水文地质勘察基本技术方法.docx

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水文地质勘察基本技术方法

水文地质勘察基本技术方法

一、常用的地下水分类方法

（一）按赋存形式和物理性质划分

1．结合水

被分子力吸附在岩土颗粒周围形成极薄的水膜，可抗剪切，不受重力影响，不能传送静水压力，在110°C消失，主要存在于粘土中，影响其物理力学性质。

2．毛细管水

赋存于岩土毛细孔中，受毛细管力和重力的共同作用，可被植物吸收，影响岩土的物理力学性质，会引起沿海地区和北方灌区的土地盐碱化。

3．重力水

赋存于岩土孔隙、裂隙和洞穴中，不能抗剪切，受重力作用，可以传送静水压力。

结合水、毛细管水属专门研究课题，在水文地质勘察中，所指地下水一般是重力水。

（二）按含水介质特征划分

1．松散岩类孔隙水

主要赋存于第四系、第三系松散~半固结的碎石土和砂性土的孔隙中。

2．碎屑岩类裂隙孔洞水

主要赋存于中、新生代红色岩层的孔隙、孔洞中。

3．碳酸盐岩类裂隙溶洞水（岩溶水）

主要赋存于古、中生代灰岩、白云岩的裂隙溶洞中，分为：

（1）裸露型：

灰岩、白云岩基本上出露。

（2）覆盖型：

灰岩、白云岩被第四系松散层覆盖。

（3）埋藏型：

灰岩、白云岩被非碳酸盐岩类覆盖。

4．火山岩裂隙孔洞水

赋存于火山岩的裂隙、孔隙、气孔、气洞（熔岩隧道）中，在广东主要分布于雷州半岛。

5．基岩裂隙水

（1）块状岩类裂隙水

赋存于侵入岩、混合岩、正变质岩的裂隙中。

（2）层状岩类裂隙水

赋存于沉积岩、副变质岩的裂隙中。

（三）按埋藏条件和水力特征划分

1．上层滞水

位于不连续隔水层之上的季节性潜水。

2．潜水

位于地表下第一个隔水层之上，具自由水面的水。

3．承压水

充满两层隔水层之间，具压力水头的水。

（四）按地下水矿水度划分

1．淡水：

M﹤1g/L。

2．咸水：

M≥1g/L，分为：

（1）微咸水：

1g/L≤M﹤3g/L；

（2）半咸水：

3g/L≤M﹤10g/L；

（3）咸水：

M≥10g/L，可分为：

①盐水：

10g/L≤M﹤50g/L；

②卤水：

M≥50g/L。

（五）按地下水的出露温度划分

1．冷水：

水温低当地年平均气温（即常温带温度），一般t﹤25℃（据《地热资源地质勘查规范》GB11615-89）；

2．温水（低温热水）：

25℃≤t﹤40℃；

3．温热水（中温热水）：

40℃≤t﹤60℃；

4．热水（高温热水）：

60℃≤t﹤100℃（沸点）；

5．过热水（超高温热水）：

t≥100℃。

（六）按地下水化学类型划分

常用舒列夫分类，将水中大于25mmol百分比的6种常见离子（HCO3-、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+（包括K+）组成49种水型，按阴离子在前、阳离子在后的组合形式分类命名，如HCO3-Ca型、SO4-Mg型、Cl-Na型、HCO3·Cl-Ca·Na型等。

此分类法基本上可以反映地下水的形成过程，如雷琼自流水盆地从补给区—>径流区—>排洩区，地下水的化学类型总的变化趋势是由HCO3-Ca—>HCO3·Cl-Ca·Na—>Cl-Na；滨海平原常见Cl-Na型水；白垩系红层盆地由于有膏盐分布，常出现SO4-Ca型水；花岗岩区多见HCO3-Na型水；碳酸盐岩类分布区常见HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型水。

（七）按含水层埋藏深度划分

这种分类用于存在多层地下水的大型自流盆地、三角洲平原和滨海平原。

以雷琼自流盆地为例划分为：

1．浅层水：

埋深﹤30m的地下水，多属潜水或微承压水。

2．中层水：

埋深介于30~200m的承压水，多属温水。

3．深层水：

埋深介于200~500m的承压水，多属温热水。

4．超深层水：

埋深﹥500m的承压水，为温热水或热水，部分为咸水。

二、水文地质勘察类型

水文地质勘察根据勘察目的分为四种类型：

（一）综合水文地质勘察

是为社会经济发展规划而作的水文地质勘察，是一项基础性的水文地质勘察工作，采用1:

