水文地质测绘基础Word格式.docx
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水文地质中对地质的研究目的在于阐明控制地下水的形成和分布的地质条件，也就是要从水文地质观点出发来研究地质现象。
因此，在水文地质测绘中进行地质填图时，不仅要遵照一般的地层划分原则，还必须考虑决定含水条件的岩性特征，允许不同时代地层合并或将同一时代的地层分开。
1.岩性调查
决定地下水的含水类型、影响地下水的水质（岩石的化学成分和矿物成分）和水量（岩石孔隙、裂隙、岩溶）。
因此，在水文地质测绘要求观察研究岩石对地下水的形成、赋存条件、水量、水质等诸多影响因素，具体如下。
1散地层。
要着重观察土的粒径大小、排列方式、颗粒级配、组成矿物及化学成分、包含物等；
②非可溶性坚硬岩石。
岩石的裂隙发育情况影响地下水赋存，因此要重点调查和研究裂隙的成因、分布、张开程度和充填情况等。
③可溶性坚硬岩石。
要重点调查、研究岩石的化学成分和矿物成分、溶隙的发育程度及影响岩溶发育的因素。
问题2影响岩溶发育的因素？
2.地层调查
地层是构成地质图的最基本要素，也是识别地质构造的基础。
在水文地质测绘中，研究地层的方法如下。
①如测区已有地质图，在进行水文地质测绘时，首先要到现场校核和充实标准剖面，再根据其岩性和含水层进行补充分层（即把地层归纳为含水岩组合隔水岩组）；
②如测区还没有地质图，就需要进行综合性地质-水文地质测绘。
在进行测绘时，首先测制出调查区的标准剖面；
③在测制或校核好标准剖面的基础上，确定出水文地质测绘是所采用的地层填图单位，即要确定必须填绘的地层界限。
④野外测绘时，应实地测绘所确定地层的界限，并对其做描述；
⑤根据测区内地层的分布及其岩性，判断区内地下水的形成、赋存等水文地质条件。
3.地质构造调查
地质构造不仅对地层的分布产生影响，还对地下水的赋存、运移等也起到很大的作用。
在基岩地区，构造裂隙和断层带是最主要的贮水空间，一些断层还能起到阻隔或富集、引导地下水的作用。
在水文地质测绘中，对地质构造的调查和研究重点如下。
1）褶皱构造
①应查明其形态、规模及其在平面上和剖面上的展布特征与地形之间的关系，尤其注意两翼的对称性和倾角大小变化及其变化特点；
②查明主要含水层在褶皱构造中的部位和在轴部中的埋藏深度；
③研究张应力集中部位裂隙的发育程度；
④研究褶皱构造和断裂、岩脉、岩体之间的关系及其对地下水运动和富集的影响。
问题3褶皱证据、断层性质要素、分类？
2）断裂构造
①对裂隙的调查。
裂隙是基岩地下水的主要贮水空间运移通道，在水文地质测绘中应详细测量各种地层岩性的裂隙长度、宽度、产状、密度和充填情况。
②对断层的调查
a.要仔细观察断层本身（断层面、构造岩）及影响带的特征和两盘错动的方向，并据此判断断层的性质（正、逆、平移断层），分析断裂的力学性质；
b.调查各种断层的分布范围、空间展布及彼此之间的接触关系，以确定有利于地下水贮存的构造部位；
c.规模较大的断裂，要详细地调查其成因、规模、产状、张开程度，构造岩的岩性结构、厚度，断裂的填充情况及断裂后期的活动特征；
d.查明断层各个部位的含水性以及断层带两侧地下水的水力联系程度；
e.调查、研究各种构造及其组合形式对地下水的赋存、补给、运移和富集的影响。
知识链接
断层水文地质分类
问题4断层证据、断层性质要素、分类？
断层水文地质分类？
（二）地貌调查
地貌与地下水的形成和分布有着密切的关系，通常地形的起伏控制着补给、径流和排泄。
