布，才能构成承压水盆地（或斜地）；结晶的岩石，常有风化裂 隙水分布。 （3）岩性常常决定着岩石的富水性（或含水性）。
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§ 3 地质调查
水文地质勘察
水文地质测绘中地质调查的内容 （1）观察、描述地层、岩性、构造； （2）填绘出各种地质分界线； （3）分析其与地下水的关系。
下面我们将讨论在水文地质测绘中研究地层、岩性、 构造的目的和主要研究内容。
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§ 3 地质调查
水文地质勘察
一、岩石性质的调查研究 1．调查研究岩性的目的
§2 水文地质测绘的基本工作方法
4．作好野外时期的汇总工作
水文地质勘察
野外测绘时期，每天都要对当日的记录和图件认真地检 查，清抄编录，清绘图件，整理样品，总结出规律性的认识， 并对第二天的工作作出安排。
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§2 水文地质测绘的基本工作方法
水文地质勘察
三、室内时期
室内时期是完成编写测绘成果的阶段，是整理、分析所得资料，编写出高
水文地质勘察
布置观测点： 每个测点要求观测仔细、描述认真、测量准确、记录全面、
绘图清晰和采样完整。
通常观测点有三类： （1）地质点； （2）地貌点； （3）水文地质点（或简称为水点）。
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§2 水文地质测绘的基本工作方法

工程设计中考虑因素及防范措施
地下水对工程影响预测
预测工程建设过程中可能出现的地下 水问题，如突水、涌水等，并制定相 应的防范措施。
工程降水与止水设计
根据工程需要，设计合理的降水或止 水方案，确保工程施工的顺利进行。
地基处理与加固措施
针对不良地基条件，采取地基处理或 加固措施，提高地基承载力和稳定性 。
渗透性对工程地质的影响
地基稳定性、边坡稳定性、地下工程涌水量等。
岩土中毛细现象和吸附作用
毛细现象的概念及产生条件
细小孔隙中的弯液面现象。
吸附作用的概念及分类
物理吸附和化学吸附。
毛细现象和吸附作用对岩土性质的影响
改变岩土含水量、强度和变形性质等。
地下水资源评价与
04
开发利用
地下水资源评价原则和方法
非稳定流数学模型
描述地下水在短时间尺度上由于各种因素引起的水位、流量等参数的变化规律，需采用 数值法进行求解。
数值模拟在解决复杂问题中应用
01
复杂地质条件下的地下水运动模拟
针对复杂地质条件，如断裂带、岩溶地区等，建立相应的数学模型进行
数值模拟，以揭示地下水的运动规律和特征。
02
人类活动对地下水影响的模拟
通过人工或机械挖掘方式揭露 地质体，观察和研究水文地质 现象。坑探方法包括试坑、浅 井、探槽等。
在水文地质勘察中，常需进行 各种试验以获取必要的参数和 数据。如抽水试验、注水试验 、压水试验等，用以确定含水 层的渗透性能、给水度、储水 系数等水文地质参数。
工程建设中水文地
07
质问题探讨
工程建设对水文地质条件影响分析
水资源保护措施
制定水资源保护方案，包括减少施工 废水排放、合理利用水资源等，确保 工程建设的可持续性。

由疏到密，是指先在较大的范围内布置控制性的钻孔，然 后逐步加密，以进一步深入了解勘探区的水文地质条件。
为了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第三章 水文地质勘探
第一节 水文地质钻探 3、水文地质钻孔的布置原则
为了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第三章 水文地质勘探
为了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第三章 水文地质勘探
概述 水文地质勘探 水文地质勘探是在水文地质测绘的基础
上进行的，它是水文地质测绘工作的继续和 深入。其目的是通过各种勘探工程（钻探、 坑探、槽探、物探等），进一步探明矿井设 计开采地段的水文地质条件，为矿井设计和 供水水源提供可靠的水文地质资料。
在各种水文地质勘探工作种类中，钻探 工作是最主要的一种。
第三章 水文地质勘探
第一节 水文地质钻探 3、水文地质钻孔的布置原则
2）一般原则
④一孔多用 水文地质钻孔应尽可能结合其它目的的布置，做到一孔多 用。 ⑤综合考虑、整体安排 布孔时，除应考虑上述因素外，还需考虑交通运输及钻孔 的用水、排水条件等。 对于水文地质钻探工程量、勘探线距、钻孔间距等，应根 据矿区水文地质条件复杂程度、研究程度、矿床规模、勘探阶 段及矿床储量等级而定。
④采取岩样或土样
按设计层位和深度，采取岩样或土样，以供观察、 鉴定、分析和实验之用。
⑤准确划分含水层（段）

