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什麼是水文地質勘查

發布時間: 2021-02-19 02:21:08

Ⅰ 水文地質勘查

這里的水文地質勘查包括基礎地質和構造地質調查、水文地質條件調查、地下水開發利用調查、與地下水開發有關的環境地質問題調查、水文地質物探調查等。

一、基礎地質和構造地質調查

基礎地質和構造地質調查主要利用已有的地質資料,邊調查邊熟悉,要求很快熟悉並掌握區域地層和岩層岩性、岩相及其分布規律,群、組、段的劃分,區域構造的特徵,主要斷裂的展布等。在此基礎上重點對勘查地區或勘查點進行詳細的調查,以快速識別出勘查地區或勘查點地層的岩性、岩相及次級、次次級斷裂構造的類型、規模、力學性質、活動性、膠結和充填程度、展布特徵、斷裂帶的產狀、性質、延伸情況、斷裂帶寬度及其變化與地下水儲存、運移關系、儲水構造的分布等。

鑒於本次工作的性質,根據區域地層的分布特點,我們先後在黃土、灰岩和碎屑岩地層分布區集中開展了野外調查,並測制了兩條地質剖面,快速統一了有關第四系鬆散堆積層厚度、地層層序、時代、岩性、岩相以及基岩地層群、組、段、層序、時代、厚度、岩性、顏色、粒度成分、礦物組成、結構構造、地層接觸關系、裂隙發育特徵、含水層與隔水層分布組合特徵、與地下水及其水質形成關系等認識,為水文地質調查、水文地質物探調查和井位的確定打下了堅實的基礎。

兩條地質剖面分別位於夾津口鎮韻溝村和北山口鎮山川村。

(一)夾津口鎮韻溝村中元古界五佛山群和下寒武統實測地層剖面(圖5-1至圖5-5)

上覆中寒武統毛庄組

砂質頁岩夾灰岩

整合接觸

下寒武統饅頭組 總厚>130m

9.下部為紫紅色頁岩、灰白、灰黃色灰泥灰岩,夾竹葉狀礫屑灰岩。礫屑成分主要為灰色灰泥灰岩,呈板片狀、竹葉狀,含量85%以上,填隙物主要為灰泥,礫屑灰岩層厚10~20cm。上部以紫紅色頁岩為主,自下往上存在多個紫紅-灰黃-青灰沉積旋迴。頂部見兩條斷裂斜交,走向分別為300°和235°

整合接觸

下寒武統硃砂洞組 總厚>27.22m

8.灰黃色鈣質頁岩,水平層理發育,向上顏色漸變為紫紅色 1.61m

7.灰白色灰泥灰岩,水平紋理發育,清晰可見。風化面上因成分差異可見明顯的突出條帶3.25m

6.深灰色灰泥灰岩,具水平紋理,下部紋理發育,上部漸稀。發育溶蝕現象 14.65m

5.深灰色豹皮狀白雲質灰岩,中-厚層狀,生物擾動痕跡明顯,水平紋理不清晰。風化面見風化刀砍狀構造,為白雲質含量差異所致。發育大量溶洞和溶縫 7.71m

整合接觸

下寒武統辛集組 總厚>15.13m

4.深灰色泥粒灰岩,風化面上呈淺灰-灰白色,含生物碎屑,水平紋理較差 3.26m

3.深灰-灰色紋層狀灰岩,紋層清晰,具水平、包卷、擾動等多種形態,為斜坡沉積環境所致。向上漸變為灰色中-厚層狀灰岩,紋理不清晰 5.34m

2.深灰色薄層狀含生物碎屑砂屑粒泥灰岩,單層厚度2~8cm,具水平紋理,夾中-薄層狀細砂岩和

粉砂質白雲岩。灰岩中生物碎屑小且少,指示深水低能沉積環境 6.53m

不整合接觸

中元古界五佛山群馬鞍山組

1.淺肉紅-紫紅色石英砂岩,緻密塊狀,淺變質略呈石英岩狀

該實測地層剖面的岩性與本次實施的鑽孔岩心基本可以一一對應(圖5-6)

圖5-1 河南鞏義市夾津口鎮韻溝村中元古界五佛山群和下寒武統實測地層剖面圖

圖5-2 馬鞍山組緻密塊狀淺肉紅色石英岩化砂岩,鏡下見次生加大邊,孔隙不發育

圖5-3 辛集組灰色砂屑粒泥灰岩,灰岩中見孔隙,部分被方解石充填

圖5-4 硃砂洞組豹皮狀白雲質灰岩大量發育的溶洞和溶縫

圖5-5 饅頭組中礫屑灰岩夾層,礫屑間發育孔隙,部分被方解石充填

圖5-6 夾津口鎮韻溝村鑽孔岩心柱狀圖

(二)北山口鎮山川村上二疊統石千峰組實測地層剖面(圖5-7,圖5-8和圖5-9)

