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水文地质工作者有什么贡献

发布时间: 2021-02-21 02:03:14

❶ 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?

❷ 水文地质学发展概况及展望

水文地质学是一门比较年轻的自然学科,它是人们在不断利用地下水资源,以及同地下水危害作斗争的过程中逐步发展起来的。随着生产的发展,水文地质学在20世纪的20~30年代,才成为一门独立的学科。

我国是世界上最早利用地下水的国家之一,早在5000多年前就知道凿井取水。大约在3000多年以前,我国农业已有相当发展,有关利用地下水的记载已很多。先秦的《击壤歌》中说:“日出而作,日入而息,凿井而饮,耕田而食。”说明当时已有了凿井利用地下水的知识。2500多年前,我们的祖先就已经知道利用土壤及植物的各种标志来寻找地下水,并推断地下水的埋藏深度及水质好坏。在秦代,在四川自贡,人们用竹制工具在坚硬基岩中凿井深达百余米取卤水煮盐,这是世界上最早的自流井,比法国的自流井利用要早1500年。事实充分说明,我国古代劳动人民在生产实践中积累了丰富的地下水知识。

在国外,水文地质学首先是在欧洲发展起来的。17世纪,欧洲资本主义兴起,新的生产关系有力地促进了生产力的向前发展,18世纪60年代的工业革命,更促进了科学技术的发展,至此,人们通过广泛的试验及观测,有关地下水的形成、运动等理论,与所有自然科学一样逐步建立起来。直到20世纪初,由于近代自然科学的发展,使水文地质学发展成了一门综合性学科。

新中国成立以后,随着国民经济的恢复和第一个五年计划的提出,对水文地质工作提出了迫切的要求。如新建和扩建城市的供水,矿山的排水,以及一些水利工程建设中的许多水文地质问题等。为此,我国在新中国成立后的五六年内,迅速地建立了水文地质学科,培养出了新中国第一代水文地质工作者。随着建设事业的发展,这支队伍不断发展壮大。广大水文地质工作者结合我国各项建设事业开展了地下水的科学研究,如地下水的形成条件,水量评价及水质研究,地下水动态长期观测工作等。到20世纪60年代初,我国水文地质工作者在地下水形成、地下水运动、地下水化学以及地下热水等方面的研究都有许多创见,为城市、工矿企业、农业、铁路等供水,矿山及工程建筑等地区的排水,许多水利水电建设,水化学找矿等,提供了水文地质资料,保证了国民经济各部门的发展。20世纪70年代初,特别加强了山区水文地质工作,开展了对裂隙水及岩溶水的调查研究,广泛地将地质力学的理论应用到找水工作中来,为山区地下水的普查和勘探做出了贡献。另外,在全国范围内进行了不同比例尺的区域水文地质普查工作。1995年以来,实施了西北地区找水特别计划和西南贫困岩溶山区扶贫找水计划。2001年和2002年,又分别实施了西部严重缺水地区地下水紧急勘察工程和地下水勘察示范工程。“十五”计划期间,在全国开展了新一轮地下水潜力调查工作,建立了全国主要地下水系统空间数据库。随着水资源短缺和环境恶化等问题的出现,自20世纪80年代中期开始,我国开展了地下水资源管理工作。目前,地下水资源管理已从单纯水力模型发展到经济管理模型、地下水与地表水联合调度管理模型等。

在水文地质研究方法和技术手段方面,20世纪50年代,一些科学技术发达的国家,普遍采用了现代化的手段来研究水文地质问题,先后出现了电网络模拟、数值模拟等计算手段。20世纪60年代,同位素技术开始用于解决某些水文地质问题。随后,数学地质方法与遥感技术(RS)也开始引入水文地质学。近年来,能够有效处理大量空间信息的计算机软件系统———地理信息系统(GIS),以及全球定位系统(GPS)技术,已逐步广泛地被应用到水文地质工作中。水文地质的研究手段正在向多样化、综合化方向发展,新理论和新技术的应用,会使水文地质研究向信息化、数字化迈进。

综上所述,水文地质学以1856年达西定律的建立为标志,在150年的时间里得到了迅速发展。关于当代水文地质学的发展趋势,张人权等人提出以下看法:①核心课题转移:找水水文地质学→资源水文地质学→生态环境水文地质学。②研究视野扩展:含水层的局部→整个含水层→地下水系统→水文系统→生态环境系统→技术-社会系统。③研究目标改变:由局部性的问题转向全局性的课题,由当前的问题转向长期的可持续发展课题,由解决具体生产问题,转向构建人与自然协调的、良性循环的地下水系统、水文系统、地质环境系统与生态系统。④研究内容扩展:从地下水的水量研究为主,转向水量与水质的研究并重;从狭义地下水(饱水带水)的研究,扩大到广义地下水(含饱水带与包气带水),乃至地下水圈的研究。⑤研究思路的改变:对现象的规律性为主的研究,已经不能满足需要,要求从成生角度,加强过程与机理研究的比重。⑥多学科交叉渗透成为主流:传统意义上纯粹的水文地质学正在消亡,地下水科学与其他自然科学以及社会科学交叉渗透,以多学科方式研究与处理问题,正在成为主流。⑦服务方式转变:水文地质学的服务对象大大扩展,服务方式发生了很大改变,如何使水文地质工作成果转化为生产力,已经成为一个急需解决的重大课题。

复习思考题

1.水文地质学研究的对象、任务是什么?

2.水文地质学在国民经济建设中的作用如何?与水文地质相关专业的学生为什么应掌握水文地质学的基本理论知识和技能?