地貌调查在水文地质测绘中占有重要的位置，对调查区的地貌条件认识不清，对该区水文地质条件的分析也必定会出现问题。
在基岩地区，地貌单元可反映出当地可能存在的含水层的类型、埋深和补、径、排条件。
如在侵蚀构造山区，地形陡，切割深，第四系盖层薄，入渗条件差，降水易流失，地下水径流条件较好，且多被沟谷排泄，孔隙水不发育，地下水贮存条件不好。
在基岩中，除局部分布有大面积层状含水层外，多有脉（带）状地下水存在，储存量一般不大，埋藏较深。
在剥蚀堆积的丘陵区，第四系盖层虽不太厚，但风化壳较厚，故风化裂隙水较发育，在构造盆地或单面山地貌区，常有丰富的承压（或自流）水分布。
地貌调查一般与地质调查同时进行的，故在布置观测路线时要考虑穿越不同的地貌单元，并将观测点布置在地貌控制点及地貌变化界限上。
在野外进行地貌调查时，主要任务是对各种地貌单元的形态特征进行观察、描述和测量，查明其成因类型和地貌单元形成的地质年代及发育演变历史，分析其余地层岩性、构造和地下水之间的关系，从而揭示地貌与地下水形成与分布的内在联系。
在野外进行地貌调查时应注意的问题：
①地貌观测路线大多是地质观测线，观测点应布置在地貌变化显著的地点，如阶地最发育的地段，冲沟、冲积扇、山前三角面以及岩溶发育点等；
②划分地貌成因类型时，必须考虑新构造运动这个重要因素。
新构造运动是控制地形的重要因素，我国是一个新构造运动强烈的国家，从新近纪末期至今的新构造运动对于我国各地地貌的形成起着十分重要的作用。
对于新构造运动强度判别，在很大程度上还依赖于对地形（河流曲切割深度、古代剥蚀面隆起所达到的高度、水文网分布情况、阶地的变形、沉积厚度等）分析。
如果新构造运动强烈上升，会形成切割强烈的高山；
而新构造运动下降，常形成宽谷、沉积平原等。
洪积扇发生前移或后退现象也是新构造运动作用的标志。
地质构造的影响有时也可以反映在地形的特征上，例如单斜构造在地形上常表现为单面山、断层构造常表现为断层陡坎。
③注意岩性对地形形成的影响。
岩石性质对地形形成的影响也十分明显，应为不同岩性的岩石常能形成不同成因及形态的地形，很多峡谷与开阔盆地的形成常常与岩性的软硬有关的；
④应编制地貌剖面图。
地貌剖面法是沿着一定方向（尽可能直线）来详细地研究当地地形的成因与变化的一种方法。
剖面线应布置在可以很好地判定最重要地形要素的性质和相互关系并获得关于整个地形成因和发展史资料的地方。
编制地貌剖面图是地貌观测工作的一种极其重要的调查方法，它很明显地、准确地和真实地反映出当地的地貌结构、地层间的接触关系、厚度及成因类型。
案例分析：
现以图1所示的地形、岩性和泉水出露的情况，尤其是地貌特征分析该区的水文地质条件。
图1某河谷地形剖面和底层岩性分布图
1.白垩系；
2.侏罗系；
3.二叠系上统；
4.上更新统；
5.中更新统；
6.全新统；
7.冲积层；
8.洪积层；
9.Ⅰ~Ⅴ为地貌单元
（1）如果不知道该剖面中的地貌与第四纪的成因类型，很可能认为①、②、③处有断层；
也可能认为阶地Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的组成都是山前冲洪积物。
当有了地貌和第四纪成因年代的概念，就能分析出该区的地质结构和水文地质条件。
（2）从平行河流的阶梯状地形和向上堆积的河流冲积物便可认定这些平台是河流的阶地，其时代由低到高逐渐变老。
据岩性和结构特征，则可确定阶地的类型：
Ⅰ、Ⅱ为内叠阶地，冲积物厚度较大；
Ⅲ、Ⅳ为基座阶地，冲积物厚度较薄。
