第一章 水文地質(zhì)調(diào)查概論

1、緒 言一、專門水文地質(zhì)學(xué)的任務(wù)與研究?jī)?nèi)容 專門水文地質(zhì)學(xué)：為各種應(yīng)用而進(jìn)行的地下水調(diào)查、勘探、評(píng)價(jià)及開發(fā)利用的學(xué)科。 任務(wù)：使學(xué)生學(xué)會(huì)在生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)合理地安排水文地質(zhì)調(diào)查工作種類和工作量，以保證在較短的時(shí)間內(nèi)取得符合精度要求(yoqi)的調(diào)查成果，從而解決提出的生產(chǎn)問題。 本課程包括三部分：水文地質(zhì)調(diào)查（普查、詳查、勘探）方法；供水水文地質(zhì)；礦床水文地質(zhì)。共三十頁(yè) 水文地質(zhì)調(diào)查方法中學(xué)習(xí)的內(nèi)容： （1）水文地質(zhì)調(diào)查所應(yīng)用的技術(shù)方法； （2）不同條件下進(jìn)行水文地質(zhì)工作時(shí)，應(yīng)采用的水文地質(zhì)工作種類、應(yīng)用原則、技術(shù)要求、成果整理等。 供水水文地質(zhì)中學(xué)習(xí)的內(nèi)容： （1）水質(zhì)、水量(shu lin)的評(píng)價(jià)

2、方法及要求； （2）地下水的合理開發(fā)與管理； （3）運(yùn)用各種水文地質(zhì)工種，進(jìn)行供水水文地質(zhì)勘探工作時(shí)的布置原則、技術(shù)要求、成果表示。共三十頁(yè) 礦床水文地質(zhì)中學(xué)習(xí)的內(nèi)容： （1）不同類型固體礦床的天然充水條件和開采后水文地質(zhì)條件的變化； （2）礦床突水及其涌水量預(yù)測(cè)(yc)的原理及方法； （3）礦井水的防治與利用； （4）礦床水文地質(zhì)調(diào)查的內(nèi)容及方法。二、我國(guó)水文地質(zhì)調(diào)查工作的發(fā)展概況 略共三十頁(yè) 三、教材及參考書 教材： 專門水文地質(zhì)學(xué)，房佩賢等編，地質(zhì)出版社 參考書： 專門水文地質(zhì)學(xué)，曹劍峰等編，科學(xué)出版社 水資源開發(fā)與保護(hù)，徐恒力等編，地質(zhì)出版社 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)： 供水水文地質(zhì)

3、勘察規(guī)范 區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)綜合勘查規(guī)范 地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)技術(shù)規(guī)范 水文地質(zhì)術(shù)語(yǔ) 城市環(huán)境水文地質(zhì)工作規(guī)范 地?zé)豳Y源勘查規(guī)范共三十頁(yè) 地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)規(guī)程 水資源供需預(yù)測(cè)分析技術(shù)規(guī)范 天然礦泉水地質(zhì)勘探規(guī)范 城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 地下水資源(zyun)分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 中華人民共和國(guó)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 水質(zhì)采樣 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 水文地質(zhì)鉆探規(guī)程 共三十頁(yè)第一章 水文地質(zhì)調(diào)查概論第一節(jié) 水文地質(zhì)調(diào)查的目的 水文地質(zhì)調(diào)查的目的： （1）查明調(diào)查區(qū)的水文地質(zhì)條件； （2）掌握調(diào)查區(qū)地下水的形成、賦存、運(yùn)

4、動(dòng)特征； （3）掌握水質(zhì)、水量(shu lin)變化規(guī)律； （4）提供在制定利用或排除地下水措施時(shí)的水文地質(zhì)依據(jù)； 水文地質(zhì)調(diào)查分為：綜合性水文地質(zhì)調(diào)查和專門性水文地質(zhì)調(diào)查。 綜合性水文地質(zhì)調(diào)查，是為經(jīng)濟(jì)建設(shè)總體規(guī)劃所需進(jìn)行的調(diào)查。 專門性水文地質(zhì)調(diào)查，是為某項(xiàng)生產(chǎn)建設(shè)所需進(jìn)行的調(diào)查。如，水源地。共三十頁(yè)第二節(jié) 水文地質(zhì)調(diào)查所應(yīng)用的工種 1. 水文地質(zhì)調(diào)查工種 水文地質(zhì)調(diào)查所用的工種有五類：水文地質(zhì)測(cè)繪、水文地質(zhì)勘探、水文地質(zhì)（現(xiàn)場(chǎng)）試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)（長(zhǎng)期）觀測(cè)、和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析鑒定。 2. 水文地質(zhì)勘察工作的內(nèi)容(nirng)和工作量的確定 水文地質(zhì)勘察工作的內(nèi)容和工作量，應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件的

