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水文地质调查工作方案有哪些

发布时间: 2021-03-01 03:39:12

㈠ 矿区水文地质调查

矿井水文地质调查是矿井地质调查的一个重要组成部分,它直接关系到矿产的合理开发与安全开采。因此,在矿产资源调查的各个阶段都应同时安排相应的水文地质调查,及时提供矿产资源各调查阶段所需的水文地质资料。

7.2.1.1矿区水文地质调查内容

矿区区水文地质调查的内容与其他项目的水文地质工作内容大致是相同的,只是表现在解决问题的目的上不同。在野外工作开始前,应收集有关资料或进行路线踏勘,根据任务编制矿区水文地质设计书,作为地质设计书的一部分。野外工作包括区域和矿区水文地质测量,根据水文地质测量中所获得的资料和初步结论,进一步进行水文地质勘探和水文地质试验工作(包括野外试验和室内试验),并进行地下水动态长期观测。野外工作结束后,编写水文地质调查报告书。

7.2.1.2矿井水文地质调查内容

(1)地质点调查

地质结构是地下水的储存与运动场所,地质条件是决定某地区地下水分布与形成的基础。因此,水文地质测绘中必须重视对地质条件的研究,除了满足地质测绘对地质研究的一般要求外,还应满足水文地质方面的一些特殊要求,尤其对岩石空隙(孔隙、裂隙、溶隙)的发育规律及含水层、褶皱构造、断裂的储水和导水条件进行详细的调查研究。这样,再结合井、泉、钻孔、岩溶水点的调查与试验,就可以确定地区含水层的埋藏分布规律及其富水情况。

为了查明地下水的埋藏条件和分布规律,要加强对地貌、第四纪地质与新构造运动的研究,要查明第四系松散沉积物的分布范围、地貌部位、成因类型、成分结构、厚度及其相变情况;调查河谷阶地分布范围、阶地性质(侵蚀、堆积、基座)、阶地级数、阶地地层结构、岩性成分、厚度及其相变情况。

对于可溶岩分布的山区,要调查研究各种溶隙的形态、规模、分布位置,并调查研究各类碳酸盐岩地层的岩性、构造、埋深以及地壳升降运动、气候、地貌条件与岩溶发育规律的关系,以及地表水文网与岩溶水的关系。

区域构造对基岩山区地下水的分布与形成具有主导意义。因此,应详细调查区内主要的褶皱型式和构造断裂。要调查褶皱构造的形态类型、规模、地层组合关系以及破碎程度和地貌汇水条件。尤其要重点调查以下几方面:①有利于地下水补给和储存的背斜谷、向斜谷和地堑式背斜等的地下水补给、排泄和储存条件。②规模较大的宽缓向斜盆地形成自流水的可能条件和槽线部位的富水性。③复向斜中的次级背斜轴部的张性断裂带发育程度及其富水性。④褶皱两翼地层由陡变缓处、褶皱倾没端、地层转折部位、弧形构造的拐弯凸出部位以及硬脆岩层的近尖灭端等处的裂隙发育程度、汇水条件与富水性。⑤大型帚状构造的旋回层由褶皱带组成时,应注意褶皱带散开部位和旋涡部位形成承压含水层的可能性。⑥“山”字型构造的马蹄形盾地,如由轻微褶皱的沉积岩组成,则应注意形成自流盆地的可能。⑦有利于形成自流斜地的单斜构造中地层的倾角、分布规模、厚度、地层组合情况和岩层产状与地形坡向的关系等。

(2)水文点调查

1)泉的调查。泉的调查应包括下列几方面内容:泉的出露位置、标高,泉附近的地形,泉的成因类型,含水层的情况。泉水的物理性质,涌水量、动态、利用情况等。

泉的出露位置可用GPS确定,编号后标在图上。标高可用GPS或地形等高线确定。若当地有河流,则要测出泉和河水位的相对高差,以说明泉的出露和当地侵蚀基准面的关系。

泉的类型主要通过仔细观测泉水的涌水情况及其出露条件而定。要认真观测泉水是呈集中水股还是呈渗水流出,上涌还是下流,是否有气泡逸出,泉水出口处的岩性是什么,是从裂隙还是从溶隙中流出等现象。有时,为了查明泉的出露条件,有必要清理泉口的表土,揭露补给泉的含水层的含水性质,并且必须结合地质观察一起分析,并作素描图。

泉水的物理性质一般在野外通过直接感觉初步测定,水温用水温计予以测定。

2)井(钻孔)的调查。调查内容有井的位置、井口标高、井深、水深、水位、井地质剖面、井水化学成分与物理性质、井口直径、井底直径、井型、井的漏水量与地下水水位、水量变化情况以及井的结构及使用情况。其中许多内容与泉的调查相似,不再赘述。

关于井的剖面,可向当地居民了解。同时,还应与附近其他剖面资料如钻孔、天然露头相对比,以修正访问资料。井的涌水量也可通过访问大致了解。如访问井每天可供多少人饮用或可灌溉多少田地,用水后水位下降情况,水位恢复情况等。较精确的涌水量值可通过抽水试验求得。

3)岩溶水点的调查。主要包括:①水点所在地层的层位及岩性。②水点所处的构造部位、岩层产状、结构面的产状及其力学性质、地质构造与岩溶发育关系。③水点所处地貌单元的位置及地貌特征。④水点的地面标高。⑤水位标高、埋深及其水位变化。⑥观测水的物理性质(色、嗅、味、温度、浑浊度等),并记录气温、洞温和取水样分析。⑦有意义的水点应实测水文地质剖面图或洞穴水文地质图并素描或照相。⑧力求弄清岩溶水点与邻近水点和整个岩溶地下水系的关系,必要时追索地下水的“来龙去脉”或进行连通试验。