3.试说明地下水的功能。

❸ 水文地质这一专业要做什么工作

水文地质工程地质环境地质工作

1988年,水文、工程、环境地质工作,根据地矿部“七五”地质工作计划的安排,以及杭州会议的精神开展了工作,取得了较好的成果。按照杭州会议关于开展新一轮工作的要求,1988年工作是从调查、评价地质环境和地质资源向合理利用、改造和保护地质环境和地质资源的方向前进,主要表现在:

积极主动参与国家及地方经济重大战略决策和国土整治方面的地质论证与评价工作,发挥综合地质部门的参谋、决策作用。

地质环境管理有了良好的起步,区域环境地质调查、城市环境地质调查受到重视;地质环境监测向深入发展,地下水动态监测向水情预报和管理方面发展,地质环境监测内容从单一的地下水监测向地下水、地质灾害等多类型方向发展,为开展地质环境管理打下了良的基础。

城市地质工作继续得到加强,除继续进行城市供水、城市地质灾害问题的勘察外,加强了城市宏观决策、规划决策方面的工作,开展了城市水文地质工程地质综合勘察与评价工作,城市发展规模的地质论证工作,城市2000年地下水及环境地质问题的预测等工作。

农牧业水文、工程地质工作,在进行供水、扶贫工作的同时,加强了试验研究及典型经验的推广工作,为农牧业水文、工程地质工作讲求实效,深入发展打下了基础。

重大突破项目进展顺利,根据国民经济建设和地质问题攻关的需要,水文、工程地质工作安排44项重大突破项目,取得了良好的地质和经济效益。

❹ 关于水文地质研究生就业情况

虽然现在一般工程中水文地质占比不多,甚至是一笔带过,但在以后发展中,特别是特回殊工程答,地质灾害等方面大有做为,只不过真的要能把水文地质拿出手,独当一面还得要下一番功夫;但总体来说,矿产比水文待遇好一些;在一般情况下地质类毕业生,可以去地质队,勘察院,一些工程队。不论是研究生还是毕业大学生一般都会在一线工作,只有拥有实际工作经验才会去办公室(找关系另说),现在实力也比较重要。

❺ 水文地质学发展概况

水文地质学是一门年轻的自然科学,它是人们在不断地利用地下水资源,以及同地下水危害作斗争的过程中逐步发展起来的。随着生产的发展,水文地质学在20世纪20年代,才成为一门独立的科学。

我国是世界上最早利用地下水的国家之一,早在五千多年前就知道凿井取水。大约在三千多年以前,我国农业已有相当发展,有关利用地下水的记载已很多。尧代的土壤歌中说:“日出而作,日入而息,掘井而饮,耕田而食”,说明当时已有了掘井利用地下水的知识。2500年前,我们的祖先就已经知道利用土壤及植物的各种标志来寻找地下水,并推断地下水的埋藏深度及水质好坏。公元前二百多年的秦代,在四川自贡用竹制工具在坚硬基岩中凿井深达百余米取卤水煮盐,这是世界上最早的自流井,比法国的自流井利用要早1500年。古代大运河、大型灌溉渠道——秦渠、汉渠、唐渠等,以及大型水利工程——都江堰的修建,都要解决有关地下水问题。大量事实充分说明,古代我国劳动人民在生产实践中积累了丰富的地下水知识。

在国外,水文地质学首先是在欧洲发展起来的。17世纪,欧洲资本主义兴起,新的生产关系有力地促进了生产力的向前发展,18世纪60年代的工业革命,更促进了科学技术的发展,至此,人们通过广泛的试验及观测,有关地下水的形成、运动等理论,与所有自然科学一样逐步建立起来。直到20世纪初,由于近代自然科学的发展,使水文地质学发展成了一门综合性科学。

新中国成立以后,随着国民经济的恢复和第一个五年计划的提出,对水文地质工作提出了迫切的要求。如新建和扩建城市的供水、矿山的排水以及一些水利工程建设中的许多水文地质问题等。为此,我国在新中国成立后的五六年内,迅速地建立了水文地质科学,培养出了新中国第一代水文地质工作者。随着建设事业的发展,这支队伍不断发展壮大。广大水文地质工作者结合我国各项建设事业开展了地下水的科学研究,如地下水的形成条件,水量评价及水质研究,地下水动态长期观测工作等。到20世纪60年代初,我国水文地质工作者在地下水形成、地下水运动、地下水化学以及地下热水等方面的研究都有许多创见,为城市、工矿企业、农业、铁路等供水,矿山及工程建筑等地区的排水,许多水利水电建设,水化学找矿等,提供了水文地质资料,保证了国民经济各部门的发展。70年代初,特别加强了山区水文地质工作,开展了对裂隙水及岩溶水的调查研究,将地质力学的理论广泛地应用到找水工作中来,为山区地下水的普查和勘探作出了贡献。另外,在全国范围内进行了不同比例尺的区域水文地质普查工作。80年代以来,随着改革开放,工农业供水和矿山排水的规模日益增大,一些地区出现了地下水资源枯竭、地面沉降与塌陷、水质污染、海水入侵、次生盐渍化等环境水文地质问题,环境水文地质受到了人们的重视。与此同时,也开展了地下水系统分析、水资源管理等方面的研究应用。

20世纪50年代,一些科学技术发达的国家,普遍采用了现代化的手段来研究水文地质问题,先后出现了电网络模拟、数值模拟等计算手段。60年代,同位素技术开始用于解决某些水文地质问题。随后,数学地质方法与遥感技术(RS)也开始引入水文地质学。近年来,地理信息系统(GIS),以及全球定位系统(GPS)技术,已逐步广泛地被应用到水文地质工作中。

复习思考题

1. 水文地质学研究的对象、任务是什么?

2. 水文地质学在国民经济建设中的作用如何?