地貌单元Ⅴ从④往右地形坡度突然变大，平面上具扇形，由颗粒从平原到山区逐渐变粗为洪积物可知，地貌单元Ⅴ为近期的比阶地Ⅳ年轻的山前洪积扇，并覆盖在阶地Ⅳ之上。
（3）洪积扇的后缘与侏罗系碎屑岩组成台阶Ⅳ的接触处，有一沿山麓方向分布的平直的陡坎，说明两者为断层接触。
（4）水文地质条件：
由于从山前到河床，第四纪含水层的厚度范围均有限，且被基座阶地分割成各自的水文地质单元，使阶地之间的地下水无直接水力联系，故地下水资源有限。
从补给条件看，由于侏罗系和断层阻水，山区岩溶水不能直接补给河谷内的含水层。
阶地Ⅲ、Ⅳ只能在其分布范围内接受大气降水的入渗补给。
阶地Ⅰ、Ⅱ在天然条件下有降水入渗补给，在开采条件下可接受河流的反补给，故开采资源较丰富。
思考:
分析该区的水文地质条件
（三）水文地质调查地下水不是孤立存在的，地下水的埋藏、赋存、分布、补给、径流、排泄等，与地表水及周围环境密切相关，因此在水文地质调查过程中，必须详细观察和记录测区的地下水点，包括天然露头、人工露头与地表水体，并绘制地形和地质剖面图或示意图；
对地下水的天然露头（如泉、沼泽和湿地）、地下水的人工露头（如井、钻孔、矿井、坎儿井以及揭露地下水的试坑和坑道等），均应进行统一编号，并以相应的符号准确地标在图上。
1.地表水调查对于没有水文站的较小河流、湖泊等，应在野外测定地表水的水位、流量、水质、水温和含沙量，并通过走访水利工作者和当地群众了解地表水的动态变化。
对于设有水文站的地方，调查地表水体则应搜集有关资料进行分析整理。
还应重点调查和研究地表水的开发利用现状及其与地下水的联系。
2.地下水露头的调查地下水露头是地下水的直接标志，对于地下水露头点进行全面调查研究是水文地质测绘的核心工作。
在测绘中，要正确地把各种地下水露头点绘制在地形图上，并将各主要水点联系起来分析调查区内水文地质条件；
还应选择典型部位，尽可能多地通过地下水露头点绘制水文地质剖面图。
地下水露头通常分为两类：
一类是地下水天然露头，包括泉、地下水溢出带、某些沼泽、湿地、岩溶区暗河出口及岩溶洞穴、落水洞等；
另一类是地下水人工露头，如水井、钻孔、矿山井巷、地下开挖工程等。
在地下水露头调查中，最常见的是泉和井孔。
1）泉的调查研究
①根据地形、地貌、地质条件，结合调查访问寻找泉点；
②查明泉水出露的地质条件（特别是出露的地层层位和构造部位）、补给的含水层，确定泉的成因类型和出露高程，判明地下水类型。
通过对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，根据泉的出露标高，可确定地下水的埋藏条件。
③观察泉的流量、涌势及高度。
测量泉流量的常用方法包括容量法、堰测法、流速仪法或浮标法。
a.容量法。
当泉流量较小时（＜1L/s），地形上有跌水陡坎时可采用容量法（流量=水体积/时间）
b.堰测法，常用三角堰，当流量较大时（＞10L/s）是采用梯形堰、矩形堰。
测量方法是:
在泉口下游一定距离（3～10m），将堰板垂直水流铅直平正埋好，不能漏水，并使上游水流平稳，下游形成跌水，测量堰口水层高度（h），查表（参见有关书籍）或用以下公式计算泉流量:
三角堰测流量公式：
Q=Ch5/2
h（cm）<
5.0
C=0.0142
h=5.1~10.0
C=0.0141
h=10.1~15.0
C=0.0140
h=15.1~20.0
C=0.0139
h=20.1~25.0
C=0.0138
h=25.1~30.0
C=0.0137
h－三角堰水头高度（cm）h的尾数单位（cm）
Q—泉流量（L/s）
c.