4)老窖的水文地质调查。内容如下:①老窖的分布范围及其深度。②老窖的坍陷和积水情况。③老窖出现的主要层位,与其他地段连通的情况。④老窖水的补给来源、排泄条件及其动态变化规律。⑤老窖水的物理性质与化学成分。⑥老窖突水事故情况。

上述各种地下水露头的调查内容常以各种表格形式野外直接填写。

5)地表水体的调查。①河流、渠道等地表水体的位置及周围的地形特征。②观测地表水体的形态,包括河流的宽度、长度和深度。③地表水体附近的地层岩性、地貌条件及其所处的构造部位。④测定地表水体的水位、流量、流速、含砂量等。⑤观察水的物理性质(水温、色、嗅、味、浑浊度),必要时取水样进行化学分析。⑥调查访问动态资料,了解水量、水位、水温一年四季的变化情况。⑦测量和收集河流上下游间流量的变化、支流的水量、河床沿途的变化情况,特别要重视枯水期地表河流流量的测定。⑧地表水的利用情况。

㈡ 水文地质勘查所使用的主要方法手段

进行水文地质调查所使用的基本方法手段或工种主要有10种:即水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质物探、水文地质野外试验、地下水动态长期观测、室内分析测定与实验、同位素技术在水文地质调查中的应用、全球定位系统(GPS)的应用、遥感(RS)技术的应用、地理信息系统(GIS)的应用等。任何一项水文地质调查,基本上都是采用这些方法手段,通过这些方法手段的有机配合而组织起来的,这些方法手段(或工种)的精度直接决定了勘查成果的质量。近年来,航卫片地质水文地质解译、GPS技术、地理信息系统(GIS)、地下水同位素测试技术、核磁共振技术、水文地质参数的直接测定方法等新的技术方法已用于水文地质调查中,大大提高了水文地质调查的精度和工作效率。

1.水文地质测绘

水文地质测绘就是按一定的精度要求,对区内地质、水文地质界线和现象进行实地的观察、测量、描述、调查,并将它们绘制成图件,总结出一个地区的水文地质规律。水文地质测绘是认识一个地区水文地质条件的第一步,也是全部水文地质工作的基础。目前,航卫片解译等遥感技术,正广泛地成为水文地质测绘中的现代化有效手段。

2.水文地质钻探

水文地质钻探是勘探地下水的直接手段,同时,也是开采地下水的主要方法。由于它具有效率高、勘探深度大等特点,因而是一项主要的勘探工作。为了得到较好的效果,水文地质钻探必须建立在水文地质测绘等项工作的基础上。另外,在只需揭露近地表的地下水露头或与地下水有关联的一些地层、构造现象时,可直接使用坑、槽探。

3.水文地质物探

物探是水文地质勘探的重要手段之一,它与水文地质测绘和钻探相结合,可以有效地查明许多地质和水文地质问题,从而节省其他工种的工作量。需要着重说明,各种物探方法都有局限性,其结果具有多解性,使用中,应根据具体地质条件,进行分析、对比、综合研究,使解译结果真实的反映客观情况。水文地质工作中应用的主要物探方法有:电法、磁法、地震方法、放射性方法等,近年来,地质雷达、地球物理层析成像技术(CT)、核磁共振(NMR)等新技术、新方法也得到了广泛应用。

4.水文地质试验

在野外调查工作中,为取得各种水文地质参数或解决某些水文地质问题需进行相关的水文地质试验工作。水文地质野外试验主要包括:抽水试验、注水试验、渗水试验、地下水流速流向测定试验、连通试验、弥散试验等。根据调查工作需要,应合理布置这些试验。

5.地下水动态观测

由于地下水是变化的,为寻找其变化规律性,就需要对区内主要含水层中地下水的动态(包括水位、水量、水质、水温)进行长期的观测工作。依据观测结果,对区内地下水的形成和变化规律,水质、水量和水位进行正确地评价和预测。

6.室内实验、分析鉴定

实验室内实验、分析、鉴定等工作,主要是取得地下水质、岩石的水理学性质,岩石破坏及溶蚀机理,含水层的颗粒成分,地下水运动情况以及地下水年龄等资料。

7.同位素技术在水文地质调查中的应用

地下水在形成和运移过程中,各种化学组分的同位素成分都会进入水中,这些同位素踪迹便可为研究地下水及其与环境介质之间的关系提供重要信息。环境同位素能对地下水起着标记作用和记时作用。因此被广泛应用于水文地质调查工作中。目前在水文地质调查中应用同位素技术主要解决下列问题:①利用放射性环境同位素测定地下水年龄;②利用稳定环境同位素研究地下水的起源与形成过程;③利用放射性环境同位素研究包气带水的运动;④利用环境稳定同位素研究水中化学组分的来源;⑤利用放射性同位素示踪研究地下水运动及水文地质过程。

8.全球定位系统(GPS)技术的应用

全球定位系统(Global Positioning system,简写为GPS),也称全球卫星定位系统。GPS具有全球性、全天候、连续的三维测速、导航、定位与授时能力,而且具有良好的抗干扰性和保密性。目前,GPS已成为一种全天候、高精度的连续定位系统,且具有定位精度高、自动化、速度快、仪器操作简便、高效实用、方法灵活多样等特点。近十几年来,GPS在水文地质工程地质领域也得到了广泛应用。

