水文地質怎麼調查

① 事業單位水文地質調查所怎麼改革

這個問題，需要廣大群眾的反饋，和領導的反饋

② 地面水文地質補充調查與觀測

第條 在現有水文地質資料的基礎上，結合生產地區存在的問題進行水文地質補充調查。

1）各礦應不斷收集降雨量資料。

2）王封、小馬、韓王、九里山礦每年應調查和收集馮封石河、白馬門河、山門河、方庄沖溝的歷年洪水位、流量、滲漏量及其與礦井涌水的關系，每年雨季前要對防洪堤進行一次調查。

3）各礦應對區內民用水井和機井的位置、標高、深度、抽水層、抽水量、水位、水質等進行調查，並繪制平剖面圖，每季觀測一次水位及抽水量並繪製成曲線圖。

4）對井田范圍及其對大礦的影響程度，對正在開採的小煤礦，每月應下井實測一次採掘情況，並填繪到礦井充水性圖上。

5）各礦每年雨季（9月）和枯季（5月）各組織一次對礦井水排水水溝的流量、漏失地點、含渣量的觀測，並結合沖積層水位等高線圖分析出原有循環排水問題。

第8條 凡開采垂深小於150m的礦井或地區，應調查和搜集地表沉陷、裂縫、滲漏情況，了解地表水與礦井涌水的關系。

第9條 地面水文地質觀測孔的觀測，正常情況下每月觀測3次，發生突水時應加密觀測次數，觀測工作一般要求同步進行，要注意觀測的連續性和精度，鑽孔水位觀測，每回就有兩次讀數，其差值不得大於2cm，取值可用平均數，測量工具應每季校驗一次，更換測量工具，要有對比校驗值。

③ 區域工程地質及水文地質調查范圍怎麼算

一般都會有該地區的地形圖，通過地形圖上的面積以及比例尺可以計算出調查的范圍。

水文地質，地質學分支學科，指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律，地下水的物理性質和化學成分，地下水資源及其合理利用，地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。隨著科學的發展和生產建設的需要，水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來，水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透，又形成了若干新領域。

區域水文地質調查工作區域可以是自然地理單元或水文地質單元，也可以是行政區域，面積一般較大，在數百平方千米以上。小比例尺（小於1︰10萬）區域水文地質調查為綜合性區域水文地質調查，目的是為國民經濟發展和國防建設遠景規劃提供水文地質依據，並為今後進一步更大比例尺各種水文地質工作提供區域性水文地質基礎資料。中比例尺（1︰5萬～1︰10萬）區域水文地質調查可以是為國民經濟建設和國防建設提供較詳細區域水文地質資料的綜合性水文地質調查，也可以是為某一專門性水文地質工作任務提供較詳細區域水文地質背景資料的，在綜合性調查基礎上加有必要專門性調查工作的水文地質調查。小比例尺區域水文地質調查的主要任務是通過收集資料、地面調查、勘探、試驗和觀測工作等手段，查明調查區區域水文地質條件，包括主要含水層的岩性、埋藏分布條件，各含水層地下水的成因、類型、補逕排條件及其水質水量的分布和變化情況等。中比例尺區域水文地質調查的主要任務是在小比例尺區域水文地質調查的基礎上，通過增加必要的調查工作和提高調查工作的精度要求，進一步查明區域水文地質條件，並根據其專門性水文地質調查任務的需要，進行必要的專門調查、勘探、試驗和觀測工作,查明有關問題。中國區域水文地質調查工作始於1949年中華人民共和國成立以後。50年代和70年代初，佔全國陸地總面積約1/3的地區完成了1︰20萬區域水文地質普查。20世紀70年代後至今，全國除西藏地區、海拔4000米以上的高寒山區、原始森林地區和部分沙漠地區外,都已完成了1︰20萬區域水文地質普查。此外，根據需要，部分研究程度較高的地區完成了諸如農田供水、土壤改良、城市供水、生態環境等不同目的的1︰5萬或1︰10萬比例尺的區域水文地質調查。

第一講 區域地質調查方法與要求

工作方法

區域地質調查最基本最主要的工作方法是 野外實地勘查和觀測研究，並將所獲得的地質信息填繪在地理底圖上（見地質填圖），並按一定格式記錄下來（見地質編錄）。此外，為了更有效更准確地獲得和識別地質信息，還常採用以下方法：

①地球物理勘探，包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、核法勘探、地溫法勘探以及鑽孔地球物理勘探。 對重要成礦區帶取得的1:5萬高精度磁測、重力資料及激發極化法測量資料應進行系統的數據處理和分析解釋。對高精度重力和高精度磁測數據一般要進行濾波、位場轉換、解析延拓、局部異常的求取等數據處理。通過大比例尺物探數據的各類常規處理和對場源空間特徵的分析，結合區域地質礦產特徵，系統地推斷控礦構造、岩體、地層或標志層。綜合研究成礦環境和地球物理找礦標志。

②地球化學勘查。 應全面收集區內的區域地球化學、礦區（床）地球化學及異常查證等資料，應用范圍大體為： (1) 基礎地質：(a) 主要地質體的地球化學組份特徵； (b) 區域構造地球化學特徵。 (2) 礦產地質：(a) 區域地球化學背景與異常分布特徵；(b)成礦區帶、礦田及礦床地球化學特徵；(c) 局部地球化學異常組合特徵，異常解釋、推斷、追蹤評價及找礦地球化學標志；(d) 系統整理化探異常的面積、強度、規模、濃度分帶、組分分帶、各種比值等數據，研究分析化探異常分布規律、元素組合規律及與物探異常關聯對比等，結合異常地質背景和成礦條件，以及地表礦（化）點、蝕變帶分布，對化探異常進行定性解釋和分類排序，提出礦產檢查工作安排建議。 (3) 環境地質：(a) 城市及重要經濟區元素地球化學分布特徵；(b) 重要農業區元素地球化學分布特徵；(c) 地方病發生區元素地球化學分布特徵; (d) 重要自然景觀區元素地球化學分布特徵等。

③在基岩出露好、地質標志較清禁的地區，還可採用遙感圖象解釋的方法（見遙感地質）。遙感地質解譯工作重點是：區域構造格架解譯；各類地質填圖單元解譯；礦產地質解譯（如已知成礦、控礦地質體、地質構造追索圈定，與成礦、控礦相關的遙感線、環、紋、斑、色調等特徵影像提取，與成礦、控礦相關的隱伏岩體圈定等）；災害、環境地質解譯（如滑坡、泥石泥、地裂縫、地面塌陷圈定等）。

