水文工程地質勘探的方法有哪些
Ⅰ 工程地質勘察方法有哪些
工程地質勘察方法:測繪、勘探、岩土測試、長期觀測
測繪:將建築影內響范圍內的地質現象反映容在地形圖上。是一種在地面進行的勘察方法。
勘探:是一種查明地下地質情況的勘察方法。可分為:(1)物探(地球物理勘探):根據導電率、磁性、密度以及彈性波在地下不同地層、介質(水、空洞、岩等)中傳播速度的不同來劃分岩性、地下水位、溶洞分布等等。指導鑽探。(2)鑽探:與坑(槽)探配合使用3)觸探:即是一種勘探手段,又是一種原位測試方法。
原位測試:載荷試驗、靜力觸探試驗、標准貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、現場直接剪切試驗。
長期觀測。
Ⅱ 工程地質勘察的內容
主要有以下五項:
①搜集研究區域地質、地形地貌、遙感照片、水文回、氣象、水文地答質、地震等已有資料,以及工程經驗和已有的勘察報告等;
②工程地質調查與測繪;
③工程地質勘探見工程地質測繪和勘探;
④岩土測試和觀測見土工試驗和現場原型觀測、岩體力學試驗和測試;
⑤資料整理和編寫工程地質勘察報告。
工程地質勘察通常按工程設計階段分步進行。不同類別的工程,有不同的階段劃分。對於工程地質條件簡單和有一定工程資料的中小型工程,勘察階段也可適當合並。
Ⅲ 工程地質初步勘查的主要內容有哪些
①搜集研究區抄域地質、地形地貌、遙感照片、水文、氣象、水文地質、地震等已有資料,以及工程經驗和已有的勘察報告等;
②工程地質調查與測繪;
③工程地質勘探見工程地質測繪和勘探;
④岩土測試和觀測見土工試驗和現場原型觀測、岩體力學試驗和測試;
⑤資料整理和編寫工程地質勘察報告。
工程地質勘察通常按工程設計階段分步進行。不同類別的工程,有不同的階段劃分。對於工程地質條件簡單和有一定工程資料的中小型工程,勘察階段也可適當合並。
Ⅳ 地質勘查的方法
地質勘查是地質勘查工作的簡稱。廣義地說,一般可理解為地質工作的同義詞,是根專據經濟建設、國防建設和屬科學技術發展的需要,對一定地區內的岩石、地層構造、礦產、地下水、地貌等地質情況進行重點有所不同的調查研究工作。按不同的目的,有不同的地質勘查工作。例如,以尋找和評價礦產為主要目的的礦產地質勘查,以尋找和開發地下水為主要目的的水文地質勘查,以查明鐵路、橋梁、水庫、壩址等工程地區地質條件為目的的工程地質勘查等。地質勘查還包括各種比例尺的區域地質調查、海洋地質調查、地熱調查與地熱田勘探、地震地質調查和環境地質調查等。地質勘查必須以地質觀察研究為基礎,根據任務要求,本著以較短的時間和較少的工作量,獲得較多、較好地質成果的原則,選用必要的技術手段或方法,如測繪、地球物理勘探、地球化學探礦、鑽探、坑探、采樣測試、地質遙感等等。這些方法或手段的使用或施工過程,也屬於地質勘查的范圍。狹義地說,在我國實際地質工作中,還把地質勘查工作劃分為5個階段,即區域地質調查、普查、詳查、勘探和開發勘探。
Ⅳ 常用的工程地質勘察方法有哪些它分幾個階段
工程地質勘察是為查明影響工程建築物的地質因素而進行的地質調查研究工作。內所需勘察的容地質因素包括地質結構或地質構造:地貌、水文地質條件、土和岩石的物理力學性質,自然(物理)地質現象和天然建築材料等。這些通常稱為工程地質條件。查明工程地質條件後,需根據設計建築物的結構和運行特點,預測工程建築物與地質環境相互作用(即工程地質作用)的方式、特點和規模,並作出正確的評價,為確定保證建築物穩定與正常使用的防護措施提供依據。 一般包括兩大部分:文字和圖表。文字部分有工程概況,勘察目的、任務,勘察方法及完成工作量,依據的規范標准,工程地質、水文條件,岩土特徵及參數,場地地震效應等,最後對地基作出一個綜合的評價,提承載力等。圖表部分包括平面圖,剖面圖,鑽孔柱狀圖,土工試驗成果表,物理力學指標統計表,分層土工試驗報告表等。
Ⅵ 水文地質勘查步棸及方法
世界水文地質圖(圖2)