GPS在水文地质工作中主要用于以下几个方面:①确定各种地质点(地质构造、地貌、第四纪地质、岩性点、采样点等)的位置及坐标(或经度、纬度),并可确定其走向或倾向;②确定井孔、泉、地下暗河等各种水文地质点的位置及坐标;③确定各类地质点及井、孔、泉水等水文地质点的高程;④确定各类地质点、水文地质点之间的距离;⑤地图功能、导航功能等;⑥确定勘探线方向或水文地质剖面线的方位;⑦查找地图上有关信息点、兴趣点;⑧数据存储、记忆功能,可建立数据库,并对数据进行下载和转换等。

9.遥感(RS)技术在水文地质调查中的应用

遥感(Remote Sensing,简称RS)就是“遥远的感知”,它是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特征记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。换言之,遥感技术是根据电磁波理论,用装置在飞机或人造卫星等各种飞行器上的专门仪器,接收地面上各种地质体发射或反射的各种波谱信息,由于不同的地质—水文地质体发射、吸收、反射、散射和透射的电磁波波长和频率不同,从而解译判定出被测地区的地貌、地质、水文地质条件,并可绘制成各种图件。其特点是调查面积大,周期快,应用面广,在提高调查质量,加快调查进度、减少测绘和勘探工作量,减轻体力劳动等方面独具优越性。

遥感技术(RS)有许多种类,目前在水文地质调查中常用的是航空摄影、红外探测和多波段测量。利用航空照片可以解译含水层和含水构造,查明区域水文地质条件,圈定富水地段,划分汇水面积等。红外遥感技术在寻找浅层地下水方面(如寻找古河道,找出地下水露头的位置、大小、数量、探测地下热水,研究岩溶区的水文地质条件等)具有良好效果。利用地球卫星图像可对地球资源进行调查和进行环境监测,可解译出区域的地貌形态、地层岩性及地质构造,同时还可圈定冲积含水层,寻找泉及地下水溢出带、浅层地下水分布区,以及用于调查地表水资源和监测环境污染等。

10.地理信息系统(GIS)在水文地质调查中的应用

地理信息系统(Geographical Information System,简写为GIS),是对各种地理信息或空间信息进行获取、处理、分析和应用的计算机技术系统。

地理信息系统(GIS)已开始用于地下水研究中。地理信息系统(GIS)在水文地质调查中的应用主要有以下几个方面:①建立地下水数据库及模拟系统。②识别含水层,合理开发利用地下水资源。③进行地下水水质研究。④进行地下水资源管理。⑤编制水文地质图。⑥地下水模拟及可视化。

全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS),简称“3S”技术。“3S”技术是从20世纪60年代逐渐发展起来的、现已日渐成熟的空间信息处理技术。由于“3S”技术的日渐成熟,澳大利亚、美国、加拿大等国20世纪80年代就已开始运用“3S”技术进行数字化地质填图,从而实现了地质填图的计算机化和信息化,极大地提高了工作效率。我国数字化地质填图工作起步于20世纪90年代。目前,以“3S”技术为基础的数字化地质填图,正在地质、水文地质调查工作中逐步推广应用。

㈢ 水文地质调查

美国水文地质调查经历了一百多年的发展,在该领域长期居于国际领先地位,影响和引导了国际水文地质学的发展方向。表6-1列出了美国不同发展阶段的经济社会特征和水文地质发展特点。美国地质调查局(USGS)始终把地下水资源评价作为优先开展的重点工作。早期在一些地区进行的地下水调查工作成为全国地下水调查的起点,例如Darton在中部大平原的地下水调查、Mendenhall在加利福尼亚州洛杉矶地区的地下水调查[1]。Meinzer自1923年开始陆续出版了一系列报告,首次对全国地下水资源进行了定性评估。20世纪30年代至60年代中期,USGS以州为单位先后对各个州的地下水资源进行了调查,采用均衡法对各个州的地下水资源进行了初步估算。20世纪70年代USGS对全国21个区域开展了水文地质调查和地下水评价工作,在对区域地质、水文地质条件调查和地下水区划的基础上,对地下水补给、地下水排泄等地下水均衡要素进行了估算,提出了地下水优化管理的对策。1978年USGS启动了“区域含水层系统分析项目(RASA)”。RASA项目历时近20年,调查和研究了全国28个以流域为单元的含水层系统。该项目采用三维有限差分地下水流数值模型,通过模拟地下水开发前后地下水的动态变化,确定了地下水补给、排泄和均衡要素的变化,使地下水资源的评价精度得到显著提升。以RASA项目成果为基础,从1990年到2000年先后编制出版了各个含水层系统的地下水图集。美国地下水图集采用不同的比例尺(1∶250万~1∶10万)集中展示了地下水调查和研究成果。继区域含水层系统分析项目(RASA)之后,USGS于1998年启动了新一轮地下水资源调查———地下水资源计划(GWRP),调查的范围从过去的以州为单位改变为整个含水层系统、水文系统、生态环境系统,所面对的问题由当前的问题转向长期的水资源可持续利用问题[2]。随着人们改善和保护生态环境的意识不断增强,水文地质工作开始由过去的以资源为重逐渐转变为资源和环境并重,近年来日益重视地下水的生态作用。1992年,美国颁布了《国家地质填图法》,设立了以美国地质调查局为主导的全国合作地质填图计划(NCGMP),将全国的地质填图工作统一起来。水文地质属于地质填图计划的重要内容之一,主要任务是通过1∶2.4万比例尺为主的水文地质调查,建立地下水运动的三维地质框架。全国合作地质填图计划(2007~2011年)确定,到2010年所建三维地质框架将覆盖美国含水层的12%。

