第一章 水文地質(zhì)調(diào)查概論

1、緒 言一、專門水文地質(zhì)學的任務(wù)與研究內(nèi)容 專門水文地質(zhì)學：為各種應(yīng)用而進行的地下水調(diào)查、勘探、評價及開發(fā)利用的學科。 任務(wù)：使學生學會在生產(chǎn)中經(jīng)濟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 水文地質(zhì)調(diào)查方法中學習的內(nèi)容： （1）水文地質(zhì)調(diào)查所應(yīng)用的技術(shù)方法； （2）不同條件下進行水文地質(zhì)工作時，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)中學習的內(nèi)容： （1）水質(zhì)、水量(shu lin)的評價

2、方法及要求； （2）地下水的合理開發(fā)與管理； （3）運用各種水文地質(zhì)工種，進行供水水文地質(zhì)勘探工作時的布置原則、技術(shù)要求、成果表示。共三十頁 礦床水文地質(zhì)中學習的內(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(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、我國水文地質(zhì)調(diào)查工作的發(fā)展概況 略共三十頁 三、教材及參考書 教材： 專門水文地質(zhì)學，房佩賢等編，地質(zhì)出版社 參考書： 專門水文地質(zhì)學，曹劍峰等編，科學出版社 水資源開發(fā)與保護，徐恒力等編，地質(zhì)出版社 規(guī)范和標準(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 地下水動態(tài)長期觀測技術(shù)規(guī)范 水文地質(zhì)術(shù)語 城市環(huán)境水文地質(zhì)工作規(guī)范 地熱資源勘查規(guī)范共三十頁 地下水動態(tài)監(jiān)測規(guī)程 水資源供需預(yù)測分析技術(shù)規(guī)范 天然礦泉水地質(zhì)勘探規(guī)范 城市供水水質(zhì)標準 地下水環(huán)境質(zhì)量標準 地下水質(zhì)量標準 地下水資源(zyun)分類分級標準 水位觀測標準 中國生活飲用水水質(zhì)標準 中華人民共和國地下水質(zhì)量標準 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)量標準 水文地質(zhì)鉆探規(guī)程 共三十頁第一章 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

4、動特征； （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)濟建設(shè)總體規(guī)劃所需進行的調(diào)查。 專門性水文地質(zhì)調(diào)查，是為某項生產(chǎn)建設(shè)所需進行的調(diào)查。如，水源地。共三十頁第二節(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)測繪、水文地質(zhì)勘探、水文地質(zhì)（現(xiàn)場）試驗、地下水動態(tài)（長期）觀測、和室內(nèi)實驗分析鑒定。 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、復雜程度，需水量的大小，不同勘察階段，勘察區(qū)已進行工作的程度和擬選用的地下水資源評價方法等因素，綜合考慮確定。共三十頁 （1）供水水文地質(zhì)條件的復雜程度，可劃分為簡單中等和復雜三類，其劃分原則宜符合(fh)下表中的規(guī)定。共三十頁 （2）擬建供水水源地按需水量大小可分為四級 特大型，需水量15萬m3/d 大型，5萬m3/d 需水量15萬m3/d 中型，1萬m3/d 需水量5萬m3/d 小型，需水量1萬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、勘探和開采四個階段，不同勘察階段工作的成果，應(yīng)滿足相應(yīng)設(shè)計階段的要求。共三十頁 （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：概略評價區(qū)域或需水地區(qū)的水文地質(zhì)條件，提出有無滿足設(shè)計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級的精度要求，為設(shè)計前期的城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)項目的總體設(shè)計或廠址選擇提供依據(jù)。 詳查階段：應(yīng)在幾個可能的富水地段基本查明水文地質(zhì)條件，初步評價地下水資源，進行水源地方案比較，控制的地下水允許開采量應(yīng)滿足C級精度的要求，為水源地初步設(shè)計提供依據(jù)。共三十頁 勘探階段：查明擬建水源地范圍的水文地質(zhì)條件，進一步評價地下水資源，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B精度的要求，為水源地施工圖設(shè)計提供依據(jù)。 開采階段：查明水源地擴

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。在開采動態(tài)或?qū)ｉT試驗研究的基礎(chǔ)上，驗證的地下水允許開采量應(yīng)滿足A級精度的要求，為合理開采和保護地下水資源，為水源地的改擴建設(shè)計提供依據(jù)。共三十頁 3. 地下水資源分類(fn li)分級 （1）地下水資源分類分級 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。共三十頁 （2）地下水資源的級別與勘查階段基本對應(yīng) a. 水源地擴建勘探報告，主要提交A級允許開采量，也可提交部分B級允許開采量。 b. 水源地勘探報告，主要提交B級允許開采量，也可提交部分A級、C級允許開采量。 c. 水源地詳查報告或區(qū)域水文地質(zhì)詳查報告，