❻ 主要水文地质研究工作

(一)21采区边界断层导水性研究

断层破坏了岩层的完整性,常常成为含水层间的联系通道。断层的某一区段是否导水、导水性强弱、是沿破碎带上下连通还是仅仅水平接触导水,取决于断层的力学性质、断层带的成分结构、断层的后期改造、断层两侧岩层接触关系、含水层的水压,以及采矿活动引起的围岩压力对断层的重复破坏作用。

大平煤矿下一步即将开采的21采区位于大冶向斜轴部和南翼。在采区东南部发育有周山逆断层、F5断层和F6断层,且在向斜轴部因处于构造应力相对集中地段,小断层相对发育,水文地质问题也相应较复杂。

21采区边界周山逆断层与F5断层垂直断距较大,使二1煤层与下二叠统下石盒子组泥岩隔水层相对接,正常情况下为良好的隔水边界。但由于该区为井田地下水排泄区,奥陶系灰岩水在此处受到周山断层的阻挡,地下水在高压作用下很容易沿着断层面上升,导通上部太原组灰岩含水层或侵入煤层(图4-7,图4-8)。所以在本区应加强构造,尤其是F6和周山断层发育情况和导水性性能的探查和研究,正确留设断层保护煤柱。

图4-7 21采区F6、周山断层剖面示意图

图4-8 F5边界断层剖面示意图

当煤层位于不导水断层上盘时,且主要含水层低于煤层时可按下式留设防水煤(岩)柱:

郑州煤矿区水害防治规划研究

式中:Lc——煤柱留设的宽度(m);

Ha——安全防水煤柱厚度(m);

hc——含水层至煤层的层间距(m);

θ——断层与煤层的交角;

β——煤层倾角。

Ha的确定方法:①根据矿井的实际观测资料确定;②用突水系数估算;③用单位水压所需要的等值隔水层厚度(相对隔水层厚度)计算;④先用水压与岩柱强度平衡方程计算隔水层底板临界厚度,再计算安全防水岩柱的厚度。

这种断层防水煤柱的计算是建立在经验基础上的,经过长期的工程实践证明该方法是一种有效的实用设计方法。但这种方法存在着一定的缺陷,即没有考虑实际存在的种种不确定性的因素。因此在实际设计中有的断层防水煤柱留的太宽,浪费了大量煤炭资源;有的过窄,造成突水事故,给煤矿安全生产造成重大损失。所以在实际防水煤柱留设时,除按上述公式计算留设外,还应根据实际探查的断层的性质和含水特征,并结合井田的实际情况合理地确定其宽度,在安全的基础上,尽可能减少可采煤层的损失。

本次规划主要利用地面三维地震探查21采区构造发育情况,利用瞬变电磁进一步探查21采区边界周山断层和F5断层的准确位置及含、导水性,利用钻探资料(Od2和Od3)进行验证,并通过进一步的模拟计算来确定周山断层合理的保护煤柱宽度。

(二)一1煤开采可行性水文地质条件评价

大平井田二1煤资源即将枯竭,一1煤尚有部分保有储量。为了延长矿井服务年限,合理利用煤炭资源,一1煤开采逐渐被提到日程上来,为此需尽快展开对一1煤的补充勘探和可采性水文地质条件评价工作。

1煤层直接顶为L1-4灰岩含水层,底板为本溪组铝土岩、泥岩隔水层,厚度为0.58~16.65m,平均9.36m,其底板承受的奥陶系灰岩水压最大可达到5.2MPa,有的区段一1煤则可能直接与奥陶系灰岩含水层接触。因此,一1煤层开采的水文地质条件比较复,受水害威胁严重,防治水工作难度较大。为此,一1煤层的开采必须在充分掌握水文地质条件,科学合理、经济有效的采取防治水技术方案和工程措施的基础上方可进行。

大平井田一1煤开采防治水技术的具体思路如图4-9所示。

1.周边矿井及井田内一1煤层开采情况调查

郑煤集团有的矿井已经对一1煤进行开采,大平井田周边一些小煤矿也在煤层浅部露头区对一1煤进行采掘。这些矿井在开采下部一1煤的过程中已积累了一定的防治水经验,有必要对这些矿井的一1煤开采情况做全面调查,以获取一1煤开采的资料,为本矿一1煤开采防治水措施的制定提供依据。

调查的主要内容包括:

1)所开采一1煤的深度,煤层发育情况及开采方式;

2)对井田内的小煤矿需查清采空区范围;

3)一1煤开采的主要充水水源及水量大小;

图4-9 大平井田一1煤开采防治水技术研究路线图

4)一1煤开采过程中发生的突水事故及事故原因;

5)一1煤开采所采取的防治水措施及其效果。

在对周边矿井及井田内一1煤层开采情况调查的基础上,结合以往勘探成果和矿井生产过程中对矿井水文地质条件的新认识,划定勘探区的范围,进行水文地质补充勘探。

2.一1煤开采可行性水文地质条件评价

在勘探区水文地质补充勘探基础上需对一1煤层开采可行性水文地质条件作出评价。

评价的内容主要包括:

1)一1煤顶板太原组薄层灰岩水对煤层开采的影响,可疏性评价;

2)一1煤底板受奥陶系灰岩水威胁情况,评价带压开采的主要影响因素并作出带压开采可行性评价;

3)一1煤底板本溪组铝土岩、泥岩及奥陶系顶界灰岩古风化壳的阻水性能评价;

4)一1煤开采矿井涌水量预计;

5)评价一1煤开采补充勘探与防治水技术措施投入与一1煤开采的经济效益比。

(三)一1煤开采防治水技术研究

1煤采区需要进行的防治水技术主要分为掘前准备工作阶段、巷道掘前阶段、工作面采前阶段和工作面回采阶段4个阶段进行,现分述如下:

1.掘前准备工作阶段

1)在采区内实时监测地下水位变化情况,出现可疑水位波动及时预警;

2)建立和健全采区防排水系统,一1煤开采需要有防水闸门进行有效隔离;

3)受构造威胁区和采空区积水区合理预留设防水煤柱;

2.巷道掘前阶段

1)利用坑透和井下直流电法在巷道掘进期间进行超前探测,确定巷道前方顶板灰岩富水情况,底板及侧帮隐伏导水构造。经探测分析认为无异常后,方可继续掘进。

2)利用钻探技术对巷道顶板水和前方导水构造进行提前疏放。

若探测认为有异常,要即时分析产生异常的原因,判别异常可能对应的地质构造形式,并超前打钻进行探放水验证。若探放水量较大,可利用该孔进行简易放水试验,并注浆封堵,然后再继续掘进;若探放水量较小,可继续掘进,并利用该孔作为水压、水量监测孔;如果水压、水量逐渐增大,应停止掘进,马上进行注浆,其效果经探查合格后,再行掘进。直至上下巷全部掘进结束为止。

3.工作面采前阶段

1煤回采前主要防治水技术手段如下:

1)工作面回采阶段,顶、底板音频电透视探测及底板直流电法综合探测。

在工作面巷道形成后,利用音频电透视对工作面顶板进行富水性探测,如果存在富水异常区需通过泄水巷打钻进行疏放;对工作面底板利用音频电透视和井下直流电法进行探测,圈出异常区,有针对性地布置钻探工程:一来用以检验物探结果;二来通过测试求出带压系数。最后,根据探水孔探测结果和带压系数,对底板构造薄弱带尤其潜在导水通道进行注浆加固,并利用音频电透视对注浆效果进行检验。

2)利用泄水巷或钻孔对顶板灰岩水提前疏放,防止造成顶板突水事故,尽量减少顶板淋水对采掘工程的影响,提高采掘效率。

当探测一1煤层直接顶为L1-4灰岩含水层有富水异常区时,应进行工作面顶板水提前疏放。其疏放方式可利用泄水巷打钻疏放,将工作面准备巷道提前开拓出来,利用“采准”巷道预先疏放顶板水。泄水巷内疏放钻孔的布置主要根据物探探明的可疑富水区段和裂隙发育位置布置,钻孔的方位迎着工作面推进方向,与巷道略呈斜交,以上伏角15°~20°打向工作面顶板薄层灰岩,其孔深达到打透一1煤层顶板L1-4含水层即可,不可穿透该层以外的含水层,否则会导致额外的水源涌入工作面。以斜孔打向一1煤层顶板L1-4太原组薄层灰岩含水层,这样揭露含水层范围大,疏放水效果好,并考虑钻孔终点位置与泄水巷平距在50m左右为宜。钻孔间距视疏放效果可以疏密结合,灵活掌握。

3)在物探基础上,针对采面有目的的布孔,除了验证物探结果外,还需要通过钻探过程中相关参数测试求出带压系数,再结合其他参数,对该采面回采过程中能否发生突水进行判别。

4)建立井上下联合注浆系统,对底板隔水层薄弱段及奥陶系灰岩顶部进行预注浆加固。

通过工作面物探探查和带压系数测试结果,依据底板阻水性差异,有针对性的布设注浆孔,对一1煤层底板进行注浆加固。受注层位有两个:一个是本溪组铝土岩、泥岩段,当此段发育有裂隙,便需对其含水异常体进行注浆充填;另一层位为奥陶系灰岩顶部,当发育有溶洞或垂直导水通道(断裂或裂隙密集带)便需进行注浆封堵或加固。注浆长度以实际的物探结果为参照,采取钻一段长,注一段浆,进行钻注、扫孔、再钻注,反复交替,直至完成对整个隔水层段的注浆。

注浆系统可参照表4-4,表4-5。

表4-4 地面注浆站设备仪器参考表

表4-5 注浆设备、管材及仪器参考表

4.工作面回采阶段

1煤开采时对首采工作面,还应该采用原位地应力探测技术对煤层底板强度和围岩应力场原始情况进行探查,划分出煤层底板隔水层薄弱区段和应力集中区段。与开采过程中的采动应力相对比,研究煤层底板采动破坏深度和破坏规律。

在工作面回采过程中,由于矿压对底板隔水层造成一定深度的破坏,以及矿压与水压的不平衡,将会导致底板突水,为此除了采用原位地应力测试技术对煤层底板采动应力场进行探测外,还应该采用突水预测预报技术,对煤层底板薄弱区段进行动态监测,预报水害事故的发生。

1煤防治水技术研究是一项综合系统性工程,需在水文地质补充勘探基础上,结合我国20世纪90年代中期以来,华北型煤田防治水最新的科研成果,并针对矿井一1煤采区的水文地质特点研究符合本矿开采实际的新方法。

❼ 水文地质工职业资格证书有什么用

可以在投标时用用

❽  水文地质工作的发展趋势

水文地质工作与国民经济建设密切相关。我国经济建设在21世纪进入高速度发展时期,经济建设与水资源及环境的矛盾日趋严重。随着基础理论的发展、新技术在水文地质中的应用以及个学科之间的相互渗透,也给地下水的研究开展显示了新的局面。水文地质工作在21世纪面临新的机遇和挑战。以下几方面可能将是人们重点关注的研究领域或课题。

1.西部缺水地区寻找地下水

随着国家实施西部大开发战略,西部地区需水量将日益增大。如何认识西北干旱地区和西南岩溶石山地区水资源的形成,运用多种方法在西部缺水地区特别是在极端缺水的贫困地区寻找地下水,将是水文地质工作面临的挑战。在此基础上确定合理的开采方案,以保证西部地区水资源的优化分配,取得最大的经济效益,保持良好的生态环境。