5、復(fù)雜程度，需水量的大小，不同勘察階段，勘察區(qū)已進(jìn)行工作的程度和擬選用的地下水資源評(píng)價(jià)方法等因素，綜合考慮確定。共三十頁(yè) （1）供水水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，可劃分為簡(jiǎn)單中等和復(fù)雜三類，其劃分原則宜符合(fh)下表中的規(guī)定。共三十頁(yè) （2）擬建供水水源地按需水量大小可分為四級(jí) 特大型，需水量15萬(wàn)m3/d 大型，5萬(wàn)m3/d 需水量15萬(wàn)m3/d 中型，1萬(wàn)m3/d 需水量5萬(wàn)m3/d 小型，需水量1萬(wàn)m3/d （3）供水水文地質(zhì)勘察工作劃分為地下水普查(p ch)、詳查、勘探和開采四個(gè)階段，不同勘察階段工作的成果，應(yīng)滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)階段的要求。共三十頁(yè) （4）供水水文地質(zhì)勘察階段的任務(wù)和深度應(yīng)符合下

6、列要求： 普查階段：概略評(píng)價(jià)區(qū)域或需水地區(qū)的水文地質(zhì)條件，提出有無(wú)滿足設(shè)計(jì)所需地下水水量可能性的資料，推斷(tudun)的可能富水地段的地下水允許開采量應(yīng)滿足D級(jí)的精度要求，為設(shè)計(jì)前期的城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)或廠址選擇提供依據(jù)。 詳查階段：應(yīng)在幾個(gè)可能的富水地段基本查明水文地質(zhì)條件，初步評(píng)價(jià)地下水資源，進(jìn)行水源地方案比較，控制的地下水允許開采量應(yīng)滿足C級(jí)精度的要求，為水源地初步設(shè)計(jì)提供依據(jù)。共三十頁(yè) 勘探階段：查明擬建水源地范圍的水文地質(zhì)條件，進(jìn)一步評(píng)價(jià)地下水資源，提出(t ch)合理開采方案，探明的地下水允許開采量應(yīng)滿足級(jí)B精度的要求，為水源地施工圖設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 開采階段：查明水源地?cái)U(kuò)

7、大開采的可能性，或研究水量減少，水質(zhì)惡化和不良環(huán)境工程地質(zhì)現(xiàn)象等發(fā)生的原因。在開采動(dòng)態(tài)或?qū)ｉT試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證的地下水允許開采量應(yīng)滿足A級(jí)精度的要求，為合理開采和保護(hù)地下水資源，為水源地的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)提供依據(jù)。共三十頁(yè) 3. 地下水資源分類(fn li)分級(jí) （1）地下水資源分類分級(jí) 根據(jù)勘查研究程度的不同。地下水允許開采資源劃分為5級(jí)。共三十頁(yè) （2）地下水資源的級(jí)別與勘查階段基本對(duì)應(yīng) a. 水源地?cái)U(kuò)建勘探報(bào)告，主要提交A級(jí)允許開采量，也可提交部分B級(jí)允許開采量。 b. 水源地勘探報(bào)告，主要提交B級(jí)允許開采量，也可提交部分A級(jí)、C級(jí)允許開采量。 c. 水源地詳查報(bào)告或區(qū)域水文地質(zhì)詳查報(bào)告，

8、主要提交C級(jí)允許開采量，也可提交部分D級(jí)允許開采量及Cd、Dd級(jí)尚難利用的地下水資源量。 d. 水源地普查報(bào)告或區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告，可以提交不同類別的D、E級(jí)地下水資源量。 e. 區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，可以提交不同類別的E級(jí)地下水資源量。 f. 區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)報(bào)告，根據(jù)(gnj)實(shí)際情況可以匯總和提交A、B、C、D、E各種級(jí)別的地下水允許開采量和尚難利用的資源量。共三十頁(yè) （3）地下水資源量的分級(jí) 按以下4項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行分析和確定： 勘查階段； 水文地質(zhì)研究程度； 地下水資源量研究程度； 開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件研究程度。 （4）A級(jí)允許開采量 勘查階段：A級(jí)允許開采量是水源地?cái)U(kuò)建勘探報(bào)告提交的主要