8、主要提交C級允許開采量，也可提交部分D級允許開采量及Cd、Dd級尚難利用的地下水資源量。 d. 水源地普查報告或區(qū)域水文地質(zhì)普查報告，可以提交不同類別的D、E級地下水資源量。 e. 區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報告，可以提交不同類別的E級地下水資源量。 f. 區(qū)域地下水資源評價報告，根據(jù)(gnj)實際情況可以匯總和提交A、B、C、D、E各種級別的地下水允許開采量和尚難利用的資源量。共三十頁 （3）地下水資源量的分級 按以下4項內(nèi)容進行分析和確定： 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)濟條件研究程度。 （4）A級允許開采量 勘查階段：A級允許開采量是水源地擴建勘探報告提交的主要

9、(zhyo)允許開采量。水源地水文地質(zhì)圖的比例尺一般為1:1萬或1:2.5萬。A級允許開采量也是經(jīng)多年開采驗證的地下水允許開采量。區(qū)域地下水資源評價報告，水文地質(zhì)圖的比例尺依據(jù)實際需要確定。共三十頁 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)動態(tài)觀測的基礎(chǔ)上，對水均衡和存在的問題進行了專題研究或勘探試驗工作。 直接引用泉水水源的水源地(簡稱泉源水源地)在查明補給、徑流、排泄條件的基礎(chǔ)上，應(yīng)掌握歷年開采量以及30年以上降水觀測數(shù)據(jù)和15年以上泉水流量和水質(zhì)觀測數(shù)據(jù)。 區(qū)域地下水資源評價工作。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、，采用計量方法實測地下水的開采量，研究掌握3年以上地下水連續(xù)開采量和動態(tài)變比資料。共三十頁 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年以上開采和動態(tài)觀測資料，宜以水文地質(zhì)單元為基礎(chǔ)對地下水允許開采量進行系統(tǒng)的多年均衡計算、相關(guān)分析和評價、進一步修正完善地下水滲流場的數(shù)學模型。在水質(zhì)有明顯變化的情況下，還應(yīng)建立地下水溶質(zhì)濃度場的數(shù)學模型。 對于泉源水源地，則應(yīng)根據(jù)連續(xù)15年以上泉水流量觀測數(shù)據(jù)，進行頻譜及頻率分析計算，建立泉水流量與多年降水量有關(guān)的回歸方程或數(shù)學表達式，計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，動態(tài)趨于

11、穩(wěn)定，采用計量統(tǒng)計的實際開采量，可達到A級允許開采量的精度要求。共三十頁 開采技術(shù)經(jīng)濟條件研究程度：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踐以及地下水動態(tài)觀測資料，對開采過程中出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題進行了專題研究，必要時布置適當?shù)目碧焦ぷ?，提出水源地改造、擴建、調(diào)整開采布局、保護環(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)生保護區(qū)。對地下水開采的經(jīng)濟條件作出評價。 （5）B級允許開采量 勘查階段：B級允許開采量是水源地勘探報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1:1萬或1:2.5萬。共三十頁 水文地質(zhì)研究程度：對通過詳查或已經(jīng)選定的水源地，進一

12、步布置一些勘探工程和水文地質(zhì)試驗。開展1年以上地下水動態(tài)觀測。針對一些關(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。對地下水開采現(xiàn)狀進行了詳細調(diào)查和統(tǒng)計分析工作。在水文地質(zhì)條件復雜且需水量接近允許開采量的條件下，應(yīng)進行大流量長時間的群井開采試驗、以驗證對邊界條件的認識和參數(shù)的可靠程度。 對于泉源水源地，應(yīng)查明它的補給、徑流、排泄條件，掌握歷年開采量并進行l(wèi) 0年以的水量、水質(zhì) 動態(tài)觀測工作。如果其有8年以上的降水觀測數(shù)據(jù)、具有連續(xù)枯水年份(ninfn)泉水流量觀測數(shù)據(jù)或是歷史特枯流量資科。則泉水觀測系列可以適當減短。共三十頁 允許開采

13、量研究程度：在查明地下水補給、徑流、排泄和邊界條件的基礎(chǔ)上。采用帶觀測孔的單孔抽水試驗、地下水動態(tài)觀測、野外(ywi)和實驗室測試等方法，計算地下水流場范圍內(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數(shù)學模型。宜采用兩種或兩種以上適當?shù)姆椒?，結(jié)合不同的開采方案和枯水年組合系列，對水源地的允許開采量進行計算和對比，預(yù)測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)濃度場的數(shù)學模型。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，評價水源地的允許開采量。共三十頁 對于泉源水源地，應(yīng)根據(jù)泉水多年流量觀測及