2.人类活动与地下水的相互作用

随着城市人口的集中、工农业的发展和物质文明的逐步提高,人类活动面临的重要问题是水资源短缺。我国有一半的城市缺水,特别是华北、东北、西北的省会城市和大城市以及许多沿海城市。以往由于过量开采地下水已经在大多数城市出现了负环境效应,在一定程度上制约着当地经济建设。如何协调好水资源与环境同社会经济可持续发展的关系,将是摆在我们面前的一项严峻的任务。

3.大流域地下水资源可再生及跨流域调水的重大水文地质和环境地质问题

黄河下游断流次数和时间逐年增大,小浪底水利枢纽截流后下游径流的逐渐减少,引黄灌区地下水的循环系统与动态将产生显著的变化。长江流域在1998年发生罕见的全流域洪灾,以及三峡大坝建成后,将对库区及下游水资源和环境产生很大的影响。跨流域调水也会导致区域性水文地质条件发生明显的变化。如何结合社会、经济、生态等因素研究这些问题,预测其变化,使之朝着有利于社会经济的方向发展,是我国科技工作者面临的艰巨任务。

4.基础理论与应用研究

地下水圈是与地表水圈、大气圈、生物圈、地幔相互作用的一个特定的物质系统,水文地质学需要研究地下水圈的形成条件、演化历史及其在人类活动影响下的变化的一般规律,以便预测其未来发展趋势。在未来的岁月中,在研究普遍存在的地下水在控制各种地质过程中的作用、流体梯度与区域构造应力场的关系、饱和及非饱和系统中水岩之间的相互化学作用、化学成分在不同介质中的迁移以及由于水动力驱使而引起的能量迁移等方面的研究有望得到加强。通过研究大型盆地的演化发展和古水文地质条件,可以指导油气藏的勘查与开发。具有商业价值的地下热水、地下卤水、矿泉水的分布、形成条件的研究及开发利用将更加引起人们的重视。在固体废物、核废物地质处置中遇到的水文地质问题,将促进这些实用领域的水文地质研究。

5.新理论、新技术的应用

21世纪,随着学科之间的相互渗透的加速,其它学科领域的新理论将会更加迅速地在水文地质领域得到应用。先进的测试手段和仪器设备可为研究地下水提供了更加精确的观测数据。研究手段从过去的单一化向着多样化、综合化的方向发展。地下水模拟软件得到进一步开发,使之功能更强大、操作更方便。水文地质信息库将得到进一步完善并被充分利用。水文地质研究成果的展示方式也由过去的图示化(各种不同类型不同比例尺的挂图)发展到数字化(计算机数据库和图形库)再发展到网络化(通过主页在网络上发布),有利于研究成果服务于社会。

❾ 学水文地质学是干什么用的

学水文地质毕业后可以到水文地质队参加工作。地质队属野外工作。除露天矿产专开发不需水文资属料外,所有的地下矿产[金属矿、非金属矿、煤矿等]开发必须有地下水文资料,否则矿产无法开采,水文地质队在待开采矿区钻深井[几十米或几百米深]后,进行不断地抽水试验,掌握地下水文资料,另外,水文地质队有时也承担国家部分地区地下水资源普查,为缺水地区寻找地下水,有时也对外经营创收,,为企业、社区打水文井以提供地下水。

❿  水文地质工作的主要进展

在最近几十年里,水文地质学发展迅速。水文地质工作涉及的内容十分广泛,从如何寻找地下水和提供供水水源,到评价地下水资源(数量和质量)和如何合理利用地下水资源,再到开采利用地下水资源引起的环境地质问题,亦即从研究地下水系统与自然环境的相互关系,扩大到研究地下水系统与社会经济系统的关系。从基本概念和基本理论,到模型与模拟研究,再到成果展示的数字化,使水文地质工作从定性分析发展到定量研究的新阶段。野外探测和室内测试技术的提高,现代科学的新理论与水文地质学的结合以及新技术、新方法在水文地质领域的应用,都极大地促进了水文地质学的发展。以下从8个方面概括水文地质工作的主要进展。

一、找水与供水

早在1980年以前,在全国开展了水文地质普查,完成普查面积约820万km2,取得了基础性资料,为国家规划建设和有关工业部门所利用。还累计完成了近130万km2面积的农牧区供水水文地质勘查,为农田水利规划,指导井灌区打井扩大灌溉面积,进行盐碱地改良和冷浸田治理,提供了科学依据。

自20世纪70年代末80年代初,我国转入重点经济发展区的水文地质调查研究工作,如黄淮海平原、济徐淮地区、长江三角洲、东北经济区、京津唐地区、西北能源基地等,取得了许多重要的研究成果。

80年代以来,还开展了多项专题性调查研究,如红层地区、玄武岩地区和黄土地区地下水的富集,以及北方岩溶地下水、典型岩溶区地下水等。

在200多个城市开展不同程度的水文地质调查工作,在80多个严重缺水城市评价出200多个地下水集中供水水源地,大大缓解了这些城市供水紧张情况。对京、津、沪等75个主要城市进行水资源预测,以及对深圳、厦门、大连、北海等沿海开放城市结合城市发展规划进行水资源论证。在有地热资源开发远景的北京、天津、福州、拉萨、漳州、湛江、昆明、郑州等10多个城市开展了地热田的勘查研究。

在长期为缺水地区进行找水的实践中,总结出一套行之有效的找水方法经验,如“新构造控水”(肖楠森)、地下水网络理论(胡海涛)、储水构造理论(刘光亚等,钱学溥等),为基岩地区找水进行了有价值的探索。