坏及溶蚀机理、含水层的颗粒成分、地下水运动情 况，以及地下水年龄等资料，皆需通过室内研究， 包括分析、鉴定、模拟试验和实验等工作。
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6、水文地质物探 利用地球物理方法查明含水介质水文地质特征
的勘探叫水文地质物探。水文地质物探具有工作 方便、速度快、成本低、用途广等优点，是当前 水文地质调查中不可缺少的工作手段之一。
§1 水文地质勘察的目的与任Байду номын сангаас §2 水文地质勘察的基本方法
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§1 水文地质勘察的目的与任务
一、 水文地质勘察的目的
通过一系列的现场观测、勘探、试验以及室 内实验研究：
1、查明地下水的形成、赋存和运移特征; 2、查明地下水水量、水质的变化规律; 3、为地下水资源评价、开发利用、管理和保 护以及环境问题防治提供所需的水文地质依据。
3、GIS技术 GIS(地理信息系统)是建立在计算机应用基础上，
实现对各种地理信息进行获取、存储、检索、处理 和综合分析的技术系统。
它具有空间数据采集和编辑、数据库管理和制图、 空间查询和综合分析等多种功能。
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3、GIS技术
(1) 建立地下水数据库及模拟系统
过去在水文地质调查和监测中获得大量的水文 地质现象的数据，一般是将它们用各种图表表示， 利用起来很不方便。
等，并可通过查明地表水体的污染来间接判断地下 水污染的线索。
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2、同位素技术 地下水在形成和运移过程中，各种化学组分的
同位素成分都会进入水中.利用这些同位素踪迹可 以研究地下水及其与环境介质之间的关系。环境同 位素能对地下水起着标记和记时作用。因此被广泛 应用于水文地质调查工作中。
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二、 矿井涌水量观测及水质监测
（一）一般应分矿井、分水平设站进行观测，断裂破 碎带、陷落柱出水较大的应单设站观测。每月观测13次。涌水量每月观测不少于3次，水样监测每年不少 于2次，丰、枯水期各1次。涌水量出现异常、井下发 生突水或受降水影响矿井的雨季时段，观测频率应适 当增加。
（二）对井下新揭露的出水点，在涌水量尚未稳定或 尚未掌握其变化规律前，一般应每天观测一次。对溃 入性涌水，在未查明突水原因前，应每隔1-2小时观 测一次，以后可适当延长观测间隔时间，并采取水样 进行水质分析。涌水量稳定后，可按井下正常观测时 间观测。
封孔质量是否合格。
⑼观测孔竣工后，要严格抽水洗孔，以 确保观测层（段）不被淤塞。
（三）水文地质钻孔必须做好简易水文 地质观测。技术要求应参照并按相关规 程规范进行。对没有简易水文地质观测 资料的钻孔，应降低其质量等级或不予 验收
（三）水文地质复杂型和极复杂型矿井，当用 小口径抽水不能查明水文地质、工程地质（地 面岩溶塌陷）条件时，可进行井下放水试验。 井下条件不具备时，则应进行大口径、大流量 群孔抽水试验。群孔抽水试验必须单独编制设 计，经煤矿总工程师组织审查后实施。
（五）古井老窑的调查
调查古井老窑的位置及开采、充水、排 水的资料及老窑停采原因等情况。察看 地形，圈出采空区，并估算积水量。
（六）生产矿井调查
调查研究矿区内生产矿井的充水因素、 充水方式、突水层位、突水点的位置与 突水量、矿井涌水量的动态变化与开采 水平、开采面积的关系、以往发生水害 的观测研究资料和防治水措施及效果。
（三）地表水体调查
调查与收集矿区河流、水渠、湖泊、积水区、山 塘和水库等地表水体的历年水位、流量、积水量、 最大洪水淹没范围、含泥砂量、水质和地表水体 与下伏含水层的水力关系等。对可能渗漏补给地 下水的地段要进行详细调查，并进行渗漏量监测。