50000~1:

200000的中小比例尺，以测绘为主，提交区域水文地质普查报告和综合水文地质图。

任务是查明区域地下水的类型、分布和埋藏条件、含水层富水性、地下水的化学成分、地下水的补给、径流、排洩条件、动态特征及地下水资源概况。

为社会经济发展规划和进一步的水文地质工作提供基础水文地质资料。

至上世纪80年代初，广东省已完成了44个国际图幅的1:

20万区域水文地质普查，至今还完成了一些重点地区的1:

5万~1:

10万的区域水文地质调查工作。

（二）供水水文地质勘察

是以地下水作为供水水源的勘察工作。

包括城市供水勘察、工矿、村镇、港口、机场、车站的供水勘察，农田供水勘察，畜牧场的供水勘察，以及热水勘察、矿泉水勘察等。

是专项水文地质工作，一般采用1:

5000~1:

50000的比例尺，用测绘、物探、钻探、测试、监测等多种手段，查明含水层的分布、埋藏条件、地下水的形成条件、水质、动态变化、补给量、可采量和采水地段，以及开采工艺手段、地下水的保护措施，为开采地下水提供依据。

勘察过程中可将钻孔安装成供水井，称为“探采结合”；在水文地质条件较简单的地方，也可以通过打供水井获取必要的资料，称为“采探结合”。

（三）工程水文地质勘察

是为防治地下水对建设工程的危害而进行的水文地质勘察工作。

如疏排地下水勘察，防地下水渗漏勘察，降低地下水水位的勘察等，实际操作上常列入岩土工程勘察和治理工作范畴。

（四）特殊项目水文地质勘察

如防治地方病的水文地质勘察，为利用地下水中有用组份和元素（碘、溴、硼等）的水文地质勘察，为利用含水层储热、储冷的水文地质勘察，为治理地下水污染的水文地质勘察，为保护旅游资源的水文地质勘察，为进行地下水人工回灌的水文地质勘察，矿床水文地质勘察等。

三、水文地质勘察方法

水文地质勘察方法分为六种：

（一）测绘

用一定比例尺的地质图作底图，通过点、线、面的观测和记录，查明或了解有关问题，没有地质底图时，用地形图做底图，进行地质、水文地质测绘。

注意三点：

（1）充分利用遥感影像，提高测绘质量和效率，注意室内判释和野外验证的结合；

（2）向当地居民、单位调查了解有关情况；

（3）注意点、线的控制程度和代表性，以穿越法为主，追踪法为辅。

观测路线宜按下列要求布置：

（1）垂直岩层或岩浆体、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。

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；

（2）地貌界线；

（3）地质灾害点；

（4）井、泉、钻孔、矿井、岩溶点（如溶洞、暗河出入口、漏斗、落水洞）；

（5）溪沟。

水文地质测绘工作宜安排在旱季进行，便于溪沟测流。

雨季复查重要井、泉，以便掌握地下水动态变化规律。

（二）物探

物探是一种先进的勘察手段，应用时应注意其针对性、适用性，应尽量采用多种方法，并注意配合钻探验证。

常用水文地质物探方法有电法、电磁波法、浅震、放射性法、声波法等。

广东水文地质物探在查明古河床分布、岩溶发育段分布、断裂富水带、热储分布、咸淡水界线等方面已积累了丰富经验。

水文测井技术处于全国前沿地位。

在雷琼地区利用测井资料划分含水层、咸水层和测量水温、井径、井斜、主要出水段等方面取得了成功经验，从而推行无岩芯钻进，大大提高了钻探成井速度。

目前已从模拟测井向数字测井发展，提高了探测精度和效率。

（三）钻探

钻孔宜在测绘和物探的基础上布置，勘探线和点的布置要合理，钻孔结构要满足抽水实验、成井的要求。

岩石要采用清水作冲洗液，松散层可采用泥浆作冲洗液，但做抽水实验前要彻底洗孔。

钻探质量特别是岩芯采取率要满足要求：

一般完整岩层、粘性土不少于70%，破碎带、溶蚀带、碎石土、砂性土不少于30%。

钻进过程要详细记录进尺快慢、声响、返浆颜色、涌水、掉钻、冒气、返渣等情况。

对取出的岩芯应顺序排列，及时填回次牌，认真进行编录。

（四）测试

水文地质测试包括抽水试验、注水试验、压水试验、试坑渗水试验、地下水实际流速的测定和连通试验等。

用得最多的是钻孔抽水试验。

抽水试验段尽量布置在富水性较好和拟选择的水源地。

按抽水孔水量、水位的稳定控制方法分为稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验；按抽水孔和观测孔的数量，分为单孔抽水试验、多孔抽水试验和群孔抽水试验；按试段含水层的数量分为分层抽水试验和混合抽水试验；按试段揭露含水层的完整程度分为完整井抽水试验和非完整井抽水试验；按抽水降深顺序分为正向抽水试验和反向抽水试验。

