专门水文地质学
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1、专门水文地质学:是运用地质、水文地质基本理论,论述和研究水文地质调查理论、方法和毛蟹专门性水文地质问题。
2、水文地质勘查所使用的主要方法手段:(1)水文地质测绘;(2)水文地质钻探;(3)水文地质野外试验;(4)地下水的动态长期观测;(5)室内分析测定与试验;(6)水文地质物探;(7)同位素在水文地质调查中的应用;(8)全球定位系统的应用;(9)遥感技术的应用;(10)地理信息系统;3、水文地质调查工作阶段的划分:(1)水文地质普查(2)水文地质初步勘探(3)详细勘探(4)开采4、水文地质调查的工作程序:(1)接受调查任务(2)准备工作(3)野外工作(4)室内工作(5)鉴定验收5、水文地质测绘:是以地面调查为主,对地下水及与其有关联的地质、地貌、地表水等现象进行观察、描述、测量、记录和制图的一项综合性水文地质工作。
6、水位地质测绘的任务:(1)调查研究地层的空隙性及含水性,确定调查区的主要含水层或含水带及埋藏条件、隔水层的特征与分布。
(2)查明区内地下水补给类型及各类地下水的分布特征、水力联系等。
(3)查明地下水的补给、径流、排泄条件。
(4)各种构造的水文地质特征(5)概略评价各含水层的富水性,区域地下水资源和水化学特征及动态变化规律。
(6)论证与地下水有关的环境地质问题。
(7)了解区内现有地下供水、排水设施以及地下水开采情况。
7、泉的调查研究:(1)根据地形、地貌、地质条件、结合调查研究访问寻找泉水点。
(2)查明泉水出露的地质条件,补给含水层,确定泉的成因类型和出露的高程,判明地下水的类型,通过泉水出露条件和补给水源的分析,可帮助确定区内的含水层层位,据泉的出露标高,可确定地下水埋藏条件。
(3)观测泉的流量、涌势及高度。
(4)调查泉的动态。
(5)对重要泉水点,取水样进行水质分析。
(6)泉水的开发利用情况及居民长期饮用后放映。
(7)对矿泉、温泉和矿泉水,在研究前述各项基础上,还应查明其特殊组分及出露条件与周围地下水的关系,并对其开发利用可能性做出评价。
一、名词解释1. 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2.现场踏勘:通过踏勘应对调查区地质、水文地质条件及交通条件等有一个全面的了解,以便在编制设计书时能做到指导思想明确、重点突出、有的放矢,使工作布置和设计符合实际条件。
3. 抽水试验:通过钻孔或水井抽水,定量评价含水层富水性,测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件4. 单孔抽水试验:仅在一个试验孔中抽水,用以确定涌水量与水位降深的关系,概略取得含水层渗透系数。
5.多孔抽水试验:在一个主孔内抽水,在其周围设置若干个观测孔观测地下水位。
6.群孔干扰抽水试验:在影响半径范围内,两个或两个以上钻孔同时进行的抽水试验。
7.试验性开采抽水试验:是模拟未来开采方案而进行的抽水试验。
8.过滤器:过滤器是指安装在钻孔中含水层(段)的一种带孔井管9.地下水动态:指表征地下水数量与质量的各种要素(如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等)随时间而变化的规律。
10.地下水均衡:指在一定范围、一定时间内,地下水水量、溶质含量及热量等的补充(或流入)量与消耗(或流出)量之间的数量关系。
11.单因素曲线图:仅反映地下水的某一要素,如地下水位动态曲线图、泉水流量动态曲线图、水的矿化度或某种离子含量动态曲线图等,单因素曲线图便于分析变化的规律。
12.综合曲线图:将地下水的所有要素或几种要素以及影响因素绘制在一张图上,综合曲线图便于分析地下水要素与影响因素之间的关系。
13.地下水水质:指水和其中所含的物质组分所共同表现的物理、化学和生物学的综合特征14.地下水水质指标:表示地下水中物质的种类、成分和数量,是衡量地下水水质的具体标准。
15细菌总数指标:指水样在相当于人体温度(37℃)下经24h培养后,每毫升水中所含各种细菌的总个数。
饮用水标准规定,此数不应超过100个。
