1、水文地質學凌賢長土木工程學院巖土與地下工程教研室xianzhang_/ 86282576供水水文地質勘察 供水水文地質勘察的定義。 供水水文地質勘察的目的。 供水水文地質勘察的任務。 供水水文地質勘察的內容。 供水水文地質勘察的階段。 地下水允許開采量的精度分級。 供水水文地質勘察的方法。 地下水抽水試驗。 地下水動態觀測。【自學】 地下水資源評價。【自學】 供水水文地質勘察報告。供水水文地質勘察的定義 以尋找地下水源為目標所開展的各項工作統稱為供水水文地質勘察。供水水文地質勘察的目的 為地下水源地尋找、取水工程設計與施工、地下水資源開發與保護提供必要的水文地質資料。

2、供水水文地質勘察的任務 查明水文地質條件，選擇與圈定地下水源。 根據用水要求，評價地下水源的水質與水量。 提出取水工程的選取與布置的技術、經濟方案。 對地下水資源的合理開發和有效保護提出具體建議。供水水文地質勘察的內容 地下水的儲量、允許開采量。 地下水的徑流、調節能力。 地下水的補給條件。 地下水的邊界條件。 地下水的水質、物理化學性質。 地下水的污染狀況與污染源、污染途徑。 地下水的開采現狀。 開采條件下的地下水的動態過程。 與地下水開采有關的環境地質問題、不良地質現象。供水水文地質勘察的階段 初步勘察階段。主要任務是選取與圈定地下供水水源地。在查明區域水文地質條件基礎上，對可利用的地下水

3、源進行初步的水質與水量評價，以確定擬建的地下供水水源地，并為詳細勘察和取水工程初步設計提供初步的水文地質資料。 詳細勘察階段。主要任務是對擬建的地下供水水源地進行詳細的水質與水量評價且充分獲得取水構筑物附近范圍的水文地質資料，并理定最佳的開采方案，為給水工程施工圖設計提供必要的水文地質資料。地下水允許開采量的精度分級 允許開采量是地下水供水設計的重要指標，也是供水水文地質勘察的主要目的。 允許開采量的精度隨水文地質勘察階段發展而不斷提高。 根據地下水的水文地質條件研究程度、動態觀測時間長短、計算數據與參數精度、計算方法與公式合理性、補給保證程度等，按照由高到低，允許開采量的精度一般劃分為a、b

4、、c、d、e等五個級別。供水水文地質勘察的方法 收集并研究既有資料，包括基礎地質資料、水文地質資料、第四紀地質與地貌資料、環境與災害地質資料、人文地質與地理資料、遙感地質資料、地球物理資料、地球化學資料、同位素地質資料、農業與植被資料、地方病史資料等。 調查與訪問群眾。 現場踏勘。 水文地質測繪。 水文地質物探。 水文地質鉆探。 水文地質遙感。 水文地質化探。 地下水抽水試驗。 地下水長期動態觀測。地下水抽水試驗抽水試驗的目的 測定含水層的水文地質參數，為地下水資源評價與保護、供水水源地選擇與圈定、取水工程設計與施工提供必要的水文地質依據。抽水試驗的任務 測定含水層的涌水量及其與水位下降之間關

5、系。 測定含水層的滲透系數、導水系數、給水系數、彈性儲水系數等水文地質參數。 測定影響半徑大小、降落漏斗形狀及其擴展狀況。 了解地下水與地表水之間、相鄰含水層之間的水力聯系。抽水試驗的基本類型 單孔抽水試驗從一個孔中抽水，做13次水位下降。可計算孔的出水量與水位下降之間關系、含水層的賦水量和透水性。qt1t2t3單孔抽水試驗抽水試驗的基本類型 多孔抽水試驗從一個孔中抽水，并在抽水孔周圍布置若干個觀測孔。除可計算含水層的水文地質參數之外，還能夠了解影響半徑大小、降落漏斗形狀及其擴展狀況，合理確定井距、地下水與地表水之間水力聯系。q多孔抽水試驗抽水孔觀測孔抽水孔觀測孔地下水流向觀測孔平行或垂直地下

6、水流向布置抽水試驗的基本類型 群孔干擾抽水試驗從兩個或兩個以上孔中同時抽水。可了解區域水位下降與總開采量之間關系，并評價地下水的允許開采量、合理確定最佳開采方案。qqq群孔干擾抽水試驗抽水試驗的基本類型 開采性抽水試驗在枯水期進行，試驗抽水量接近于實際供水量。抽水持續時間，若下降漏斗能夠達到穩定，則應抽水一個月以上；若下降漏斗不能達到穩定，則應抽水至下一補給期。可確定地下水的允許開采量、查清補給量、測定水文地質參數等。抽水井構造過濾器封閉物填礫沉砂管井壁抽水井構造井室抽水吸水管抽水試驗的技術要求穩定流抽水試驗 試驗段應選擇含水層中賦水性最好的層。多個含水層地區，應分層做試驗。只有當含水層很薄或