• 在单项补给量不易计算，而各排泄量和储存量变化量已知时，
利用水均衡原理（Q补=Q排±Δ W）
•
Q补=Q排±Δ W=E+Qy+Qj+Qk±Δ W
• 2.大气降水入渗补给量
•
Q补=α *P*F
• 3.地下径流流入补给量（侧向补给量）
层水） W2 *Fh
• (3)天然调节储存量:
• 一个地下水补水周期中，含水层中最高水位与最低水位之间 的容积储存量
• (4)弹性储存量: • 一个地下水周期内中，最低水位以下含水层中的容积储存量
天然调节 储存量
固定储 存量
地下水水 位最高时
地下水水 位最低时
3.排泄量
天然排泄量 排泄量开采排泄量
地下水量不大，补给条件差的中细粉砂含水层，16h；基岩裂隙 水分布地区，24h • 4.水位水量观测要求 • 抽水时：开始5、10、15、20、25、30min，后来每30min或1h • 水位恢复：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30min，后来 每30min
（二）非稳定流抽水试验
（2）观测点的布置原则
• 1.为查明地下水与地表水的水力联系的观测线，应垂直于地表水 体的边岸
• 2.为查明各含水层之间的水力联系，观测孔应分层布置 • 3.为查明污染的影响，观测孔布置在水源地与污染源之间，并呈
直线排列 • 4.为了解漏斗的变化情况，放射状布置几排观测孔 • 5.为查明两水源地之间的影响，应在水源地之间布置一排观测孔 • 6.为控制一个水文地质单元，观测线要沿着水文地质条件变化最
四、允许开采量的精度及其保证率要求 • 允许开采量：经济技术可行，在整个开采期内水量不会减少，动水
位不超过设计标准，水质和水温在允许范围内，不影响已建水源地 正常开采，不发生危害性的环境地质问题的条件下的所能取得的地 下水资源量。

第二章 水文地质测绘
§2 水文地质测绘的观测项目
P
C
J
P C
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第二章 水文地质测绘
§2 水文地质测绘的观测项目
一、地质调查
2、地质构造调查 （2）断层调查 断层调查是水文地质测绘的重要内容。断层破碎带具
§2 水文地质测绘的观测项目
一、地质调查
1、地层岩性调查 （3）地层调查 在水文地质测绘工作开始之前，应重新进行地层划分，
将岩性作为地层划分的主要依据，建立起水文地质剖面， 以此作为水文地质填图的单位。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第二章 水文地质测绘
§2 水文地质测绘的观测项目
一、地质调查
1、地层岩性调查 （1）基岩调查 ③ 层厚 层厚直接影响变形破坏的性质和程度。 一般来说，薄层岩石受力易弯曲，厚层岩石受力后
易断裂，产生大的裂隙，因此厚层岩石含水性一般比薄 层含水性好。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第二章 水文地质测绘
§2 水文地质测绘的观测项目
一、地质调查
1、地层岩性调查
（2）松散岩层调查
松散岩层对地下水赋存和运移影响最大的因素是岩石 孔隙性，因此应着重进行松散岩石粒径大小、磨圆度、 分选性以及排列和级配的调查。