9、(zhyo)允許開采量。水源地水文地質(zhì)圖的比例尺一般為1:1萬(wàn)或1:2.5萬(wàn)。A級(jí)允許開采量也是經(jīng)多年開采驗(yàn)證的地下水允許開采量。區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)報(bào)告，水文地質(zhì)圖的比例尺依據(jù)實(shí)際需要確定。共三十頁(yè) 水文地質(zhì)研究程度(chngd)：在水源地勘查和3年以上連續(xù)開采及水位、開采量、水質(zhì)動(dòng)態(tài)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)水均衡和存在的問題進(jìn)行了專題研究或勘探試驗(yàn)工作。 直接引用泉水水源的水源地(簡(jiǎn)稱泉源水源地)在查明補(bǔ)給、徑流、排泄條件的基礎(chǔ)上，應(yīng)掌握歷年開采量以及30年以上降水觀測(cè)數(shù)據(jù)和15年以上泉水流量和水質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù)。 區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)工作。宜以水文地質(zhì)單元為基礎(chǔ)。充分搜集分析已有的氣象、水文、水文地質(zhì)資料

10、，采用計(jì)量方法實(shí)測(cè)地下水的開采量，研究掌握3年以上地下水連續(xù)開采量和動(dòng)態(tài)變比資料。共三十頁(yè) 允許開采量研究程度：根據(jù)分散及集中開采(kici)水源地連續(xù)3年以上開采和動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料，宜以水文地質(zhì)單元為基礎(chǔ)對(duì)地下水允許開采量進(jìn)行系統(tǒng)的多年均衡計(jì)算、相關(guān)分析和評(píng)價(jià)、進(jìn)一步修正完善地下水滲流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。在水質(zhì)有明顯變化的情況下，還應(yīng)建立地下水溶質(zhì)濃度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。 對(duì)于泉源水源地，則應(yīng)根據(jù)連續(xù)15年以上泉水流量觀測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行頻譜及頻率分析計(jì)算，建立泉水流量與多年降水量有關(guān)的回歸方程或數(shù)學(xué)表達(dá)式，計(jì)算不同保證率的允許開采量及其誤差。 在水文地質(zhì)條件難以查明或尚未查明的條件下，連續(xù)開采5年以上，動(dòng)態(tài)趨于

11、穩(wěn)定，采用計(jì)量統(tǒng)計(jì)的實(shí)際開采量，可達(dá)到A級(jí)允許開采量的精度要求。共三十頁(yè) 開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件研究程度：根據(jù)分散及集中(jzhng)開采水源地或泉源水源地多年開采的實(shí)踐以及地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料，對(duì)開采過(guò)程中出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題進(jìn)行了專題研究，必要時(shí)布置適當(dāng)?shù)目碧焦ぷ?，提出水源地改造、擴(kuò)建、調(diào)整開采布局、保護(hù)環(huán)境和合理開采地下水資源的具體方案和措施。圈定水源地的衛(wèi)生保護(hù)區(qū)。對(duì)地下水開采的經(jīng)濟(jì)條件作出評(píng)價(jià)。 （5）B級(jí)允許開采量 勘查階段：B級(jí)允許開采量是水源地勘探報(bào)告提交的主要允許開采量、水源地水文地質(zhì)圖的比例尺一般為1:1萬(wàn)或1:2.5萬(wàn)。共三十頁(yè) 水文地質(zhì)研究程度：對(duì)通過(guò)詳查或已經(jīng)選定的水源地，進(jìn)一

12、步布置一些勘探工程和水文地質(zhì)試驗(yàn)。開展1年以上地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)。針對(duì)一些關(guān)鍵性的問題、開展專題研究。查明水源地的水文地質(zhì)和邊界條件，宜建立包括完整水文地質(zhì)單元的水文地質(zhì)概念模型。對(duì)地下水開采現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析工作。在水文地質(zhì)條件復(fù)雜且需水量接近允許開采量的條件下，應(yīng)進(jìn)行大流量長(zhǎng)時(shí)間的群井開采試驗(yàn)、以驗(yàn)證對(duì)邊界條件的認(rèn)識(shí)和參數(shù)的可靠程度。 對(duì)于泉源水源地，應(yīng)查明它的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，掌握歷年開采量并進(jìn)行l(wèi) 0年以的水量、水質(zhì) 動(dòng)態(tài)觀測(cè)工作。如果其有8年以上的降水觀測(cè)數(shù)據(jù)、具有連續(xù)枯水年份(ninfn)泉水流量觀測(cè)數(shù)據(jù)或是歷史特枯流量資科。則泉水觀測(cè)系列可以適當(dāng)減短。共三十頁(yè) 允許開采