7、不宜分層時，才將幾個含水層并于一體做混合試驗。水質與流量差別較大的地區，應分層或分段試驗。 同一個孔應進行三次水位降深的試驗，并且三次水位下降的落程要求均勻分配。每次水位下降的落程越大越好，最好接近或大于實際開采的水位下降值。s1s2s3s1=s0/3 s2=2s0/3 s3=s0抽水試驗的技術要求穩定流抽水試驗 在各次水位下降的試驗中，吸水管口的深度應相同。 在基巖中試驗，水位下降的落程應由大到小，以利于井管附近含水層中細小顆粒在第一次水位下降中即被沖洗且排出孔外。在松散地層中試驗，水位下降的落程應由小到大，以防孔壁坍塌或堵塞過濾器。 抽水過程必需保持均勻性和連續性，井中動水位、出水量與時間

8、之間關系曲線只能在一定范圍內波動，二者絕不能持續上升或持續下降。 井中動水位、出水量均穩定后的抽水階段稱為穩定延續時間。有一段穩定延續時間是保證試驗質量的重要因素，由于井中動水位、出水量均穩定后至下降漏斗完全穩定還需要一定時間穩定延續時間。抽水試驗的技術要求穩定流抽水試驗 必需在試驗之前測定天然水位。從井中連續觀測三次的數據均相同、或4h內相差不過2cm時，才可認為是天然水位。 試驗開始階段，井中動水位、出水量觀測的時間間隔為5-10-15-20-25-30min。以后，每隔30min或1h觀測一次，直至試驗結束。 試驗結束后，恢復水位的觀測時間間隔為1-2-3-4-6-8-10-15-20-

9、25-30min；以后，每隔30min觀測一次。抽水試驗的技術要求非穩定流抽水試驗 抽水延續時間。一般按照slgt曲線，確定抽水延續時間：當曲線出現拐點后趨于水平時，拐點對應的時間t0可以視為抽水延續時間；若slgt曲線無拐點而呈直線連續下降，則抽水延續時間應視試驗目的而適當延長。然而，據經驗，非穩定流抽水延續時間無需太長。 試驗中測量要求。為了繪制slgt曲線，試驗初期階段，應加密觀測，觀測時間間隔為1-2-3-4-6-8-10-15-20-25-30min；以后，每隔30min觀測一次。 抽水井的出水量必需保持一致。slgt0lgt0s0lgt供水水文地質勘察報告 文字報告。 水文地質圖件

10、。 原始試驗資料。供水水文地質勘察報告文字報告 序言委托單位，委托時間，勘察單位，勘察時間，勘察階段，勘察性質【新水源地勘察，擴大水源地勘察，水資源評價勘察，等】，勘察要求，勘察地點，勘察范圍，勘察工作量，勘察方法，水質水量要求，過去的勘察工作與研究程度。 自然地理與地質概況地理位置，行政區劃，地形，地貌，水系，氣象，植被，歷史水文地質，第四紀地質，地層結構與組成，巖石類型與分布，地質構造，新構造運動，區域地質條件與大地構造背景，等。供水水文地質勘察報告文字報告 水文地質條件含水層的類型、巖性、分布、埋藏條件，隔水層的巖性、分布、埋藏條件，含水層與隔水層之間關系、水力聯系，儲水構造形式，地下水

11、的補給區、補給源、補給方式、補給量，地下水的徑流及其影響因素，地下水的排泄方式、排泄途徑、排泄方向、排泄量。 地下水資源評價地下水的水質、允許開采量、保證程度，開采條件下地下水的補給量、消耗量、儲存量的變化趨勢，地下水的物理化學性質、化學成分含量與變化，地下水的污染可能性與污染程度、可能污染源與污染途徑，開采后地下水的水質與化學成分發展趨勢，水資源評價的原則、理論依據、參數確定。供水水文地質勘察報告文字報告 結論與建議扼要概述：勘察成果，主要含水層、水源地及其埋藏條件，供水含水層的基本水文地質參數與有關數據，水質是否合乎要求與處理意見，抽水方案與取水構筑物類型建議，地下水開采可能引發的環境問題

12、、不良地質現象與防治措施，地下水資源保護與管理的意見，尚需進行與地下水資源評價、利用、保護有關的其它工作。供水水文地質勘察報告水文地質圖件 單項水文地質圖潛水等水位線圖，承壓水等水壓線圖，潛水埋藏剖面圖，承壓水埋藏剖面圖，水文地質綜合剖面圖【地下水埋藏條件綜合剖面圖】，地下水tds圖，含水層分布圖，水文地質分區圖，等。 綜合水文地質圖反映若干項重要的水文地質要素及其內在聯系，影響這些水文地質要素的其它因素，以及這些其它因素對水文地質條件的影響程度。供水水文地質勘察報告其它資料 鉆探資料鉆孔柱狀圖。 物探資料物探解譯圖，現場測試圖。 遙感資料遙感解譯圖。 化探資料化探分析圖，現場與室內測試圖。