上覆第四系卵礫石層。

不整合接觸關系

上二疊統石千峰組 總厚>12 67.7m

6.紫紅色中-薄層狀石英砂岩,中-細粒砂質結構,具平行層理 >10m

5.紫紅色薄層粉砂質頁岩,含鈣質結核,沿層理面及垂向裂隙發育,局部見揉皺構造 10.4m

4.灰色薄-中層狀石英砂岩,細粒砂質結構。裂隙發育,鈣質充填 10.4m

3.紫紅色薄-中層狀粉砂-細砂岩,粉-細粒砂質結構,具平行層理。因受斷層錯動牽引影響,岩層面

略呈上翹。上覆卵礫石層,不整合面呈波浪狀,卵礫石粒徑多為10~50cm,含量在80%以上,

成份主要為砂岩 20.9m

斷層接觸

2.紫灰色薄-中層狀石英砂岩。砂岩較破碎,地貌形態為負地形,推測為斷裂破碎帶 25m

斷層接觸

1.紫紅色中—厚層狀石英砂岩,細-中粒砂質結構,局部夾粉砂質頁岩。岩層裂隙發育,未見底>50m

圖5-7 河南鞏義市北山口鎮山川村上二疊統石千峰組實測地層剖面圖

圖5-8 紫紅色薄-中層狀粉砂-細砂岩

圖5-9 灰色薄-中層狀石英砂岩

二、水文地質調查

水文地質調查作用主要包括含水層空間結構調查、地下水補徑排條件調查、水文地質條件變化調查、地下水開發利用調查和地下水開發有關的環境地質問題調查等。

(一)含水層空間結構調查

1)含水層的埋藏條件和分布規律,包括含水層岩性、厚度、產狀、層次、分布范圍、埋藏深度、水位、涌水量、水化學成分以及水文地質參數,各含水層之間的水力聯系等。

2)隔水層埋深、厚度、岩性和分布范圍。

3)包氣帶的厚度、岩性、孔隙特徵、含水率及地表植被狀況。

4)機井、民井的深度、結構、地層剖面、開采層位,水位、水量、水溫、水質及其動態變化。

(二)地下水補給、徑流和排泄條件調查

1)調查地下水的補給來源、補給方式或途徑、補給區分布范圍;調查地表水與地下水之間的補、排關系和補給、排泄量;調查地下水人工補給區的分布,補給方式和補給層位,補給水源類型、水質、水量,補給歷史。

2)調查地下水的徑流條件、徑流分帶規律和流向;調查不同含水層之間、地下水和地表水之間的水力聯系。

3)調查地下水的排泄形式、排泄途徑和排泄區(帶)分布,重點調查機民井的開采量、礦坑排水量。

(三)水文地質條件變化調查

調查研究近些年來地下水的補給、徑流、排泄條件、水化學條件的動態變化特徵及其變化原因。

(四)地下水開發利用調查

1)調查開采井的位置、深度、成井結構、數量、密度、出水量。

2)調查統計地下水年開采總量和各含水層(組)的開采量。

3)調查統計地下水利用狀況(工業用水、農業用水、生態用水和生活用水量)。

4)調查地下水開采歷史,地下水開采量、水位、水質、水溫的動態變化。

5)調查與地下水有關的地表水開發利用歷史和現狀。

(五)與地下水開發有關的環境地質問題調查

1.區域地下水位下降調查

2.地下水污染調查

調查地下水污染源類型與分布,有害組分與數量,地下水污染程度、范圍、深度、方式與途徑、危害程度等,預測發展趨勢。耕作區要注意調查化肥、農葯對地下水污染的影響及其防護措施;城市附近要注意調查工業廢水與生活污水對地下水污染的影響及其防護措施;礦區附近要注意礦坑水對地下水的污染。

本次水文地質調查點共34處(表5-1),主要分布在虎山坡村、南侯村、李家窯村、新山村、水道口村、魏寨村、匯龍村、源村、神南村、後林村、五嶺村、窯嶺村、常封村、葉嶺村、張嶺村、裴峪村、韻溝村、後村等。調查點分布詳見圖5-10。