16.总大肠杆菌数指标:若在水中发现很多大肠杆菌,则说明水已被污染。
1水文地质调查的目的和任务?目的:查明天然及人为条件下地下水的形成、赋存和运移特征,地下水水量、水质的变化规律,为地下水资源评价、开发利用、管理和保护以及环境问题、地下水灾害的防治提供所需的资料。
任务:地下水的赋存条件。
查明含水介质的特征及埋藏分布情况;地下水的补给、径流、排泄条件,查明地下水的水量及变化规律;地下水的水文地球化学特征,不仅要查明地下水的化学成分,还要查明地下水化学成分的形成条件。
2水文地质调查分哪几个阶段?1准备工作(主要是设计书):已的水文地质工作评价、工作设计。
2,野外工作。
3,室内工作:测试、资料整理分析、编写报告按不同目的分类:供水水文地质勘查、矿区水文地质勘查供水水文地质勘察工作划分为:地下水普查;详查;勘探;开采矿区水文地质勘查阶段划分:1,普查勘探阶段:普查、详查(初步勘探)、精查(详细勘探)2,生产建设阶段(补充勘探)3水文地质调查包括哪些方法?水文地质测绘(地面调查)、水文地质钻探、水文地质物探、水文地质化探、水文地质试验、实验室试验分析、其它方法4水文地质勘探工作程序应遵偱的原则?A工作范围由大到小,工作要求由粗到精。
B按测绘—勘探—试验—长期观测的顺序安排。
C根据具体条件由少到多,由点到线,进一步控制到面。
D每一勘查阶段按准备工作、野外施工和室内总结三段时期进行。
5水文地质地面调查(测绘)主要进行哪些方面的调查?气象资料、地表水、地质地貌、地下水露头6水文地质观测路线及测点的布置要求?观测路线:a沿垂直岩层或岩浆岩体构造线走向。
b沿地貌变化显著方向。
c 沿河谷沟谷和地下水露头多的地带。
d沿含水层带走向。
观测点:a,地层界线断层线褶皱轴线岩浆岩与围岩接触带b,标志层典型露头和岩性岩相变化带等c地貌分界线和自然地质现象发育处d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。
7水文地质钻探的任务和特点?任务:1、研究地质、水文地质剖面2、测定各含水层中的地下水位3、进行水文地质试验4、进行地下水动态观测5、采取水样做水质分析6、可作排水疏干孔、注浆孔、供水开采回灌孔或长期动态观测孔之用。
“新工科”背景下的“专门水文地质学”教学改革思考近年来,“新工科”教育理念逐渐兴起,呼吁工科教育在传统基础教育的基础上进行深化改革,更加注重学生的实践能力和创新意识培养。
水文地质学作为地质学与水文学的交叉学科,具有一定的复杂性和专业性,在新工科教育改革的大环境下,如何进行水文地质学的教学改革,成为了一个需要思考的问题。
本文将从课程设置、教学方法、实践教学等方面进行思考,探讨“新工科”背景下的“专门水文地质学”教学改革。
1. 课程设置在“新工科”背景下,专门水文地质学课程的设置应该更加贴近实际需要,注重学生的综合素质和实践能力培养。
需要重新审视课程设置,结合实际需求,对课程的内容和结构进行重新规划。
针对传统课程内容较为枯燥、理论性强、与实际应用脱节的问题,可以适当增加一些前沿领域的内容,引导学生关注最新的科研成果和应用技术。
还可以加强实践环节的设置,例如增加实地考察、实验操作等内容,让学生更加直观地理解和掌握专门水文地质学的知识。
课程设置还应该与行业需求相结合,注重对学生的就业能力培养。
可以邀请相关行业的从业人员来进行讲座或者实践指导,让学生了解行业实际工作中的需求和要求,为他们的未来就业做好准备。
2. 教学方法在教学方法方面,需要更加注重学生的参与性和实践性。
传统的课堂教学往往偏重于教师的讲解和学生的 passively 接受,导致学生的学习积极性不高,教学效果不理想。
在“新工科”背景下,可以引入现代教学手段,如 flipped classroom、problem-based learning 等,提倡学生参与式学习,让学生在实践中学习,更好地掌握知识和技能。
还可以采用多种教学手段相结合的方式,如案例教学、小组讨论、项目实践等,让学生在实际问题解决中学习专门水文地质学知识,提升他们的独立思考和问题解决能力。
3. 实践教学还可以加强与企业合作,提供实习实训机会,让学生在实际工作中学习专门水文地质学相关知识和技能,更好地为将来的就业做好准备。
