1、精品文檔地下水資源勘察緒言水是人類賴以生存、 社會發展不可缺少的資源， 按其分布的空間可分為大氣水資源 （即大氣降水）、地表水資源（即江河湖海等地表水）和地下水資源（即儲存于地表以下巖土空隙中的水）。地下水資源是指有使用價值的各種地下水量的總稱。地下水資源是水資源的重要組成部分， 是生產生活用水的主要來源。為了使地下水資源得到合理的開發、利用，充分發揮其資源優勢，必須進行地下水資源勘察和評價。一、地下水資源勘察的任務和要求（一）地下水資源勘察的任務地下水資源勘察的基本任務是綜合運用不同的勘探方法，按著一定的勘察程序和勘察階段，調查研究勘察區的水文地質條件，分析評價地下水資源的分布及其質量、數量

2、特征，提出開采利用建議；預測可能引發的環境地質問題，提出防治對策建議。根據具體的勘察目的，又可分為區域性地下水資源勘察、水源地地下水資源勘察和專門性地下水資源勘察。（二）地下水資源勘察范圍地下水資源的勘察范圍應根據勘察階段和勘察目的以及地下水資源評價的要求確定，一般條件下應包括一個相對完整的水文地質單元。（三）地下水資源勘察階段的劃分根據地下水資源勘察規范SL454-2010 的規定，地下水資源勘察劃分為普查、初勘、詳勘、開采四個階段。（四）地下水資源勘察的基本工作內容地下水資源勘察的基本工作內容包括氣象水文調查、基礎地質調查、 水文地質調查、 勘探試驗、地下水動態觀測、地下水資源評價等。二、

3、地下水資源勘察的主要技術方法（一）水文地質測繪水文地質測繪是地下水資源勘察的重要基礎方法。通過水文地質測繪可以全面了解勘察區地形地貌、地層巖性、地質構造、 以及水文、 氣象條件。通過對測繪資料的綜合分析研究，揭示地下水的形成、分布與富集規律，初步查明勘察區的水文地質條件，對地下水資源的分布狀況作出初步評價，同時為進一步布置勘探工作提供依據。1、水文地質測繪的主要內容1）水文、氣象調查降水是地下水主要補給源。 地表水與地下水之間存在著密切的水力聯系， 它們控制了地下水的補給與排泄條件， 并影響地下水的動態特征， 也是水資源綜合利用的重要條件。 因此，應進行水文、氣象調查。2）地貌、第四紀地質調查

4、地形、地貌特征是內外營力綜合作用的結果， 它反映了地質構造與近代沉積物之間的內在成因聯系， 控制著地下水的埋藏分布與補給排泄。 第四紀沉積物是地下水分布儲存的主要場所。因此，是水文地質測繪的重要內容。主要包括：3）地層調查.精品文檔地層巖性是地下水賦存、運動的介質。地層的成因、分布特征及巖石的性質、特征與含水層的分布及富水性有著直接的關系。 因此，在水文地質測繪中要重視對地層巖性， 特別是含水地層和巖石含水性的調查研究。4）地質構造調查地質構造對地下水的埋藏、分布、運移和富集有著控制性的影響，大的構造體系控制著區域水文地質條件。因此要進行地質構造調查。5）地下水露頭調查。地下水露頭（泉、井）是

5、認識地下水及其含水層的“窗口”。因此水文地質測繪要注意對地下水露頭的調查。6）地表水體調查在自然界水循環中地表水（河流、湖泊、渠道、水庫等）和地下水之間經常發生聯系而互相轉化， 查明它們之間的轉化條件和轉化關系， 對闡明地下水資源的開采條件， 進行地下水資源評價是十分必要的。7）水質調查。水質是評價地下水質量的依據，是水文地質測繪的主要內容。8）地植物調查地植物即水文地質指示植物。 利用地植物尋找地下水， 判明地下水的某些特征， 在干旱、半干旱地區和濱海平原地區，往往有較好的效果。9）地下水開采利用現狀調查地下水開采利用現狀調查對評價地下水的儲存量、可開采量具有直接意義。10）與地下水有關的環