英国的水文地质调查研究水平较高,1∶5万比例尺新一轮工作完成了国土面积的65%以上。在城市填图中根据具体城市发展和建设的需要进行专门填图。法国开展了1∶5万比例尺水文地质填图,进行了地下水污染的调查研究工作,开展了全国范围地下水氮化物和亚硝酸盐的调查工作,建立了法国地下水资源水质数据库。印度完成了大部分国土1∶5万或1∶6.3万比例尺的系统填图,1994年开始进行第二轮地质填图,重点是资源环境保障程度方面的调查。日本在完成本土水文地质填图的同时,进行了列岛及其周围海域地质调查。日本特别重视地下水资源的开发利用和保护工作,每5年开展一次水质调查。

表6-1 美国不同经济社会发展阶段的水文地质调查发展特点

综合学科本身、实践应用、发展驱动力以及与社会的关系四个方面,国际水文地质调查可能将呈现以下几个趋势:

(1)资源和环境、生态并重的地下水资源可持续管理是水文地质学的重要应用研究主题。地下水管理既要保障社会稳定的水供给,又要不影响未来长远的水资源利用,避免可利用地下水资源在数量和质量上大幅度降低。这项重要的主题包括很多内容,例如地表水和地下水的联合调蓄和协调开发;地下水含水层获得补给的途径和机制;近河岸带和生物栖息地地下水水质保护,恢复由于人类影响而退化的地下水含水层;影响地下水资源利用和分配的社会-经济规律和管理模式;地下水疏干区的定量跟踪和调控;岩溶含水层和基岩裂隙水的保护性开发等。

(2)近地表水文地质过程成为水文地质学与其他学科交叉渗透的重要理论研究主题。近地表地质圈包括土壤、包气带、浅层地下水、生物栖息地、湿地、河溪下层区和农业用地等。包气带是介于潜水面和地表之间的多孔介质,化学风化、有机质分解、氮素固定等其他化学物质循环过程均发生在包气带,也是地下水补给、污染物向地下水运移的必经之路。湿地和河溪下层区是水生生态环境向陆地生态环境的过渡区,是生物地球化学、生态学和水文地质学的交叉领域。农田是深受人类活动影响的生物栖息地。以前灌溉工作者所采取的措施集中于局域尺度。因此,灌溉农业管理应从区域水文地质系统的尺度着手,而实现这一目标需要水文地质学与土壤学、地貌学、农学、生态学进行交叉渗透[3]

(3)利用新技术进行地下水监测、调查和研究成为水文地质学技术方法发展的重要主题。无论是对水文地质系统进行更加完善的管理和调控,还是及时发现和预测社会经济活动对水文地质系统所产生的不良后果,都需要对水文地质要素进行长期准确的监测。水文地质要素动态监测网的优化设计和自动化实时监测技术的发展,是地下水调查和研究的重要基础设施。同位素技术和遥感技术将继续发展,越来越多地用于地下水调查和研究。基于GIS的模型技术将进一步推动水文地质系统的定量化研究,成为水文地质工作的重要工具。

(4)水文地质系统微生物研究和海洋水文地质研究成为水文地质学自身发展的重要前沿领域。已有的研究成果表明,在化学风化、土壤形成、石油沉积、物质循环等水文地质过程中,微生物有着不容忽视的作用。然而关于微生物作用的机理至今尚不清楚。目前,微生物在用于治理土壤和地下水有机污染方面显示出了广阔的前景。海洋水文地质是一个新兴的研究领域,其主要目的在于更多地了解海洋海底岩层中的流体-岩石作用机制,揭示地壳作用机理,目前尚处在探索阶段。

㈣ 水文地质调查的目的、任务、重要性及类型

水文地质调查工作的目的就是运用各种技术方法和手段揭示一个地区的水文地质条件,掌握地下水的形成、赋存、运动特征、水质、水量变化规律。水文地质调查的任务是为国民经济建设、发展规划或工程项目设计提供水文地质资料。

水文地质调查是一项复杂而重要的工作。其复杂性是因为地下水具流动性,水质、水量随时空变化,而且所使用的勘查方法种类较多。其重要性主要是:①认识来源于实践。人们对一个地区水文地质条件的认识,对各项生产建设中所提出水文地质问题的解答,都要通过各种水文地质调查来完成,即水文地质资料来源于调查。一切水文地质生产和科学研究成果质量的高低和结论的正确与否,主要决定于占有资料的多少及其是否正确可靠。②水文地质调查与勘探(勘查)是一项费用高、工期长的工作,如果勘探工程布置不当,或不按规范(程)的技术要求进行,其后果将是既浪费勘查费用,又不能提供工程设计所需的水文地质资料;如果据其得出错误的结论,将会给工程建设、国家财产、生产环境等诸多方面造成巨大的损失。

水文地质调查工作,按其目的、任务和调查方法的特点,可分为三类:

(1)区域性水文地质调查。是指中小比例尺的综合性水文地质调查,亦称综合水文地质调查。其调查目的主要是为国民经济建设和某项国民经济的远景规划提供水文地质依据。有时,这种调查也可能是为某项专门性的水文地质调查任务(如城市供水、矿山排水、环境水文地质调查等),提供区域性的水文地质背景资料。如一些大型供水项目,为提出几个可能的水源地比较方案,或为查明水源地的补给范围、补给来源、补给边界位置和性质,皆需进行区域性的水文地质调查工作。区域性水文地质调查的主要任务是,概略查明区域性宏观的水文地质条件,特别是区域内地下水的基本类型及各类地下水的埋藏分布条件,地下水的水量及水质的形成条件,以及地下水资源的概略数量。区域性水文地质调查的范围一般较大,可以是数百、数千平方千米。具体范围视任务需要而定,可以是某个自然单元,一个或数个较大的水文地质单元,也可以是某个行政区域,多是按国际地形图幅进行的,调查图件的比例尺,一般小于1:10万。

