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1 水文地质调查概述 前面学的是理论基础,本章是实际应用 目前已进入用证据(数据)说话的年代 而本章就是教你获取数据的方法 本章特点是条条框框多,较枯燥, 学习时应找到其内在联系规律,第三章 水文地质调查,研究和利用地下水的需要 研究岩体及边坡稳定性的需要 解决各种工程建设专门问题的需要 小结:不管解决何种水文地质工程地质问题都要查明水文地质条件。因此水文地质调查法是与水文地质基础、地下水动力学、水文地球化学并列的专业课程,是属于方法论的课程。主要讲述各种调查方法的原理、能解决的问题、调查工作的布置及如何操作等。,一、学习调查法的意义,水文地质调查的目的 目的:运用各种技术方法和手段揭示一个地区的水文 地质条件及规律 水文地质调查的任务 为各项工程建设及规划提供水文地质资料 1 查明地下水的赋存条件 2 查明地下水运动的规律,二、水文地质调查的目的任务,水文地质调查的任务 3 查明地下水的水文地球化学特征 4 查明地下水的动态特征 小结:水文地质调查法是一项复杂而重要的 工作,要解决的问题比较多,是一项综合性的 调查。,二、水文地质调查的目的任务,准备工作 接受任务、收集资料、设备、技术等的准备 野外工作 测绘、物探、钻探、试验等 室内工作 试验、分析、整理、模拟、绘图、编写报告,三、水文地质调查的工作步骤,为什么要分阶段进行? 调查阶段划分的依据 水文地质复杂程度 水文地质条件研究程度 勘察任务及要求 调查阶段划分方法,四、水文地质调查的原则,(一)水文地质调查应分阶段进行,四、水文地质调查的原则,从上述划分方案来看,不同部门从不同角度提出了不同的划分方法,它们的共同特点是随着调查阶段的不断深入,工作越做越细,动用的调查手段越来越多,精度越来越高,编制的图件的比例尺愈来愈大。,水文地质调查阶段的划分,1 水文地质测绘 2 水文地质物探 3 水文地质钻探 4 水文地质试验 5 地下水长期观测 6 室内分析实验 7 新技术、新方法,(二)水文地质调查要采用综合的方法,1 工作程序上要先设计后施工 2 方法程序上 测绘 、物探、钻探、试验、 地下水 长期观测网布置,(三)水文地质调查要按一定程序进行,(四)水文地质调查过程中要加强 综合分析研究工作 1 设计书内容需要不断完善和具体 2 水文地质调查本身是一种研究工作,1 工作方法使用和布置一定要有的放矢 2 要严格按照技术要求施工,(五)水文地质调查要参照有关规范进行,规范越来越多,学会使用规范相当重要,(六)水文地质调查要符合多快好省的原则,2 水文地质测绘,确定地下水类型及其分布情况 确定主要含水层的埋藏分布及其富水性情况 查明褶皱构造和断裂构造的水文地质特征 查明地下水的补给、径流与排泄条件 查明地下水的化学特征及其水文地球化学环境 查明与地下水有关的环境地质问题,一、水文地质测绘的基本任务,二、水文地质测绘的内容,(一) 地层调查 1、调查的意义 地层是地质图和水文地质图的最基本组成要素 地层时代构成了三维空间地质结构 地层是识别地质构造的基础 查明地质时代有助于了解含水层的埋藏、分布规律 2 调查的主要任务 确定标准地层剖面、并据此按岩性分层 分析地层层位与含水层、隔水层的对应关系,确定填图单位 分析古地理环境和地质发展史,进而判别地下水埋藏分布条件及岩溶发育规律,二、水文地质测绘的内容,(二) 岩石的调查 