《水文地質學》是地質工程專業一門必修的專業基礎課。課程的主要任務是培養大家從水文循環的基本原理出發,獲得水文地質學的基礎知識和基本研究方法,能初步運用所學知識解決工程地質工作中與地下水有關的問題,要求大家掌握地下水形成、分布和運移規律,地下水的動態與均衡以及水化學相關問題;了解該領域目前研究狀況及與其他學科的關系。為今後從事與地下水有關的實際工作或科學研究打下基礎。 《水文地質學》是地質學的一個分支,是研究地下水(Groundwater)的一門學科,它是對地質環境中地下水的發生、運動及其水化學特性上的研究。主要研究與岩石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下地下水水量和水質的時空變化規律,並研究如何運用這些規律去興利除害,為人類服務。
編輯本段課程研究對象
中國水文地質圖(圖3)
1.概念 地下水(groundwater):賦存並運移於地下岩土空隙中的水。含水岩土分為兩個帶,上部是包氣帶 ,即非飽和帶 ,在這里,除水以外,還有氣體;下部為飽水帶,即飽和帶,飽水帶岩土中的空隙充滿水。狹義的地下水是指飽水帶中的水。 2.地下水 利:①分布廣泛,便於就地開采使用;②潔凈、不易被污染,水質普遍較優;③不佔用地表空間;④動態比較穩定;⑤供水量受氣候變化影響較小,具有較大到調蓄能力等。 害:①不合理的灌溉可造成次生鹽鹼化;②過量開采,可造成:在沿海地區,海水入侵,水質惡化;地面沉降,使區內建築物失去穩定;不同含水層之間誘發水力聯系,產生水的混合作用,使水質惡化;岩溶區地面塌陷;③其它,如礦坑涌水、基礎及邊坡的穩定問題等。 功能:①資源(不難理解);②生態環境因子;③災害因子(乾旱或洪水);④地質營力(滑坡、泥石流等);⑤信息載體(找礦等)。
編輯本段我國開發利用地下水的概況
水文地質剖析(圖4)
古代:我國是世界上開發利用地下水最早的國家之一,早在相當於我國仰韶文化的母系氏族公社時期,據浙江餘姚河姆渡村遺址發掘推測,距今約5700年前,我們的祖先就已經採用鑿井取水。到了距今2000多年前的春秋戰國時代,隨著生產力的發展,鑿井技術有了進一步提高,在四川自貢一帶已有深達數百米的鹽井,這可算是世界上在岩石中開鑿的首批深井。漢武帝時,在今陝西渭北高塬上修築了我國最早的井渠結合農田灌溉典範「龍首渠」。馳名中外的新疆「坎兒井」,至今仍不失為開發山前傾斜平原地下水的有效措施之一。 我國開發利用地下水資源的現狀:①北方許多城市生活用水的重要水源;②北方乾旱、半乾旱地區(17省市)工農業生產、生活的唯一水源;③南方部分地區也開始利用地下水、並且需求量越來越大;④大的工業基地的建設首先要解決水源問題。 開發利用地下水資源的未來:①實現地下水資源的可持續開發;②加強地下水資源的科學管理;③加強與地下水資源開發有關的環境保護。(當今世界面臨的三大問題:人口、資源、環境) 一些重大研究課題:地下水過量開採的對策;地下水污染防治;相關的環境質量評價。
編輯本段地下水資源開發利用歷程
初期:地下水開發地點分散且數量較少階段,主要進行地下水水源地的勘查,通過勘查論證地下水的開發方案。 中期:地下水處於連片開發,且水源地相互干擾明顯增大的階段,將區域性大面積地下水資源評價列為論證地下水合理開發的重要工作。 後期:地下水需求量與其多年平均補給量相接近,且需求量還在不斷增長的階段,將包括技術管理、政策和法規制定的地下水管理列為支持地下水合理開發的重點工作。同時,還將研究人工回灌補給地下水及地表水、地下水聯合運用等問題,注意加強地下水資源保護,實施地下水系統管理。 水文地質探測(圖5)
3.水文學發展簡史 人類探索除水害、興水利的歷史,猶如人類的文明史那樣悠久。在生產實踐中,特別在與水旱災害的斗爭中,人類不斷觀測各種水文現象,思考和研究它們的規律,積累起關於水的豐富知識,逐漸形成並不斷發展了水文科學。 水文學源遠流長,經歷了漫長的醞釀時期,而它的飛躍發展則是最近一個世紀的事。同自然科學的許多學科相似,人們還難以找出公認的里程碑,把水文科學的歷史進程劃分成若干明確的階段。我們只是順著它前進的足跡,大體劃分為: ⑴萌芽時期(遠古至約公元1400年) 在尼羅河、幼發拉底河、恆河和黃河這些古老文化發祥地的遺跡中,我們可以看到這一時期已經開始了原始的水文觀測,最早的水位觀測是在中國和埃及開始的。 約公元前22世紀,中國傳說中的大禹治水,已「隨山刊木」(立木於河中),觀測河水漲落。