专门水文地质学是水文与水资源工程专业、地下水科学与工程专业及斯在技术与工程专业的主要专业课之一,见一门专业技术方法课,是在地下水基本理论指导下,论述地下水在应用方面的理论与方法。
本课程包括六方面内容:(1)地下水调查技术方法。
主要介绍区域地下水地面调查的任务内容、要求和技术方法,以及地下水调查的成果整理等内容。
一此专]性的地下水调查,依据本部分介绍的原、方法和内容,结合具体要求开展相应的工作。
(2 )地下水资源评价的理论与方法。
重点讨论地下水资源分类、地下水资源的组成、地下水允许开采量的评价方法及作为供水水源的地下水水质评价方法; 简要介绍地下水环境质量评价的内容和方法; 以现代水资源利用的观点,论述地下水资源评价的原则、区域和局域地下水资源评价的内容。
(3 )地下水资源开发、管理和保护。
介绍作为供水水源的地下水水源地的选择地下水取水建筑物的类型、特点、开采布局的方法技术。
从可持续发展角度论述地下水资源管理的一般原则,地下水资源保护及地下水环境负效应防治的技术方法。
(4)矿床水文地质及地下热水的调查评价。
介绍矿床充水条件矿井涌水量预测的特点、防治矿井突水的方法及地下水人工回灌、地下热水的调查评价方法。
(s )新技术方法的应用,探讨现代新技术方法在地下水研究中的应用。
介绍遥感及GIS技术在地下水资源调在中的应用,同位素技术解决地下水实际问题的理论和方法。
(6)介绍近几年水文地质在能源、地震、环境、水利水电勘察等领域中的应用。
第五章: 地下水动态与均衡研究一.地下水动态与均衡1.地下水动态指表征地下水数量与质量的各种要素(如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等)随时间变化的规律。
2.地下水均衡指在一定范围、一定时间内,地下水水量、溶质含量及热量等的补充(或流入) 量与消耗(或流出) 量之间的数量关系。
3.地下水动态与均衡的关系地下水动态与均衡之间存在着互为因果的紧密联系。
(1) 地下水均衡是导致地下水动态变化的原因;(2) 地下水动态则是地下水均衡的外部表现,即动态变化的方向与幅度是由均衡的性质和数量所决定的。
河南理工大学Henan Polytechnic University专门水文地质学学院:资源环境学院班级:水文13-2学号:311303030220姓名: 王东晟2016.04.05专门水文地质学课程总结专门水文地质学是水文地质学是水文与水资源工程专业,地下水科学与工程专业及勘察技术与工程专业的主要专业之一,它是在地质,水文地质基本理论指导之下,论述水文地质调查理论与方法的课程。
其任务是使我们在生产中能够经济合理地安排水文地质调查工作种类和工作量,分析和解决实际问题,培养我们具有完成水文地质生产和科学研究任务的能力。
专门水文地质学主要包括水文地质调查方法,供水水文地质和矿床水文地质三个部分。
一.水文地质调查方法部分:主要介绍水文地质调查应用的技术方法。
是以水文地质普查和供水地质勘察为基础,并适当引申到更深入的勘察条件和涉及到的其它目的水文地质勘察工作的某些内容。
二.供水水文地质部分:重点讨论为供水目的而进行专门性水文地质调查时对地下水水质,水量的评价方法及要求,地下水资源的合理开发,保护与管理。
这部分为这门课的重点,给出了当前水文地质理论与技术的发展水平。
三.矿床水文地质部分:是讨论在进行矿床地质调查的同时所进行的水文地质调查工作,介绍了矿井涌水量和防治矿井突水的理论方法,矿井疏干与采矿导致的环境地质问题等,以及与之有关的水文地质调查方法。
●水文地质调查的目的,任务与重要性目的:运用各种技术方法和手段揭示一个地区的水文地质条件任务:为工程项目设计或国民经济发展规划的制定提供所需要的水文地质资料重要性:1.一切水文地质生产和科学研究成果质量的高低和结论的正确与否,主要取决于水文地质资料的多少及其是否正确可靠。
2.因为水文地质的调查是一项费用很高,工期较长的工作,勘探工程布置不当或不按规程的技术要求进行,不但得不到应有的工程设计所需要的水文地质资料,而且浪费大量的费用,人力,精力。
例如:某省会拟在城市主要水源上游河谷中,建设一个日产水量15万m³的特大型地下水源地,用了两年时间,花费了220万元的勘察费。
