水文地质勘察概论
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论水文地质勘察的内容与勘察技术摘要:随着中国工程建设任务的增加,专项水文地质调查工作越来越受到重视。
水文地质调查的主要目的是了解地下水补给量,直径和流量状况,找出地下水层的分布,并分析调查区域的水文地质条件。
水文地质调查可以为项目建设提供更多安全保证。
基于此,本文将对水文地质勘察的内容与勘察技术要点进行分析。
关键词:水文地质;勘察技术;内容探讨1 水文地质勘察工作的主要内容水文地质勘察工作主要是由以下四个部分组合而成:(1)水文地质勘察工作首要内容是地下水文状态以及地下含水层状态,这也是水文地质勘察工作的重点勘察内容。
(2)水文地质勘察工作还需要勘察人员利用收集到的资料,合理分析地下水稳的状态、气候、地质地形等对于地下水水位变化产生的影响。
(3)水文地质勘察工作还需要勘察人员重视对于地下水水位变化幅度,对于水位精致情况也需要进一步了解。
(4)水文地质勘察工作需要按照相关部门、政策以及行业要求,对地下水文地质参数做出准确地测定;勘察人员还需要分析和预测开采地下水资源之后可能造成不利影响,并提出建设性应对措施。
2 水文地质勘察中的难点2.1 水文勘察的难点水文勘察难度主要表现于地形复杂与地貌多样性。
比如在矿山水文勘察中,存在着诸多难点,不仅需了解矿区内地表水实际分布,还应明确能否恰当排出地表水,将地下水的分布、矿床水体来源掌握好,比如大气降水、地下水、地表水,维护平稳水文地质,预防勘察中出现难点风险。
2.2 地质勘察的难点使工程人员了解地质构造、特征是地质勘察目的。
地质勘察方面的难点,表现在结构面的组合上,极易对地质周围环境造成影响,干扰到地质预测结果,在数据评价上也存在勘察难点,务必确保地质勘察数据可靠,保证获取地质参数的指标,科学的评价地质勘察信息。
2.3 地下水的难点外界补给与地下水位的波动等都是对地下水造成影响的原因,造成地下水四周土压,密度增加等问题。
波动若未被检测到,会对工程项目造成直接干扰,极易引起溶解风险,导致工程出现变形、移位等问题。
水文地质勘察工作概述一、勘察目的和任务:1.了解地下水系统的现状和演化规律,制定有效的地下水管理措施;2.评价地下水资源的潜力和可利用性,为地下水开发提供科学依据;3.评估地下水对环境和生态系统的影响,并提出保护措施;4.研究地下水与地表水的相互作用,解决水资源调配问题;5.制定合理的规划和保护方案,防止地下水污染和过度开采;6.提供地下水相关的技术支持,为灌溉、供水和工程建设提供保证。
二、勘察内容和方法:1.地质勘察:包括地层岩性、构造特征、断裂和裂缝、构造地应力等方面的调查;采用地质剖面、钻孔、地震勘探等方法获取地质信息。
2.水文勘察:调查地下水的出露情况、渗透性和补给状况;测定地下水位、流量、流向等参数;采用井、河流、湖泊等水文站建立水文观测网。
3.水质勘察:采集地下水样品,测定水质指标,包括PH值、溶解氧、电导率、氨氮等;分析水质类型、水质变化规律,并评估地下水的适用性。
4.物探勘察:利用地球物理仪器(如重力仪、磁力仪、电磁仪等)测量地下水层、地下水层位、水文地质条件等;采用雷达和探空仪对土壤进行测试。
5.遥感勘察:通过使用卫星图像、航片图像和航空照片等遥感数据,获取地表水情况,分析地表水与地下水的关系,辅助制定水资源管理方案。