④重砂測量（重砂指由比重較大、物理和化學性質比較穩定的礦物的顆粒所組成的鬆散集合體），通過重砂分析和綜合整理，發現並圈出礦產機械分散暈，即與礦產密切相關的指示礦物的重砂異常，據此進一步追索原生礦床和砂礦床。重砂測量包括人工重砂測量和自然重砂測量，是區域地質調查中廣泛使用的一種找礦方法。尤適用於水系發育的地區。

．區域地質調查

簡言之就是對一定區域范圍的基礎地質情況進行調查和研究。（簡稱「區調」、「區測」或「填圖」）。

（1）一定區域

就是國家統一規定按經緯度把全國分成若干個方塊，每一個方塊就是一個區域范圍。（以區域中重要城鎮命名，如巢湖幅）

（2）地質情況

包括：這個區域中的地層古生物、岩石、礦床、地球化學、水文、工程地質以及環境地質、農業地質、災害地質、地質構造等基礎地質。

區域地質調查的最終成果是地質圖、地質報告。

2.地質圖

將一定區域范圍內的各種地質體，按一定的比例尺，投影到地形平面圖上，並用規定的符號表示出來的圖件，稱為地質圖。

（1）按比例尺劃分地質圖

按比例尺不同可以劃分為不同比例尺的地質圖。

小比例尺地質圖：1/100萬——1/50萬,全國、全省范圍大區域地質調查

中比例尺地質圖：1/20萬——1/5萬,在一個省范圍內區域地質調查

大比例尺地質圖：1/2.5萬——1/1萬,還有1/1000-1/100(主要針對具體礦床、礦體或者小范圍特殊需要進行地質調查)

（2）地質體

沉積岩——可劃分到群、組、段

火成岩——包括各種岩體：花崗岩、輝長岩……等。

變質岩——不同變質程度的變質岩，若片麻岩、麻粒岩……等

其他地質體——如礦體、生物礁體、特殊地質標志層……等

二、填圖單位的確定原則與方法

1．侵入岩地區
是以不同的侵入體來劃分填圖單位。例如酸性花崗岩，中性的閃長岩，正長岩、基性、超基性的輝長岩、橄欖岩等，為不同的填圖單位。

2．變質岩地區
以不同的變質岩類型，例如片岩、片麻岩、麻粒岩、……等。

3.沉積岩地區
（1）以地層為基礎來劃分

①岩石地層 ②生物地層 ③年代地層 ④磁性地層 ⑤化學地層 ⑥礦物地層。目前主要以岩石地層為主。

（2）岩石地層單位劃分的原則
①依據岩性特徵和相對地層位置

②可以是一種或幾種岩石類型的組合

③整體岩性一致，野外易於識別
④岩石地層單位是客觀描述的實體，它不能根據成因和形成年代來劃分。（但反過來研究地層單位成因和形成年代，卻有助於客觀地選擇岩性標志，以便更好地劃分地層）。

（3）岩石地層單位的種類（可分為正式的和非正式的）
①正式的岩石地層單位：有定義並正式命名的「群」、「組」、「段」、「層」

A：群——是高級別的正式岩石地層單位（一般由縱向上相鄰的兩個或兩個以上的具有某種共同岩性特徵的組而成，或由一個規模較大的老組再分組升級為群，保留原地理名稱）。

B：組——是等級居中的岩石地層單位（劃分適度的地區性或區域性岩石地層單位）。

組的重要含義還在於其總體岩性一致，並具有可填圖性，即野外易識別、追索，並可在1：5萬地質圖上表示出來。

C：段——是級別低於組的岩石地層單位。段是組的組成部分。正式命名段必須具有與組內相鄰岩層明顯不同的岩性特徵，並且分布范圍廣，對研究區域地層有用。

D：層——是等級最低的岩石地層單位。層一般由岩性、成分、生物組合（視為物理特徵）等特徵顯著區別於相鄰岩層的單層或復層構成。它厚度不大（數厘米或數米至十餘米），在側向上橫穿不同的組或段，而名稱保持不變。通常只有區域性地層劃分對比的標志層才正式命名層。

②非正式填圖單位

非正式岩石地層單位是未被正式命名或不需要正式命名的局部性岩石單位。

常使用帶（段、層）、透鏡體、礁、（岩舌、岩楔）等術語（如灰岩礁、斑脫岩帶，生物化石富集帶（層）等。

劃分非正式岩石地層單位主要是為了突出其特殊性。

（4）比例尺不同，岩石地層單位劃分的級別不同
A：1/100萬——劃分到「群」（即幾個組合並）。
B：1/20萬，可以是「群」，主要以「組」為單位。
C：1/5萬——必須劃分到「組」，根據地質情況有時還可以劃分「段」。
D：岩石地層單位的厚度，在圖上表示時不能小於1mm。
不管比例尺大小，岩石地層單位的厚度，在圖上一般不能小於1mm。否則在地質圖上就表示不出來。

④ 區域水文地質調查

該階段主要有兩部分工作，一是進行綜合水文地質調查，二是查明含油氣盆地內油氣的淺層地球化學效應。

查明自流水盆地區域水文地質條件，是一項綜合性很強的石油-水文地質調查工作，其主要任務是在油氣勘探程度較低的地區(盆地)；通過野外水文地質基礎調查，對地下水的分布與形成獲得初步認識，為盆地區域含油氣遠景評價、油氣勘探與開發以及工業、生活等各類供水提供必要的水文地質資料。主要調查內容包括以下幾方面。

1.地形地貌條件調查

自流水盆地具有特殊的地形地貌景觀，即周邊為山地環繞，中部為低平的平原，地形高差相差懸殊。山區水資源比較豐富，主要來源於冰雪融化和大氣降水，並以地表水的形式，在山前或斷裂破碎帶補給地下水，向盆地內部匯集。從四周山麓到盆地中心，水動力和水化學成分具有典型的分帶現象。從宏觀上講，地形地貌條件控制著盆地內地下水的補給、形成、流量、動態及水化學成分的演變。在自然條件下，地下水流系統的形態，主要同地形和地質構造有關。地形地貌調查的主要內容有：