由于对下游水库的来水量和当地农业用水可能产生的影响缺乏有利的论证,所提交的15万m³/d开采量没有保证,只好放弃拟建的地下水源地工程。
●水文地质调查工作的类型一.区域水文地质调查适合中小比例尺的综合性水文地质调查任务:概略查明区域性水文地质条件,特别是区域内地下水的基本类型及各类地下水的埋藏分布条件,地下水的水量及水质的形成条件,以及地下水资源的概略数量。
例如:一些大型供水项目,提出几个可能的水源地比较方案,或为查明水源地的补给范围,补给来源,补给边界位置和性质。
范围:一般较大,具体适任务决定。
比例尺一般小于1:10万。
二.专门性水文地质调查为某项具体的工程建设目的设计提供所需要的水文地质条件。
任务:较详细地查明调查区内的水文地质条件,解决所提出的生产问题,保证工程项目设计所需要的水文地质条件资料。
范围:适工程项目的规模或科研课题的需要决定。
例如:供水水文地质调查的范围,需要根据需水量的大小来决定,一般应包括水源地在开采条件下可能增加的补给范围。
三.地下水动态和均衡的监测不管任何水文地质调查都需要,在定性或定量调查评价水文地质条件时,都需要有地下水动态和均衡方面的资料。
重要性:随着地下水资源的大规模开发利用,与地下水开发有关的环境地质问题越来越多,因此,为管理和保护地下水资源,以及保护地质环境,地下水动态的监测任务越来越重要●水文地质调查所使用的主要手段最基本的水文地质调查所使用的手段有六种:1.水文地质测绘2.水文地质钻探3.水文地质物探4.水文地质野外实验5.室内分析,测定,模拟实验6.地下水动态与均衡研究●水文地质调查工作的一般程序1.接受调查任务2.编制水文地质调查工作设计书3.开展野外调查工作4.编写调查工作成果5.按规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作●水文地质测绘通过对调查区内地质,地貌,地下水露头和地表水状况的观测分析,从宏观上认识地下水的埋藏,分布和形成条件的一种调查手段重要性:整个水文地质调查任务的开始。
其成果的质量是布置各种水文地质勘探,实验,动态观测等工作是否合理,正确的关键,是保证水文地质人员在解决具体水文地质问题时不因为地质,水文地质条件认识不正确而导致得出错误的结论。
主要调查内容:1.基岩地质调查2.地貌及第四纪地质调查3.地下水露头的调查4.地表水体的调查5.地下水指示植物的调查6.与地下水有关的环境地质状况的调查●地质调查水文地质测绘中的地质调查内容和一般以矿产为目的的地质测量基本一致,即以观察,描述地层,岩性,构造和填绘出它们的分界线为主要内容。
水文地质调查是研究它们和地下水埋藏分布和形成条件之间的关系。
岩石性质的调查原因:1.岩石是贮存地下水的介质2.岩石的产出条件直接决定着含水层的类型3.岩性常常决定岩石的区域含水性地层的调查地层是构成地质图和水文地质图的最基本的要素。
地层又是识别地质构造的基础,凡是确定较大型的构造形迹,都必须有地层方面的依据地质构造的调查地质构造对地下水的埋藏,分布,运移和富集有较大的影响●地貌调查任务:对各种地貌单元的形态特征进行观察,描述和测量,查明其成因类型,形成时代和发育历史,分析其与地层,构造和地下水之间的关系地貌调查一般是与水文测绘同时进行的,故在布置测绘路线是要考虑穿越不同的地貌单元,并将其分界线填绘在地形图上。
●地下水露头的调查研究对于寻找和认识地下水来说,地质,地貌的调查仅是一种间接的手段对地下水露头的调查研究,则是直接可靠的方法,是整个水文地质测绘的核心工作。
种类:1.地下水的天然露头--泉,地下水溢出带,某些沼泽湿地,岩溶区的暗河出口及岩溶洞穴2.地下水的人工露头--水井,钻孔,矿山井巷及地下开挖工程等。
例如:泉是地下水的天然露头,泉水的出流表明地下水的存在,对于其的研究,可帮助确定区域内的含水层层位,即有哪几个含水层或含水带调查水井,能可靠的帮助确定含水层的埋深,厚度,出水段岩性和构造特征,反映出含水层的类型;还有含水层的富水性,水质,动态特征。
●地表水的调查在自然界中,地表水和地下水是地球大陆上水循环最重要的俩个组成部分,两者之间存在相互转换的关系。
只有查明两者相互转换的关系,才能正确的评价出地表水和地下水的资源量,避免重复和夸大,才能了解地下水水质的形成和被污染的原因,才能正确制定区域内水资源的开发利用规划和保护环境的措施。