13、量研究程度：在查明地下水補(bǔ)給、徑流、排泄和邊界條件的基礎(chǔ)上。采用帶觀測(cè)孔的單孔抽水試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)、野外(ywi)和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試等方法，計(jì)算地下水流場(chǎng)范圍內(nèi)不同分區(qū)的水文地質(zhì)參數(shù)。根據(jù)水文地質(zhì)概念模型，建立均衡法、數(shù)值法等求解的地下水?dāng)?shù)學(xué)模型。宜采用兩種或兩種以上適當(dāng)?shù)姆椒?，結(jié)合不同的開采方案和枯水年組合系列，對(duì)水源地的允許開采量進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比，預(yù)測(cè)地下水開采期間地下水水位、水量、水質(zhì)可能出現(xiàn)的變比。在水質(zhì)可能有明顯變比的情況下，宜建立地下水溶質(zhì)濃度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)多年降水量的變化和含水層的調(diào)蓄能力，按要求的保證率，評(píng)價(jià)水源地的允許開采量。共三十頁(yè) 對(duì)于泉源水源地，應(yīng)根據(jù)泉水多年流量觀測(cè)及

14、訪問資料進(jìn)行頻率分析，計(jì)算(j sun)不同保證率的允許開采量。還可根據(jù)多年平均降水量和泉水流量觀測(cè)資料，進(jìn)行多元回歸和系統(tǒng)理論分析計(jì)算(j sun)，建立泉水流量與多年降水量有關(guān)的回歸方程和數(shù)學(xué)表達(dá)式，預(yù)報(bào)泉水的允許開采量，評(píng)價(jià)預(yù)報(bào)可能出觀的誤差。 在水文地質(zhì)條件復(fù)雜或需水量明顯小于允許開采量的情況下，前者枯水期，后者平水期，群井或單井抽水試驗(yàn)的穩(wěn)定出水量，可以達(dá)到B級(jí)允許開采量的精度要求。共三十頁(yè) 開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件研究程度：通過(guò)模擬試算等方法，提出并論證水源地最優(yōu)的開采方案。預(yù)測(cè)由于(yuy)長(zhǎng)期開采地下水。水源地影響范圍內(nèi)可能出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題及其出現(xiàn)的地段和嚴(yán)重程度。論證該水源地長(zhǎng)期開

15、采對(duì)附近水源地、泉水及地表水體的影響。根據(jù)鉆探及抽水試驗(yàn)資料，確定泉源水源地建立泉室或井采的方案。圈定水源地的衛(wèi)生保護(hù)區(qū)。對(duì)地下水或泉水開采的經(jīng)濟(jì)條件作出評(píng)價(jià)。共三十頁(yè) （6）C級(jí)允許開采量和尚難利用的資源量 勘查(kn ch)階段：C級(jí)允許開采量是水源地詳查報(bào)告或區(qū)域水文地質(zhì)詳查報(bào)告提交的主要資源量。水文地質(zhì)圖的比例尺一般分別為1:2.5萬(wàn)和1:5萬(wàn)。 水文地質(zhì)研究程度：通過(guò)水文地質(zhì)測(cè)繪、物探、單孔抽水試驗(yàn)、帶觀測(cè)孔的單孔抽水試驗(yàn)、水質(zhì)分析、包括枯水期半年以上地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)等工作，基本查明主要含水層的空間分布、水力聯(lián)系、導(dǎo)水性、水質(zhì)特征、邊界條件?；菊莆樟说叵滤a(bǔ)給、徑流、排泄條件。對(duì)地下