查明區域總地形地貌的景觀、成因類型、地貌形態的變化規律；新構造運動的地貌標志與特徵；同地形地貌有關的近代地質作用及其性質(滑坡、泥石流、潛蝕、侵蝕切割、逆源侵蝕、沼澤化、喀斯特化等現象)。在上述調查基礎上，編制自流水盆地的地貌圖，圖件除表示出地貌成因類型、分布外，還要標出地形分水嶺和風化(殘積)帶的范圍及其具體位置——地下水體的約束邊界、集水面積、自流水盆地邊界等。

以柴達木盆地的實例，說明地形地貌條件與水文地質條件的關系(圖1-15)。該盆地是青藏高原東北部一個大型封閉的內陸盆地，南邊為昆侖山脈，東北部為祁連山脈，西北部為阿爾金山脈。這些山脈的海拔在3500～5500m之間。而盆地內部高程一般為2600～3000m，具有西北高、東南低的特點。盆地周邊高山的冰雪在夏季融化後，是盆地內地表水和地下水的豐富補給源。盆地內部氣候乾旱，多風少雨，一般年降水量為50～150mm，有的地區不足20mm。而且蒸發很強烈，年蒸發度在2000～3000mm之間。因此，在盆地內部大氣降水對地下水的形成沒有實際意義。

圖1-15 柴達木盆地水文地質剖面圖

柴達木盆地為一大型中、新生代陸相沉積盆地，第三系是油氣的主要勘探目的層，儲集層岩性主要為砂質岩，縫洞比較發育，分布有豐富的地下水。第四系晚更新統天然氣伴有淺層承壓水。

由於中新生代時期的構造運動，使整個盆地被分割成許多次一級的小盆地，每個小盆地都有各自獨立的匯水流域。因此，由四周山區流入盆地的地表水系沒有形成單一的匯水中心，而是形成許多湖泊，這些湖泊窪地都是地表水和地下水的匯水中心，也是盆地地下水的循環基準面。

盆地四周山區的水資源是豐富的，來源於冰雪融化水和降水，在巨大的地形高差促使下，以河流形式注入盆地，在山前大量的補給地下水。季節性的河流在出山口5～10km的地段上就消耗盡了。據統計，河流流經山前平原時，滲漏損耗量占總徑流量的29%～70%，甚至達100%。

總之，柴達木盆地從四周山麓向盆地中心，在水動力循環和水化學特徵上，都具有典型的分帶現象。

2.石油地質結構調查

按一定比例尺的精度進行地質-水文地質填圖。在山區地層出露區，查明地層時代、分布范圍、岩石性質與結構，特別注意砂岩、泥岩層及比例與相互配置關系，識別可能的油氣生、儲、蓋層或含水層；查明不同時代的接觸關系、侵入岩與圍岩的接觸特徵、火成岩與變質岩的發育程度；了解構造特徵——斷層、褶皺、裂隙的發育程度、時代、性質、延伸方向、大小規模及破碎的范圍、充填膠結物情況。在盆內部平原區，主要依據井、試坑等手段，了解第四系沉積物岩性、厚度等。要重視和藉助於地球物理技術手段與資料，調查有關地質、水文地質問題。

提交自流水盆地范圍內的地質圖(基岩地質與第四紀地質圖)，還要在圖上表示出地形與地質兩個要素之間的關系。

3.水文地質調查

應用水文地質測繪、水文地質勘探、水文地質試驗及水文地質長期觀測等方法，查明區域地下水的分布與形成、水動力條件、水化學成分變化規律及其與油氣地質相關聯的水文地質問題。

水文地質測繪以地面調查為主，一般從山區開始，然後再推向山前與平原。調查內容包括：地質、地貌、第四紀地質、地下水露頭、地表水體、物理地質現象乃至植物等。

水文地質勘探是藉助於試坑、探井、鑽探、硐探等勘探手段，查明深部含水層的數目、岩性、厚度、富水性能、水位、化學成分等。

水文地質試驗包括室內試驗和野外試驗兩部分。前者主要是分析測試地下水化學成分、岩石水理性質與顆粒成分、岩石孔隙度與滲透率、岩溶試驗等；後者則有抽水、壓水、注水、滲水、地下水流向與流速測定等。通過上述試驗，對地下水的水質與水量進行定量的判斷。

水文地質長期觀測，由於地下水是活動易變的流體，需要選擇有代表性和能說明問題的水文地質點或剖面進行長期觀測，藉以了解和掌握地下水的動態變化規律，進行地下水均衡的研究。

除上述方法外，還經常應用地球物理方法，如電法(電測井、電測深等)，研究地下水的埋藏深度、厚度、含水層之間的相互補給關系及補給量、地下水的流速與流向等。

通過上述調查對地下水本身以及與地下水活動有關的各種自然現象進行綜合研究。在地層岩性方面，要掌握不同時代岩層的含水性能、岩層的膠結情況、裂隙發育程度、喀斯特發育程度、泉的涌水量、井的水量、隔水層；在侵入岩的分布區，盡量劃分出岩相上有差別的各帶(如粗粒或細粒的花崗岩、斑狀花崗岩等)，並分別確定各個帶的富水性；對於大片變質岩發育的地區，盡量按其岩性、變質程度、年代等圈出不同的層次，並確定其富水性。

地質構造對地下水的埋藏條件有很大的影響，除了解裂隙對富水性的控制外，要通過多種方法確定斷層的導水性能(有無泉水出露、滲水與漏水現象、充填物情況等)，對侵入岩與圍岩的接觸帶、岩脈與圍岩的接觸關系要了解其是否導水性等。

在水文方面，要查明地表水與地下水的關系，對地下水的天然露頭——泉水及有代表性民用井(水位、水量、水質和水溫等)進行調查。

最後，編制水文地質圖，在圖上要表示出地形、地質及地下水三個要素之間的相互關系，表示出地下水的性質與有關參數(地下水位、涌水量、埋藏深度、化學成分、水溫等)；還要包括：基岩地質(年代、岩性、產狀、構造)，第四紀地質(年代、岩性、成因類型)、岩石富水性能(隔水層、含水層、富水程度)、地貌(成因、類型)、地下水特徵(埋深、水位、流向、流速、化學成分等)、控制點(代表井、泉、鑽孔、涌水量、成分、水位等)、水文地質分區、水文地質剖面等。