6.数值模拟:通过建立地下水数值模型,模拟地下水补给、流动和水质变化,预测对地下水资源的影响,辅助决策。
三、勘察结果的分析与评价:1.对勘察获取的数据进行整理、分析和绘制地质、水文等图件,制作地下水资源图、水文地质图等;2.根据分析结果评估地下水的潜力和开采性,并制定合理的开发方案;3.结合水质数据评估地下水的适用性,预测地下水的污染风险;4.根据地表水和地下水的相互关系,制定合理的水资源调控方案;5.通过数值模拟预测地下水的变化趋势,为决策提供科学依据。
四、勘察报告的编制:1.根据勘察目的和任务,撰写水文地质勘察的相关报告,包括项目背景,勘察内容和方法,数据处理和结果分析,评价和结论等部分;2.报告要具有一定的科学性和可操作性,以便为决策部门提供合理建议和指导。
一、水文地质学:研究地下水的形成和分布、物理及化学性质、运动规律、开发利用和保护的科学。
其学科包括:普通水文地质学;地下水动力学;专门水文地质学;水文地球化学。
二、水文地质勘察概念:通过各种现代手段、方法,查明水文地质条件,进行地下水水量、水质水量、水质的评价,并结合社会经济环境需求对发展趋势作出预报的工作过程。
三、水文地质勘察基本任务:(1)查明勘察区的水文地质条件,地下水开发利用状况,地下水管理与保护状况,包括地下水污染情况;(2)对地下水储藏量(包括可供开采量)、水质状况进行评价与风险预测;(3)对地下水资源的合理开发、安全利用和安全管理与保护提出具体建议。
以上工作相互联系,缺一不可,否则就不可能说是全部完成任务。
四、水文地质勘察工作内容:根据地下水动态特征发生的变化,可将勘察区分为一般地区与开采地区。
(1)一般地区:指地下水动态基本受自然因素控制,包括未开采区和少量开采区,其工作内容包括:水文地质测绘,水文地质物探,水文地质钻探,水文地质试验,地下水动态监测等有步骤分阶段的内容。
(2)开采地区:指地下水动态主要受人为因素(开采)控制,并出现了与地下水开采有关的环境地质问题的地区,需要根据具体情况确定工作内容,一般包括:开采状态调查、补给条件调查、地下水污染调查,环境地质调查,勘探与试验,地下水动态与均衡观测。
(3)在对一般地区和开采地区进行针对性的上述工作后,还应该进一步进行参数计算、水量、水质等评价、预测工作,最后编写勘察报告,提出合理的开发利用和管理、保护的建议。
五、水文地质勘察工作程序:是指从接受任务、确定工作方案、编制勘察纲要、野外作业、资料整理、提出报告到检查验收和质量评定等各个阶段及其先后次序。
勘察工作程序可分四个步骤:(1)勘察前组织工作:接受任务-指令性任务、用户委托任务-明确任务要求;划分阶段-普查阶段、初勘阶段、详勘阶段、开采阶段-确定工作量;明确管理范围-院管、队管-全面质量管理;确定负责人-行政负责人、技术负责人-现场指挥(2)编写勘察纲要:准备工作-研究任务委托书、熟悉工程有关资料、搜集资料、现场踏勘;编写勘察纲要-文字说明、勘察工作布置图、经费预算;签订勘察合同(3)外业作业(4)内业作业六、在下述情况下勘察阶段可简化或合并:1)水文地质条件简单,工作量不大,或条件较复杂,但仅有一个水源地可选;2)需水量不大;3)根据已有资料,就可以作出水文地质结论和确定水源方案的地区;4)当拟建水源与已建水源有类似的水文地质条件,可据此确定水源方案的地区。
一、水文地质学:研究地下水的形成和分布、物理及化学性质、运动规律、开发利用和保护的科学。
其学科包括:普通水文地质学;地下水动力学;专门水文地质学;水文地球化学。