6、境地質問題調查。地下水是導致許多環境地質問題的重要因素，不合理的地下水開采可能引發環境地質問題。2、不同地區水文地質測繪的重點1）山前沖洪積扇地區應重點調查上游山區與沖洪積扇的接觸性質、洪積扇的邊界、規模、巖性組成以及下游地下水溢出帶的位置、溢出量等。2）山間河谷及沖洪積平原地區，河谷階地與古河道是其調查的重點。3）濱海地區查明咸淡水的分布范圍及其彼此間的關系，尋找淡水透鏡體是測繪的主要任務。4）黃土地區應重點調查黃土地貌形態特征和黃土地層巖性結構特征，分析地下水的賦存條件。5）沙漠地區測繪應查明河道（近代河道與古河道）、潛蝕洼地和砂丘、草灘、湖岸、天然堤等的分布及其與地下淡水層的分布關系；

7、調查喜水植物的分布與地下水埋藏深度及和化學成分的關系等。6）基巖山區。 （1）碎屑巖分布區； （ 2）可溶巖分布區； （ 3）巖漿巖與變質巖分布區。4、遙感技術在水文地質測繪中的應用1）水文地質遙感工作流程和內容； 2）水文地質遙感的類型及方法； 3）遙感影像資料的選用； 4）遙感圖像的解譯： （ 1）遙感圖像解譯的基本方法； （ 2）遙感圖像水文地質判譯的基本要求。 5）我國水文地質測繪遙感影像資料的應用。 （ 1）多波段衛星象片和普通航片的應用；（ 2）紅外成像的應用。5、同位素技術在水文地質測繪中的應用1）利用穩定同位素2H 18O 判別地下水的成因與補給源，查明地表水與地下水的補、排關

8、系及含水層之間的越流問題。2）利用放射性同位素3H 和 14C 測定地下水的年齡。3）利用放射性同位素3H 、51Cr、 60Co、 82Br 、131l 、137Cs 等，確定巖溶通道的分布與連通情況，測定地下水流速，測定包氣帶中水分的運移，估算入滲補給率；在井、孔中測定水文地質參數等。.精品文檔（二）水文地質物探1.水文地質物探的作用：2.常用物探方法及其適用條件與應用范圍目前比較成熟的水文物探方法，主要有直流電法勘探（自然電場法、電剖面法、高密度電法、電測法、激發極化法） 、電磁法勘探（瞬變電磁法、地質雷達、大地電測深法） 、地震勘探（折射波法、反射波法） 、聲波探測、放射性勘探、測井等

9、等。3.水文地質人員的任務：（三）水文地質鉆探水文地質鉆探是地下水資源勘察的重要手段， 通過鉆探可以更直接的了解含水層的埋藏深度、厚度、巖性、分布情況、水位和水質等，并驗證測繪與物探的成果；利用鉆井進行抽水試驗、注水試驗，從而確定含水層的富水性和水文地質參數。水文地質鉆探工作布置：1）水文地質鉆探工作布置的一般要求2）不同地區鉆孔布置的具體要求：（ 1）山前沖洪積扇地區； （ 2）山間河谷地區； （ 3）沖洪積平原地區； （ 4）濱海地區；（ 5）基巖地區：構造裂隙發育地段。碎屑巖分布區。巖漿巖、變質巖分布區。玄武巖分布區。可溶巖地區。（四）抽水試驗抽水試驗是水文地質勘察中的重要環節。抽水試驗

10、的主要目的是測定含水層的水文地質參數， 同時，利用抽水試驗對勘察區局部或整體滲流場的人工激發形成人工降深場，揭示水文地質條件，為資源評價及取水構筑物設計提供依據。1、抽水試驗的主要任務2、抽水試驗的類型和方法選擇1）類型：（ 1）單孔抽水試驗。 （ 2）多孔抽水試驗。 （ 3）群孔干擾抽水試驗。 （ 4）試驗性開采抽水。（ 5）穩定流抽水試驗。 （ 6）非穩定流抽水試驗。2）方法選擇： （ 1）普查階段；（ 2）初勘、詳勘階段； （ 3）專門性試驗； （ 4）完整孔、非完整孔抽水試驗； （5）分段抽水試驗； （ 6）分層抽水試驗； （ 7）大流量、大降深群孔抽水試驗。3.抽水試驗的技術要求1）

11、一般要求（ 1）抽水孔的布置：抽水孔的布置，應根據勘察階段，地質、水文地質條件和地下水資源評價方法等多因素確定。 為求取水文地質參數抽水孔的布置； 為查明含水層邊界性質、邊界補給量抽水孔的布置； 探采結合孔的布置； 抽水孔占勘探孔 （不包括觀測孔）總數的百分比（ %），宜不少于 50% 。（ 2）觀測孔的布置：觀測孔布置的意義；觀測孔的布置。觀測與測量。.精品文檔2）穩定流抽水試驗的要求（ 1）降深；（ 2）出水量；（ 3）動水位和出水量的觀測。（ 4）穩定標準和延續時間。3）非穩定流抽水試驗的要求（ 1）降深與出水量。 （ 2）動水位和出水量觀測。 （ 3）延續時間，延續時間應按水位下降與時