利用上述區域水文地質調查取得的資料，根據水動力場與水化學成分特徵，結合地球物理成果，可為盆地早期含油氣遠景預測評價提供水文地質依據(圖1-16)。例如合肥盆地舒城凹陷油氣勘探程度很低，區域水文地質調查結果認為，本區有一定的含油氣遠景，指出油氣聚集最有利區集中在東部的花崗、千人橋、三河鎮一帶，是本區油氣勘探的突破口，水文地質成果起到先導作用，引起勘查家的關注。

圖1-16 舒城凹陷含油氣遠景預測圖

油氣淺層地球化學效應是含油氣盆地中一種獨具風貌的現象。石油與天然氣是流動性很強的液體礦床，其化學成分決定了它的不穩定性和易揮發的特點。在溫度、壓力等不均衡因素的控制下，油氣水始終保持著自下而上的垂向微運移的勢態。因此，在近地表形成與油有關的地球化學形跡。

在區域水文地質調查中，按照一定的網度(線距與點距)採集有代表性的水樣(民用井或泉水)，通過檢測與油氣組分有成因聯系的直接指標、反映水文地球化學場特徵的環境(間接)指標以及能確認地下水來源的成因指標，進行綜合研究，不僅在已知油田上方獲得清晰和高強度的淺層地球化學效應，而且為油氣勘探部署提供了依據和方向。

圖1-17是松遼盆地南部紅崗油田的淺層水化學效應，該油田是龍虎泡-紅崗階地南端的一個背斜帶，背斜軸向NNE，西翼較陡，以斷層與西部斜坡相接，東翼較緩。具有多套油氣層和埋藏淺的特點(主要生產層的埋藏深度為1200m)，其上分布有明水組氣藏，埋深400m。地形自西向東傾斜，地下水沿地形傾斜方向流動。選擇相對比較穩定的全新統下部含水層為主要研究對象，含水層岩性為粉細砂岩。按普查階段的網度採取水樣，各種水化學組分的濃度分布如表1-2所示。

圖1-17 紅崗油田淺層水化學效應

1—含油構造；2—斷層；3—可溶氣態烴三次趨勢面(μL/L)；4—礦化度四次趨勢面剩餘異常值大於500mg/L的點

主要水化學指標在油田上方及其周邊較高，疊合程度好。在宏觀上，淺層效應的形態與含油構造極為相似。可溶氣態烴的甲烷碳同位素比較重，在-42‰左右，說明淺層水化學效應的形成與油氣藏有成因上的聯系。

表1-2 紅崗油田內外水化學成分對比表

註：分子-最小值；分母-最大值。

泌陽凹陷的油田淺層水化學效應，在全區呈現有規律的分布，從圖1-18中看出：除在下二門、安棚、雙河及王集四個已知油田上出現較強的水化學效應外，在其他12個地區存在著與已知油田類似的淺層效應，說明本區有良好的油氣勘探開發潛力。其中北部斜坡帶，淺層水化學效應比較集中。該帶是繼承性的沉積構造復合帶。古近系各組段地層在斜坡帶均有沉積，地層從凹陷內向外部邊緣(斜坡)逐漸收斂減薄，但無明顯的超覆現象，說明該斜坡是一個邊沉積邊抬起的繼承性斜坡。後期構造運動使該斜坡進一步抬升，成為油氣運移的指向。砂體發育給油氣藏的形成提供了良好的儲集條件。斷裂發育形成了較多的鼻狀構造，它們控制著油氣的富集。古近紀末期形成的區域不整合面及新近紀廣泛發育的泥岩是良好的蓋層，並為油氣保存提供了良好的地質條件。眾多淺層水化學效應的出現，是上述油氣地質特徵的映照，說明北部斜坡是油氣富集和勘探的有利地帶。根據區域水文地球化學調查所提供的油氣信息，並結合地震-地質成果，選擇了有利的區塊進行鑽探，結果在4號、5號、9號、10-12號等淺層水化學效應區，均獲得工業油流，相繼建成了新莊、楊樓、付灣、古城及井樓等油田。

圖1-18 泌陽凹陷淺層水化學效應

註：書中僅涉及一個非法定單位——當量濃度，它等於法定單位離子的摩爾濃度(mol/L)與其離子價的乘積。例如摩爾濃度為0.02mol/L的鈣離子溶液，其當量濃度應為0.04克當量/L(eq/L)。在水文地質(包括油田水文地質)研究中，一般用的當量濃度單位是毫克當量/L(meq/L)，它和eq/L之間的轉換關系是1 eq/L=1000meq/L。水中常量組分陽離子的當量濃度之和應等於陰離子的當量濃度之和。另外，國內外油田水化學成分的許多分類，都建立在「等當量」化合的基礎上，因此，當量濃度在油田水文地質中廣泛應用，在短期內不可能停用，故本書仍繼續使用。

在我國西部半乾旱、乾旱水文地質區的諸多含油氣盆地的淺層水化學效應也比較發育，如柴達木盆地、准噶爾盆地；在地形切割較深、黃土覆蓋厚、梁、峁、塬發育的鄂爾多斯盆地，同樣出現較強的油田淺層水化學效應。淺層地下水中甲烷平均含量高達149.13μL/L，普遍含有乙烷及其以上的組分。甲烷碳同位素大部分屬於石油伴生氣或過成熟氣的范疇，而屬於近代生化成因氣的只佔11%左右(表1-3)，說明淺層水化學效應的形成，具有深部成因的特徵。

表1-3 可溶氣態烴甲烷碳同位素分布 單位：‰

⑤ 水文地質調查工作的程序（工作步驟）

水文地質調查工作，應按一定的工作程序有計劃、有步驟地進行。一般的原則是：先設計後施工，先普查後勘探。一般的工作程序為：

1.接受調查任務

調查任務分為縱向任務（上級下達的）和橫向任務（地方委託的）。縱向任務既可以是上級主管部門下達的指令性任務，也可以是生產單位立項經上級主管部門批准後下達的任務。如為橫向任務，則需和任務委託單位（一般稱甲方）簽訂委託任務合同，方算正式確定調查任務。