1995年以来实施了西北地区找水特别计划,先后在塔克拉玛干沙漠腹地以及极端缺水的宁夏、陕北、内蒙古的边远地区寻找到可供饮用淡水。随着国土资源部新一轮国土资源大调查及西北找水、西南岩溶石山区找水项目的实施,对国家在水资源匮乏的西部地区的大开发有着特别重要的意义。

二、地下水资源评价

在水文地质调查工作的基础上,以北京、陕北、豫东、吉林中西部、河西走廊等地不同类型地下水为重点,初步总结了大面积地下水资源的评价方法。①对于超量开采的城市北京市,分区预测计算了全区降水、河流和地下水资源总量,提出了以城近郊区地下水多年平均补给量来评价开采量、人工调蓄保护永定河区地下水资源等方案。②开展黄土高原农林区地下水资源评价,确认黄土孔洞—裂隙潜水和基岩裂隙承压水是典型黄土塬地区的两种主要地下水类型,对黄土这种各向异性垂直非均质的含水层,除了选择各种水文地质参数外,还应注意到黄土下伏基岩裂隙的相对成层性和承压性,从而为黄土高原区地下水资源评价提出了完整模式。③结合具体水文地质条件,开展国民经济重点地区地下水资源评价。例如在吉林省及松嫩平原,充分考虑了多层越流补给的特点,使评价结果更接近实际状况。在河南商丘,重点考虑了包气带和水位变幅带的岩性结构,改进了以往降水入渗系数、潜水水位变动带疏干给水度以及潜水蒸发极限深度的确定方法。在河西走廊建立了大流域(6000km2)地下水数值模拟模型,在深入分析各种水文盆地含水层系的分布状况和地下水补径排条件及过程后,圈定出可供开发利用的含水层面积。④开展华北地区水资源评价和开发利用研究,评价出区内水资源总量为419亿m3/a,可利用量为310亿m3/a,另有矿化度2~3g/L的微咸水和浅层承压水53亿m3/a,其中京津唐地区水资源总量为112.83亿m3/a,经优化模型计算,若重新节配可利用的水资源,可节水5亿m3/a。⑤还开展了特殊类型地下水资源评价,例如,已评价出四川盆地深层地下卤水的可采资源量为9.83亿m3、剩余可采资源量为7.62亿m3;天津市地下热水静储量为584.41亿m3,可采量为8.25亿m3

自建国以来已查明的地下水水源地共计1243处,已开采的832处,其中大型水源地(允许开采量5×104m3/d以上)494处,中型水源地(允许开采量1×104~5×104m3/d)519处,小型水源地230处;按含水介质类型划分,孔隙水类型846处(68%),岩溶水315处(25%),裂隙水82处(7%)。

在地下水资源的特点和分类方面,笔者认为地下水资源具有系统性、流动性、可恢复性和调节性等特点。这是因为地下水在一定的范围内分布,可以在含水层中流动,而且可以获得周期性补给,当补给充沛时可以恢复其原有水量,地下水的储存量在补径排及开采过程中起到调节作用。从而有别于固体矿产资源及石油、天然气等流体矿产资源。地下水资源分类有多种方案,如分为天然资源和开采资源,分为补给量、储存量和消耗量,分为补给资源和储存资源,等等。最近有一种分类方案在总结以往地下水资源各种分类的基础上,认为从地下水资源构成的角度可以分为补给资源和储存资源,从开采的角度可以划分为允许开采资源和尚难利用资源。在地下水资源评价中,实际需要计算的地下水量有补给量、储存量和允许开采量。

三、地下水资源管理

20世纪80年代以来地下水资源研究的一个重要标志,是把主要目标逐渐转向管理模型的研究,即研究在掌握地下水资源分布和数量的基础上,如何合理开发利用和保护地下水资源,使之处于对人类生活和生产最有利状态,以获得最大的经济、社会和环境效益。涉及与地下水开发活动有关的自然环境、社会环境和技术经济环境等各方面的问题,通过地下水流数学模型和最优化技术,建立地下水管理模型,实现管理目标。地下水资源管理的研究进展迅速,从管理模型的类型来看,有集中参数模型、分布参数模型、水量管理模型、水质管理模型、经济模型和上述几种模型的联合模型,有单目标规划模型和多目标规划模型,有单一的地下水管理模型或地表水管理模型,也有地表水和地下水联合管理模型等。从管理内容来看,已从过去一般性的水政策、水均衡管理发展到地下水动态和水资源(包括水量和水质)管理,地表水和地下水联合运转管理,控制地质灾害的土地利用和地下水动态控制管理,以及综合考虑防止、控制和改善因水资源开发利用而产生的生态环境副作用和经济技术约束条件的多层次、多目标管理。有关地下水资源管理的理论已趋于成熟。

我国开展地下水资源管理的研究起步稍晚,但发展十分迅速,出现了一大批针对不同地区、不同管理问题的地下水资源管理研究成果。如石家庄市地下水资源管理模型,是按照系统化、模型化、最优化的总体构思,以水文地质模型为基础,把水量模型、水质模型和优化模型融为一体,从而为控制石家庄市地下水降落漏斗的发展和防治水质恶化提供了切实可行的综合治理决策方案。对甘肃武威地区采用多目标规划法,建立了以经济产值为最大的目标的农业用水分析模型和跨流域调水模型。对新乡、平顶山、北京、西安、沈阳、唐山、邯郸、北海等城市,根据不同目标与不同要求,分别建立了以城市供水为目标的水资源管理模型或水质水量联合模型、地表水和地下水联合调度模型,以及全流域为工农业生活用水优化分配的规划管理模型等,取得了重要的研究成果。