完整岩石抽水段，可用裸孔；破碎岩石、碎石土和砂土抽水段，应下过滤管，抽水段管径一般不小于108mm。

抽水段上、下应做好止水工作。

试验开始前彻底洗孔。

试验中除观测静止水位、动水位和涌水量外，应同时测定水温。

抽水试验结束前采取水样。

停抽后测定恢复水位。

在岩溶地区做抽水实验时，应注意观测钻孔附近地面变形情况，防止出现塌陷、裂缝。

（五）实验

水文地质勘察过程，要采取一定数量的岩样做磨片鉴定、化学分析和物理力学性质测定；土样、砂样做物理性质、水理性质、化学性质、力学性质测定；水样做化学分析、光谱分析、细菌分析。

必要时，取古生物进行鉴定，砂、土做微生物、孢子花粉鉴定和重砂分析，水、土作同位素年龄测定。

（六）监测

主要是地下水动态的长期观测，还应对水源地附近的地面稳定情况进行长期观测。

观测点为钻孔、井、泉点和地面变形点，应根据水文地质条件和地下水动态类型布置。

地下水动态类型可分为三种：

（1）气象型：

地下水动态主要随气象因素呈季节性变化，是最主要的动态类型；

（2）潮汐型：

海岸地带地下水动态随潮汐周期变化，主要是日变化，是海岸地下水动态类型；

（3）人工开采型：

地下水动态随开采强度变化，呈多年变化，为开采区地下水动态类型。

地下水动态观测项目为地下水位、涌水量、水化学成分、水温和地面变形。

水位、涌水量、水温一般半月至1个月观测1次，水化学成分一般枯、平、丰水期各测试1次，地面变形视情况每年~多年观测1次。

地下水动态观测时间不得少于1个个水文年。

四、供水勘察成井工作

（一）水源地分级

按需水量（万m3/d）分四级：

特大型：

需水量≥15

大型：

5≤需水量＜15

中型：

1≤需水量＜5

小型：

需水量＜1万

（二）供水勘察阶段划分

1．普查阶段：

概略评价工作区的水文地质条件，提供有无满足设计需水量可能性的资料，推测可能的富水地段，提供允许开采量满足D级精度要求。

为规划、选址提供依据。

2．详查阶段：

基本查明可能富水地段的水文地质条件，初步评价地下水资源，进行水源地比较，提出的允许开采量应满足C级精度要求，为水源地初步设计提供依据。

3．勘探阶段：

查明拟建水源地的水文地质条件，进一步评价地下水资源，提出合理开采方案，探明的允许开采量满足B级精度要求，为水源地施工图设计提供依据。

4．开采阶段：

查明水源地扩大开采的可能性，研究开采中出现的区域地下水位下降、水质变化、海水入侵、地面沉降等不良环境地质问题产生原因和防治对策，在开采动态监测和专门实验的基础上，验证允许开采量，其精度应满足A级要求，为地下水资源保护和水源地的改、扩建提供依据。

当水文地质条件简单，已有资料较多，水源地已基本确定，少数管井即能满足需水量时，可直接打勘探供水井。

（三）供水管井结构

管井的结构包括井深、井径、止水位置、过滤管类型、沉淀管长度等内容。

1．井深：

宜穿过有供水意义的主要含水层（带）。

开采的有效带长度为30m。

当含水层层次多、厚度大时，应分层、分段开采。

2．井径：

由最下部的过滤管直径和下置的泵体直径确定。

过滤管直径一般不小于108mm。

完整岩石可不下过滤管。

3．一般在含水层上部0.5~1.0m采用套管变径止水。

4．过滤管分为4种类型：

（1）骨架过滤器：

宜用于较破碎的岩石。

过滤管上孔眼面积应大于15%。

（2）缠丝过滤器：

宜用于很破碎的岩石和碎石土、砾砂、粗砂、中