2.准備工作

接受調查任務後，要進行准備工作，主要是人員組織准備、技術准備、物質後勤等方面的准備。其中技術准備中編寫設計書是水文地質人員的主要工作。在設計書編寫前，應充分收集調查區已有自然地理資料，地質水文地質資料及圖件等，對調查區的水文地質條件和問題有初步認識，並確定調查區的研究程度。必要時，應進行野外現場踏勘，踏勘路線應力求穿過調查區地層發育比較完整、水文地質條件有代表性的剖面，並了解調查區的自然和工作條件，使編寫的設計書更加符合實際。

設計書是布置和進行各項調查工作的基本依據，是水文地質調查的「作戰方案」。設計書的類型一般可分為整體設計、年度設計、單項設計等。設計書的主要內容為：

（1）調查區的自然地理、地質、水文地質條件，內容包括：①調查工作的目的、任務、調查區位置，面積及交通條件、調查階段和調查工作起止時間；②自然地理及經濟地理概況；③已有地質、水文地質研究程度及存在問題；④調查區地質、水文地質條件概述。

（2）調查工作設計，主要內容包括：①調查工作擬投入的工種、工作布置方案、工作依據的主要技術規范、工作量及每項工作的主要技術要求。布置調查工作時，既要滿足有關規范對工作量定額及工作精度的要求，又要考慮查清重要地段和完成關鍵任務，防止平均使用勘查工作量；②物質、設備計劃，人員組織分工、經費預算及施工進度計劃書；③預期調查工作成果。

3.野外工作

野外工作就是在野外現場進行各項水文地質調查工作。水文地質調查投入的工種順序為：水文地質測繪→物探→勘探→試驗→長期觀測。前者是後者的基礎，所揭示的問題也是逐步深入的。各工種投入的工作量，應根據具體條件，做到經濟技術上合理可行，又能取得高質量的成果。野外工作中，要保質保量地進行觀察、測量，做好原始資料的編錄，正確地繪制野外工作各種圖件。工作中應加強綜合分析，注意各工種間的有機配合，要注意做好有關室內的實驗、分析、鑒定等工作。野外工作期間，也可再分若干時段，按時段組織勘查、檢查和總結，在野外工作期間，可根據實際情況，對設計書作適當修改，但作重大改變，應提出補充設計。有關野外調查的工作方法和內容，將在以後有關章節進行介紹。

4.室內工作

室內工作主要是將野外調查獲得的資料，進行認真地校核、整理、分析，編寫水文地質調查工作成果。調查成果一般包括水文地質圖件和文字報告兩部分。

最後，按規定程序組織調查成果的驗收和鑒定工作。

小結

通過本章學習，應掌握以下重點內容：①水文地質勘查所使用的10種主要方法，掌握每種方法的應用和優缺點；②水文地質調查階段劃分：一般分為普查、詳查、勘探、開采四個階段；③水文地質調查工作的程序（工作步驟）：一般為：接受調查任務→准備工作→野外工作→室內工作→鑒定驗收。

復習思考題

1.水文地質調查的目的、任務是什麼？

2.進行水文地質調查工作有何意義？

3.水文地質調查工作有幾種類型？各有什麼特點？

4.水文地質調查方法手段有哪些？各有什麼特點和作用？

5.試比較水文地質測繪、水文地質鑽探、水文地質物探三種方法的優缺點？

6.水文地質試驗中最主要的試驗是哪種試驗？

7.什麼是「3S」技術？各有什麼作用？

8.為什麼要劃分水文地質調查階段？各行業（部門）水文地質調查階段是如何劃分的？

9.通常水文地質調查如何劃分調查階段？各階段的任務和要求是什麼？

10.水文地質調查工作的工作程序（工作步驟）是什麼？

⑥ 礦床水文地質調查中應注意的問題

1.礦床水文地質調查

礦床水文地質調查已有較為成熟的規范可循，但要根據具體情況靈活應用，要有針對性的部署綜合調查工作。

2.要加強區域水文地質測繪

區域水文地質測繪是礦床水文地質調查的基礎和先行工作。條件簡單的礦床，通過地表測繪，就可作出水文地質評價;條件復雜的礦床，測繪成果則是專門水文地質勘探設計的依據。測繪內容和方法，要從礦井充水的角度考慮，把重點放在主要充水岩層及其隔水頂、底板上。要特別注意對區內已有的供、排水工程的調查，尤其是礦井或老窯。

3.要充分利用地質勘探工程取得的水文地質資料

(1)做好地質鑽孔的岩心編錄及簡易水文地質觀測

岩心編錄包括岩性鑒定和分層，裂隙、岩溶的描述和統計;簡易水文地質觀測包括水位、水溫、沖洗液消耗量的觀測，以及鑽進過程中對掉鑽、涌水、涌砂、逸氣等現象的記錄。對各種觀測資料要及時進行系統整理。

(2)加深部分地質勘探孔

地質勘探孔只能普遍揭露礦層之上的各頂板含水層，對於底板充水的礦床，特別是岩溶充水的煤礦，底板充水岩層及其與礦層之間的隔水層均不可能揭穿，應選擇一定數量的勘探孔進行加深，揭露底板含水層，以作出正確評價。

(3)進行坑道水文地質、工程地質測繪

內容包括:揭露地層的岩性及產狀;裂隙、岩溶的素描與測量;斷裂帶的描述、測量與分析;出水點的觀測、素描及取樣;出水徵兆及工程地質現象的觀測。

4.應以查明主要充水岩層地下水形成條件及采礦人為作用引起的變化為中心

礦床水文地質調查要特別加強對邊界條件的研究，包括含水層的周邊界，含水層的上、下邊界的性質和形狀。這些研究不夠，礦井涌水量預測就不準確。

充水岩層的上、下邊界，即頂、底板條件，對評價礦床充水條件和預測涌水量也有重要意義。尤其是對岩溶充水礦床，若岩溶含水層上覆第四系，則要查明第四系岩性、結構及與基岩的接觸關系。

至於查明充水岩層的底界條件，無論是對確定含水層的厚度，還是了解下部含水層越流補給或突破礦坑底板的可能性等問題，都是十分必要的。

還應強調指出，對礦床充水水源形成條件的研究，不能局限於搜集礦區地下水有關資料，僅僅確定其現狀，而要研究地下水的發展變化方向及其內在原因。

5.礦區水文地質勘探試驗工作應結合採礦工程配置和可能出現的環境問題進行

勘探試驗工作的布置要根據水文地質條件來確定。工作量要重點布置在:①主要充水岩層富水程度高、導水能力強或壓力水頭最大的地段，以及地下水的主要徑流方向上;②先期開采或預定井筒等首要工程所在地段。大型抽水試驗要盡可能與開采疏干工程相結合，抽水主孔最好位於未來礦井排水的中心，觀測孔沿未來礦井排水的各可能來水方向上。

