水文地质勘察.docx

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水文地质勘察

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。

（二）布置原则1.充分利用已有资料，在水文地

质测绘、地面物探等基础上进行；2.布置要与勘察任务要求、勘察阶段、地质与水文地质条

件、资源评价方法相适应。

一、抽水试验的目的：

1.测量钻孔出水量、单位出水量（抽水降深平均每下降1米时的出水

量）、计算钻孔最大可能出水量，了解出水量与水位下降的关系；2.测定含水岩组的水文地

质参数，如K,Tμ,,S及影响半径R等；3.揭示地下水与地表水以及不同含水层之间的水力联

系；4.确定合理的井距、降落漏斗形状及扩张情况；5.了解含水层的边界条件、边界性质和

范围。

二、抽水试验的类型：

根据试验的目的与任务、勘察阶段的精度要求，水文地质条件的复杂

情况，抽水试验可分为以下几种类型：

1.单孔抽水试验（适用于普查阶段，多布置在可能的

富水地段或具有控制意义的地段，可用来确定含水层的富水性、渗透性及钻孔出水量与抽水

井降深之间的关系；没有观察孔；所获得资料的精度较差）；2.多孔抽水试验（适用于初勘

阶段，多布置在拟建水源地或有供水意义的典型地段，可用来确定含水岩组不同方向的渗透

性、影响半径、降落漏斗的形态；了解各含水层间及地下水与地表水之间的水力联系；可进

行流速测定、连通试验等。

所获得资料的精度较高。

）；3.群孔干扰抽水试验（适用于详勘与

开采阶段，多布置在拟建水源地的典型地段，并尽量结合生产井布置。

）；4.分层抽水试验（适

用于各含水层水文地质特征尚未查清的地区；可以确定各含水层的水文地质参数，各含水层

的出水量、水质及之间的水力联系。

）；5.混合抽水试验（适用于含水层层数较多，而单层开

采价值不大时，将几个相邻含水层集中开采的情况）；6.开采试验抽水（适用于详勘与开采

阶段，适用于大型集中供水源地或需水量较大的地区）。

三、抽水试验钻孔布置原则及工作量的确定：

（一）抽水试验孔的布置及其工作量不同的勘

察阶段，抽水试验孔的布置要求及其工作量也不同：

1.布置要求

（1）布置抽水孔的主要依

据是抽水试验的任务和目的，目的和任务不同，其布置原则也各异。

①为求取水文地质参数

的抽水孔，一般应远离含水层的透水、隔水边界，布置在含水层的导水及储水性质、补给条

件、厚度和岩性条件等有代表性的地方；②对于探采结合的抽水井，要求布置在含水层富水

性较好或计划布置生产水井的位置上，以便为将来生产孔的设计提供可靠信息；③欲查明含

水层边界性质、边界补给量的抽水孔，应布置在靠近边界的地方，以便观测到边界两侧明显

的水位差异或查明两侧的水力联系程度。

（２）尽量利用已有水井作为抽水时的水位观测孔。

（3）抽水孔附近不应有其他正在使用的生产水井或其他与地下水有联系的排灌工程。

（4）抽

水井附近应有较好的排水条件。

2.工作量

（1）普查阶段：

，可布置少量钻孔或利用已有的钻

孔进行抽水试验；

（2）初勘阶段：

应在可能富水地段或具有控制意义的地段布置单孔或少量

多孔抽水试验，抽水孔数不少于勘探钻孔（不包括观测孔）的70~80％。

（3）详勘阶段：

应

在拟建水源地范围内，选择代表性地段，布置多孔、干扰抽水试验。

当地下水补给不足或补

给条件不易查清时，应布置开采试验抽水，抽水孔应达到勘探孔（不包括观测孔）的100%。

（4）开采阶段：

应充分利用已有的开采资料，或利用已有井群进行开采试验抽水。

四、.观测孔的布置方向：

观测孔的布置，取决于抽水试验的目的要求，并尽量使观测成果

能运用多种公式进行计算，应尽量利用已有的人工或天然水点作为观测孔，一般要考虑以下

方面：

（１）一般观测孔布线方向取垂直或平行于自然状态下的水流方向；（２）当仅布置一

排观测线时，应以垂直于水流方向为优先。