二、水文地质勘察概念:通过各种现代手段、方法,查明水文地质条件,进行地下水水量、水质水量、水质的评价,并结合社会经济环境需求对发展趋势作出预报的工作过程。
三、水文地质勘察基本任务:(1)查明勘察区的水文地质条件,地下水开发利用状况,地下水管理与保护状况,包括地下水污染情况;(2)对地下水储藏量(包括可供开采量)、水质状况进行评价与风险预测;(3)对地下水资源的合理开发、安全利用和安全管理与保护提出具体建议。
以上工作相互联系,缺一不可,否则就不可能说是全部完成任务。
四、水文地质勘察工作内容:根据地下水动态特征发生的变化,可将勘察区分为一般地区与开采地区。
(1)一般地区:指地下水动态基本受自然因素控制,包括未开采区和少量开采区,其工作内容包括:水文地质测绘,水文地质物探,水文地质钻探,水文地质试验,地下水动态监测等有步骤分阶段的内容。
(2)开采地区:指地下水动态主要受人为因素(开采)控制,并出现了与地下水开采有关的环境地质问题的地区,需要根据具体情况确定工作内容,一般包括:开采状态调查、补给条件调查、地下水污染调查,环境地质调查,勘探与试验,地下水动态与均衡观测。
(3)在对一般地区和开采地区进行针对性的上述工作后,还应该进一步进行参数计算、水量、水质等评价、预测工作,最后编写勘察报告,提出合理的开发利用和管理、保护的建议。
五、水文地质勘察工作程序:是指从接受任务、确定工作方案、编制勘察纲要、野外作业、资料整理、提出报告到检查验收和质量评定等各个阶段及其先后次序。
勘察工作程序可分四个步骤:(1)勘察前组织工作:接受任务-指令性任务、用户委托任务-明确任务要求;划分阶段-普查阶段、初勘阶段、详勘阶段、开采阶段-确定工作量;明确管理范围-院管、队管-全面质量管理;确定负责人-行政负责人、技术负责人-现场指挥(2)编写勘察纲要:准备工作-研究任务委托书、熟悉工程有关资料、搜集资料、现场踏勘;编写勘察纲要-文字说明、勘察工作布置图、经费预算;签订勘察合同(3)外业作业 (4)内业作业六、在下述情况下勘察阶段可简化或合并:1)水文地质条件简单,工作量不大,或条件较复杂,但仅有一个水源地可选;2)需水量不大;3)根据已有资料,就可以作出水文地质结论和确定水源方案的地区;4)当拟建水源与已建水源有类似的水文地质条件,可据此确定水源方案的地区。
七、水文地质条件复杂程度分类:按照水文地质特征-构造、岩性、地貌、埋藏、补径排、水质、第四纪沉积物分为简单、中等与复杂三个等级。
其中(1)简单等级特征为:基岩岩层水平或倾角很缓;构造简单,岩性稳定均一;第四纪沉积物均匀分布;含水层埋藏浅,地下水这补给、径流、排泄条件清楚;水质类型单一。
(2)中等等级特征为:基岩褶皱和断裂变动明显,岩性岩相不稳定,地貌形态多样;第四纪沉积物分布不均匀;含水层埋藏深浅不一,地下水形成条件复杂,补给和边界不易查清;水质类型复杂。
(3)复杂等级特征为:基岩褶皱和断裂变动强烈,构造复杂,地貌形态多且难鉴别;第四纪沉积物分布错综复杂;含水层不稳定,其规模、补给和边界难以判定;水质类型复杂。
八、水文地质勘察工程规模的划分(按需水量大小):1)特大型需水量≥15万方/d;2)大型5万方≤需水量<15万方/d;3)中型1万方/d≤需水量<5万方/d;4)小型需水量<1万方/d。