12、間 s（或 h2） lgt 關系曲線確定。4）群孔干擾抽水試驗的要求：5）開采性抽水試驗的要求；4.現場觀測、記錄和取樣4、現場觀測、記錄和取樣5、試驗資料整理1）現場資料整理根據抽水試驗資料繪制出的QS 曲線，常有以下幾種形式，如圖2 所示。曲線一般情況下表明地下水具有承壓性，因承壓水符合直線滲透規律。曲線一般情況下表明地下水是沒有承壓性的潛水，符合拋物線滲透規律。曲線表明地下水源不足，沒有充足的補給來源，抽水時主要消耗的是地下水的固定儲存量。 曲線表明抽水試驗時，測量中有錯誤或洗井工作未做好，致使單位出水量在抽水過程中逐漸增大。這種資料不能應用，必須重新進行抽水試驗。2）室內資料整理（ 1

13、）繪制各種綜合圖表。 （ 2）計算水文地質參數。 （ 3）編寫抽水試驗報告。.精品文檔.精品文檔（五）地下水動態觀測地下水動態是指地下水的水位、 水量、水溫及水質（化學成分和氣體成分）在各種因素綜合影響下隨著時間而有規律的變化。1、地下水動態觀測的意義2、地下水動態觀測的內容和要求：地下水觀測的內容包括測定地下水的水位、水溫、泉的涌水量、采取水樣測定地下水化學成分的變化。三、地下水資源評價對地下水資源的數量、質量、時空分布特征和開發利用條件做出科學的、全面的分析和估計，稱為地下水資源評價。進行地下水資源量的評價時，應計算、確定允許開采量，分析開采條件下截獲的補給量和奪取的補給量以及溢出與蒸發的

14、減量（排泄量），分析開采動態類型、 論證在整個開采期內開采和補給的平衡。據氣象、水文多年觀測資料，論證開采量的保證程度，預報區域動水位情況，分析地下水開采后可能對環境產生的不良影響。（一）地下水資源的特點1.可恢復性； 2.調節性； 3.轉化性。（二）地下水資源分類1、補給量。 補給量是指在天然狀態下或在人工開采條件下，在單位時間內由大氣降水和地表水體滲入、 相鄰含水層徑流流入、 越流補給及人工補給等流入含水層的水量。 按補給量的形成條件又可分為天然補給量和開采補給量。2、儲存量。 儲存量是指儲存于含水層內重力水體積，根據含水層埋藏條件的不同，又分為容積儲存量和彈性儲存量。3、排泄開采量。排泄

15、開采量是指從含水層的補給區到排泄區的整個范圍內地下水總的減少量。按照排泄消耗的形式可分為天然排泄量、開采排泄量和人工開采量。人工開采量可分為實際開采量和允許開采量。（ 1）實際開采量是指在一定技術條件下，采用各種抽水設備從含水層中實際取出的地下水量。（ 2）允許開采量是指通過技術經濟合理的取水構筑物， 在整個開采期內出水量不會減少，動水位不超過設計要求， 水質和水溫變化在允許范圍內， 不影響已建水源地正常開采，不發生危害性的環境地質問題并符合現行規定的前提下， 從水文地質單元或水源地范圍內能夠取得的地下水資源。（三）地下水資源評價的原則1.三水轉化、相互聯系的原則； 2.以豐補欠、調節平衡的原

16、則； 3.水質、水量統一評價的原則； 4.充分考慮環境地質問題的原則。（四）地下水資源評價的基本要求：（五）水文地質參數的確定水文地質參數是表征含水層性質特征及地下水資源評價計算的重要參數，其數值大小是含水層各種性能的綜合反映。常采用的水文地質數有滲透系數、導水系數、釋水系數、 給水度、降雨入滲系數、影響半徑、壓力傳導系數、越流系數等。1、滲透系數。滲透系數（ K ）是表示含水層滲透性能的參數。2、導水系數（T ）。導水系數（ T ）是表示含水層導水能力大小的參數，其數值為含水層的滲透系數與厚度的乘積。3、給水度（） 。 給水度（）是表示潛水含水層給水能力的參數。即飽水巖土在重力作用下，可自由