此後,戰國時李冰設於都江堰的「石人」,隋代的石刻水則,宋代的水則碑等,表明水位觀測不斷進步。 最早的雨量觀測於公元前四世紀首先在印度出現,中國於公元前三世紀的秦代已開始有呈報雨量的制度,到了公元1247年,已有了較科學的雨量器和雨深計算方法,並開始用「竹籠驗雪」以計算平均降雪深度。明代劉天和在治理黃河工作中,已採用手制「乘沙量水器」測定河水中泥沙的數量。 中國古籍《呂氏春秋》中寫道:「雲氣西行雲雲然,冬夏不輟;水泉東流,日夜不休,上不竭,下不滿,小為大,重為輕,國道也。」提出了樸素的水文循環概念。成書於公元約六世紀初的《水經注》中,記述了當時中國境內1252條河流的概況,成為水文地理考察的先驅。 水文地質鑽探(圖6)
誠然,這些原始的水文觀測和水文知識是膚淺零星的,但已為當時生活和生產提供了重要的水文資料。例如,根據雨量多少決定稅收的多少,根據上游的水位向下游傳遞水情等,標志著水文科學的萌芽。 ⑵奠基時期(約公元1400~1900年) 歐洲文藝復興帶來的科學思想的解放和科學技術的進步,為水文科學發展成為獨立的學科奠定了基礎。這一時期,水文儀器的發明使水文觀測進入了科學的定量觀測階段。 1663年雷恩和胡克創制了翻斗式自記雨量計,1687年哈雷創制測量水面蒸發量的蒸發器,1870年埃利斯發明旋槳式流速儀,1885年普賴斯發明旋杯式流速儀。這些近代水文儀器使流量、流速、蒸發、降水的觀測達到了相當的精度,利用這些近代水文儀器進行水文觀測的各種水文站陸續出現。 1746年,中國在黃河老壩口設立了全國第一個正規水位站,開始系統觀測水位,並進行報汛。這些成就使水文現象的觀測視野在深度和廣度上空前擴大,為水文科學在理論上的發展創造了條件。 在這一時期,近代水文科學理論開始逐漸形成。1674年佩羅提出了水量平衡的概念,成為水文科學最基本的原理之一;1738年伯努利父子發表水流能量方程,1775年謝才發表明渠均勻流公式;1802年道爾頓建立了研究水面蒸發的道爾頓公式;1856年,達西發表了描述孔隙介質中地下水運動的達西定律;1851年莫萬尼提出了匯流和徑流系數的概念,並發表了計算最大流量的著名推理公式。 這些科學理論的創立,為水文科學在河道水流、蒸發、地下水運動、徑流形成和水文循環等領域的發展奠定了理論基礎,它表明人類對水文現象的認識已由萌芽時期那種膚淺零星的知識,發展到了比較深刻系統的知識。同時也表明,人類對地球上水的運動、變化規律的探索,已發展到以大量觀測事實為基礎,進行假說、演繹和推理,進而建立各理論體系的近代科學方法論。 水文地質勘察(圖7)
19世紀末,專門水文研究機構開始出現,一些國家開始出版水文年鑒。弗里西著的《河流水文測驗方法》、福雷爾著的《日內瓦湖湖泊志》、馬略特著的《水的運動》等水文學專著陸續出版。這些著作總結了當時水文觀測和理論研究的成就,標志著水文科學作為一門近代科學已奠定基礎。 ⑶應用水文學興起時期(約公元1900~1950年) 這一時期,水文科學在觀測方法、理論體系和研究領域等方面繼續取得新成就,但它最重要的進展是應用水文學的興起。 進入20世紀,特別是第一次世界大戰以後,大量興起的防洪、灌溉、交通工程和農業、林業乃至城市建設向水文科學提出越來越多的新課題,解決這些課題的方法也由經驗的、零碎的逐漸理論化和系統化,水文科學的應用特色逐漸表現出來。 首先,從1914年到1924年,經過黑曾、福斯特等人的工作,把概率論、數理統計的理論和方法系統地引入了水文科學,使水文變數(如洪峰和洪量)和它出現的機率聯系起來,為預估工程未來運行時期內可能出現的水文情勢開辟了道路。 接著,從1932年到1938年,謝爾曼、霍頓、麥卡錫、斯奈德等人在產流和匯流計算方面取得開拓性進展,為根據降雨推算洪水開辟了道路。隨後,克拉克、林斯雷等人在單位線、多個水文變數聯合分析和徑流調節的理論、方法等方面發展並豐富了上述內容。 在此期間,水文站在世界范圍內發展成規模宏大的水文站網系統,這些成就為應用水文學的興起在理論上、方法上和資料條件方面奠定了基礎,並率先形成了它最重要的分支學科——工程水文學。接著,農業水文學、森林水文學、都市水文學也相繼興起。 水文地質測量(圖8)