(2)专门性水文地质调查。专门水文地质调查是为专门目的或某项生产建设而进行的调查工作。其调查的目的是为其提供所需的资料,有时,为了进行地下水某方面的科学研究(如城市供水、矿山排水、环境水文地质等),也要开展专门性水文地质调查。专门性水文地质调查的任务是:较详细地查明调查区的水文地质条件,解决所提出的生产问题,为工程建设项目或其他专门目的提供水文地质资料和依据。

专门性水文地质调查的范围,视工程项目的规模或科研的需要而定。例如,供水水文地质调查的范围,要根据需水量的大小来确定,一般应包括水源地在开采条件下可能的补给范围;矿床水文地质调查的范围,应根据矿井在最大疏干深度条件下可能补给矿坑(井)的补给范围来确定;环境水文地质调查的范围,至少应把地下水污染区和污染源包括在内。专门水文地质调查的比例尺,一般要求大于1:5万。

(3)地下水动态和均衡监测。任何类型的水文地质调查和研究工作,在定性或定量评价水文地质条件时,都需要地下水动态和均衡方面的资料,因此,都应进行地下水动态和均衡的监测。地下水动态和均衡要素监测工作的持续时间,有长有短。如为区域或专门性水文地质调查提供地下水动态、均衡资料的监测工作,则可仅在某一段时间内进行,一般只要求1~2年;如果为国民经济建设长远规划和综合目的(包括地下水资源管理及保护)而进行的监测工作,则是长期性的。

随着地下水资源的大规模开发利用,与地下水有关的环境地质问题越来越多。因此,地下水动态与均衡的监测其意义日显重要。监测项目主要包括:地下水位、水量、水质、水温、环境地质项目等。

㈤ 水文调查包括哪几个方面的内容

水文指一个复国家的制水资源、水文化.
水文调查是为了水文分析计算、水利规划、水文预报以及其它工农业生产部门的需要而进行的野外查勘、试验,并向有关部门搜集资料的工作.其目的是补充水文基本站网定位观测之不足.调查内容包括:水文要素(水位、流量、含沙量、土壤含量、下渗等),气候特征(降水、蒸发、气温、湿度、风等),流域自然地理(地形、地质、水系、分水线、土壤、植被等),河道情况(河宽、水深、弯道、建筑物等),人类活动(水利、水土保持措施、土地利用、工农业用水等)以及水旱灾情,社会经济状况等方面.另外,在某些情况下,为了专门的目的,也可以组织专门的水文调查,例如洪水调查,主要是查清历史洪水的痕迹、发生的日期和情况以及河道情况、估算洪峰流量、洪水总量及发生的频率等.

㈥ 水文地质测绘的主要调查内容有哪些

《工程水文学》里面应该有你想要的答案。

㈦ 水文地质调查工作的程序(工作步骤)

水文地质调查工作,应按一定的工作程序有计划、有步骤地进行。一般的原则是:先设计后施工,先普查后勘探。一般的工作程序为:

1.接受调查任务

调查任务分为纵向任务(上级下达的)和横向任务(地方委托的)。纵向任务既可以是上级主管部门下达的指令性任务,也可以是生产单位立项经上级主管部门批准后下达的任务。如为横向任务,则需和任务委托单位(一般称甲方)签订委托任务合同,方算正式确定调查任务。

2.准备工作

接受调查任务后,要进行准备工作,主要是人员组织准备、技术准备、物质后勤等方面的准备。其中技术准备中编写设计书是水文地质人员的主要工作。在设计书编写前,应充分收集调查区已有自然地理资料,地质水文地质资料及图件等,对调查区的水文地质条件和问题有初步认识,并确定调查区的研究程度。必要时,应进行野外现场踏勘,踏勘路线应力求穿过调查区地层发育比较完整、水文地质条件有代表性的剖面,并了解调查区的自然和工作条件,使编写的设计书更加符合实际。

设计书是布置和进行各项调查工作的基本依据,是水文地质调查的“作战方案”。设计书的类型一般可分为整体设计、年度设计、单项设计等。设计书的主要内容为:

(1)调查区的自然地理、地质、水文地质条件,内容包括:①调查工作的目的、任务、调查区位置,面积及交通条件、调查阶段和调查工作起止时间;②自然地理及经济地理概况;③已有地质、水文地质研究程度及存在问题;④调查区地质、水文地质条件概述。

(2)调查工作设计,主要内容包括:①调查工作拟投入的工种、工作布置方案、工作依据的主要技术规范、工作量及每项工作的主要技术要求。布置调查工作时,既要满足有关规范对工作量定额及工作精度的要求,又要考虑查清重要地段和完成关键任务,防止平均使用勘查工作量;②物质、设备计划,人员组织分工、经费预算及施工进度计划书;③预期调查工作成果。

3.野外工作

野外工作就是在野外现场进行各项水文地质调查工作。水文地质调查投入的工种顺序为:水文地质测绘→物探→勘探→试验→长期观测。前者是后者的基础,所揭示的问题也是逐步深入的。各工种投入的工作量,应根据具体条件,做到经济技术上合理可行,又能取得高质量的成果。野外工作中,要保质保量地进行观察、测量,做好原始资料的编录,正确地绘制野外工作各种图件。工作中应加强综合分析,注意各工种间的有机配合,要注意做好有关室内的实验、分析、鉴定等工作。野外工作期间,也可再分若干时段,按时段组织勘查、检查和总结,在野外工作期间,可根据实际情况,对设计书作适当修改,但作重大改变,应提出补充设计。有关野外调查的工作方法和内容,将在以后有关章节进行介绍。

4.室内工作

室内工作主要是将野外调查获得的资料,进行认真地校核、整理、分析,编写水文地质调查工作成果。调查成果一般包括水文地质图件和文字报告两部分。

最后,按规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作。

小结

通过本章学习,应掌握以下重点内容:①水文地质勘查所使用的10种主要方法,掌握每种方法的应用和优缺点;②水文地质调查阶段划分:一般分为普查、详查、勘探、开采四个阶段;③水文地质调查工作的程序(工作步骤):一般为:接受调查任务→准备工作→野外工作→室内工作→鉴定验收。

复习思考题

1.水文地质调查的目的、任务是什么?