小結

通過本章學習，應掌握以下重點內容:①礦床充水的各種條件分析;②礦井水防治基本措施。

⑦ 礦區水文地質調查

礦井水文地質調查是礦井地質調查的一個重要組成部分，它直接關繫到礦產的合理開發與安全開采。因此，在礦產資源調查的各個階段都應同時安排相應的水文地質調查，及時提供礦產資源各調查階段所需的水文地質資料。

7.2.1.1礦區水文地質調查內容

礦區區水文地質調查的內容與其他項目的水文地質工作內容大致是相同的，只是表現在解決問題的目的上不同。在野外工作開始前，應收集有關資料或進行路線踏勘，根據任務編制礦區水文地質設計書，作為地質設計書的一部分。野外工作包括區域和礦區水文地質測量，根據水文地質測量中所獲得的資料和初步結論，進一步進行水文地質勘探和水文地質試驗工作(包括野外試驗和室內試驗)，並進行地下水動態長期觀測。野外工作結束後，編寫水文地質調查報告書。

7.2.1.2礦井水文地質調查內容

(1)地質點調查

地質結構是地下水的儲存與運動場所，地質條件是決定某地區地下水分布與形成的基礎。因此，水文地質測繪中必須重視對地質條件的研究，除了滿足地質測繪對地質研究的一般要求外，還應滿足水文地質方面的一些特殊要求，尤其對岩石空隙(孔隙、裂隙、溶隙)的發育規律及含水層、褶皺構造、斷裂的儲水和導水條件進行詳細的調查研究。這樣，再結合井、泉、鑽孔、岩溶水點的調查與試驗，就可以確定地區含水層的埋藏分布規律及其富水情況。

為了查明地下水的埋藏條件和分布規律，要加強對地貌、第四紀地質與新構造運動的研究，要查明第四系鬆散沉積物的分布范圍、地貌部位、成因類型、成分結構、厚度及其相變情況;調查河谷階地分布范圍、階地性質(侵蝕、堆積、基座)、階地級數、階地地層結構、岩性成分、厚度及其相變情況。

對於可溶岩分布的山區，要調查研究各種溶隙的形態、規模、分布位置，並調查研究各類碳酸鹽岩地層的岩性、構造、埋深以及地殼升降運動、氣候、地貌條件與岩溶發育規律的關系，以及地表水文網與岩溶水的關系。

區域構造對基岩山區地下水的分布與形成具有主導意義。因此，應詳細調查區內主要的褶皺型式和構造斷裂。要調查褶皺構造的形態類型、規模、地層組合關系以及破碎程度和地貌匯水條件。尤其要重點調查以下幾方面:①有利於地下水補給和儲存的背斜谷、向斜谷和地塹式背斜等的地下水補給、排泄和儲存條件。②規模較大的寬緩向斜盆地形成自流水的可能條件和槽線部位的富水性。③復向斜中的次級背斜軸部的張性斷裂帶發育程度及其富水性。④褶皺兩翼地層由陡變緩處、褶皺傾沒端、地層轉折部位、弧形構造的拐彎凸出部位以及硬脆岩層的近尖滅端等處的裂隙發育程度、匯水條件與富水性。⑤大型帚狀構造的旋迴層由褶皺帶組成時，應注意褶皺帶散開部位和旋渦部位形成承壓含水層的可能性。⑥「山」字型構造的馬蹄形盾地，如由輕微褶皺的沉積岩組成，則應注意形成自流盆地的可能。⑦有利於形成自流斜地的單斜構造中地層的傾角、分布規模、厚度、地層組合情況和岩層產狀與地形坡向的關系等。

(2)水文點調查

1)泉的調查。泉的調查應包括下列幾方面內容:泉的出露位置、標高，泉附近的地形，泉的成因類型，含水層的情況。泉水的物理性質，涌水量、動態、利用情況等。

泉的出露位置可用GPS確定，編號後標在圖上。標高可用GPS或地形等高線確定。若當地有河流，則要測出泉和河水位的相對高差，以說明泉的出露和當地侵蝕基準面的關系。

泉的類型主要通過仔細觀測泉水的涌水情況及其出露條件而定。要認真觀測泉水是呈集中水股還是呈滲水流出，上涌還是下流，是否有氣泡逸出，泉水出口處的岩性是什麼，是從裂隙還是從溶隙中流出等現象。有時，為了查明泉的出露條件，有必要清理泉口的表土，揭露補給泉的含水層的含水性質，並且必須結合地質觀察一起分析，並作素描圖。

泉水的物理性質一般在野外通過直接感覺初步測定，水溫用水溫計予以測定。

2)井(鑽孔)的調查。調查內容有井的位置、井口標高、井深、水深、水位、井地質剖面、井水化學成分與物理性質、井口直徑、井底直徑、井型、井的漏水量與地下水水位、水量變化情況以及井的結構及使用情況。其中許多內容與泉的調查相似，不再贅述。

關於井的剖面，可向當地居民了解。同時，還應與附近其他剖面資料如鑽孔、天然露頭相對比，以修正訪問資料。井的涌水量也可通過訪問大致了解。如訪問井每天可供多少人飲用或可灌溉多少田地，用水後水位下降情況，水位恢復情況等。較精確的涌水量值可通過抽水試驗求得。

3)岩溶水點的調查。主要包括:①水點所在地層的層位及岩性。②水點所處的構造部位、岩層產狀、結構面的產狀及其力學性質、地質構造與岩溶發育關系。③水點所處地貌單元的位置及地貌特徵。④水點的地面標高。⑤水位標高、埋深及其水位變化。⑥觀測水的物理性質(色、嗅、味、溫度、渾濁度等)，並記錄氣溫、洞溫和取水樣分析。⑦有意義的水點應實測水文地質剖面圖或洞穴水文地質圖並素描或照相。⑧力求弄清岩溶水點與鄰近水點和整個岩溶地下水系的關系，必要時追索地下水的「來龍去脈」或進行連通試驗。