流速仪法或浮标法流速仪法是用流速仪测定水流速（v），并测定输水沟渠的过水断面面积（ω），二者乘积，即为泉流量（Q=ω·
v）。
浮标法是近似方法，即用木块、作物秆等作浮标，测定水流速，它与过水断面的乘积，即为泉流量。
④调查泉的动态根据泉流量不稳定系数α确定泉的动态类型（表1-4），判断泉的补给情况，通常，α愈大，说明泉水补给面积愈大，补给来源远，含水层调节容量大，泉水愈稳定。
泉的动态类型
极稳定的
稳定的
变化的
变化极大的
极不稳定的
α=Qmin/Qmax
1
0.5-1
0.1-0.5
0.03-0.1
＜0.03
⑤对重要的泉水点，取水样进行水质分析；
⑥泉水的开发利用状况及居民长期饮用后的反映；
⑦对矿泉、温泉和矿泉水，在研究前述各项的基础上，还应查明其特殊组分及其出露条件与周围地下水的关系，并对其开发利用的可能性作出评价。
2）地下水的人工露头（水井、钻孔）的调查研究
在缺乏泉的工作区，要把重点放在现有水井、钻孔的观测中。
当两者都缺时，则应布置重点揭露工作。
如当含水层埋藏较浅时，可采用洛阳铲、麻花钻等工具揭露；
当含水层比较深时，可采用钻机揭露。
在水文地质测绘中，井孔调查比泉的调查意义更大。
井孔调查能可靠地帮助查明工作区内现有开采深度内含水层的分布、埋藏规律和地下水的动态等。
井孔的调查内容如下。
①井口所处的位置标高、地形、地貌、地质环境及其附近的卫生防护情况；
②调查和收集井孔的地质剖面与开凿时的水文地质观测资料；
③测量井孔的水位埋深、井深，收集或测量井孔的出水量、水质、水温等；
④调查井（孔）水的动态；
⑤查明井孔的出水层位，确定地下水类型，补、径、排特征，水井的结构，使用年限，长期使用井（孔）水的反映；
⑥对主要含水层中典型地段上有代表性的井孔进行抽水试验，以取得必要的参数，并取水样，测定其化学成分；
⑦井孔开采地下水量的情况，注意含水层之间的水力联系。
3.地下水与地表水的联系性调查
①地下水与地表水之间的水力联系，主要取决于两者之间的水头差及两者介质的渗透性。
野外调查时，一般选择河流平直而无支流的地段进行流量测量，测量其上下游两个断面之间的流量差；
②有下降泉出露的地段，说明是地下水补给地表水。
泉水出露高出地表水面的高度，即为该处地下水位与地表水位的水位差；
③应注意的是，有时虽然存在水位差，但是由于不透水层的阻隔，地表水与地下水不发生水力联系。
④野外调查时，还需查明地下水与地表水的化学成分的差异性。
可通过采取地下水与地表水的水样分析来对比他们的物理性质、化学成分和气体成分，判断他们之间有无水力联系。
（四）地表植物调查
1.植物分布区周围的环境。
包括地理位置、地形、土壤、地貌特点、地表水情况；
2.植物的群落及生态特征。
包括植物群落种类名称，植物的高度、分层、覆盖密度和均匀程度及其与地下水的关系（耐寒性、喜水性、喜盐性等）。
（五）与地下水有关的环境地质调查
1.分清环境地质问题的类型环境水文地质问题有两类:
①天然环境水文地质问题:
即在天然条件下，与地下水活动有关的环境地质问题，如滑坡、塌陷、崩坍、沼泽化、盐渍化、冻胀及地方病等；
②人为环境水文地质问题:
即在供、排水条件下，与地下水作用有关的环境水文地质问题，如地下水位持续下降，地面沉降、地裂缝、崩塌、井水枯竭、水质恶化、海水入侵、土地沙漠化、植被衰亡、次生盐碱化等。
注意：
上述有些问题，在天然条件下可以发生，在开采条件下（人为条件下）也可以发生，调查中应仔细区分。
2.与地下水有关的环境地质调查
①研究、调查区地下水开采或排水前后产生的环境地质问题的类型、规模。