九、水文地质勘察资料收集的内容包括:(1)水文资料:河流、湖泊、水库位置;水位、流量、径流量;水质及悬浮物;(2)气象资料:气温、降水量、蒸发量;(3)地形地貌:航、卫片,地形图,土壤植被;(4)地质:地质图,地层构造,钻孔剖面;(5)水文地质:钻孔、井、泉出水量及水质分析成果;地下水动态观测资料,地下水开采情况;地下水污染情况,水文地质图。
十、水文地质勘察工作量的确定:首先要明确水文地质条件的复杂程度及类别;然后根据任务要求和水文地质研究程度制定勘察方案,经比较确定经济合理、技术可行的方案;最后计算全部勘测工作量。
一、水文地质测绘的目的与要求:(1)目的在于查明拟建水源地范围的地质、水文地质条件,为下一步勘探试验(包括物探、钻探)、地下水动态观测等工作量的布置提供依据。
(2)要求(精度要求):1)普查阶段宜为1∶10—1∶5万;2)详查阶段宜为1∶5—1∶2.5万;3)勘探阶段宜为1∶1万或更大的比例尺。
二、水文地质测绘的基本内容:就地质—水文地质测绘来讲,一般包括三个方面:(1)地质测绘:在查明地层岩性的基础上,着重调查地质构造和岩浆岩活动与地下水贮存、分布和运动的关系;(2)地貌调查:描述、测量各地貌单元形态,了解其成因;(3)水文地质测绘:调查地下水与地表水的水力联系,含水层或储水构造形成、分布、及其与地质构造、地貌之间的关系等。
三、水文地质测绘前的准备工作:(一)测区已有资料的收集和研究1)自然地理1.地理位置、交通运输、经济发展特点;2.近远期需水量规划;3.施工用水、用电、机械维修、医疗卫生、生活条件;4.三角点、水准点、土壤植被。
2)水文与气象1.水文(1)河流及湖泊发源地,名称,主干流长度、形态;(2)季节性变化(包括水位、流量、泥沙的最大、最小变化);(3)水的物理化学性质,有无污染情况及污染原因。
2.气象(1)气温(最高、最低与平均);(2)降水量、蒸发量(最高、最低、多年平均)。
3)地质—水文地质资料1.收集各种出版、未出版的文献资料和规范、规程;2.收集各种地质-水文地质勘察报告及物探、遥感等资料;3.收集地下水开采资料,开采漏斗分布,环境地质问题资料。
4)实物资料的收集与研究岩石、矿物标本;访问已在测区工作过的有关人员。
(二)野外踏勘。
(三)编写水文地质测绘工作纲要或设计书(四)野外测绘所需仪器物品。
四、水文地质测绘观测路线和观测点布置原则:(一)观测路线的布置原则:以最少的时间、最短的路程,观测到最多的地质现象为原则。
水文地质测绘的观测路线,宜按下列要求布置(规范):1.沿垂直岩层(或岩浆岩体)、构造线走向。
2.沿地貌变化显著方向。
3.沿河谷、沟谷和地下水露头多的地带。
4.沿含水层(带)走向。
对于基岩地区:(1)垂直区域岩层走向、平行区域褶皱、断层走向;穿越地貌变化最显著的地段;(2)沿河谷、沟谷、地下水露头最多的地点。
对于松散层地区:(1)一般沿沉积作用方向和地貌单元较多、地貌形态较完整的方向布置;(2)在山前地区应由山区到平原,从洪积扇顶端到前缘;(3)在平原地区应垂直河流,控制所有阶地的方向;(4)在盆地应穿越补给区与排泄区(二)观测点布置原则1.观测点分类:地质点、地貌点、水文地质点、综合地质水文地质点。
2.观测点布置水文地质测绘的观测点,宜布置在下列地点:(1)地层界线、断层线、褶皱轴线、岩浆岩与围岩接触带、标志层、典型露头和岩性、岩相变化带等。
(2)地貌分界线和自然地质现象发育处。
(3)井、泉、钻孔、矿井、坎儿井、地表坍陷、岩溶水点(如暗河出入口、落水洞、地下湖)和地表水体、污染源等。
五、地质构造观测与描述控水构造:是指控制地下水的地质构造,或称水文地质构造。