岩浆岩 基岩 沉积岩 变质岩 洪积地层 松散 冲积地层 岩层 残坡积地层 其他成因地层,(二) 岩石的调查 1、基岩地区 岩石类型:脆性岩石、半脆性岩石、柔性岩石 可溶性: 可溶岩、半可溶岩、非可溶岩 层厚: 薄层、中层、厚层、巨厚层 层序组合: 单层结构、互层结构 总结:从含水性来说,脆性、半脆性厚层单一结构岩层 含水性一般较好;厚层单一结构可溶岩层则更好;薄层柔性 岩层和脆性、柔性互层结构岩层含水性一般较差,二、水文地质测绘的内容,2、松散层地区(地貌特征调查) (1)松散岩层的特征 孔隙分布较均匀 岩性厚度相变大,空间分布复杂 孔隙含水层均质各向同性,孔隙含水系统非均质各向 异性 (2)调查内容 岩性: 颗粒大小、磨圆度、分选性 成因类型: 冲积物(al)、洪积物(pl)、湖积物(l)、残积物(el)、坡积物(dl)、风积物(eol)等及混合沉积物,二、水文地质测绘的内容,(二) 岩石的调查,(3)填图单位确定 地层划分: N、 Q1 、 Q2 、 Q3 、 Q4 N 紫红色、湿热环境 Q1 灰色、干冷环境 Q2 棕红色、温湿环境 Q3 黄色、干旱环境 成因类型划分: 从地貌和岩性来确定 阶地、平原冲积 山坡、岗地坡残积 山前沟口洪积、洪冲积 填图单位: Q1al 、 Q1pl 、 Q1l 、 Q1el 、 Q1dl 、 Q1eol,二、水文地质测绘的内容,(二) 岩石的调查,(4)各种成因类型判别依据 冲积物特征: 地势平坦(阶地、平原)、下粗上细、 附近有河流、沉积物有分选磨园 洪积物特征: 位于山前沟口、地势倾斜、上游有冲沟或河流、表 层有砾石分布、沉积物有分选磨园、水位 埋深大 残坡积物特征: 地表有一定的起伏、表层为粘性土、下部无砾石、 附近无河流、基岩埋藏浅,二、水文地质测绘的内容,(二) 岩石的调查,(三)地质构造调查 褶皱:背斜、向斜 断层: 1)断层含水性 断裂带构造,断裂带,构造岩带,影响岩带,张性断层 角砾岩,扭性断层 糜棱岩,压性断层 糜棱岩不连续,二、水文地质测绘的内容,二、水文地质测绘的内容,影响断层含水性的因素 断层力学性质: 张性断层好于扭性和压性 断层 两盘岩性: 脆性、半脆性岩石断裂带均是富 水带;柔性岩石断裂带均不富水 总结:断层力学性质于岩性相比,岩性更重要。应首先确定两盘岩性,然后确定断层性质,断层水文地质分类 表2 断层水文地质分类,图: 龙王冲断层剖面 断裂带规模:宽度、延伸长度、断距 断裂带地下水露头: 图:柑子坪断层 小结:一般来说,断层规模越大,断层破裂带越宽,断裂带含水性越好。但当引起不同力学性质岩层接触;或糜棱岩厚度大时,往往形成阻水断层,构成含水系统的边界。,二、水文地质测绘的内容,断层水文地质分类,二、水文地质测绘的内容,裂 隙 1)裂隙类型 巨型裂隙:隙宽几mm到几十mm,长度数十m或更大 的裂隙 中型裂隙:隙宽1mm,长度几十cm至数m的裂隙 微裂隙:长度几cm至几mm,隙宽很小的裂隙 小结:这三种裂隙在数量上差异悬殊,在含水和透水能力上 也不相同,水文地质意义也不一样,在野外调查中主要研究 巨型裂隙和中型裂隙,它们是构成裂隙网络的主要组成部分。,2)裂隙调查内容 裂隙长度、裂隙宽度、裂隙产状、裂隙密度、裂隙充填情况 3)裂隙测量方法 分组测量法 测线法,图:基岩裂隙,二、水文地质测绘的内容,基 岩 裂 隙,4)调查成果编制 裂隙走向玫瑰花图 图: 裂隙极点图 图: 总结:裂隙是基岩地区地下水的主要储水空 间和运移通道,构造裂隙又受构造体系的控制, 因此地质构造是控制地下水的赋存和运移的重要 因素,是寻找基岩地下水的主要依据。