4)老窖的水文地質調查。內容如下:①老窖的分布范圍及其深度。②老窖的坍陷和積水情況。③老窖出現的主要層位，與其他地段連通的情況。④老窖水的補給來源、排泄條件及其動態變化規律。⑤老窖水的物理性質與化學成分。⑥老窖突水事故情況。

上述各種地下水露頭的調查內容常以各種表格形式野外直接填寫。

5)地表水體的調查。①河流、渠道等地表水體的位置及周圍的地形特徵。②觀測地表水體的形態，包括河流的寬度、長度和深度。③地表水體附近的地層岩性、地貌條件及其所處的構造部位。④測定地表水體的水位、流量、流速、含砂量等。⑤觀察水的物理性質(水溫、色、嗅、味、渾濁度)，必要時取水樣進行化學分析。⑥調查訪問動態資料，了解水量、水位、水溫一年四季的變化情況。⑦測量和收集河流上下游間流量的變化、支流的水量、河床沿途的變化情況，特別要重視枯水期地表河流流量的測定。⑧地表水的利用情況。

⑧ 水文地質調查

通過15a的工作，水文地質調查在地下水資源評價、重點地區水文地質調查、嚴重缺水區與劣質水地區地下水勘查、地下水污染調查等方面取得了顯著進展。

完成了新一輪全國地下水資源評價與北方平原盆地地下水資源及其環境問題調查評價。2000～2002年，以省級行政區為單元完成了全國新一輪地下水資源調查評價，查明了自1984年以來全國地下水資源數量與質量的時空變化、開采潛力等總體狀況，編制了《中國地下水資源與環境圖集》，包括序圖組、全國性圖組、地區性圖組和分省圖組共126幅圖，為國家水資源規劃和管理提供了科學依據。2003～2013年，以平原盆地為單元，開展了區域地下水資源及其環境問題調查評價。完成了北方11個主要平原盆地地下水資源及其環境問題調查評價，總結了主要平原盆地區域水文地質規律或特徵，評價了主要平原盆地地下水資源量、調蓄能力、環境與生態功能；完成了河套平原、江漢-洞庭平原、共和盆地等地下水資源及其環境問題調查評價工作，掌握了水文地質條件、地下水水量與水質狀況。編制完成了亞洲水文地質圖、地下水資源圖與地下水環境背景圖（1∶800萬）。開展了華北平原、松嫩平原、銀川平原、河西走廊、鄂爾多斯盆地、准噶爾盆地地下水動態調查，運行完善了華北平原地下水動態評價數值模型，對華北平原地下水資源進行了再評價。

持續推進西南岩溶地區、重要能源基地等重點地區水文地質調查。2003～2013年，開展了西南岩溶地區地下水與環境地質調查，在西南岩溶乾旱缺水和石漠化重點地區，以岩溶流域為單元，開展了1∶5萬水文地質和環境地質調查。通過調查，掌握了西南岩溶區主要水資源環境問題，調查了岩溶水資源狀況及其開發利用潛力，查清了調查區岩溶石漠化的分布狀況及其發展趨勢；查清了典型岩溶流域水文地質條件和環境地質問題，針對不同類型區開發條件，建立了岩溶地下水開發利用與生態環境綜合治理模式。近年來，在寧東、准東、東勝、青海、冀中等重要能源基地開展了水文地質環境地質調查工作，通過重點區1∶10萬和1∶5萬水文地質調查，提高區域水文地質調查精度，進一步查明了能源基地主要區域含水系統、含水層結構、地下水動力場演化，深化了能源基地水文地質結構認識。2011年以來，開展了鄂爾多斯盆地、柴達木盆地、塔里木盆地等西北大型盆地水文地質調查，探索推進重點地段1∶5萬水文地質調查，加深對大型盆地水文地質條件的認識。以青藏鐵路沿線為重點，開展了青藏高原重點地區水文地質環境地質調查，通過填補區域1∶25萬水環地質調查空白區和重點區1∶5萬水文地質調查，選擇適宜地段進行地下水探采結合井開展了地下水供水示範。

嚴重缺水區與劣質水地區地下水勘查推動了大量居民用水困難的解決。在西南紅層地區、黃土高原、西北內陸盆地、山地高原缺水區、北方飲水型地方病區以及四川大骨節病區等典型地區，開展了以解決人畜缺水困難為目標的地下水勘查與示範工程。通過10多年的工作摸清了我國西北、東北、華北、西南15個省（市、區）的缺水區背景條件，形成了一套有效的工作方法，總結出西北乾旱區一系列地下水富集模式，深化了對區域規律的認識，探索出西南紅層淺層地下水開發利用新模式，研究了高砷高氟地下水分布與形成規律，總結了地下水賦存模式，建立了不同缺水區地下水勘查技術方法體系，開發出一批新儀器、新材料和新技術，形成地調投入勘查示範為主，多渠道投資地下水勘查的新機制。2011年以來，在寧夏中南部地區、陝甘寧革命老區、太行山集中扶貧區等嚴重缺水地區和西藏大骨節病地區、四川阿壩州等地方病區開展了水文地質調查和地下水勘查，完成了一批1∶5萬水文地質調查圖幅，結合地方需求，實施探采結合孔和供水示範井，推動了貧困地區飲水困難的解決。2010年和2011年為應對極端乾旱氣候，分別組織實施了滇黔桂地區和華北地區抗旱找水打井工作，有力地支持了當地抗旱工作。

地下水污染調查獲得了我國地下水污染狀況基礎數據。2005年啟動了我國地下水污染調查評價工作，首先對珠江三角洲、長江三角洲、淮河流域平原、華北平原進行了調查，然後又依次對東北下遼河平原、松嫩平原、三江平原、中西部主要城市、東南地區等開展了調查，預計到2015年可完成全國首輪地下水污染調查。通過1∶25萬區域地下水污染調查，構建了地下水污染調查評價測試分析技術體系，取得了海量地下水質量與污染的調查數據，基本查明了區域地下水水質和污染狀況，初步掌握全國重點地區地下水污染程度，構建了地下水污染信息系統，編制了地下水污染防治區劃，為各級政府部門提供了大量區域地下水質量、地下水污染等基礎資料。地下水污染調查表明有很多地區地下水水質嚴重惡化，引起了政府部門的高度重視，促進了《全國地下水污染防治規劃（2011～2020年）》的出台。

