水文地质测绘基础知识,水文地质测试与试验试卷

2024-05-17 测绘知识 25
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本篇文章给大家谈谈水文地质测绘基础知识,以及水文地质测试与试验试卷对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

目录一览:

预备知识 水文地质勘察概述

主要掌握水文地质勘察的目的、任务、重要性,水文地质勘察所使用的主要 *** 手段、阶段划分和水文地质勘察工作程序(工作步骤)等。它是关于水文地质勘察 *** 的导论性和综合性内容。在学习过程中,应注意对水文地质勘察 *** 手段、阶段划分的理解,掌握勘察工作程序和步骤,学以致用。

学习目标

※ 知识目标

1)掌握水文地质勘察的目的、任务及重要性。

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2)掌握水文地质勘察的工作 *** 和工作程序。

※ 能力目标

1)具备水文地质勘察的工作能力。

2)学会水文地质勘察的工作程序。

认知思考

1)如何进行水文地质勘察工作?

2)水文地质勘察有哪些工作步骤?

学习内容

(一)水文地质勘察的目的、任务、重要性及类型

水文地质勘察工作的目的是运用各种技术 *** 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、运动特征和水质、水量变化规律。水文地质勘察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。

水文地质勘察是一项复杂而重要的工作。其复杂性是因为地下水具有流动性,水质、水量随时空变化,而且所使用的勘察 *** 种类较多。其重要性包括: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的水文地质问题的解答,都要通过各种水文地质勘察来完成,即水文地质资料来源于勘察。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水文地质勘察与勘探是一项费用高、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察费用,又不能提供工程设计所需要的水文地质资料;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。

水文地质勘察工作,按其目的、任务和勘察 *** 的特点,可分为三类:

1)区域性水文地质勘察。是指中小比例尺的综合性水文地质勘察,亦称综合水文地质勘察。其勘察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,这种勘察也可能是为某项专门性的水文地质勘察任务(如城市供水、矿山排水、环境水文地质勘察等)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,均需进行区域性的水文地质勘察工作。区域性水文地质勘察的主要任务是,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。区域性水文地质勘察的范围一般较大,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勘察,勘察图件的比例尺一般小于1∶10万。

2)专门性水文地质勘察。专门性水文地质勘察是为专门目的或某项生产建设而进行的勘察工作。其勘察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勘察。专门性水文地质勘察的任务是:较详细地查明勘察区的水文地质条件,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。专门性水文地质勘察的范围,视工程项目的规模或科研的需要而定。例如,供水水文地质勘察的范围,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;矿床水文地质勘察的范围,应根据矿井在更大疏干深度条件下可能补给矿坑(井)的补给范围来确定;环境水文地质勘察的范围,至少应把地下水污染区和污染源包括在内。专门性水文地质勘察的比例尺,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勘察和研究工作,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勘察提供地下水动态、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的意义日显重要。监测项目主要包括:地下水位、水量、水质、水温,以及环境地质项目等。

(二)水文地质勘察所使用的主要 *** 手段

进行水文地质勘察所使用的基本 *** 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勘察中的应用、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。任何一项水文地质勘察工作,基本上都是采用这些 *** 手段,这些 *** 手段(或工种)的精度直接决定了勘察成果的质量。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 *** 等新的技术 *** 已用于水文地质勘察中,大大提高了水文地质勘察的精度和工作效率。

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观察、测量、描述、勘察,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之一步,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 *** 。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,可直接使用坑探或槽探。

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 *** 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,使解译结果真实地反映客观情况。水文地质工作中应用的主要物探 *** 有:电法、磁法、地震 *** 、放射性 *** 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 *** 也得到了广泛应用。

4.水文地质野外试验

在野外勘察工作中,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。根据勘察工作需要,应合理布置这些试验。

5.地下水动态长期观测

由于地下水是变化的,为寻找其变化规律,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.室内分析测定与实验

实验室内分析、测定等工作,主要是获得地下水质、岩石的水理性质、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勘察中的应用