在水文地 质测绘中,地质构造是主要研究内容之一,,二、水文地质测绘的内容,裂隙走向玫瑰花图,裂 隙 极 点 图,二、水文地质测绘的内容,总结:松散岩层对地下水赋存和运移影响的最大因素是岩石孔隙性,应着重调查岩石粒径、磨圆度和分选性。而磨圆度和分选性又与成因类型有关。因此,松散岩层地区水文地质测绘应重点查明各类松散岩石的成因类型,并作为填图单位的重要内容。 与地下水有关的物理现象: 滑坡、崩塌、地裂隙、沼泽,(四)地下水露头调查 1、地下水天然露头: 泉 (1)泉的调查意义 直接水文地质资料;间接分析得出水文地质信息。通过泉的出露标高、流量、动态、温度、水化学,可以综合分析与泉水成因有关地质、水文地质条件:,二、水文地质测绘的内容,研究泉的意义,可以确定以下信息 1)地下水位标高; 2)含水岩层的含水性(透水性)及导水性:泉在地层中的出露情况及泉的流量; 3)泉出露处断层的导水性; 4)补给条件,循环(交替)强度:泉的流量及泉的动态; 5)泉的温度:地下水循环深度; 6)泉水的水质反映地下水的化学成分特征; 7)供水水源(直接利用)。,二、水文地质测绘的内容,(2)泉的调查内容 定点 测量泉水流量和物理化学性质及动态变化 查明泉的形成和出露条件,确定泉的类型 图: 侵蚀泉、接触泉、溢流泉的出露条件 泉的利用情况,(3) 泉的调查意义应用,图718 济南泉水成因地质示意图 1下奥陶纪白云质灰岩;2中奥陶纪灰岩;3闪长岩及灰岩;4基岩地层界线;5断层;6泉群,(3)泉的调查意义应用确定岩层含水性,1前震旦纪片麻岩、 片岩;2下寒武纪鲕 状灰岩 4上寒武纪 薄层灰岩及页岩; 5奥陶纪厚层灰岩; 6燕山期花岗岩; 7第四纪松散沉积; 8断裂;9涌水量 10L/s的泉; 12温泉;13下降 泉;14上升泉,(3)泉的调查意义应用确定岩层含水性,片麻岩 泉 9个 流量小 砂页岩 泉 1个 流量小(还在断层带) O灰岩 泉 4个 流量大;地表水系不发育,泉的数量少,流量大,出露在本层与其它地 层接触带上 岩性分界处 8个 泉,岩性相同则地形不同 地形无变化则岩性有变化 岩性相同、地形也无变化,则往往有断层 泉水往往出露在地形变化、岩性变化、断层带、系统的边界,(3)泉的调查意义应用确定岩层含水性,2、地下水人工露头 平原地区泉很少,主要靠井的调查来了解地下水的信息,分析岩层含水性。井的调查内容与泉的调查内容基本是一样的。但因井是人工施工的,要调查井的结构和地层剖面资料。 总结:通过泉和井的调查研究,可以帮助确定调查区内的含水层层位,确定地下水的埋藏条件及水量、水质和动态变化规律。有时还可帮助判别某些地质和水文地质条件,如:断层、侵入体接触带、含水系统边界等。 思考题: 1、比较水文地质测绘与地质测绘的异同点; 2、泉的调查意义和内容有哪些?怎样确定泉的成因类型?,二、水文地质测绘的内容,二、水文地质测绘的内容,(五) 地表水体的调查 流动水体:河流 查明与地下水的补排关系 相对静止水体:湖泊、池塘 查明其来源 思考:在不同高程处都有地表水体说明地表 地层的透水性如何? 仅在地势低洼处出露一个地表水体,且 有水流出,说明什么问题? (六)与地下水有关的
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