表5-1 水文地質點調查位置和地質條件

圖5-10 水文地質調查點分布圖

水文地質調查主要在十分缺水的北部黃土高坡和南部基岩山區進行(圖5-11至圖5-20)。由於時間非常緊張,為提高效率,我們在工作中對當時剛完工的一些深井進行了訪問,詳細了解並分析了有關鑽孔岩性、含水層的特徵、成井結構和出水量等,對下一步的勘查定井工作奠定了基礎。如先後實地察看了魯庄鎮虎山坡村、西村堤東鋼鐵廠等剛完成的大涌水量深水井,也察看了西村堤東(山前)、張嶺、米河魏寨、大峪溝新山村干深孔岩心和露頭地層,分析研究了干孔的原因。

三、水文地質物探調查

根據以往找水經驗,利用物探開展地下水勘查,指導尋找地下含水層位和具體井位的確定十分重要[5~12]。但由於各地地質條件不一、地下水位埋深不一、岩層干濕程度不一等,再加之物探解譯多解性,所以,正確解釋並利用物探信息非常關鍵。我們認為物探信息必須與當地地質實際相結合才能取得好的效果。

圖5-11 在北部張嶺村黃土高坡地區勘查

圖5-12 在西南部西村五嶺地區勘查

圖5-13 在南部夾津口韻溝地區勘查

圖5-14 在西南部西村李家窯地區勘查

圖5-15 觀察西村堤東鋼鐵廠鑽孔岩心

圖5-16 觀察虎山坡村鑽孔岩心

圖5-17 討論西村堤東(山前)干孔原因

圖5-18 分析張嶺干孔的原因

圖5-19 觀察米河魏寨村干孔與岩心

圖5-20 觀察大峪溝新山村干孔與岩心

本次水文地質物探主要應用了高密度電法技術(圖5-21至圖5-24),此外,也應用了激電測深技術和測井技術。通過利用水文地質物探並結合水文地質條件、構造展布特徵等來確定井位。

(一)高密度電法

本次高密度電法測量採用溫納裝置。由於每個工區的實際地質情況和施工條件不同,為了保證採集的視電阻率數據真實可靠,電極距,電極道數,布極方向及隔離系數的選取也有所不同。室內的數據處理主要利用Surfer繪圖軟體繪制高密度電阻率剖面圖,進行數據處理時對於極個別不合格的點予以剔除,再利用RES2DINV軟體對野外實測電阻率數據進行反演,得到高密度電阻率反演剖面圖,結合工區地質條件並利用高密度電阻率剖面圖和高密度電阻率反演剖面圖進行聯合解釋。

圖5-21 在韻溝村布物探測線

圖5-22 耐心連接找水儀器線路

圖5-23 物探結合地質條件,精確確定井孔位置

圖5-24 在鐵匠爐村進行鑽孔測井

在反演時首先要判斷原始數據的可靠性。對接地條件好,數據質量高的剖面進行解釋時,採用視電阻率剖面和反演剖面相結合的辦法進行定量解釋;對接地條件差,原始數據質量較差的數據則進行以視電阻率剖面為主,反演剖面為輔的定性解釋或局部定量解釋。

在資料解釋時,以視電阻率剖面為主進行宏觀解釋,如分層、定性等;對於局部異常則以反演剖面進行范圍圈定。

本次工作採用重慶地質儀器廠生產的DUK-2型電阻率高密度電法儀。道間距採用5m,120道。

(二)激電測深法

裝置類型:對稱四極;測量參數:保持電流、電壓處於正常有效范圍,對畸變點重測,以查明畸變原因,對異常點加密觀測,以保證異常形態完整。

本次測量除採用常規直流電阻率參數來推測垂向地層情況外,還採用含水相關參數,可以降低僅採用電阻率值和極化率值帶來的多解性。

Th:半衰時,即斷電後二次場第一個取樣值衰減到一半時,所對應的時間。半衰時大,代表極化介質二次場放電慢,在含水岩體上,其半衰時Th常以高值異常形式出現。

Md:衰減度,即斷電後衰減的二次場在某一段時間內的積分值除二次場第一個采樣值,該參數在含水岩體上也呈高值反應。

偏離度Rr:用來衡量實測衰減曲線與理想數學模型的偏差,Rr越小,岩石含水量增加。

供電電源採用干電池組,最大供電電壓700V。供電導線為被復線,測量導線為膠質屏蔽線,測量電極為銅電極及硫酸銅不極化電極,通訊工具為無線電對講機。大極距一次場電壓偏低,多次重復讀數壓制干擾。在野外工作時,應盡量減小接地電阻,具體辦法有:加深電極、增加電極根數、挖坑填土、澆鹽水等。一個野外工作日或一個測深點觀測完畢,操作員和記錄員應逐頁審查觀測記錄和草圖或將儀器內存數據列印、轉存。測量結束後及時提交物探成果。