（３）为求得可靠的水文地质参数，据含水层性

质和地下水径流条件可布置1－4排观测孔：

（Ａ）垂直流向一条观测线；（B）垂直、平行流

向各一条观测线；（C）垂直流向两条、平行流向一条观测线；（D）垂直和平行流向各两条观

测线。

五、观测孔的数量：

（1）做稳定抽水试验时，每条观测线上布置3个；

（2）做非稳定抽水

实验时，若利用S－lgt关系整理资料，可布置1个观测孔；若利用S－lgr关系，观测孔不宜

少于3个。

六、抽水试验的方法的选择：

（一）稳定抽水试验１）当只需取得含水层渗透系数和涌水量

时，一般多选用稳定流抽水试验；２）当设计开采量（或排水量）远小于地下水补给量时，

可选用稳定流的抽水试验方法。

（二）非稳定抽水试验１）当需要获得渗透系数、导水系数、

释水系数及越流系数等更多的水文地质参数时，则须选用非稳定流的抽水试验方法。

２）当

设计开采量（或排水量）大于地下水补给量时，则选用非稳定流的抽水试验方法。

七、稳定抽水水位降深和流量稳定后延续时间：

１）对于不同的含水层，抽水试验的稳定

延续时间一般应达到下列要求：

（1）卵石、砾石、粗砂质，t=4－8h；

（2）中砂、细砂、粉

砂质，t=8-16h；（3）裂隙、岩溶含水岩组，t=16-24h。

２）另外，具体试验时还应根据试验

的目的、含水层的类型和补给条件确定。

如：

单纯为了求K，稳定时间可短些；当需要确

定开采能力时，稳定时间则应长些；补给条件好的粗粒含水层，稳定时间可短些；补给条

件差的细粒含水层，稳定时间应长些；水位降深大，稳定时间应长些；出水量较小，稳定时

间可短些；岩溶地区，出水量时大时小，应适当延长；滨海地区，水化学成分尚未稳定之

前（Cl-），应延长；雨季抽水，由于地下水位连续上升，应适当延长。

八、水位、水力的观测要求：

（1）自然水位观测：

在抽水试验前，必须测量自然水位（初始

水位），一般要求每小时测1次，三次所测数值基本一致，或4小时内相差不超过2cm，即

为自然水位。

（2）动水位及水量观测：

应同时观测动水位、出水量及观测孔水位：

观测时

间一般要求在抽水开始后的第5、10、15、20、25、30、40、50、60分钟各1次；以后每

隔30分钟观测1次。

（3）恢复水位观测：

抽水试验结束或中途停抽，一般要求在停抽后第

1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30min进行观测，以后每隔30min观测1次。

九、非稳定流抽水试验的延续时间的确定：

为了满足作图和计算参数的需要，非稳定抽水

试验的延续时间，应按水位下降与时间的关系曲线s-lgt确定：

１）当曲线至拐点后出现平

缓段，并能推出最大水位降深时，试验即可结束；２）当曲线无拐点呈直线延伸时，其水

平投影在lgt轴上的数值至少为100min，一般为1－2天；３）当有观测孔时，应以观测孔

或最远观测孔的s-lgt曲线判断。

十、非稳定流抽水试验的现场资料整理：

主要是编制S-lgt图（S型曲线），能够根据此图指

导抽水试验，如决定抽水试验是否需要缩短或延长。

AB段：

积分指数函数曲线，当管壁阻

力较大时，还会呈现AB段的上部虚线所示的曲线，不宜作计算段。

BC段：

无趆流及管壁阻

力的影响，一般作K,a,u的计算段。

CD段：

为越流偏离段；DE段：

可作为求越流系数的线

段。

十一、抽水试验室内资料整理：

1.绘制抽水试验综合成果表，内容有：

Q=f（t）、S=f（t）过程曲

线图；Q=f（S）关系曲线图；q=f（s）关系曲线图；抽水试验成果表；钻孔平面位置图；钻孔地质

柱状图；施工技术结构图。

2.水文地质参数计算影响半径R；渗透系数K；给水度μ；入渗

系数α；导水系数T。

3.编写抽水试验工作总结：

试验的目的与要求；试验方法与过程；取

得的主要成果；异常现象与处理；质量评价与结论。

十二、渗水试验：