1949年,林斯雷和柯勒、保羅赫斯合著《應用水文學》;同年,姜斯敦和克樂斯合著的《應用水文學原理》、美國土木工程師學會編著的《水文學手冊》等應用水文學專著陸續問世,總結了這一時期的成就,標志著應用水文學的誕生。應用水文學,以它直接為生產和生活提供多方面服務這一鮮明特徵,獲得迅速發展,成為近代水文科學體系中最富有生氣的分支學科。 ⑷現代水文學(1950~今) 20世紀50年代以來,社會生產規模空前擴大,科學技術進入了新的發展時期,並正在出現新的技術革命,人類改造自然的能力迅速增強,人與水的關系已經由古代的趨利避害,和近代較低水平的興利除害,發展到了現代較高水平的興利除害的新階段。這個新階段賦予水文科學以新的動力和新的特色。 首先,由於人類對水資源的突出需求,水文科學的研究領域正在向著為水資源最優開發利用的方向發展,以期為客觀評價、合理開發、充分利用和保護水資源提供科學依據。 其次,大規模的人類活動對自然水體,進而對自然環境正在產生多方面的影響。研究和評價人類活動的水文效應和這種效應的環境意義,揭示人類活動影響下水文現象的規律,進而探討水文分析的新方法和新途徑,防止人類活動對水文循環的影響朝著不利於人類生存環境的方向發展,這一切正在成為水文科學面臨的新課題。 另外,現代科學技術使獲取水文信息的手段和分析水文信息的方法有了長足的進步。例如,遙感技術的應用,使同時觀測大范圍內的宏觀水文現象成為可能;核技術的應用使人們能夠獲得微觀水文信息;水文模擬方法、水文隨機分析方法、水文系統分析方法,使人們研究水文現象的能力發展到新的水平;尤其是電子計算機的應用,使水文科學從水文觀測到基本規律的研究,由人力和機械操作,發展到以電子計算機為核心的自動化。 水文科學和其他科學之間的邊緣科學正在不斷興起,學科間的空隙逐漸得到填補。同時,人們開始看到,水已成為影響社會發展的重要因素。水在表現它的自然屬性的同時,它的社會屬性也日益表現出來,並逐漸為人們所認識。因此,水文科學將有可能發展成為具有自然科學和社會科學雙重性質的一門綜合性科學。 水文地質探測(圖9)
總的來講,水文學從它所隸屬的學科領域看,作為地球物理科學的一個分支,主要研究地球系統中水的存在、分布、運動和循環變化規律,水的物理、化學性質,以及水圈與大氣圈、岩石圈和生物圈的相互關系;作為水利學科的重要組成部分,主要研究水資源的形成、時空分布、開發利用和保護,水旱災害的形成、預測預報與防治,以及水利工程和其他工程建設的規劃、設計、施工、管理中的水文水利計算技術。
編輯本段水文學的分類
水文學開始主要研究陸地表面的河流、湖泊、沼澤、冰川等,以後逐漸擴展到地下水、土壤水、大氣水和海洋水。 ① 傳統水文學按研究的水體來進行劃分:河流水文學、湖泊水文學、沼澤水文學、冰川水文學、海洋水文學、地下水水文學(水文地質學)、土壤水文學、大氣水文學等。 ② 由水文學採用的實驗方法,派生出三個分支學科:水文測驗學、水文調查、水文實驗。 ③ 由水文研究內容分為:水文學原理、水文預報、水文分析與計算、水文地理學、河流動力學等。 ④ 作為應用科學,水文學分為:工程水文學、農業水文學、土壤水文學、森林水文學、城市水文學等。 ⑤ 隨新科學、新技術的發展和引進,出現新分支:隨機水文學、模糊水文學、灰色系統水文學、遙感水文學、同位素水文學等。
編輯本段水文地質學的簡要發展過程
水文地質學(圖10)
盡管19世紀已開始使用水文地質學一詞,但到20世紀初科學家Mead才給出這個術語一個廣泛的含義:水文地質學是研究地表以下水的發生與運動。20世紀50年代末期到80年代早期這將近30年的時間里,水文地質學一下子成熟了,成為地球科學羽翼豐滿的一員。1960年之前,水文地質學主要是地質學家的領域,作為一個自然科學家,對於控制地下水流動的因素和規律,毫無興趣或者知之甚少,任憑差分方程式去加以描述。另一方面,工程師在估算井的單位出水量和總出水量時,只顧得計算,處於岩層「透水」和「不透水」之間的灰域之中,無所適從。 久遠以前直到20世紀50年代,兩種分叉的、幾乎完全獨立的方法,各不相關地沿著平行的路徑研究著地下水;一邊被科學家好奇心所驅使;另一邊受到工程師務實精神的推動。