2.进行水文地质调查工作有何意义?

3.水文地质调查工作有几种类型?各有什么特点?

4.水文地质调查方法手段有哪些?各有什么特点和作用?

5.试比较水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质物探三种方法的优缺点?

6.水文地质试验中最主要的试验是哪种试验?

7.什么是“3S”技术?各有什么作用?

8.为什么要划分水文地质调查阶段?各行业(部门)水文地质调查阶段是如何划分的?

9.通常水文地质调查如何划分调查阶段?各阶段的任务和要求是什么?

10.水文地质调查工作的工作程序(工作步骤)是什么?

㈧ 矿山水文地质调查内容有哪些

压球机来 水文地质调查自是在已有的矿床水文地质资料,结合矿山建设和生产过程中出现的实际问题,进行的与岩土稳定性有关的水文条件调查与分析。主要内容如下:(1) 矿区内地下水的类型:包括按含水空隙条件的分类(孔隙水、裂隙水或岩溶水)和按埋藏条件的分类(上层滞水、潜水或承压水)。(2) 矿区水文地质结构类型:按含水体和隔水体所呈现的空间分布和组合形式以及含水体的水动力特征所划分的类型,包括统一含水体结构、层状含水体结构、脉状含水体结构和管道含水体结构。(3) 不同水文地质结构中的水动力特征:包括不同水文地质结构的补给、径流、排泄条件及富水特征,相互之间或与地表水体有无水利联系等。(4) 含水层、隔水层、矿体之间的相互关系。(5) 水文地质钻孔的封堵质量。(6) 坑道、露天采场涌水量及其变化规律:包括季节性变化和随着开采的进展,涌水量和潜水位(或测压水位)的变化。(7) 排水疏干对地表沉降的影响程度。(8) 帷幕注浆堵水效果评价。

㈨ 我国水文地质调查工作的发展概况

我国是世界上最早寻找、调查、开发利用地下水的国家之一。从丰富的考古资料、各种古籍的记述及温(矿)泉、矿产开发排水之早等方面,都可得到证实。

我国开发利用地下水的历史悠久。上海市郊青浦河段发现的直筒形水井,距今已有6000多年,是迄今为止我国发现的最古老的水井。浙江余姚河姆渡井,据14C测定,有5700年的历史,属新石器时代中期所建。这都充分说明我国凿井开采利用地下水的历史久远。

在凿井技术方面,据记载,四川在公元前250年左右,已在广都(今成都附近双流一带)凿井开采卤水制盐。公元280年,在江阳(今四川自流井一带)彝族人梅泽,凿一井自喷卤水,便称之为“自流井”,这是世界上最早开凿的自流井。到宋朝(11世纪中叶),创造了“冲击式顿钻凿井法”,凿出了口小井深的卓筒井,大大促进了我国古代凿井技术的发展。1835年,四川自贡燊海井打至1001.42m深,为世界上第一口超1000m深钻,钻入三叠系嘉陵江灰岩之中,大规模地开发了自流井中的天然气和卤水资源。

我国矿产开发中排除水患的历史也是悠久的。湖北铜绿山古矿冶遗址出土的坑木,经14C测定,多数为2500~2800年左右。已清理出地下数百座竖井、斜井和盲井,有的深达50m,其中,排水系统相当完整,还发现有水桶等排水工具。这是迄今世界上发掘的面积最大、技术最先进的古代采矿和冶炼遗址,正是在这些矿山开采中,在长期不断发生和排除水患中,人们积累了丰富的与矿井水作斗争的知识与经验。

陕西临潼的骊山温泉,即华清池,相传在3000年前周幽王就加以利用,秦汉时用于疗疾,至唐朝达到极盛。北魏郦道元的《水经注》中,列举了全国温泉41处,明末清初顾祖禹《读史方舆记要》中,记载温泉500余处,明朝学者李时珍在《本草纲目》中按成分对泉进行了分类等。

从上述史实可以看出,我国开发利用地下水的历史最悠久,对水文地质理论的建树及调查技术的应用皆有突出的贡献,曾居领先地位。

新中国成立前,我国仅有极少数的地质工作者,作了少量的水文地质调查与凿井工作。上海于1860年开始凿深井,到1921年有深井22口,年开采量在30×104t以上,北京的几口自流井开凿于1920年前后,深30.48m左右,自溢,水质好。但真正运用地质科学的理论与方法,进行地下水的调查研究,开端于20世纪30年代。谢家荣在1929年发表了《钟山地质与南京井水供给的关系》,1933年,朱庭祜等人在南昌附近,王钰等人在河南作过农田灌溉用水的调查,写有《江西南昌附近之地下水》和《河南安阳、林县、淇县、睿县一带地下水》两册报告。傅健1935年发表了《陕西西安市地下水》,梁文郁于1948年写有《兰州附近水源地质之研究》等调查报告。