渗水试验是野外测定包气带非饱和岩层渗透系数的简易方法。

其重要意义：

可以确定地表水及降水对地下水的入渗补给量以及研究水库、灌区、渠道渗漏问题。

最常用

的试验方法有试坑法、单环法及双环法。

对于砂性土不必考虑侧向扩散，可采用单环法或试

坑法进行；对于粘土，要考虑毛细管作用所造成的侧向扩散影响，应采用双环法试验。

十三、地下水流向和实际流速的测定：

（１）地下水流向的测定：

多采用三角形法；孔距一

般为50~200m（水力坡度越小，孔距越大）；要求同时测得各孔水位高程，并绘制等水位线。

（２）地下水实际流速测定1.近似计算根据等水位线图确定水力坡度J，利用介质孔隙度n

和渗透系数K来计算。

μ＝KJ/n2.示踪测定μ=L/T,L指示剂投放孔到观测孔距离；T：

指

示剂从投放孔到观测孔的时间。

十四、（１）弥散度：

是关于溶质迁移介质的特征参数，代表某种污染物穿越某个水流长度

的扩散特征。

（２）水动力弥散在：

其是污染物传输过程中沿纵向和横向迁移的过程，是机

械和分子扩散的总和。

（３）机械弥散：

其是局部水流流速相对于平均流速上下波动带来的

混合现象。

一、水文地质参数：

其是表征岩土水文地质性能大小的数量指标，是地下水资源评价的重要

基础资料。

主要包括：

潜水含水层的给水度u，含水层的渗透系数K和导水系数T，承压含

水层贮水系数u*，弱透水层的越流系数B，含水介质的水动力弥散系数D.确定这些水文地

质参数的方法有：

野外水文地质试验；用地下水动态观测资料来确定；实验室实验；数值法

反演。

二、给水度：

是表征潜水含水层给水能力和储蓄水量能力的一个指标，在数值上等于单位面

积的潜水含水层柱体，当潜水位下降一个单位时，在重力作用下自由排出的水量体积和相应

的潜水含水层体积的比值。

给水度不仅和包气带的岩性有关，而且随排水时间、潜水埋深、

水位变化幅度及水质的变化而变化。

潜水含水层的给水度可采用野外试验和室内试验的方

法确定，但必须保持含水层的天然结构，或利用非稳定流抽水试验观测孔的水位下降资料计

算确定。

三、渗透系数：

又称水力传导系数，是描述介质渗透能力的重要水文地质参数。

定义为水力

坡度为1时介质中水流的渗流速度（m/d,cm/s）。

四、导水系数：

是含水层的渗透系数与其厚度的乘积，即水力梯度为1时，通过含水层的单

宽流量（m2/d）。

一、补给量：

是指天然状态或开采条件下，单位时间从下列途径进入含水层（带）的水量，

包括：

地下水径流的流入，降水入渗，地表水渗入，越流补给和人工补给。

可以分为天然补

给量和开采补给量。

前者在天然条件下存在的侧向和垂向补给量；后者是指开采激化后引起

的增加补给量，也叫开采激化补给量。

比如长时期开采疏通邻近含水层引起水补给增加。

二、储存量：

是指储存于含水层内的重力水体积，由天然调节储存量和固定储存量组成。

天

然调节储存量：

一次降水或一个补给期内，含水层中最高水位与最低水位之间的储存量。

固

定储存量：

地下水在补给周期内，最低水位以下含水层中的储存量，由人工调节储存量和永

久储存量组成。

三、允许开采量：

是指通过技术经济合理的取水构筑物，在下述前提下，单位时间从水文地

质单元或取水地段中能够取得的水量：

（1）整个开采期内出水量不会减少；

（2）动水位不超

过设计要求；（3）水质和水温变化在允许范围内，不影响已建水源地正常开采；（4）不发生

危害性的环境地质现象。

四、水量评价应考虑的因素：

1.“三水”在自然与人为因素下的相互转化；2.地下水水量、

水质、水文三方面关系及开采后可能发生的变化；3.开采后排泄量的减少、补给量的增加以

及储存量利用的可能性；4.水源地之间的相互影响。

五、各勘察阶段的评价要求：

1.普查阶段：

精度要求符合D级：

（1）初步查明含水层（带）

的空间分布及水文地质特征。

（2）初步圈定可能富水的地段。

（3）根据单孔抽水试验确定所需的水文地质参数。

（4）概