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和计时作用。因此被广泛应用于水文地质勘察工作中。目前在水文地质勘察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的年龄;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)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、 *** 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,不与探测目标直接接触,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。其特点是勘察面积大、周期快、应用面广,在提高勘察质量、加快勘察进度、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,目前在水文地质勘察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勘察和环境监测,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,以及用于勘察地表水资源和监测环境污染等。

10.地理信息系统(GIS)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)在水文地质勘察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、水文地质勘察工作中逐步推广应用。

(三)水文地质勘察工作阶段的划分

专门性的水文地质勘察工作,一般都是分阶段进行的,其原因主要在于:①专门性水文地质勘察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,水文地质勘察工作亦应划分为相应的阶段进行;②把勘察工作分为不同的阶段,可以使整个勘察工作有次序、有侧重,逐渐深入进行,可使我们对勘察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,避免在勘察工作中犯重大的、全面性的错误。不同任务的专门性水文地质勘察工作,其勘察阶段的划分一般是各不相同的。

通常,水文地质勘察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(简称详勘)和开采四个阶段。其中初步勘探和详细勘探统称为水文地质勘探阶段。一般水文地质普查属于综合性水文地质勘察,水文地质勘探属于专门性水文地质勘察。

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勘察工作,采用的比例尺一般为1∶20万或1∶10万。勘察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做出评价,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、地下水补给与排泄条件、地下水运动规律等。

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察工作。主要工作是进行大中比例尺(1∶10万或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地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勘察区的水文地质条件,对水质水量做出精确、全面的评价,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、专门性试验等,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。对某个具体工程勘察项目应划分为几个勘察阶段,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勘察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勘察成果,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)的勘察工作,或只进行补充性的勘察工作。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,可采用勘探和开采结合方式,直接进入开采阶段的勘察。⑤对于农田灌溉供水水文地质勘察,鉴于农田供水的保证程度较低,故一般只需划分为普查、详查和开采三个勘察阶段。⑥对于矿床水文地质勘察阶段的划分,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。

(四)水文地质勘察工作的程序(工作步骤)

水文地质勘察工作,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。一般的工作程序如下:

1.接受勘察任务

勘察任务分为纵向任务(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)签订委托任务合同后,方算正式确定勘察任务。

2.准备工作

接受勘察任务后,要进行准备工作,主要是人员组织准备、技术准备、物资后勤等方面的准备。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,应充分收集勘察区已有的自然地理资料、地质、水文地质资料及图件等,对勘察区的水文地质条件和问题有初步认识,并确定勘察区的研究程度。必要时,应进行野外现场踏勘,踏勘路线应力求穿过勘察区地层发育比较完整、水文地质条件有代表性的剖面,并了解勘察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勘察工作的基本依据,是水文地质勘察的“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。设计书的主要内容如下:

1)勘察区的自然地理、地质、水文地质条件,内容包括:①勘察工作的目的、任务,勘察区位置、面积及交通条件,勘察阶段和勘察工作起止时间;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勘察区地质、水文地质条件概述。

2)勘察工作设计,主要内容包括:①勘察工作拟投入的工种、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。布置勘察工作时,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,防止平均使用勘察工作量;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预期勘察工作成果。

3.野外工作

野外工作就是在野外现场进行各项水文地质勘察工作。水文地质勘察投入的工种顺序为: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,既要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,按时段组织勘察、检查和总结,在野外工作期间,可根据实际情况,对设计书进行适当修改,但进行重大改变,应提出补充设计。有关野外勘察的工作 *** 和内容,将在以后有关内容进行介绍。

4.室内工作

室内工作主要是将野外勘察获得的资料,认真地进行校核、整理、分析,编写水文地质勘察工作成果。勘察成果一般包括水文地质图件和文字报告两部分。

最后,按规定程序组织勘察成果的验收和鉴定工作。

知识小结

通过学习,应掌握以下重点内容:①水文地质勘察所使用的10种主要 *** ,掌握每种 *** 的应用和优缺点;②水文地质勘察阶段划分:普查、详查、勘探、开采;③水文地质勘察工作的程序(工作步骤):接受勘察任务→准备工作→野外工作→室内工作→鉴定验收。

知识训练

1.水文地质勘察的目的、任务是什么?