将重点放在供、排水后可能发生的环境地质问题上；
②调查、研究各种环境地质现象与区域地质构造、地下水状况的开发利用关系；
③了解各种环境地质作用的时、空变化规律，预测其发展趋势；
④对现存和预测出的环境地质问题，提出防治措施。
第二节基本技能（基本工作方法和步骤）
水文地质测绘的基本工作方法和步骤包括准备工作、野外工作及室内整编三个方面。
一.准备工作
主要的准备工作内容如下：
（1）搜集与熟悉测绘区自然地理、地貌、地质资料；
（2）对已有的航片、卫片进行解释；
（3）确定各项工作量，对测绘点、测绘路线作出合理安排；
（4）现场踏勘，建立地层层序并确定标志层；
（5）按照相关规范编制各项技术要求、工作规程和成果标准，制定有关的规章制度。
附
水文地质测绘设计报告
一、绪言
概略介绍本次工作的性质、目的、任务、指导思想。
测区的的自然地理、交通条件、国民经济和发展远景。
二、地质、水文地质概述
1、地形地貌：
（1）地形：
工作区的山川形势、海拔高程及水文网的发育分布情况。
（2）地貌：
按比高和地貌成因形态划分地貌单元，并进行简要描述（如比高、形态、切割程度等）。
2、地层、构造、岩浆岩：
（1）地层：
从老到新分别描述，并附图。
（2）岩浆岩：
分期次描述侵入类型，岩性岩相、出露面积，分布范围等。
（3）构造：
描述区内各类构造形迹、构造体系、复合关系，附地质构造图。
3、水文地质：
包括测区气候、降雨量、地下水补给排泄条件，岩层富水性特征，主要含隔水层的分布概况，预测构造含水的可能性，并对含水层岩（组）进行初步划分，并附水文地质图。
三、工作方案
1.工作部署与工作量：
主要指工作的部署原则、采样点、试验点的数量和分布，总工作量（列表）和工作定额。
2.技术要求:
主要指民井抽水试验要求，采样要求，测量流量要求、点线间距、填图单位，定点误差范围及描述要求等。
3.人员与组织。
4.主要器材：
按测绘组实际需要造表。
四、预期成果
在水文地质测绘工作结束后，要求按测绘组提交实际材料图一份、综合水文地质图一份、水文地质测绘报告书一份。
并附井泉、水位、流量统计表，抽水、渗水实验成果表格一份。
二.野外工作
1.观察剖面的选择
观察剖面有两种：
一种为全区综合性地层、构造剖面；
另一种为典型地段控制性地貌、岩性剖面，例如河流阶地、洪积扇轴部、泉水出露地段等。
剖面长度视需要和所要求说明的问题而定，全区综合性剖面一般应与勘探线相结合，必要时应进行勘探。
2.实测剖面
野外水文地质测绘应从研究或实测控制性地层剖面开始。
其目的是为了查明区内各类地层的层序、岩性、结构和构造、岩相、厚度及接触关系，裂隙岩溶发育特征，确定标志层或层组及填图单位，研究各类岩石的含水性和其他水文地质特征，最后编制出所测地区的地层综合柱状图。
选择要求如下：
①实测地层剖面应选择在地层发育较全、地质构造简单、没有或很少岩浆岩穿插的地段上；
②剖面方向尽可能垂直地层走向或主要构造线方向布置，一般来说两者间的夹角不宜小于60°
；
③剖面地层分层的详细程度应根据测绘的需要而定；
④选择一定的比例尺绘制实测地层剖面图，比例尺一般应为测绘比例尺的5~10倍。
⑤要在现场进行草图的测绘，以便发现问题及时补充。
⑥按要求采取地层、构造、化石等标本和水、土、岩样等，以供分析鉴定使用。
⑦在水文地质条件复杂的地区，最好多测一两条剖面，以便于对比。
⑧如控制剖面上某些关键部位掩盖不清，还应进行一定量的剥土或轻型坑探工作。
3.布置观测线、观测点