兩個分支的演變在時間上也可以分為兩個階段:以理論與假說的定量表述,以及數學上的嚴格推導為其分界(圖1)。 17世紀處在「自然科學分支」的「猜想」階段,關於泉的成因以及水循環,出現了首批記錄在案的問題與解答。偉大的思想家們,從公元前8世紀的荷馬開始,包括亞里士多德、泰勒斯(Thales)、柏拉圖,甚至笛卡兒和開普勒(17世紀)都曾猜想:泉水來源於海洋中擠榨出來的水,或者是在洞穴中冷凝而成的;而雨水不足以保持河水流量。然而,在另一個陣營中,波爾洛(Marcus Vitruvius Pollo)認為,泉來源於入滲的雨水,這一看法受到文奇(Leonardo da Vinci)和帕利西(Bernard Palissy,16世紀)的支持。定量水文觀測始於17世紀,佩羅(Pierre Perrault,1608-1680)在塞納河盆地測量了3年降水量,得出降水量是河流流量的6倍。馬利奧特(Mariotte,1620-1684)驗證了佩羅的觀測結果,而哈雷(Halley,1656-1742)證明了注入地中海徑流的不足部分消耗於蒸發。梅瑟利(La Metherie,1791)開始測量岩石的滲透性,將入滲水區分為地表徑流和深部儲存,於是,水均衡的初步概念形成了。 盡管第一個自流井是1126年在法國阿圖瓦(Artois)成井的,但是,關於自流現象的第一個有記錄的解釋出現於17世紀,卡西尼(Cassini)和瓦里斯內利(Vallisnieri)都正確地指出:承壓含水層的高水壓是產生自流的原因。進一步試圖將概念精確化的結果是,強化了絕對隔水性的觀念,然而,對廣泛分布的區域性含水層和隔水層的研究,很可能因而形成了地下水盆地的概念,在這方面,最基礎同時也是最有影響的著作,則是赫伯特的「地下水運動理論」(M.King Hubbert,1940)。19世紀後期到20世紀初,開始了並非出於實用目的的地下水化學研究,著重於分類(Palmer,Scholler)及化學成分演變的影響因素分析(Chebotarev,Scholler,Back)。 「工程學科分支」的第一階段,時間從很早前到1856年,主要著力於發展經驗性實用方法技術,構建集取地下水的設施,以及從泉、井、坎兒井,以及其它水源提升輸送地下水。第二階段是「定量評價」階段,以1856年達西定律的發表為標志。達西方程觸發了根據地下水位變動預測井的出水量的興趣;隨之而來的是一系列人們熟知的計算公式:裘布依、泰斯、雅可布、溫澤爾(Wenzel)等,討論的全是地下水位和理想承壓含水層的定量預測。 20世紀50年代晚期到60年代早期,也許是由於偶然的巧合,也許是由於下意識地交流滲透,絕對隔水性的觀念受到來自兩個分支的強烈質疑——工程師們從評價含水層和井的出水量出發產生疑問,而地質學家在研究盆地地下水流動時發現了問題。雅可布、漢圖斯、諾曼(Neuman)、威瑟斯龐等,引入並發展了越流含水層的概念,並將其擴展到盆地尺度的含水層系。自然科學分支這邊,托特的均質的「統一盆地」被弗里澤和威瑟斯龐 「非均質化」了,通過數值模擬,揭示了不同形態、不同規模含水岩系的基本流動型式。兩方面共同的最終結論是,岩體存在水力連續性。基於岩體存在水力連續性的結論,很快人們就認識到,存在著時空尺度差別很大的流動系統,而每個系統具有自己的作用過程與伴隨現象。於是,統一的觀念誕生了,不斷流動著的地下水是一種地質營力。 1980年前後,可以看作研究地下水的自然和工程科學兩個分支的融合,從此進入成熟的當代水文地質學發展階段。這個地球科學的新成員,既是一門基礎學科,也是一個專門性分支。為了更好地理解幾乎所有的地質活動,絕對有必要熟悉當代水文地質學的基本理論。與此同時,需要培養具有獨特的教育和專業背景的、全職的水文地質學家。 當代水文地質學有以下3個主要特徵概念:①地下水流動系統發育的空間尺度,變化范圍很大;②地下水流動系統發育的時間尺度,變化范圍很大;③流動的地下水是無處不在的地質營力,其作用可以達到地面以下極大深度,對極其廣泛的自然過程與現象,都有著控制性影響。 水文地質學向何處去發展?作為一門成熟科學,建立於工程師的數學嚴謹和科學家自由想像之上,建立於相關學科的技能、方法和技術之上,在可以預見的未來,水文地質學的理論與技術方法不大可能有新的突破;反之,預期將會出現各種「名副其實」的學科分支,例如:環境水文地質學、污染水文地質學、農業水文地質學、油氣水文地質學,等等。 