激電測深法:直接測取視電阻率、視極化率、綜合參數、半衰時及衰減度,依據各參數曲線了解深部地層結構及富水性。儀器採用D ZD-6A 多功能直流電法儀。為精確計算,測量裝置適度加密,採用六分十進制對比排列。測量裝置見表5-2。

表5-2 激電測深法測量裝置表

(三)技術要求

正式開展工作前,須了解擬工作區域岩土的特徵,對與工作區具有相似條件場地的已有物探資料進行認真分析,以指導勘探工作的正確開展,然後實測並確定區內勘測對象的有關物性參數。資料顯示,(工作區及鄰域的物探和測井資料獲得的各岩性電性參數如下:粉土30~50Ω·m,粘土8~12Ω·m,細砂15~25Ω·m,中砂25~35Ω·m,砂礫石35~80Ω·m,泥岩40~100Ω·m,砂岩>100Ω·m)。

電法勘探執行的技術標准為《水利水電工程物探規程》(DL5010—32),具體要求為:

1)用於電法勘探儀器供電電源的干電池,開路電壓與額定值之差需小於定額值的5%,短路電流要大於額定值的2/3;供電需使用鐵電極,測量需使用銅電極;導線的絕緣電阻要求大於2MΩ/L。

2)電測深點、電測深剖面及各種剖面的端點、轉折點以及較大坡度的轉折點、充電法充電點須測定坐標,測定結果在地形圖上的平面誤差不得超過2mm,高程誤差不得超過0.5m。

3)測線布置應盡量垂直於地下水流向,並盡量消除地形、地物等因素的干擾影響;對於異常地段,至少應有2~3條剖面通過,且每條剖面上至少應有3~5測點表現出異常。

4)在電測深法極距的選擇中,供電極距應使各電極距在雙對數坐標紙上沿電極距坐標軸較均勻地分布,相鄰電極距間的比值控制在1.2~1.8之間,最小供電電極距以獲得第一電性層電阻率為原則,4B/2應等於1.5m,最大供電電極距的選擇需滿足規范要求;測量電極距與供電電極距的比值應保持在1/3~1/30之間。

5)使用激電測深法探測時,應採用MN/AB=1/3的溫奈爾裝置以盡可能獲得大的二次場電位差,相鄰電極距比值一般取得較小,以1.2為宜。

6)工作開展過程中,當儀器不穩定或V小於3mV 或I小於3mA時,須進行重復觀測,重復觀測不應少於3次;電測深、電剖面曲線的突變點或畸變線段,電剖面每隔10個觀測點均要求進行檢查觀測,重復觀測時,個別相差太大的讀數應刪去,不參加平均值計算,捨去的觀測點個數須少於總觀測點數的1/3;充電法測量時的電位極大點、極小點或梯度零點、曲線上的突變點、可疑點、轉折點都須進行重復觀測;採用激發極化測量時,當出現二次電位差 V2小於1mV,以及觀測讀數前後有明顯干擾現象、視激發比大於或接近視極化率、視衰減度大於或接近100%和視極化率、視激發比或半衰時測深曲線上有重要意義的異常或出現線段鋸齒狀等現象,應進行重復觀測。

7)電極接地位置在預定跑極方向上的前後偏差不得大於該極距的1%,垂直預定方向的左右偏差不得大於該極距的5%。

8)在單個電測深點最大供電電極距、單條電剖面在工作開始、每隔10~20個測點、轉移測站或工作結束、電測深電剖面曲線的畸變電、無窮遠供電電極在每天開始工作或工作結束等情況中須開展漏電檢查。

9)物探解譯工作應在勘探現場進行,以便隨時檢查和區分各種干擾因素對觀測結果的影響,同時解譯工作須與地質相結合,嚴禁提交單一的物性解譯成果。

10)勘探線及測點應標明在較大比例尺圖上,對勘探點應採用專門手簿認真記錄,並及時繪制測量草圖。

11)物探工作結束後,應及時編寫物探成果報告並提交物探工作布置圖、勘探成果平剖面圖、電測深曲線圖、原始記錄手簿等。

(四)測井

本次測井方法為電阻率測井法,主要是為了解第四系或岩層的岩性和厚度。基本要求是:①配合鑽探取樣劃分地層,評價水文地質條件,為取得有關參數提供依據。②測井需在裸孔中進行。圖5.25展示了鐵匠爐物探測井梯度曲線。