⑨ 水文地質調查

美國水文地質調查經歷了一百多年的發展，在該領域長期居於國際領先地位，影響和引導了國際水文地質學的發展方向。表6-1列出了美國不同發展階段的經濟社會特徵和水文地質發展特點。美國地質調查局(USGS)始終把地下水資源評價作為優先開展的重點工作。早期在一些地區進行的地下水調查工作成為全國地下水調查的起點，例如Darton在中部大平原的地下水調查、Mendenhall在加利福尼亞州洛杉磯地區的地下水調查^［1］。Meinzer自1923年開始陸續出版了一系列報告，首次對全國地下水資源進行了定性評估。20世紀30年代至60年代中期，USGS以州為單位先後對各個州的地下水資源進行了調查，採用均衡法對各個州的地下水資源進行了初步估算。20世紀70年代USGS對全國21個區域開展了水文地質調查和地下水評價工作，在對區域地質、水文地質條件調查和地下水區劃的基礎上，對地下水補給、地下水排泄等地下水均衡要素進行了估算，提出了地下水優化管理的對策。1978年USGS啟動了「區域含水層系統分析項目(RASA)」。RASA項目歷時近20年，調查和研究了全國28個以流域為單元的含水層系統。該項目採用三維有限差分地下水流數值模型，通過模擬地下水開發前後地下水的動態變化，確定了地下水補給、排泄和均衡要素的變化，使地下水資源的評價精度得到顯著提升。以RASA項目成果為基礎，從1990年到2000年先後編制出版了各個含水層系統的地下水圖集。美國地下水圖集採用不同的比例尺(1∶250萬～1∶10萬)集中展示了地下水調查和研究成果。繼區域含水層系統分析項目(RASA)之後，USGS於1998年啟動了新一輪地下水資源調查———地下水資源計劃(GWRP)，調查的范圍從過去的以州為單位改變為整個含水層系統、水文系統、生態環境系統，所面對的問題由當前的問題轉向長期的水資源可持續利用問題^［2］。隨著人們改善和保護生態環境的意識不斷增強，水文地質工作開始由過去的以資源為重逐漸轉變為資源和環境並重，近年來日益重視地下水的生態作用。1992年，美國頒布了《國家地質填圖法》，設立了以美國地質調查局為主導的全國合作地質填圖計劃(NCGMP)，將全國的地質填圖工作統一起來。水文地質屬於地質填圖計劃的重要內容之一，主要任務是通過1∶2.4萬比例尺為主的水文地質調查，建立地下水運動的三維地質框架。全國合作地質填圖計劃(2007～2011年)確定，到2010年所建三維地質框架將覆蓋美國含水層的12%。

英國的水文地質調查研究水平較高，1∶5萬比例尺新一輪工作完成了國土面積的65%以上。在城市填圖中根據具體城市發展和建設的需要進行專門填圖。法國開展了1∶5萬比例尺水文地質填圖，進行了地下水污染的調查研究工作，開展了全國范圍地下水氮化物和亞硝酸鹽的調查工作，建立了法國地下水資源水質資料庫。印度完成了大部分國土1∶5萬或1∶6.3萬比例尺的系統填圖，1994年開始進行第二輪地質填圖，重點是資源環境保障程度方面的調查。日本在完成本土水文地質填圖的同時，進行了列島及其周圍海域地質調查。日本特別重視地下水資源的開發利用和保護工作，每5年開展一次水質調查。

表6-1 美國不同經濟社會發展階段的水文地質調查發展特點

綜合學科本身、實踐應用、發展驅動力以及與社會的關系四個方面，國際水文地質調查可能將呈現以下幾個趨勢:

(1)資源和環境、生態並重的地下水資源可持續管理是水文地質學的重要應用研究主題。地下水管理既要保障社會穩定的水供給，又要不影響未來長遠的水資源利用，避免可利用地下水資源在數量和質量上大幅度降低。這項重要的主題包括很多內容，例如地表水和地下水的聯合調蓄和協調開發;地下水含水層獲得補給的途徑和機制;近河岸帶和生物棲息地地下水水質保護，恢復由於人類影響而退化的地下水含水層;影響地下水資源利用和分配的社會-經濟規律和管理模式;地下水疏干區的定量跟蹤和調控;岩溶含水層和基岩裂隙水的保護性開發等。

(2)近地表水文地質過程成為水文地質學與其他學科交叉滲透的重要理論研究主題。近地表地質圈包括土壤、包氣帶、淺層地下水、生物棲息地、濕地、河溪下層區和農業用地等。包氣帶是介於潛水面和地表之間的多孔介質，化學風化、有機質分解、氮素固定等其他化學物質循環過程均發生在包氣帶，也是地下水補給、污染物向地下水運移的必經之路。濕地和河溪下層區是水生生態環境向陸地生態環境的過渡區，是生物地球化學、生態學和水文地質學的交叉領域。農田是深受人類活動影響的生物棲息地。以前灌溉工作者所採取的措施集中於局域尺度。因此，灌溉農業管理應從區域水文地質系統的尺度著手，而實現這一目標需要水文地質學與土壤學、地貌學、農學、生態學進行交叉滲透^［3］。

(3)利用新技術進行地下水監測、調查和研究成為水文地質學技術方法發展的重要主題。無論是對水文地質系統進行更加完善的管理和調控，還是及時發現和預測社會經濟活動對水文地質系統所產生的不良後果，都需要對水文地質要素進行長期准確的監測。水文地質要素動態監測網的優化設計和自動化實時監測技術的發展，是地下水調查和研究的重要基礎設施。同位素技術和遙感技術將繼續發展，越來越多地用於地下水調查和研究。基於GIS的模型技術將進一步推動水文地質系統的定量化研究，成為水文地質工作的重要工具。

(4)水文地質系統微生物研究和海洋水文地質研究成為水文地質學自身發展的重要前沿領域。已有的研究成果表明，在化學風化、土壤形成、石油沉積、物質循環等水文地質過程中，微生物有著不容忽視的作用。然而關於微生物作用的機理至今尚不清楚。目前，微生物在用於治理土壤和地下水有機污染方面顯示出了廣闊的前景。海洋水文地質是一個新興的研究領域，其主要目的在於更多地了解海洋海底岩層中的流體-岩石作用機制，揭示地殼作用機理，目前尚處在探索階段。