就我國來講,水文地質學的發展歷史是與新中國的建立與發展分不開的,近半個世紀以來,水文地質學的成長與發展大致可劃分為兩個階段:從20世紀50年代到70年代中期,可稱為奠基階段,主要接受前蘇聯學術思想的影響,基本依照前稱聯模式。從20世紀70年代後期到90年代,可以稱為發展階段,這一時期由於實行改革開放政策,國內外學術交流日益頻繁,因此受西方學術思想影響較多,特別是系統科學、環境科學、現代應用數學與計算機技術等新思想、新理論與新技術的輸入,使水文地質學的基本概念與研究范疇發生了巨大的變革,使水文地質學從定性研究進入到了定量研究階段,納入到系統工程的軌道,與現代科學更緊密地融合了起來,因此我們把20世紀50年代到70年代奠基階段的水文地質學稱為傳統水文地質學,而20世紀70年代後期至90年代發展階段的水文地質學,稱為現代水文地質學(圖2)。 現代水文地質學的基本特徵主要有:①與現代科學的新理論新學科緊密結合,比如系統論、資訊理論、控制論及相應產生的系統科學、環境科學、信息科學等,對水文地質學的發展產生了重大影響;②現代應用數學與水文地質學的結合,特別是數值模擬方法得到普遍應用,模型研究成為水資源研究的主要內容,使水文地質學從定性研究發展到定量研究的新階段;③從地下水系統與自然環境系統相互關系的研究,擴大到與社會經濟系統關系的研究。對地下水資源的研究,也從數學模型發展到管理模型與經濟模型的研究;④許多新的分支學科的產生與發展,比如區域水文地質學、岩溶水文地質學、遙感水文地質學、環境水文地質學、醫學環境地球化學、污染水文地質學以及數學水文地質學、水資源水文地質學;⑤新技術、新方法的應用、除計算機技術外,遙感技術、同位素技術、自動監測技術,室內模擬技術,以及高精度水質分析技術等,都得到普遍應用,推動了水文地質學的發展。 這要強調一點:水文地質學領域中的許多研究都是由水文地質學家、地質學家、水文學家好氣象學家等多個學科領域的專家學者聯合來完成的。
編輯本段水文地質學的研究內容
前邊講過,水文地質學是研究地下水的科學,在人類從事開發利用地下水活動的漫長過程中,通過長期實踐經驗和認識的不斷積累,逐漸形成和充實、發展了有關地下水的知識,按其內涵范疇涵蓋水文學、土壤學、地質學與流體力學等學科。 隨著水文地質科學的發展,它的研究內容越來越廣泛,主要研究內容可歸納為六個方面: ⑴地下水的形成與轉化:闡述地下水起源與形成的基本知識(包括地下水的賦存條件),並探討大氣水、地表水、土壤水與地下水相互轉化、交替的基本規律。 ⑵地下水的類型與特徵:闡述地下水的儲存條件及其基本類型,包括地下水的主要理化特性。 ⑶飽水帶及包氣帶中水分和溶質的運動:主要研究地下水流的基本微分方程,包括地下水向井、渠的流動,以揭示地下水位和水量的時空變化規律。同時探討包氣帶水與地下水溶質運移的基本方程。 ⑷地下水動態與水均衡:討論在不同的天然因素和人為因素影響下的地下水動態變化規律,以及不同條件下的地下水水均衡方程。 ⑸地下水資源計算與評價:分別討論局部開采區和區域性大面積開采區地下水資源評價的主要方法,並具體介紹有關含水層參數測定及地下水補給量和排泄量的計算方法。同時,闡述地下水水質評價的有關知識。 ⑹地下水資源系統管理:闡述地下水資源管理與保護方面的基本知識,著重討論地下水資源系統管理模型及其應用。
編輯本段水文地質學的研究方法和手段
1.研究方法:數學物理方法和概率統計方法兩類。 2.應用的技術手段:⑴調查、鑽探、地球物理勘探和遙感技術;⑵各種觀測和試驗技術(水位、流量等的觀測;抽水試驗、示蹤試驗和彌散試驗等);⑶各種地下水模擬技術(目前數值模擬用的較多);⑷同位素技術等。
Ⅶ 工程地質勘察的方法
工程地質勘察方法或手段,包括工程地質測繪、工程地質勘探、實驗室或現場試驗、長期觀測(或監測)等。
工程地質測繪