17、流出的最大水體積與整個巖土體積之比值。4、儲水系數（ * ）。儲水系數（ * ）是指單位面積的承壓含水層柱體，在水頭降低1m.精品文檔時，釋放的水體與柱體體積之比值。表示承壓含水層的彈性釋放能力的參數，也稱釋水系數。5、降水入滲系數（）。降水入滲系數（）是降水入滲量與降水量的比值。降水入滲系數的經驗值名稱名稱黏土0.010.02半堅硬巖石（裂隙較少）0.100.15粉質黏土、粉土0.020.05裂隙巖石（裂隙率中等）0.150.18粉砂0.050.08裂隙巖石（裂隙率較大）0.180.20細砂0.080.12裂隙巖石（裂隙率大）0.200.25中砂0.120.18巖溶化極弱的灰巖0.010.1

18、0粗砂0.180.24巖溶化較弱的灰巖0.100.15砂礫石0.240.30巖溶化中等的灰巖0.150.20砂卵石0.300.35巖溶化較強的灰巖0.200.30堅硬巖石（裂隙極少）0.010.10巖溶化極強的灰巖0.300.50注：根據其它資料，此表數值可能偏小。6、影響半徑（R）。 影響半徑（ R）是表示含水層補給條件的參數，綜合地反映了含水層的規模、補給類型、補給能力。影響半徑 R 經驗值巖性主要顆粒粒徑（ mm）R（ m）粉砂0.050.12550細砂0.10.2550100中砂0.250.5100200粗砂0.51.0300400極粗砂1.02.0400500細礫2.03.05006

19、00中礫3.05.06001500粗礫5.010.0150030007、水位傳導系數 （ a= /）。水位傳導系數 a= /表示含水層中水位傳導速度的參數。對于承壓含水層為壓力傳導系數a= / * 。（六）地下水資源量評價（計算）方法1、補給量的計算地下水補給量計算應包括由地下水徑流的流入、降水入滲、 地表水入滲、 越流補給等途徑進入含水層（帶）的水量。1）地下水徑流補給量（ 1）地下徑流補給量可按達西公式計算：Q=KIBM式中 Q 地下水徑補給量（ m3/d）；K 含水層滲透系數（ m/d）；I 自然狀態或開采條件下的地下水水力坡度；B 計算斷面寬度（ m）；M 計算斷面含水層厚度（ m）。

20、（ 2）巖溶區可采用地下徑流模數法確定地下徑流補給量：Q=MF.精品文檔式中 Q巖溶水補給量（m3/d）；M 地下徑流模數，M= 暗河流量 Qi/ 暗河補給面積Fi；F計算面積（m2 ）。2）降水入滲補給量（ 1）采用降水入滲系數計算：Q=F x/365式中 Q降水入滲補給量（m3/d）；年平均降水入滲系數；F降水入滲面積（m2）；X 年降水量（m）。（ 2）地下水徑流條件較差，以垂直補給為主的潛水分布區可采用給水度計算降水入滲補給量：Q= F h/365式中 Q降水入滲補給量（m3/d）； h一年內每次降水后，地下水位升幅之和（m）；含水層給水度；F計算面積（m2 ）。（ 3）地下水徑流條件

21、良好的潛水分布區可采用數值法計算降水入滲補給量。3）地表水滲入補給量（ 1）河（渠）雙側滲入補給量可根據河（渠）上、下游斷面的流量資料采用水文分析法按下式計算：式中Q河（渠）滲入補給量（m3）；Q 上 Q 下河（渠）上、下游水文斷面實測流量（m3）；Q 區入 河（渠）上、下游水文斷面區間匯入該河（渠）段的流量（m3）；Q 區出 河（渠）上、下游水文斷面區間引出該河（渠）段的流量（m3） ;修正系數，一般取0.20.4；L 計算河（渠）段的長度（m）；河（渠）上、下游水文斷面間河（渠）段的長度（m）。（ 2）河（渠）單側滲入補給量可采用達西公式計算。（ 3）湖（塘）滲入補給量可采用水量平衡法按下

22、式計算：.精品文檔（4）灌溉水的入滲補給量可按下列方法計算：利用灌溉定額資料計算：Q= 0mFg/365式中 Q灌溉水入滲補給量（m3/d）； 0灌溉水入滲率；m灌溉定額（m3/畝）；Fg灌溉面積（畝） 。利用地下水動態觀測資料計算：Q= Fg h/365式中 h一年內灌溉引起的地下水水位升幅之和（m）。Fg灌溉面積（m2）其它符號同前。4）相鄰含水層的垂向越流補給量可按下列方法計算：（ 1）能夠確定相鄰弱透水層的有關參數時：h計算含水層的水位或開采漏斗的平均水位（m）。（ 2）具有分層動態觀測資料時可采用數值法確定。5）全排型泉水，可根據泉水流量的長期觀測資料，進行頻率計算，以不同頻率的排泄