新中国成立后,我国的水文地质工作得到了迅速发展。即水文地质学,作为地质科学领域内一门独立的应用地质学科,是在新中国成立后的20世纪50年代,才迅速发展起来的。

20世纪50年代为初始阶段(或创业阶段)。主要工作是适应经济建设的需要,建立水文地质、工程地质队伍,兴建大专院校和建立科研机构。水文地质学逐步成为一门独立的应用地质科学。进行了一些大中城市的供水水文地质工作,勘探建设了一批水源地,满足了急需。

20世纪60年代为开创和前进阶段。主要在东部几个大平原上开展了农田供水和土壤改良的水文地质工作,尤其是在华北平原开展了大规模的抗旱打井运动,即60年代是农业水文地质学的开创阶段。另外,20世纪60年代,我国还对许多大水矿床进行了水文地质勘探工作,开展了基岩山区的水文地质调查工作,开展了上海市由于过量抽水引起地面沉降的研究,编制出版了各种“勘查规范”和“图系”,出版了一些结合我国实际的水文地质教材和专著,60年代后期的“文革”动乱,使水文地质工作严重受阻。

20世纪70年代为发展阶段,新技术、新方法广泛应用。由于国内水文地质生产项目激增,科学研究工作的加强和采用新技术、新方法,如同位素技术,电模拟,负压计、中子仪等测试技术,使我国水文地质科学理论与实践诸方面都得到了飞速的发展,全国2/3以上的地区已完成了以1:20万比例尺为主的水文地质普查工作(1995年,此项工作全部完成),部分地区采用了航卫片解译新手段,还在一些重点地区开展了1:5万比例尺的水文地质调查工作。1978年出版了《中华人民共和国水文地质图集》。20世纪70年代,也是环境水文地质学的开创阶段,在该时期区域环境水文地质的研究、污染环境水文地质的研究、地下水资源开发负环境效应的研究,环境水文地球化学或医学环境水文地质的研究得到广泛应用和发展。

20世纪80年代主要为综合研究阶段,同时,也是水资源水文地质学的开创阶段。该时期,在水文地质勘探与试验方面,加强了深部钻探和各种物探工作,一些地区应用同位素技术开展了地下水的人工补给研究。在水文地质计算方面,广泛应用了电子计算机技术,采用了非稳定流数值法,建立了各种物理模型及数学模型,在大面积地下水和局部浅层地下水资源评价方面,取得了可喜成绩。矿床及矿井水文地质工作取得很大进展,大部分矿区都进行了水文地质勘探,基本上杜绝了较大灾害性的突水事故,矿床水文地质调查方法、分类、涌水量预测等方面均有较大创新或突破。全国性的地下水动态观测网初具规模,建立了相应的数据库,开展了一系列环境水文地质工作,改水防病取得明显成效,在较多项目中采用系统工程理论和最优化技术,开展了地下水资源管理模型的研究工作(如石家庄市、河北平原等)以及水质模型的研究(山东济宁市等)。

另外,20世纪80年代,国家还加强了环境保护和水资源的立法工作,先后颁发了《中华人民共和国水污染防治法》(1984年颁布,1996年修正),《中国人民共和国水法》(1988年颁布,2002年修正)、《中华人民共和国环境保护法》(1989)等法规,做到以法治水。

20世纪90年代,开始进入地下水资源科学管理、保护和优化开采的新阶段。地下水资源评价与管理工作深入开展。实行了“三水”(地下水、地表水、降水)的综合评价与管理,人工调蓄地下水资源的工作得到进一步加强,深入开展环境地质的调查研究,初步走上了“以法治水,以法管水”的轨道。对北京等25个重点城市和京津唐等8个重点经济区地下水资源开发利用和77个主要城市到2000年的水资源环境做了大量科研和调查工作,先后完成了全国地下水资源分区评价与总汇,全国水文地质区划等工作,地下水资源管理和优化开采取得明显成效,矿泉水及热矿水的开发利用取得明显的经济效益。90年代也是信息水文地质学的开创阶段,为保证提供建立模型所需要的大量水文地质信息,就必须建立相应的信息—检索系统和数据库。例如,河南省环境水文地质总站开发的“河南省地下水资源数据管理系统”和“地下水均衡观测数据处理系统”等,均运行良好。国土资源部全国地质环境监测总站,于1997年建立了全国水文地质信息数据库系统。

20世纪末21世纪初,水文地质工作向立体化和纵深发展,并得到了全方位的广泛应用,在水文地质理论、应用、技术方法等方面均有较大发展,初步形成了现代水文地质科学体系。尤其是在水资源的科学管理、节约用水、水污染防治、水资源的优化配置和合理开发利用等方面取得较大进展,获得丰硕成果,信息技术得到广泛应用。2006年完成覆盖全国960万km2和40多个重点城市、汇集1017个图幅的1:20万区域水文地质图数字化建设,建成全国性1:20万数字区域水文地质图空间数据库。

新中国成立以来,我国水文地质工作获得了巨大的发展。由单一工种向多工种、多方法、多手段和综合化方向发展,由定性描述到定量评价,由水文地质普查到综合研究,由稳定流计算发展到非稳定流及数值法,由单一勘查目的到考虑综合效应,由盲目开采到优化开采和科学管理,在水文地质科学理论和实践的诸多方面,已步入世界先进行列。已基本形成了具有多个分支学科的现代水文地质学科学体系。

由于地下水与地表水是具有统一联系的一个整体,因此,今后水文地质工作的发展趋势是:应加强地下水、地表水的综合调查研究和统一规划,把地下水的研究与全球环境变化结合起来,探讨如何从技术、经济、社会、行政、法律等方面合理开发、利用、保护和科学管理地下水资源,使地下水资源得到永续利用。同时“多S”技术、同位素技术、地下水三维数值模拟、非线性技术等新技术方法将得到广泛应用,成为水文地质工作的有效工具,研究手段更加多样化、综合化。新的理论和技术的应用,会使地下水研究向信息化、数字化方向发展,极大提高水文地质研究成果的实用性和可操作性。

总之,今后水文地质工作将与时俱进,在社会主义现代化建设中发挥更大的作用,做出更大的贡献。

复习思考题

1.试述专门水文地质的概念和任务?