2.进行水文地质勘察工作有何意义?

3.水文地质勘察工作有几种类型?各有什么特点?

4.水文地质勘察 *** 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 *** 的优缺点。

6.水文地质试验中最主要的试验是哪种?

7.什么是“3S”技术?各有什么作用?

8.为什么要划分水文地质勘察阶段?各行业(部门)水文地质勘察阶段是如何划分的?

9.通常水文地质勘察如何划分勘察阶段?各阶段的任务和要求是什么?

10.水文地质勘察工作的工作程序(工作步骤)是什么?

水文地质测绘基础知识,水文地质测试与试验试卷

水文地质测绘的任务和内容

水文地质测绘的基本任务是:①调查研究地层的空隙性及含水性,确定调查区内的主要含水层或含水带及埋藏条件,隔水层的特征与分布;②查明区内地下水的基本类型及各类型地下水的分布特征、水力联系等;③查明地下水的补给、径流、排泄条件;④各种构造的水文地质特征;⑤概略评价各含水层的富水性,区域地下水资源量和水化学特征及动态变化规律;⑥论证与地下水有关的环境地质问题;⑦了解区内现有地下水供水、排水设施以及地下水开采情况。

水文地质测绘的主要内容为:①地质调查;②地貌及第四纪地质调查;③地下水露头的调查;④地表水体的调查;⑤与地下水有关的地质环境调查。

水文地质测绘要求

2.2.4.1 水文地质测绘比例尺

(1)水文地质测绘比例尺,“项目”重点工作区为1∶10万,其他工作区为1∶25万。

(2)水文地质测绘要在比例尺大于或等于测绘比例尺的地形、地质图基础上进行。

2.2.4.2 水文地质测绘的观测路线布置要求

2.2.4.2.1 布置原则

用最短的路线观测到最多的地质-水文地质现象。

2.2.4.2.2 布置要求

(1)沿垂直岩层(岩体)和构造线走向。

(2)沿地貌形态变化显著方向。

(3)沿河谷、沟谷和地下水露头多的地带。

(4)沿含水层带走向。

2.2.4.3 水文地质测绘的观测点布置要求

2.2.4.3.1 布置原则

观测点应布置在地质、水文地质有意义的地点,不应平均布置。

2.2.4.3.2 布置要求

(1)地质点布置在地层界线、断层线、褶皱轴线、岩浆岩与围岩接触带、标志层、典型露头和岩性、岩相变化带等。

(2)地貌点布置在地貌分界线和自然地质现象发育处。

(3)水文地质点布置在井、泉、钻孔、矿井、坎儿井、地表坍陷、岩溶水点(如暗河出入口、落水洞、地下湖)和地表水体等。

2.2.4.4 水文地质测绘精度

水文地质测绘精度主要根据测绘比例尺的大小、区域水文地质复杂程度和地区研究程度来确定。各地区每百平方千米的观测路线长度和观测点数可参考表2.2.1确定。

表2.2.1 水文地质测绘的观测点数和观测路线长度

注:(1)表中的地质、水文地质观测点数指复合性水文地质测绘的规定数。(2)未进行过水文地质测绘的地区,地质、水文地质观测点应为表中规定数的2倍。

2.2.4.5 遥感影像利用

2.2.4.5.1 进行水文地质测绘,要利用现有遥感影像资料进行判释与填图,减少野外工作量和提高图件的精度。

2.2.4.5.2 遥感影像资料的选用需符合下列要求:

(1)航片的比例尺与填图的比例尺接近。

(2)陆地卫星影像选用不同时间各个波段的1∶500000或1∶250000的黑白像片以及彩色合成或其他增强处理的图像。

(3)热红外图像的比例尺不小于1∶50000。

2.2.4.5.3 遥感影像填图的野外工作包括下列内容:

(1)检验判释标志。

(2)检验判释结果。

(3)检验外推结果。

(4)补充室内判释难以获得的资料。

2.2.4.5.4 遥感影像填图的野外工作量每平方千米的观测点数和路线长度要符合下列规定:

(1)地质观测点数为水文地质测绘地质观测点数的30%~50%。

(2)水文地质观测点数为水文地质测绘水文地质观测点数的70%~100%。

(3)观测路线长度为水文地质测绘观测路线长度的40%~60%。

水文地质勘查所使用的主要 *** 手段

进行水文地质调查所使用的基本 *** 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 *** 手段,通过这些 *** 手段的有机配合而组织起来的,这些 *** 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 *** 等新的技术 *** 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之一步,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 *** 。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 *** 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 *** 有:电法、磁法、地震 *** 、放射性 *** 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 *** 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、 *** 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。

什么是水文地质测绘,其内容有那些

hydrogeological survey 为了解 水文地质条件的一种以地面观察测绘为主野外工作。 其工作内容是按一定的路线和观察点对地貌、 地质和水文地质现象进行详细观察记录,在综合分析有观察、测绘、勘察和试验等资料的基础上,编制测报告和 水文地质图。准备工作水文地质测绘是在已有的 地形底图和质图基础上进行的。

水文地质测绘的基本工作 ***

(一)准备工作与野外踏勘

主要工作内容为:①收集与研究工作区已有的自然地理、地质地貌及水文地质资料,对研究区的水文地质条件有初步认识,了解其水文地质研究程度及存在问题,以便有针对性地进行测绘工作;②凡是有航、卫片的地区,必须充分利用,认真判读和解译;③根据需要,选择有代表性的路线,进行野外踏勘;④做好有关地质、器件等方面的准备。

(二)研究或实测控制性(代表性)剖面

野外水文地质测绘,应首先从研究或实测控制性(代表性)剖面开始。其目的是查明区内各类岩层的层序、岩性、结构、构造及岩相特点,裂隙岩溶发育特征、厚度及接触关系,确定标志层或层组,研究各类岩石的含水性和其他水文地质特征。

剖面应选在有代表性的地段上,沿地层倾向方向布置,要在现场进行草图的测绘,以便发现问题及时补作,按要求采取地层、构造、化石等标本和水、土、岩样等样品,以供分析鉴定之用。在水文地质条件复杂的地区,更好能多测1~2条剖面,以便于对比。如控制剖面上的某些关键部位掩盖不清,还应进行一定量的剥离或坑探工作。

(三)布置野外观测线、观测点

1.观测线的布置原则

按照用最短的路线观测到最多内容的原则,沿地质、水文地质条件变化更大的方向布置观测线,并尽可能多的穿越地下水的天然露头(泉、暗河出口等)和人工露头(井、孔等)以及关键性的水文地质地段。实际工作中,观测线的布置 *** 主要有以下3种:

(1)穿越法:即垂直或大致垂直于工作区的地质界线、地质构造线、地貌单元、含水层走向的方向布置观测线。该种 *** 效率高,可以最少的工作量获得最多的成果,在基岩区或中小比例尺测绘时多用该种 *** 。

(2)追索法:即沿着地质界线、地质构造线、地质单元界线、不良地质现象周界等进行布点追索(顺层追索)。该种 *** 可以详细查明地质界线和地质现象的分布规律,但工作量较大。该种 *** 主要用于大比例尺水文地质测绘。

(3)综合法(亦称均匀布点法,全面勘查法):即在工作区内,采用穿越法与追索法相结合的 *** 布置观测线。例如,在松散层分布区,则垂直于现代河谷或平行地貌变化的更大方向布置观测线,并要求穿越分水岭,必要时可沿河谷追索,对新构造现象要认真研究;在山前倾斜平原区,则应沿山前至平原,从洪积扇顶至扇缘(或溢出带)布置,平行山体岩性变化显著的方向也应布置观测线;在露头较差的地段,有时可用全面勘查法,以寻找地层及地下水露头;在第四纪地层广泛分布的平原地区,基岩露头较少,可采用等间距均匀布点形成测绘 *** ,以达到面状控制的目的。