14、訪問資料進行頻率分析，計算(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資料，進行多元回歸和系統(tǒng)理論分析計算(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)學表達式，預(yù)報泉水的允許開采量，評價預(yù)報可能出觀的誤差。 在水文地質(zhì)條件復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的穩(wěn)定出水量，可以達到B級允許開采量的精度要求。共三十頁 開采技術(shù)經(jīng)濟條件研究程度：通過模擬試算等方法，提出并論證水源地最優(yōu)的開采方案。預(yù)測由于(yuy)長期開采地下水。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)的地段和嚴重程度。論證該水源地長期開

15、采對附近水源地、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)生保護區(qū)。對地下水或泉水開采的經(jīng)濟條件作出評價。共三十頁 （6）C級允許開采量和尚難利用的資源量 勘查(kn ch)階段：C級允許開采量是水源地詳查報告或區(qū)域水文地質(zhì)詳查報告提交的主要資源量。水文地質(zhì)圖的比例尺一般分別為1:2.5萬和1:5萬。 水文地質(zhì)研究程度：通過水文地質(zhì)測繪、物探、單孔抽水試驗、帶觀測孔的單孔抽水試驗、水質(zhì)分析、包括枯水期半年以上地下水動態(tài)觀測等工作，基本查明主要含水層的空間分布、水力聯(lián)系、導水性、水質(zhì)特征、邊界條件?；菊莆樟说叵滤a給、徑流、排泄條件。對地下

16、水的開發(fā)利用現(xiàn)狀、規(guī)劃以及存在的問題進行了詳細的調(diào)查和了解。共三十頁 泉源水源地，應(yīng)初步查明它的補給、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)動態(tài)觀測工作。如果有30年以上降水觀測數(shù)據(jù)、具有連續(xù)枯水年份泉水流量觀測數(shù)據(jù)或是(hu sh)歷史特枯流量資料，則泉水觀測系列可以適當減短。 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給、徑流、排泄和邊界條件的基礎(chǔ)上，采用帶觀測孔的單孔抽水試驗、地下水動態(tài)觀測和實驗室測試等資料，計算水文地質(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?shù)姆椒?，結(jié)合開采方案，對水源地的允許開采量及尚難利用的資源量進行初步的計算。共三十頁

17、 對于泉源水源地，則應(yīng)根據(jù)它的補給、徑流、排泄條件，通過數(shù)理統(tǒng)計的方法，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)條件復雜(fz)或是需水量明顯小于允許開采量的情況下，考慮了補給資源、儲存資源和允許誤差問題。根據(jù)群井或單井抽水試驗出水量與降深關(guān)系曲線適當外推的出水量，可以達到C級允許開采量的精度要求。共三十頁 開采技術(shù)經(jīng)濟條件研究程度：根據(jù)水文地質(zhì)條件、帶觀測孔的單孔抽水試驗結(jié)果。對井深、井徑、井數(shù)、水泵及井的排列等提出建議。對開采地下水可能出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題進行論證和評價。在經(jīng)過詳查的幾個水源地當中，根據(jù)水文地質(zhì)條件和用水的需要，確定出使得進一步

18、勘探的水源地。根據(jù)鉆探(zuntn)、抽水試驗或物探資料，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)生保護區(qū)。對地下水或泉水開采的經(jīng)濟條件出初步評價。共三十頁 （7）D級允許下采運和尚難利用的資源量 勘查階段：D級允許開采量和尚難利用的資源量是區(qū)域水文地質(zhì)普查報告或水源地普查報告提交的主要資源量水文地質(zhì)圖的比例尺一般分別為1:20萬及1:5萬。 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，進行水文地質(zhì)或地質(zhì)、 水文地質(zhì)綜合測繪。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，進行物探和個

19、別的單孔抽水試驗工作。 對可以(ky)作為水源地的泉水初步分析其補給、徑流、排泄條件，訪問其開采情況及動態(tài)變化，取得1年以上豐、枯水季節(jié)流量觀測和水質(zhì)分析資料。共三十頁 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給、徑流、排泄條件的基礎(chǔ)上，采用物探、單孔油水試驗取得的數(shù)據(jù)和參數(shù)，選用均衡法、解析法等適當?shù)挠嬎惴椒ǎ瑢^(qū)域或水源地的資源量進行概略計算。 對于泉源水源地，則應(yīng)根據(jù)它的補給、徑流、排泄條件、多年氣象觀測資料、流量動態(tài)訪問(fngwn)資料和1 年以上豐、枯季節(jié)流量觀測結(jié)果，確定泉水的允許開采量。 開采技術(shù)經(jīng)濟條件研究程度：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結(jié)果，對開采地下水可能出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題，作出初步的評價。共三十頁 （8）E級允許開采量和尚難利用(lyng)的資源 勘查階段：E級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