16、水的開發(fā)利用現(xiàn)狀、規(guī)劃以及存在的問題進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和了解。共三十頁(yè) 泉源水源地，應(yīng)初步查明它的補(bǔ)給、徑流、排泄條件。掌握歷年開采量并開展3年以上的水量、水質(zhì)動(dòng)態(tài)觀測(cè)工作。如果有30年以上降水觀測(cè)數(shù)據(jù)、具有連續(xù)枯水年份泉水流量觀測(cè)數(shù)據(jù)或是(hu sh)歷史特枯流量資料，則泉水觀測(cè)系列可以適當(dāng)減短。 允許開采量及尚難利用的資源量研究程度：在基本查明地下水補(bǔ)給、徑流、排泄和邊界條件的基礎(chǔ)上，采用帶觀測(cè)孔的單孔抽水試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試等資料，計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)。選擇均衡法、解析法、數(shù)值法等一種或一種以上適當(dāng)?shù)姆椒?，結(jié)合開采方案，對(duì)水源地的允許開采量及尚難利用的資源量進(jìn)行初步的計(jì)算。共三十頁(yè)

17、 對(duì)于泉源水源地，則應(yīng)根據(jù)它的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，找出降水量與泉水流量之間的關(guān)系。初步確定泉水的允許開采量或尚難利用的資源量。 在水文地質(zhì)條件復(fù)雜(fz)或是需水量明顯小于允許開采量的情況下，考慮了補(bǔ)給資源、儲(chǔ)存資源和允許誤差問題。根據(jù)群井或單井抽水試驗(yàn)出水量與降深關(guān)系曲線適當(dāng)外推的出水量，可以達(dá)到C級(jí)允許開采量的精度要求。共三十頁(yè) 開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件研究程度：根據(jù)水文地質(zhì)條件、帶觀測(cè)孔的單孔抽水試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)井深、井徑、井?dāng)?shù)、水泵及井的排列等提出建議。對(duì)開采地下水可能出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題進(jìn)行論證和評(píng)價(jià)。在經(jīng)過(guò)詳查的幾個(gè)水源地當(dāng)中，根據(jù)水文地質(zhì)條件和用水的需要，確定出使得進(jìn)一步

18、勘探的水源地。根據(jù)鉆探(zuntn)、抽水試驗(yàn)或物探資料，提出泉源水源地建立泉室或井采的初步方案。初步圈定水源地的衛(wèi)生保護(hù)區(qū)。對(duì)地下水或泉水開采的經(jīng)濟(jì)條件出初步評(píng)價(jià)。共三十頁(yè) （7）D級(jí)允許下采運(yùn)和尚難利用的資源量 勘查階段：D級(jí)允許開采量和尚難利用的資源量是區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告或水源地普查報(bào)告提交的主要資源量水文地質(zhì)圖的比例尺一般分別為1:20萬(wàn)及1:5萬(wàn)。 水文地質(zhì)研究程度：在搜集已有的氣象、水文、區(qū)域地質(zhì)等資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行水文地質(zhì)或地質(zhì)、 水文地質(zhì)綜合測(cè)繪。初步查明區(qū)內(nèi)主要含水層的埋藏條件、分布市規(guī)律、富水程度、水質(zhì)類型、動(dòng)態(tài)規(guī)律圈出宜井區(qū)。選擇其中有代表性的有利開采地段，進(jìn)行物探和個(gè)

19、別的單孔抽水試驗(yàn)工作。 對(duì)可以(ky)作為水源地的泉水初步分析其補(bǔ)給、徑流、排泄條件，訪問其開采情況及動(dòng)態(tài)變化，取得1年以上豐、枯水季節(jié)流量觀測(cè)和水質(zhì)分析資料。共三十頁(yè) 允許開采量和尚難利用的資源量研究程度：在初步查明地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件的基礎(chǔ)上，采用物探、單孔油水試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)和參數(shù)，選用均衡法、解析法等適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法，對(duì)區(qū)域或水源地的資源量進(jìn)行概略計(jì)算。 對(duì)于泉源水源地，則應(yīng)根據(jù)它的補(bǔ)給、徑流、排泄條件、多年氣象觀測(cè)資料、流量動(dòng)態(tài)訪問(fngwn)資料和1 年以上豐、枯季節(jié)流量觀測(cè)結(jié)果，確定泉水的允許開采量。 開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件研究程度：根據(jù)區(qū)域和水源地的水文地質(zhì)條件、物探和單孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)開采地下水可能出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題，作出初步的評(píng)價(jià)。共三十頁(yè) （8）E級(jí)允許開采量和尚難利用(lyng)的資源 勘查階段：E級(jí)允許開采量和尚難利用的資源量是區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查