在一定范圍內調查研究與工程建設活動有關的各種工程地質條件,測製成一定比例尺的工程地質圖,分析可能產生的工程地質作用及其對設計建築物的影響,並為勘探、試驗、觀測等工作的布置提供依據。它是工程地質勘察的一項基礎性工作。測繪范圍和比例尺的選擇,既取決於建築區地質條件的復雜程度和已有研究程度,也取決於建築物的類型、規模和設計階段。規劃選點階段,區域性工程地質測繪用小比例尺(1:10萬,1:5萬);設計階段,水庫區測繪大多用中比例尺(1:2.5萬,1:1萬),壩址、廠址則用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地質測繪所需調研的內容有地層岩性、地質構造、地貌及第四紀地質、水文地質條件、天然建築材料、自然(物理)地質現象及工程地質現象。對所有地質條件的研究,都必須以論證或預測工程活動與地質條件的相互作用或相互制約為目的,緊密結合該項工程活動的特點。當露頭不好或這些條件在深部分布不明時,需配合以試坑、探槽、鑽孔、平洞、豎井等勘探工作進行必要的揭露。
工程地質測繪通常是以一定比例尺的地形圖為底圖,以儀器測量方法來測制。採用衛星像片、航空像片和陸地攝影像片,通過室內判讀調繪成草圖,到現場有目的地復查,與進一步的照片判讀反復驗證,可以測制出更精確的工程地質圖。並可提高測繪的精度和效率,減少地面調查的工作量。
工程地質勘探
包括工程地球物理勘探、鑽探和坑探工程等內容。
①工程地球物理勘探。簡稱工程物探,其目的是利用專門儀器,測定各類岩、土體或地質體的密度、導電性、彈性、磁性、放射性等物理性質的差別,通過分析解釋判斷地面下的工程地質條件。它是在測繪工作的基礎上探測地下工程地質條件的一種間接勘探方法。按工作條件分為地面物探和井下物探(測井);按被探測的物理性質可分為電法、地震、聲波、重力、磁法、放射性等方法。工程地質勘察中最常用的地面物探為電法中的視電阻率法,地震勘探中的淺層折射法,聲波勘探等;測井則多採用綜合測井。
物探的優點在於能經濟而迅速地探測較大范圍,且通過不同方向的多個剖面獲得的資料是三維的。以這些資料為基礎,在控制點和異常點上布置勘探、試驗工作,既可減少盲目性,又可提高精度。測井則可增補鑽探工作所得資料並提高其質量。開展多種方法綜合物探,根據綜合成果進行對比分析,可以顯著提高地質解釋的質量,擴大物探解決問題的范圍,縮短工程地質勘探周期並降低其成本。由於物探需要間接解釋,所以只有地質體之間的物理狀態(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某種物理性質有顯著差異,才能取得良好效果。
②鑽探和坑探。採用鑽探機械鑽進或礦山掘進法,直接揭露建築物布置范圍和影響深度內的工程地質條件,為工程設計提供准確的工程地質剖面的勘察方法。其任務是:查明建築物影響范圍內的地質構造,了解岩層的完整性或破壞情況,為建築物探尋良好的持力層(承受建築物附加荷載的主要部分的岩土層)和查明對建築物穩定性有不利影響的岩體結構或結構面(如軟弱夾層、斷層與裂隙);揭露地下水並觀測其動態;採取試驗用的岩土試樣;為現場測試或長期觀測提供鑽孔或坑道。
鑽探比坑探工效高,受地面水、地下水及探測深度的影響較小,故廣為採用。但不易取得軟弱夾層岩心和河床卵礫石層樣品,鑽孔也不能用來進行大型現場試驗。因此,有時需採用大孔徑鑽探技術,或在鑽孔中運用鑽孔攝影,孔內電視或採用綜合物探測井以彌補其不足。但在關鍵部位還需採用便於直接觀察和測試目的層的平洞、斜井、豎井等坑探工程。
鑽探和坑探的工作成本高,故應在工程地質測繪和物探工作的基礎上,根據不同工程地質勘探階段需要查明的問題,合理設計洞、坑、孔的數量、位置、深度、方向和結構,以盡可能少的工作量取得盡可能多的地質資料,並保證必要的精度。
原位測試和實驗室試驗
獲得工程地質設計和施工參數,定量評價工程地質條件和工程地質問題的手段,是工程地質勘察的組成部分。室內試驗包括:岩、土體樣品的物理性質、水理性質和力學性質參數的測定。現場原位測試包括:觸探試驗、承壓板載荷試驗、原位直剪試驗以及地應力量測等(見岩土試驗、工程地質力學模擬)。
設計建築物規模較小,或大型建築物的早期設計階段,且易於取得岩、土體試樣的情況下,往往採用實驗室試驗。但室內試驗試樣小,缺乏代表性,且難以保持天然結構。所以,為重要建築物的初步設計至施工圖設計提供上述各種參數,必須在現場對有代表性的天然結構的大型試樣或對含水層進行測試。要獲取液態軟粘土、疏鬆含水細砂、強裂隙化岩體之類的、不能得到原狀結構試樣的岩土體的物理力學參數,必須進行現場原位測試。