13、氣象資料年降雨量分布圖，年氣溫分布圖，年低溫測試圖。 抽水試驗資料抽水的記錄、成果綜合于一張圖表上，包括抽水日期、每次抽水的水位下降和出水量、觀測孔的水位下降和距離、qs曲線、井的結構等。 水質分析資料以表格形式反映水質分析的記錄和結果，包括取樣日期、取樣地點、分析日期、主要物理性質、主要陽離子含量、干凅殘余物、總硬度、暫時硬度、ph值、游離co2-2、化學類型。供水水文地質勘察報告閱讀要點 勘察的階段、范圍、任務、目的、內容等與設計是否相符。 勘察的方法、工作量是否合理且符合規范要求。 勘察的資料和成果的水平、可信度。 是否查明勘察區的地質、水文地質條件。 對于地質與地理、氣象、植被、人文條

14、件部分，閱讀的重點在于地形、地貌、巖石、地層、構造、地表水、降水、氣溫、植被、工程活動等對地下水的形成、類型、儲存、分布、埋藏、徑流、物化性質的影響方面。供水水文地質勘察報告閱讀要點 對于地下水的水質、水量、評價部分，閱讀的重點在于所用的公式是否正確、水文地質參數是否準確、主要數據來源是否可靠且是否試驗測定、地下水補給源與補給條件是否查明、是否考慮由于地下水開采而可能引發新的環境問題、不良地質現象。 綜合水文地質圖閱讀的一般程序：熟悉比例尺和圖例了解地形、地貌、地表水系、巖石、地層、構造等基本特征與分布逐個考察單項水文地質要素的分布規律、埋藏條件、影響因素綜合分析各水文地質要素之間關系。 鉆探

15、資料、物探資料、化探資料、遙感資料、氣象資料、抽水試驗資料等的閱讀，需要結合上述其它成果資料綜合分析、比對考察。同時，應該考察這些資料所對應的勘察、取樣點的代表性、分布合理性等。裘布依單井穩定流公式在抽水試驗中應用的若干要點 根據抽水試驗的觀測值，繪制的qs或qh2關系曲線若為直線，則可用下式直接計算含水層滲透系數k。22lglg733. 02lglg733. 0hhrrqsshrrqkhhmrrqmsrrqklglg366. 0lglg366. 0潛水完整井承壓水完整井qs或h20 根據抽水試驗的觀測值，繪制的qs或qh2關系曲線若為曲線，說明井附近出現三維紊流的影響，應采用消除阻力法進行修

16、正。為此，需要繼續繪制s/qq或h2/qq關系曲線，若為直線，則可用下式計算含水層滲透系數k。采用1/代替式中q/s或q/h2h2。q0s/q或h2/qqs或h20h2h2h2潛水完整井承壓完整井222lglg733. 0lglg733. 0hqrrhhqrrksqmrrklglg366.0dmmsrrqk/2 .19575. 12718. 0lg292lg7850366. 0lglg366. 0抽水試驗工程應用算例裘布依公式計算范例 算例一：在某一承壓含水層中進行抽水試驗。含水層厚度為27m，井的半徑為0.18m，過濾器長度為27m，影響半徑為292m。試驗觀測結果如下。s1=1.00m q

17、1= 4500m3/ds2=1.75m q2= 7850m3/ds3=2.50m q1=11250m3/d試求含水層的滲透系數k。據三次抽水試驗的觀測結果作qs關系曲線，如圖所示，為一直線，因而可以選用如下式子。0123s/m500010000q/m3/d抽水試驗工程應用算例裘布依公式計算范例 算例二：在某一潛水含水層中進行抽水試驗。含水層厚度為25m，井的半徑為0.1m，過濾器長度為23m、位于含水層底部，影響半徑為302m。試驗觀測結果如下。s1=1.8m q1=40l/s=3456m3/ds2=3.2m q2=60l/s=5184m3/ds3=4.7m q1=75l/s=6480m3/d

18、試求含水層的滲透系數k。據三次抽水試驗的觀測結果作qs關系曲線，如圖所示，為一曲線，因而井附近出現三維紊流的影響，應采用消除阻力法進行修正。為此，需要繼續考察h2/qq關系曲線。20406080012345678q/l/ss/m0.010.020.030.040.0502000400060008000q/m3/dh2/q/m/d0.02根據以上三次水位下降的觀測值，作h2/qq關系曲線，為一直線，因而消除了井附近三維紊流的影響，如下圖所示，在縱軸上取截距。采用下式計算滲透系數k。dmrrk/45.12702. 01 . 0lg302lg733. 0lglg733. 0課后自學內容 抽水試驗方法舉例。 地下水動態觀測。 地下水資源評價復習思考題 供水水文地質勘察的定義、目的、任務、內容？ 供水水文地質勘察的階段及其內容、任務？ 供水水文地質勘察的方法？ 地下水允許開采量的精度分級？ 抽