●与地下水有关的环境地质调查地下水是导致许多环境地质作用的最活跃,最重要的因素。
许多环境地质问题的产生,都可不同程度的反映出地下水的存在及地下水的埋藏条件或活动情况。
●水文地质钻探水文地质调查中采用的勘探工程,包括钻探,坑探,槽探和物探等,但最重要的是水文地质钻探●水文地质钻探的重要性和基本任务重要性:1.直接探明地下水的一种最重要,最可靠的勘探手段,是进行各种水文地质试验的必备工程,也是对水文地质测绘,水文地质物探成果所作地质结论的检验方法。
2.水文地质钻探,由于其设备复杂沉重,成本昂贵,施工技术复杂且工期长,对整个勘查的完成,勘查项目的投资均起决定性作用。
任务: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。
3.通过钻孔采集水样,岩土样,以确立含水层的水质,水温和测定岩土的物理力学和水理性质。
4.利用钻孔监测地下水动态或将钻孔作为供水井。
●钻进过程中的水文地质观测工作为获得各种水文地质资料,除在钟孔后进行物探测井和抽水试验外,核心的工作就是在钻进过程中进行水文地质观测。
●水文地质物探物探方法成本低,速度快,用途广泛,是当今水文地质调查中不可缺少的勘察手段使用的原因:因为不同类型或不同含水量的岩石,或不同矿化程度的水体之间存在着物性上的差异。
因此,我们可以借助各种物探测试仪器,测定出某一方向,某一深度,或者某一范围内岩石或水体的某些物理特征值的变化,从面分析,推断出某一方向和某一深度或范围内的岩性,构造和岩层含水性能的变化。
方法:地面物探方法,地球物理测井任务:通过地面物探方法寻找含水层或富水带,确定它们的分布范围,埋藏深度,厚度和产状;通过物探测井方法准确的确定含水层的厚度,深度,富水程度,咸淡水界面位置,或测定某些水文地质参数及完成某些水井工程探测任务●水文地质试验抽水试验:抽水试验是通过从钻孔会水井中抽水,来定量,评价含水层富水性,测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件的一种野外试验工作。
任务:1.直接测定含水层的富水程度和评价井的出水能力2.抽水试验是确定含水层水文地质参数的主要方法3.抽水试验可为取水工程设计提供所需水文地质数据4.通过抽水试验,可直接评价水源地的允许开采量5.可以通过抽水试验查明某些其他手段难以查明的水文地质条件渗水试验:是一种在野外现场测定包气带土层垂向渗透性的简易方法,在研究大气降水,灌溉水,渠水,暂时性表流等对地下水的补给量时,常用这种试验。
缺陷:水体下渗是常常不能完全排出岩层中的空气,这对试验必然产生影响钻孔注水试验:当钻孔中地下水埋藏很深或试验层为透水不含水时,可用注水试验代替抽水试验,近似测定该岩层的渗透系数。
在研究地下水人工补给或废水地下处置的效率时,也需要进行钻孔注水试验。
缺陷:由于注水试验常常是在不具备抽水试验条件下进行的,故注水井在钻进结束后,一般都难以进行洗井。
因此用注水试验方法求得的岩层渗透系数,往往比抽水试验求得的要小的多●地下水动态与均衡的研究地下水资源和其他矿产资源的最主要的区别是,其量和质总是随着时间而不停地发生变化。
所谓地下水动态即是指表征地下水数量与质量的各种要素等随时间而变化的规律。
其变化规律可以是周期性的变化,也可以是趋势性的变化地下水的质与量之所以变化,主要是由于水量和溶质成分在补充和消耗上的不平衡所造成的。
所谓的地下水均衡,就是指这种在一定范围,一定时间内,地下水水量,溶质含量及热量等的补充与消耗之间的数量关系。
当补充与消耗量相等时,地下水处于均衡状态。
当补充量小于消耗量时,地下水处于负均衡状态,当补充量大于消耗量时,地下水处于均衡状态。
地下水在天然状态条件下,一般多处于均衡状态,在人为活动影响下,则可能出现负均衡或正均衡状态。
●意义:对于认识区域水文地质条件,水量和水质评价,以及水资源的合理开发与管理,都具有非常重要的意义。
任何目的,任何勘察阶段的水文地质调查,都必须重视地下水动态与均衡的研究工作。
由于对地下水动态规律的认识,往往要经过相当长时间的资料积累才能得出结论,因此在水文地质调查时,应尽早的开展地下水动态与均衡的研究。