2.专门水文地质学的内容包括哪几部分?

3.简述水文地质调查工作的发展概况?

4.我国水文地质工作取得哪些主要成绩?

5.水文地质调查工作还存在哪些差距?

6.水文地质工作的发展趋势是什么?

7.你对水文地质工作有什么认识?

㈩ 水文地质调查工作阶段的划分

专门性的水文地质调查工作,一般都是分阶段进行的,其原因主要在于:①专门性水文地质调查是为专门目的或工程建设项目服务的,而项目的设计工作一般都是分阶段进行的,不同设计阶段所需水文地质资料的内容和精度也有不同的要求,为满足设计的需要,水文地质调查工作亦应划分为相应的阶段进行;②把调查工作分为不同的阶段,可以使整个调查工作有次序、有侧重,逐渐深入进行,可使我们对调查区水文地质条件的认识由浅入深,防止某些疏忽、遗漏或片面性,避免在调查工作中犯重大的、全面性的错误。

不同任务的专门性水文地质调查工作,其调查阶段的划分一般是各不相同的。其中,我国不同部门对供水水文地质调查阶段的划分如表1-1。由表1-1可看出,就供水勘查来说,阶段划分及任务是基本一致的,仅调查阶段的名称有所不同。

表1-1 我国不同部门对供水水文地质调查阶段的划分

通常,水文地质调查原则上可分为水文地质普查、水文地质初步勘探(简称初勘)、详细勘探和开采四个阶段。其中初步勘探和详细勘探也统称水文地质勘探阶段。一般水文地质普查属于综合性水文地质调查,水文地质勘探属于专门性水文地质勘查。

(1)水文地质普查阶段。它是为经济建设规划提供水文地质资料而进行的区域性综合水文地质调查工作,采用的比例尺一般为1:20万~1:10万。调查工种以水文地质测绘为主,配合少量的勘探和试验工作,其主要任务是查明区域地下水形成的初步规律,提供区域水文地质条件资料,并概括地对区域地下水量和开发远景作出评价,为国民经济远景规划和为水文地质勘探设计提供依据。具体要求是初步查明主要含水层的埋藏和分布特征,地下水形成条件,地下水类型,地下水的水质,补给与排泄条件,运动规律等。

(2)水文地质初勘阶段。它是在水文地质普查的基础上,为某项生产任务而进行的专门性水文地质勘查工作。主要工作是进行大中比例尺(1:10万~1:5万)的水文地质测绘、少量的水文地质勘探、试验和一定时期的地下水长期观测工作。本阶段的任务是较确切的查明地质条件和地下水形成条件、赋存特征,初步评价地下水资源,进行水源地方案比较,初步圈定供水开采地段(或重点排水地段),预测水量、水质和水位变化,提出合理开发(或疏干)措施,为供(排)水初步设计或布置详细勘探工作提供依据。

(3)水文地质详勘阶段。通常是在初勘圈定的地段上进行进一步的详细勘探和研究,主要工作以勘探、试验为主,并要求有一年以上的长观资料,且要进行全面的室内实验、分析和研究,该阶段的工作比例尺一般为1:2.5万~1:1万或更大。该阶段的任务是精确地查明调查区的水文地质条件,对水质水量做出精确的全面评价,提出合理开采方案,为技术(施工)设计提供依据。

(4)开采阶段。主要工作是进行水源地开采动态的研究,必要时辅以补充勘探、专门试验等,查明水源地扩大开采的可能性,或研究水量减少、水质恶化和不良工程地质现象等发生的原因,验证地下水的允许开采量(可开采量),为合理开采和保护地下水资源,为水源地的改、扩建设计提供依据,在条件具备时,建立地下水资源管理模型及数据库。

对某个具体工程勘查项目应划分为几个勘查阶段,应根据当地水文地质条件的复杂程度,工程建设项目的规模和重要性及已有水文地质研究程度等具体确定,例如:

(1)调查区的水文地质条件极复杂,需水量(或排水量)大,在详细勘探之后,则应进行开采阶段的水文地质工作,亦称专题性的水文地质勘探。

(2)已有1:20万或1:10万比例尺的区域水文地质调查成果,或者供水工程项目规模较小,可不进行普查阶段(或规划阶段、前期论证阶段)的调查工作,或只进行补充性的调查工作。

(3)如供水工程项目无不同的水源地比较方案,则可将初勘和详勘合并为一个勘探阶段。

(4)需水量较小的单个厂、矿、企事业单位的供水工程项目,当水文地质条件又不十分复杂,只需开凿2~3个钻孔即可满足需水量需要时,可采用勘探开采结合方式,直接进入开采阶段的调查。

(5)对于农田灌溉供水水文地质调查,鉴于农田供水的保证程度较低,故一般只需划分为普查、详查和开采三个调查阶段。

(6)对于矿床水文地质调查阶段的划分,一般应与矿床水文地质勘探阶段划分相一致,划分为普查找矿、初勘与详勘三个阶段。

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