四、地下水资源开发引起的环境问题

70年代以来,由于城市的迅速发展,城市供水量的日益增加,因过量开采地下水产生的环境地质问题(或负环境效应、或地质灾害),如水量枯竭(表现为地下水位持续下降、大泉流量日减等),地面变形(如地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝等)、水质恶化(如海水入侵等)以及生态环境恶化等,引起人们广泛的重视,促进了水文地质学的发展,成为环境水文地质工作中的重要内容。在我国,许多城市开展了地质灾害勘查工作,在分析地质灾害的形成机制的基础上,通过地下水管理模型的研究,对地下水过量开采问题,提出了调整开采布局或人工补给等措施,防止或治理地质灾害。

在上海、天津、西安、苏州、无锡、常州等城市先后开展地面沉降的研究,取得了程度不同的进展。如上海市的地面沉降,自60年代起就开始研究,基本查明了地面沉降的机理,并采取了人工回灌等综合治理措施,到70年代后基本得到了控制,80年代以来,又在准三维地下水流模型的基础上,加上描述地面沉降的一维模型,通过数值模拟计算,预测开采量与回灌量不同的比值下,可能发生的沉降量。从而使地面沉降的研究从定性化走向定量化。

在我国无论是在北方还是在南方,对岩溶塌陷都进行了深入的研究,对岩溶塌陷的类型、特征、形成条件与形成机制进行了系统的分析和总结,提出了具体的防治措施,个别研究者还对岩溶塌陷的预测进行了尝试性研究。

沿海地区海水入侵问题,在辽宁的大连、山东的莱州、龙口、烟台和青岛以及广西的北海等地开展了详细的勘查研究。描述海水入侵的数学模型从过去提出的咸、淡水之间的突变界面模型发展到过渡带溶质弥散模型,由二维模型到三维模型,由不考虑密度变化的模型到考虑过渡带水的密度变化的模型,趋于完善。在治理对策方面,提出了调整开采量、人工回灌、设置隔水帷幕等措施,除了调整滨海含水层地下水的开采量外,其它治理措施在国内付诸实践的并不多见。

此外,地裂缝是另一种特殊的与地下水开采有关的地面变形现象。例如西安市出现多条雁行排列的地裂缝,对城市建筑造成严重危害。经长期深入研究,认为新构造运动是形成地裂缝的内因,而大量开采地下水是主要外因,对地裂缝的发展起到激发作用。

为控制地面沉降或调蓄储能、增加地下水的补给,在天津、上海、北京、山东烟台等地开展了人工回灌工作或相关的试验研究,探讨了人工回灌渗入机制并总结了不同水文地质条件下的回灌经验、以及控制地面沉降或调蓄储能的效果。

五、基本概念与基础理论

自从20世纪60年代Toth提出区域地下水流动理论以来,特别是系统的观点对科学和技术的各个领域的渗透,不少水文地质学家都试图用系统的理论来研究水文地质问题,相继提出“地下水水文系统”、“含水层系统”、“地下水系统”、“地下水流动系统”和“水文地质系统”等概念,对水文地质学的发展产生了极大的影响。但是,由于不同学者所持的观点和角度不同,对概念的定义和理解亦不尽相同。较多的学者认为,地下水的赋存、分布、运动和演化具有系统性,“地下水系统”一词被更多的学者提及。地下水系统包含“地下水含水系统”和“地下水流动系统”,前者指由含水层和隔水或相对隔水岩层组成的具有统一水力联系的含水岩系,后者指由源到汇的流面群构成的具有统一时空演变过程的地下水体。它们都具有整体性、层次性等特性。目前在理论和方法上迅速发展的是地下水流动系统理论。Toth等人着重研究大的空间与时间尺度的地下水流动系统,并将其主要用到预测油气藏的分布。Toth还提出“重力穿层流动”的概念,将流动系统理论推广到非均质介质场。

伴随基岩地区找水和大面积地下水资源评价工作,一些基础研究得到了重视。例如,田开铭依据野外现象推论并经实验证明,裂隙水交叉流有三个重要的水力特性:在交叉裂隙中,一个裂缝中的水流过交叉时全部或部分向另一个裂缝中折流;在两个方向上的水流阻力效应不等;进水量与泄水量不等,即出现偏流现象。在此基础上推导出基岩地区地下水的网络偏流和条件偏流等基本模式。又例如,在包气带水特性的研究方面,①认为温度对土壤水运动的影响,取决于土壤表面边界条件类型;当土壤表面为压力水头边界时,温度对土壤水运动有十分明显的影响。②滞后作用主要是改变土壤含水量的分布;当吸水和脱水循环发生时,滞后作用对土壤水运动的影响显著。③零通量法、中子测量法及WM—I负压计的研究,以及在三水转化过程中的岩土水热梯度特征、非饱和渗透系数和持水曲线的规律性探讨等方面的应用,使土壤包气带的理论研究达到更高的层次。

其它学科领域的一些新理论,如灰色系统理论、地质统计学和分形理论等,被推广应用到水文地质研究中。地下水系统是一种包含部分不确定信息的灰色系统。灰色系统可以用灰色参数、灰色方程与灰色矩阵等来描述。灰色系统可控制在灰域即一定的上下限之内。地质统计学充分考虑到在一定空间中的地质变量具有空间相关性,即认为这类随机变量具有空间结构性,因此,能够有效地利用经典统计学所丢失的信息,对地质变量作出更为精确的评估。例如,对于空间分布稀疏但是观测时间系列长的水文地质变量(如地下水位),不但要利用资料的空间结构性,还应充分利用其时间结构性,应用空间—时间克立格法绘制水位等值线图,图件质量明显提高。灰色系统理论和地质统计学都体现了确定性与随机性的结合。它们的引入和应用,产生了一系列水文地质学应用新理论。