水文地質物探完成的工作量主要有激電測深點5個,高密度電法10m電極距945個點,約9.34km,高密度電法5m電極距150個點,約740m(表5-3)。

事實表明,本次採用的高密度電阻率法和激電測深法技術幫助尋找地下水取得了十分好的效果,並為在該地區今後開展尋找地下水的工作積累了經驗。

表5-3 鞏義縣抗旱主要物探工作量

圖5-25 鐵匠爐物探測井梯度曲線圖

Ⅱ 什麼叫地質勘察

地質勘查是地質勘查工作的簡稱,對一定地區內的岩石、地層構造、礦產、地下水版、地貌等地質情況進行重點權有所不同的調查研究工作。地質勘查是地質勘查工作的簡稱。廣義地說,一般可理解為地址工作的同義詞,是根據經濟建設、國防建設和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,在中國實際地質工作中,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。

Ⅲ 什麼叫地質勘察

地質勘查就是對土層的鑽孔查探。
一般可理解為地質工作的同義詞,是根據經濟建設、國防建設和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。
測繪是以計算機技術、光電技術、網路通訊技術、空間科學、信息科學為基礎,以全球定位系統(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(GIS)為技術核心,將地面已有的特徵點和界線通過測量手段獲得反映地面現狀的圖形和位子信息,供工程建設的規劃設計和行政管理之用。

Ⅳ 水文地質勘察與水文地質勘查是不是一回事

勘察,是指根據建設工程的要求,查明、分析、評價建設場地的地質、地理環境特回征和岩土工程條件並答提出合理基礎建議,編制建設工程勘察文件的活動。在采礦或工程施工前,對地形、地質構造、地下資源蘊藏情況等進行實地調查。

勘查就是實地查看、現場調查的意思。勘查就是專門從事勘查的部門或人員利用現代科學原理、現代科技知識和方法,對需要取證的事實進行勘驗、檢查、調查訪問、尋找、發現、固定和提取與有關的痕跡、物品等證據材料和信息,為科技鑒定、綜合分析判斷提供服務。如:現場勘查。

Ⅳ 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。

Ⅵ 水文地質勘察的作用是什麼

水文地質勘察主要在野外進行,工作的結果需要提交水文地質勘察報告並附有相應的圖回件。根答據目的、任務、要求和比例尺的不同,水文地質勘察可分為綜合性的水文地質普查和專門性的水文地質勘探兩類。
一、水文地質普查
其目的是查明區域水文地質條件,了解該調查地區地下水的埋藏、分布狀況及補給、徑流、排泄條件,概略估算地下水資源的數量和質量,為國民經濟規劃提供基礎資料。普查的結果一般用水文地質圖(比例尺一般為1:20萬或更小)表示並附有相應的普查報告。
二、專門性的水文地質勘探
為各種專門目的而進行的比較詳細的水文地質勘察工作。一般在水文地質普查的基礎上進行,採用較大的比例尺。如供水水文地質勘探、礦床水文地質勘探、地熱水文地質勘探等。在工作中一般要投入較多的勘探工程量。與工程的設計階段相適應,專門性的水文地質勘探常可分為初步勘探和詳細勘探兩個階段,每一階段工作的結果都要提交專門性的水文地質勘探報告和有關的圖件。

Ⅶ 水文地質勘察和工程地質勘察一樣嗎

當然不一樣。前者范圍小,後者范圍大
水文地質勘察:為查明水文地內質條件、開發利用地下水資源容或其他專門目的,運用各種勘探手段而進行的水文地質工作。

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。所需勘察的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。

Ⅷ 水文地質勘查報告和工程地質勘查報告有什麼區別

水文的報告,現在很少有人出了,大多數是區調上的,像水源地啦,污水入侵,過度抽水的地面沉降啦;
工程勘察報告也就是岩土勘察報告了,主要提供地基承載力,變形參數,還有地基處理的一些建議等!!!

Ⅸ 水文地質與勘探技術是干什麼用的啊

就是做礦山水文的,現在勘查項目銳減,在做的公益性項目不是很多了,但是每個礦區只要專准備最終要開發利屬用的,都需要搞水文,是必不可少的一部分,現在確實比較缺礦山水文的人才,已經出現斷層了,但今後幾年的情況我就不清楚了,去個稍微好點的單位事情肯定有得做,搞水文也不算辛苦。

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