2.观测点的布置原则

观测点的布置要求既能控制全区,又能照顾到重点地段。通常,观测点应布置在具有地质、水文地质意义和有代表性的地段。通常,地质点可布置在地层界面,断裂带、褶皱变化剧烈部位、裂隙岩溶发育部位及各种接触带;地貌点布置在地形控制点、地貌成因类型控制点、各种地貌分界线,以及物理地质现象发育点;水文地质点布置在泉、井、钻孔和地表水体处,主要的含水层或含水断裂带的露头处,地表水渗漏地段,水文地质界线上,以及布置在能反映地下水存在与活动的各种自然地理、地质和物理地质现象等标志处,对已有取水和排水工程也要布置观测点。观测线、观测点的技术定额参见有关规范。例如,《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001),见表2-1。

(四)进行必要的轻型勘探和抽水

轻型勘探就是使用轻便工具如洛阳铲、小螺纹钻、锥具等进行勘探。

表2-1 水文地质测绘的观测点数和观测路线长度

注:①同时进行地质和水文地质测绘时,表中地质观测点数应乘以2.5;复核性水文地质测绘时,观测点数为规定数的40%~50%;②水文地质条件简单时采用小值,复杂时采用大值,条件中等时采用中间值。

(1)洛阳铲勘探:可以完成直径较小而深度较大的圆形孔,可以取出扰动土样。冲进深度一般土层中为10m,在黄土中可达30m。针对不同土层可采用不同形状的铲头(图2-1)。弧形铲头适用于黄土及粘性土层;圆形铲头可安装铁十字或活叶,既可冲进也可取出砂石样品;掌形铲头可将孔内较大碎石、卵石击碎。

(2)小螺纹钻勘探:小螺纹钻(图2-2)由人力加压回转钻进,能取出扰动土样,适用于粘性土及砂类土层,一般探深在6m以内。

图2-1 洛阳铲(单位:cm)

图2-2 小螺纹钻(单位:cm)

(3)锥探:即用锥具向下冲入土中,凭感觉来探明疏松覆盖层厚度。探深可达10m以上。用它查明沼泽和软土厚度、黄土陷穴等最有效。

水文地质测绘中,除全面搜集区内现有的井孔及坑道(矿井)的资料外,还要求在测区进行一些轻型勘探和抽水。例如为取得被掩埋的地层、断层的确切位置,裂隙或岩溶的发育地段,揭露地下水露头等资料时,可布置一些坑、槽、浅钻或物探工作。为取得含水层的富水性资料,需布置一些机井抽水试验,为取得松散层厚度及被覆盖的基岩构造等,可布置一些物探工作。

(五)作好野外时期的内业工作和室内工作

野外测绘时期,每天都应把当日的野外各项原始资料进行编录和整理,其内容主要包括:原始记录的整理、野外草图的清绘,泉、井、孔等资料的整理,水、土、岩样的编录登记,并逐步总结出规律性的认识,野外工作进行一段时间,应当进行阶段性的系统整理,一旦发现问题或不足,应立即进行校核或补充工作。

此外,为避免测绘时期组与组之间或相邻图幅之间,对一些现象认识不一致或某些界线不衔接,要求各测绘组的调查范围深入邻区(组)内一定距离,并常与邻组进行野外现场接图。

室内工作的主要内容是:①认真、细致、系统的整理测绘资料,如发现有误或不足,还应进行补充工作;②完成实验室水、土、岩样分析、实验和鉴定及有关资料整理工作;③做好勘探、野外试验等资料的整编工作;④编制水文地质图件(包括具有代表性的水文地质剖面)以及水文地质测绘报告(或图幅说明书)。通常把水文地质测绘成果纳入水文地质调查总的报告中。

传统的地质、水文地质填图一般在纸图上进行,由于野外用纸图的频繁使用,所填的地质图还必须进行清绘,然后再用水彩上色。这种 *** 的主要缺陷是所填地质图缺少地质属性数据,另外还有修改困难、上色不均匀、效率低、不易保存及数据共享性差等缺点。而基于GPS、RS、GIS(简称“3 S”技术)的计算机辅助地质填图具有图形附带地质属性数据的特点,实现了传统地质图表达信息的彻底变革,同时还具有随时修改、高效、实现数据共享、易于保存和传输等优点。因此,在水文地质调查工作中,应尽量采用以“3S”技术为基础的数字化地质填图。

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