在野外进行水文地质测绘时要布置观测线和观测点，并将各在观测线和观测点观测到的各种地质现象、实测资料及测定的各种界限按规定的图例符号在野外就地标记于地形地图上。
①观测线的布置
原则：
花费最少的时间、以最短的路线观察到最多的有意义的地质现象。
观测线一般更具地质图、地形图结合实际情况进行布置。
具体布置观测线的要求如下：
a.从主要含水层的补给区想排泄区，即水文地质条件变化最大的方向布置；
b.沿能见到更多的井、泉、钻孔等天然和人工地下水露头点及地表水的方向布置；
c.所布置的观察线上应有较多的露头。
在基岩山区或丘陵地带，一般是垂直区域岩层走向或褶皱、断层等构造的走向，尽量控制整个工作区来布置观测线；
其次是沿河谷、沟谷和地下水露头较多的地方，根据测绘填图的实际需要，有时也沿岩层走向和构造线方向布置；
在第四纪松散沉积物分布区，一般应沿着沉积作用方向和地貌单元较多、地貌形态较完整的方向去布置观测线；
在山前地区观测线由山区到平原，应穿越洪积扇的顶端至前缘来布置；
在平原地区一般垂直河流，按控制所有阶地的方向布置观测路线；
对于自流盆地或潜水盆地则应穿越盆地的补给区及排泄区。
②观测点的布置
a.观测点的分类
地质点：
主要描述地层岩性及地质构造。
又可分为基岩点和第四纪松散沉积物点；
地貌点：
以描述景观地理、地貌形态及现代自然地质现象为主；
水文地质点：
以描述泉、井、钻孔等水文地质现象为主；
b.观测点的布置
观测点的布置要求既能控制全区，又能照顾到重点地段。
通常，观测点应布置在具有地质、水文地质意义和有代表性的地段。
通常，地质点可布置在地层界面，断裂带、褶皱变化剧烈部位、裂隙岩溶发育部位及各种接触带；
地貌点布置在地形控制点、地貌成因类型控制点、各种地貌分界线，以及物理地质现象发育点;
水文地质点布置在泉、井、钻孔和地表水体处，主要的含水层或含水断裂带的露头处，地表水渗漏地段，水文地质界线上，以及布置在能反映地下水存在与活动的各种自然地理、地质和物理地质现象等标志处，对已有取水和排水工程也要布置观测点。
不宜平均布点、同等对待，要善于寻找好的露头，进行详细观察研究，将所观测的地层、构造、地貌、水文地质现象、各种观察点界限等及时统一规定的符号准确绘在地形图上，必要时应作出实测剖面图、素描或摄影。
要注意采集动植物化石，孢子花粉和古地磁测试样品，作为鉴定地层时代和判断岩石成因的依据。
观测点的数量应满足设计要求，布置是一方面是要考虑有控制性的地点，如在地层界限、断层线、褶皱轴线、岩浆岩与围岩接触带、标志层、典型露头和岩性变化带、构造不整合等地，各种不同地貌成因、形态界限，各种自然地质现象和岩溶发育地段，以及各种天然、人工地下水露头（井、泉、钻孔、矿井、坎儿井、地下暗河出入口、地下潮），地表水水体，不同水文地质单元界限，各种水文地质现象分布地段均应布点；
另一方面则应照顾到均匀性，即在水文地质条件简单地区也应有适当的点控制。
c.观测点的测定
根据不同比例尺的精度要求，常采用仪器法、半仪器法、目测法等方法测定观测点的位置。
d.观测点的记录与描述
露头的地点、位置和类型。
首先记录图幅的编号及该点所在的县、乡、村。
观测点离开标志点的方位和距离，并说明观测点位置的具体特征（山顶、坡脚、悬崖及冲沟、河谷、河岸等）；
然后写明是基岩露头还是第四纪松散沉积物露头，以及是天然露头还是人工露头（钻孔、浅井、探槽或剥土等）；
最后应注明调查日期和调查人姓名。
基岩露头点的野外
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