由透水层(带)和相对隔水层(围岩)组合而成,按对地下水的控制作用,可分为导水构造、阻水构造(包括大型岩体阻水、岩墙(岩脉)阻水、断层阻水、岩层阻水)、汇水构造、蓄水构造(包括滞水型蓄水构造、褶皱型蓄水构造、接触型蓄水构造、断裂型蓄水构造、风化型蓄水构造)及储水构造等五类。
六、水文地质点的观测与描述:(一)天然露头点:泉、岩溶水点1.泉的调查(1)出露位置、地形、地层、标高;(2)泉的性质、类型:上升、下降,温度变化;(3)成因:构造,岩溶发育,含水层排泄;(4)补给情况:大气降水,地表水漏失。
2.泉流量测定(1)容积法(<1L/s),(2)堰板法(>1L/s),(3)浮标法或流速仪测量法(流量更大),浮标法通常乘以0.8~0.9系数。
3.岩溶水点调查 (1)岩溶水点的类型、位置、高程和所处的地貌与地质条件; (2)水位高度、埋藏深度、水深、水温与洞温;采取水样进行分析; (3)与地下河系有关的溶潭、天窗、盲谷等处的地下水流向; (4)水的补给与排泄条件、开发利用情况以及动态变化情况;(5)水生物活动情况。
(二)地下水人工露头调查 包括井、钻孔、试坑等: (1)井孔编号、位置、名称、井孔口标高、开凿时间;(2)井孔类型、形状、井壁结构、深度、口径;(3)柱状图、含水层位置、岩层性质,厚度;(4)井孔水位、水位,抽水试验资料,水样分析结果,用途,开采状况,开采量与水位变化关系;(5)计划统一测量水位(枯水期、水文年)(三)地表水体;(四)采取水样1.采样要求(1)要有代表性,分布要均匀,并有一定数量,便于控制水体的化学性质;(2)取地下水样前应抽水,地表水样应不同断面采样对比;(3)采样数量:简分析每件1000ml;全分析3000-5000ml;其它专门分析项目另有规定;(4)样品处理与封存:添加剂,封存地点,封存时间七、水文地质资料的整理:一般分为经常性整理、阶段性整理和测绘结束后整理。
其中(一)经常性整理:1.检查、补充和修正野外记录薄、草图,并进行着墨;检查地质点的坐标位置,修正地质草图、地质剖面图;2.整理试验结果,进行必要的计算,图表的完成;3.对各标本、样品进行统一编号,等级,标签和包装;4.做路线小结,发现问题及时提出补救措施;5.研究、确定第二天工作路线及工作方法(二)阶段性整理:按照总体工作时间、工作量,利用1~2天时间进行阶段性资料整理:1.综合整理各种野外原始资料;2.编制清绘各种草图(实际材料图,地质图,地貌图);3.检查野外记录及标签登记情况;4.清理、选送各种鉴定分析的标本与样品;5.总结成果,存在问题,研究下一阶段工作计划。
(三)、野外结束后整理:立即组织力量编写野外测绘报告,编制有关图表。
一、水文地质钻探:其是利用钻机进行钻进成孔,以获得水文地质资料的一种基本勘察手段。
二、水文地质钻探的目的:1.查明含水层或控水构造的数量、埋深、厚度、岩性和类型;2.查明含水层或控水构造在水平方向上和垂直方向上的变化规律;3.查明地下水位、水的物理化学性质及其空间变化;4.查明各含水层之间、地下水与地表水之间的水力联系。
三、勘探钻孔的类别和布置原则:(一)勘探钻孔的类别(1)地质孔:主要用于查明地层的地质年代、成因、岩性、地质构造,了解含水层(带)的位置和地下水位;(2)试验孔:主要指抽水、回灌、弥散、注水、压水、地下水流向、流速试验等;(3)勘探生产孔:试验工作结束后的勘探钻孔,留做生产井,移交取水部门使用;(4)观测孔:用水各种试验的,以观测地下水动态、渗流状况的钻孔。