2021年7月13日9时48分
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§2 水文地质钻孔的结构和钻孔设计
（2）钻孔的结构复杂 水文钻孔，为了分层取得不同
深度含水层的水质、水量及动态资 料，或为阻止非开采层以外含水层 中的劣质地下水进入水井之中，常 需对揭露的各个含水层采取分层止 水的隔离措施。变径下管止水则是 最有效的隔离方法（图3一1）。有 时，为减轻随钻进深度增加而加大 的钻机荷载或为节省井壁管材，也 需变径。
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§1 水文地质钻探的重要性和基本任务
具体来讲： 1．揭露含水层，探明含水层的埋藏深度、厚度、岩性和水头
压力；查明含水层之间的水力联系。 2．借助钻孔进行各种水文地质试验，以确定含水层富水性和各
种水文地质参数，如：渗透系数(K)、导水系数(T)等 。 3．通过钻孔（或在钻进过程中）采集水样、岩土样，以确定含
水文地质钻探，设备复杂沉重、成本昂贵、施工技术复杂且 工期长，对整个勘查的完成、勘查项目的投资起决定作用。
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§1 水文地质钻探的重要性和基本任务
三、水文地质钻探的基本任务
总体上讲： 在水文地质测绘、水文地质物探的基础上，进一步查明含
水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水 温等水文地质条件、特征和参数，解决和验证水文地质测绘和 物探遥感工作中难以解决的水文地质问题，为评价和合理开发 利用地下水资源提供可靠的水文地质资料和依据。同时，在 “以探为主、探采结合”成井或专门打井后开采地下水，为工 农业生产、国防建设和城镇居民及干旱地区人民提供生产生活 用水或矿泉水饮料，直接为国民经济建设和人民生活服务。
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§1 水文地质物探方法的基本原理
（3）在放射性强度和热辐射强度方面：不同类型的岩石，以及岩石中 富水和贫水地段之间，也常有较大的差异。从图4—l所示的热行为剖面 上可清楚地显示出断裂富水带的平均辐射温度（地面下0.8m）要比断裂 两侧贫水地带低7一11℃。
§2 物探方法在水文地质调查中的作用
在水文地质调查中使用的物探方法有两大类：（1）地面物 探方法，（2）地球物理测井。现将各种物探方法在水文地 质调查中的作用，即能解决的水文地质问题简介于下。
§1 水文地质物探方法的基本原理
（1）在含水量方面：水是一种良导体，因此岩石的含水量及 水本身的矿化度，对岩石的视电阻率值有很大的影响。厚层石 灰岩的无水地段的ρs值常常大于500Ω·m，比有水地段高很多。 （2）在磁性方面：不同种类的岩石之间也有较大差别，如许 多岩浆岩中的金属元素含量相对较丰富，磁性较强；多数沉积 岩的磁性均较弱。因此，当磁法剖面跨过这两种岩石时，便会 有显著的磁力差异。
§2 物探方法在水文地质调查中的作用
在水文地质调查中主要使用的物探方法（传统方法）有： （1）电法勘探；（2）电法测井等。在工程地质调查中主要 使用的物探方法（传统方法）有：（1）电法勘探；（2）地 震勘探；（3）声波探测等。
大家学习ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ苦了，还是要坚持
继续保持安静
§2 物探方法在水文地质调查中的作用
§1 水文地质物探方法的基本原理
水文地质物探––––是根据地下岩层在物理性质上的差异， 借助于专门的物探仪器，通过测量、分析其物理场的分布、 变化规律来进行水文地质调查的一种勘探手段。
1．物探方法的特点 成本低、速度快、用途广泛，是当前水文地质调查中不可缺少的勘查手段。
§1 水文地质物探方法的基本原理

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水均衡法
通过计算区域水均衡要素，评 估地下水资源量。
解析法
利用数学物理方程描述地下水 运动，通过解析解计算资源量
。
数值法
建立地下水数值模型，模拟地 下水运动过程，评估资源量。
综合法
结合多种方法，综合考虑地质 、水文、气象等因素，进行综
合评价。
2024/1/29
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地下水资源开发利用现状及问题
定义
研究地下水的分布、形成、运动 、化学和物理性质及其与周围环 境的相互关系的科学。
特点
综合性、区域性、实践性、预测 性。
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水文地质学研究意义
水资源评价与合理开发
为水资源评价提供科学依据，指导水资源的合 理开发和利用。
工程地质问题
研究地下水对工程建筑物的影响，预测和防治 工程地质问题。
环境地质问题
物探
2024/1/29
应用地球物理勘探方法，如电法、磁 法、重力法等，间接推断地下水的分
布和埋藏条件。
钻探
利用钻探设备向地下钻进，获取岩芯 、水样等资料，揭示地下水的赋存状 态。
化探
通过采集和分析地下水、地表水、土 壤和岩石等样品中的化学元素和化合 物，了解水文地球化学特征。
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水文地质图编制和成果表达
2024/1/29
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地下水循环过程
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地下水的补给
大气降水、地表水、凝结 水等通过包气带下渗，成 为地下水的补给来源。
2024/1/29
地下水的径流
在重力作用下，地下水由 高处向低处流动，形成地 下径流。
地下水的排泄
通过泉、人工开采、蒸发 等方式排泄到地表或大气 中。