六、模型与模拟

自20世纪50、60年代以来,特别是自70年代以来,由于应用数学和地下水动力学的相互渗透,尤其是电算技术的推广和应用,极大地丰富和突破了传统水文地质学的内容,使地下水的定量研究发展到新的阶段。地下水计算的基本理论,从稳定流发展到非稳定流,从二维流发展到三维流,从解析法发展到数值解,有限单元法和有限差分法在地下水资源评价计算中得到广泛应用,通过模拟计算进行模型识别,并进行预报,解决了各种条件下的水文地质计算问题。与地下水模拟计算相关的计算机软件日臻完善,Modflow是近年来国际上流行的模拟软件之一,并由DOS版本发展到WINDOWS下的版本,具有可视界面及强大的计算、处理和展示功能,且易于操作,所以被广泛应用。

在地下水资源计算和动态分析预测中用到各种模型,诸如确定性模型与随机性模型、集中参数模型与分布参数模型、线性模型与非线性模型、单一模型与耦合模型等。不同地区根据具体的水文地质条件建立相应的模型,如河南商丘在人工调蓄条件下,建立的多年均衡法与有限元结合的数学模型;甘肃石羊河流域根据地下水动态演变规律,应用不规格有限差分法建立的数学模型,黄土层饱和与非饱和地下水的联合数学模型;干旱半干旱地区以地下水弹性效应为基础的数学模型,以地下水延迟给水效应为基础的数学模型和以反常水位效应为基础的数学模型。此外还有一些专门模型,如选择放射性废物处理场地的水渗流模型、垃圾填埋场和地表蓄水池污染物迁移模型等。

七、新技术、新方法的应用

勘测、测试及计算机技术在最近几十年里发展很快,它们在水文地质调查研究中得到了广泛的应用,极大地提高了水文地质工作研究的效率和所获取资料的质量,也为认识和解释一些水文地质问题提供了更坚实的基础。

在物探方法方面,在电法测试的基础上,开展了浅层高分辨率地震、声波、综合电磁、声频大地电场、激发极化、甚低频、静电a卡、综合测井、放射性低能谱测量、空间无线电波透视和超声成像等多种方法。例如,用浅层地震法确定地下岩溶的发育地段及划分第四系地层,用ESP型地质雷达系统了解松散层的结构和层次及浅层基岩的裂隙和洞穴发育情况,以磁法为主辅以电剖面法、浅层测温和α卡法指导打热水井,利用声频大地电场法、激电法和综合磁法找水,均取得良好效果。

在遥感方面,航空红外成像和扫描等技术的应用水平得到了提高,使图像的信息更加丰富,有利于遥感图像的解释。遥感方法在寻找地下水和地下热水、探测古河道、填制水质图等方面,均取得了良好的效果。近年来,在常规目视解释的基础上,进一步开发了多片种、多波段和多时相的综合解释技术,向多元数据复合、动态监测、趋势预报和计算机定量分析方向发展,取得了许多有实用价值的遥感地质解释结果。

通过研究地下水的同位素组分,结合水文地质条件和其它方法,可以确定地下水的成因、年龄、径流途径和补排关系等,为地下水资源评价和合理开采地下水、防治地下水的危害,提供了科学依据。根据δD和δ18O多年监测资料已求得中国大气降水线的直线方程为δD=7.7δ18O+7.5,建立了中国大气降水氢氧稳定同位素数据库,并汇入IAEA的全球大气降水氢氧稳定同位素数据库。

地理信息系统(GIS)是近年来发展起来的新技术,并迅速在水文地质领域中得到应用。一个研究区的水文地质空间信息可以划定为多个单独的信息层,可以分层提取空间数据(如水系、富水性分区、断裂构造、控制性井孔、地下水开采量、水化学成分等)。GIS将不同层的信息经逻辑匹配联系起来,生成新的图层,输出新的信息。目前,基于GIS的水资源信息管理系统软件正在开发,为水文地质信息的数字化、图形化提供了便利条件。

八、水文地质信息系统和成果展示

为了保证提供建立数学模型所需要的大量水文地质信息,如有效地利用水文地质资料,有必要建立相应的信息检索系统和数据库。地质矿产信息系统是国家经济信息系统的一个分系统,其中有“矿产储量数据库”和“地下水资源数据库”。全国一些地区也都建立了相关数据库。通过对数据管理系统的研究,河南环境水文地质总站近年来开发了“河南省地下水资源数据管理系统”和“地下水均衡试验观测数据处理系统”。山西环境水文地质总站开发了“山西地下水动态数据库管理系统”。秦皇岛、石家庄、新乡等,也都分别建立了数据库与数据库管理系统。它们都具有对资料进行输入、更改、查询、统计、打印、绘图等多种处理功能。

在信息系统研究的基础上,还开展了城市水资源管理专家决策系统的研究,通过对信息数据库、知识库、推理解释系统的研究,可以建立通用的城市水资源环境管理专家系统,从而将水资源环境管理这一复杂系统工程微机化、自动化,对水资源状态进行实时分析、过程模拟和信息输出,实现最佳决策选择。

在成果展示方面,在水文地质普查资料和地下水资源评价的基础上,我国各种比例尺水文地质图编图工作迅速发展,并创建了一套具有本国特色的水文地质编图方法,编制出版了许多全国、省市或按地区编制的图幅、图系或图集,其中1978年出版的《中国水文地质图集》基本上系统反映了我国从50年代以来区域水文地质工作的成果。随后编制《亚洲水文地质图》(1:800万),以及专项内容的图件,如《中国温泉分布图》(1∶600万),《北方典型遥感水文地质图像集》和《中国岩溶地区典型遥感水文地质图像集》。近年来,水文地质研究成果的数字化进展迅速,各种图件均可通过计算机(多媒体)展示。

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