23、量作為補給量。6）地下水主要以地表徑流的形式排泄時，可利用計算區下游水文觀測資料，采用基流.m3）。精品文檔分割法確定補給量，但應考慮計算斷面處地下水徑流排泄的情況。2、儲存量的計算1）潛水含水層的儲存量可按下列公式計算：式中 W 地下水儲存量（m3）；潛水含水層的給水度；V 潛水含水層的體積（2）承壓水含水層的彈性儲存量可按下列公式計算：W=F · S· h式中 W 地下水的彈性儲存量（m3）；F含水層的面積（m2）；S彈性釋水系數；h承壓水含水層自頂板算起的壓力水頭高度（m）。3、排泄量的計算地下水排泄量計算應包括由潛水蒸發蒸騰、地下水徑流排泄、地表水排泄、越流排泄、人

24、工開采等途徑從含水層（帶）排泄的水量。1）潛水蒸發量可利用下列經驗公式計算：潛水位埋深（m）；0 潛水蒸發極限埋深（m）；n經驗指數，一般取13。2）利用潛水蒸發系數計算：C潛水蒸發系數，系潛水蒸發量與潛水蒸發強度0 之比，即C= / 0。3）地下水徑流排泄量、地表水排泄量、越流排泄量可按地下水徑流補給量、地表水滲入補給量和越流補給量的方法反運算確定。4）利用各單項排泄量之和確定總排泄量時，應對各單項排泄量進行具體分析，并避免重復。5）全排型泉水，可根據泉水流量的長期觀測資料，計算不同頻率的排泄量。6）河川基流量可采用水文分割法確定。4、允許開采量計算和確定計算和確定地下水的允許開采量是地下水

25、資源評價的核心問題， 計算和確定允許開采量的方法也稱為地下水資源評價方法。1）水量均衡法水量均衡法是全面研究均衡區（計算區、評價區），在一定時段（均衡期）內地下水補給量、 儲量和排泄量之間數量轉化關系的方法，通過均衡計算得到地下水允許開采量。水量均衡法是地下水資源評價中常用的基本方法。.K ）、導0.40.9。精品文檔（ 1）基本原理一個均衡區內的含水層系統，在任一時間段（t）內的補給量與排泄量之差，恒等于含水層系統中水體積的變化量（Q）。即：Q 補 -Q 排=Q若要保持均衡區內的地下水資源可持續開采，則地下水允許開采量為區內補給量與排泄量之和。即：Q允=Q補+Q排（ 2）方法和步驟建立水文地

26、質概念模型確定均衡要素劃分均衡計算區確定水文地質參數水文地質參數一般包括降水入滲系數、 地表水滲漏系數、 灌溉入滲系數、 潛水蒸發系數及含水層的給水度、滲透系數、導水系數和導壓系數等。確定均衡期、分項計算各補給量和排泄量利用地下水動態資料計算儲存量的變化量利用儲存量的變化值檢驗計算年的地下水補給量確定和評價地下水補給資源量評價地下水可開采資源量應結合實際水文地質條件，綜合考慮現狀開采量、開采技術條件、 水位埋深狀況和地質環境約束條件來確定地下水可開采資源。一般用單位時間內從特定研究含水層組中可以取得的地下水水量表達：Qk QB +QP式中： Qk均衡區內可開采量（m3/d 或 m3/d） ;Q

27、B均衡區內各種補給量之和（m3/d 或 m3/d） ;QP均衡區內各種排泄量之和（m3/d 或 m3/d）。2）數值法以滲流理論為基礎的一種求解微分方程定解問題的近似方法，可解決復雜水文地質條件和地下水開發利用條件下的地下水資源評價， 可進行地下水補給資源量和可開采資源量的評價和預測。具體計算方法主要有有限差分法， 有限單元法和邊界元法。 常用的是有限差分法和有限單元法。基本方法和步驟如下：（ 1）水文地質條件分析； （ 2）水文地質概念模型和數學模型建立； （ 3）空間離散（剖分）；（ 4）確定模擬期和預報期； （ 5）地下水均衡分析； （ 6）水文地質條件識別； （ 7）地下水資源評價和水位預報。3）解析法解析法運用地下水動力學中解析解公式（