現場檢測與監測
用專門的觀測儀器對建築區工程地質條件各要素或對工程建築活動有重要影響的自然(物理)地質作用和某些重要的工程地質作用隨時間的發展變化,進行長時期的重復測量的工作。觀測的主要內容有:岩、土體位移范圍、速度、方向;岩、土體內地下水位變化;岩體內破壞面上的壓力;爆破引起的質點速度;峰值質點加速度;人工加固系統的載荷變化等。此項工作主要是在論證建築物的施工設計的詳細勘察階段進行,工程地質作用的觀測則往往在施工和建築物使用期間進行。長期觀測取得的資料經整理分析,可直接用於工程地質評價,檢驗工程地質預測的准確性,對不良地質作用及時採取防治措施,確保工程安全。
Ⅷ 地質與水文資料的獲取方式有哪些
一、地質與水文資料的獲取方式:
1、去當地的水文局咨詢獲取,一般這種方式不是得到最新的數據;
2、採用堪探。物探、化探、遙感。、地震波。、電測。、實地調查、類比等手段來獲取最新的數據。
二、地質與水文資料的內容:
(一)土的物理力學性質指標
⒈土的物理性質指標
常用的土的物理性質指標主要有:顆粒組成、比重(Gs)、濕密度(ρ)、干密度(ρd)、含水率(ω)、界限含水率(塑限含水率ωP、液限含水率ωL)、孔隙率n、有效孔隙率ne、飽和度Sr、不均勻系數Cu等。這些均為堤防安全復核計算和除險加固設計時可能用到的資料。
⒉土的力學性質指標
常用的土的力學性質指標主要有:滲透系數(k)、抗滲強度、抗剪強度指標(凝聚力c、內摩擦角Ф)、壓縮系數等。這些指標主要用於滲流及滲透穩定計算、抗滑穩定分析與沉降計算中。
(二)土的水理性質及水質分析
對黃土和分散性粘土應了解其濕陷特性、崩解和濕化特性等。這些特性對工程有重要意義。
水質分析的目的主要是為灌漿材料、防滲牆材料以及減壓井的防化學淤堵設計提供資料。
(三)堤防的工程及水文地質剖面
堤防的工程及水文地質剖面是進行堤防安全復核和除險加固設計所必需的資料,應根據工程及水文地質勘察資料並經概化後得到。主要包括堤身和堤基的土層分布、分層厚度,地下水的分布、運動規律及邊界條件等,加上通過試驗得到的各土層的物理力學性質指標就構成了完整的工程及水文地質剖面圖。
Ⅸ 通常工程地質勘探中的鑽探方法有哪些
1 回轉取心鑽進法 2錘擊取心鑽進法 3螺旋取樣鑽進法
Ⅹ 水文地質工程地質條件勘探與分析
由於注漿截流防治礦井水害技術有其特定的應用條件,所以在確定是否採用注漿技術之前必須進行礦井水文地質條件和施工工程地質條件的勘探與分析。勘探與分析研究的主要內容包括水害形成的地質構造因素和人為工程活動因素、水害形成的層位、含水層岩性、突水水源、礦井充水補給通道的性質及其分布范圍、最大突水量、穩定突水量、過水通道內或突水口處的地下水流速、靜水壓力等。只有弄清這些問題,才能制定切實可行的注漿堵水技術與工程方案。
(1)查明礦井所在地區造成礦床充水的充水水源及其賦存條件、控制礦井水害的主要因素及其變化規律,用以進行綜合防治水技術路線的分析比較,以決策總體治水方案。
(2)查明礦井局部地區水文地質結構與礦井充水條件,用以決策防治水工程的具體布設和工程的經濟可行性分析,避免工程宏觀規劃布設不當,影響防治水效果或造成工程浪費。該階段應重點查明礦區和采區主要構造單元的特徵,陷落柱和斷層顯現規律及其斷距、產狀要素,小構造特徵等;查明施工地段岩層的岩石成分,岩石可鑽性等級,岩石的裂隙性特徵、孔隙度或者裂隙張開性與切穿性;查明含水層特徵、厚度和賦存深度,地下水的靜水壓力水頭,含水層的滲透系數等。查明地下水的礦化類型和程度,硬度、酸度指標,對水泥和金屬侵蝕的類型和程度,地下水化學成分隨深度的變化規律等化學特性。
(3)查明工程施工條件,包括查明施工地段的工程地質條件、運輸施工條件、材料供應條件、採掘工程條件等,確定防治水工程要求達到的精度,以便進行施工程序與施工工藝方法的設計。查明礦區和采區的地理位置和行政位置、地表地形、區域水文網、當地的氣候條件;查明區域的經濟狀況,運輸、電站、供水和供熱源,以及當地現有的適於制備止水漿液的建築材料。