第一章 水文地质调查概论

1、绪绪 言言一、专门水文地质学的任务与研究内容一、专门水文地质学的任务与研究内容 专门水文地质学专门水文地质学：为各种应用而进行的地下水：为各种应用而进行的地下水调查、勘探、评价及开发利用的学科。调查、勘探、评价及开发利用的学科。 任务任务：使学生学会在生产中经济合理地安排：使学生学会在生产中经济合理地安排水文地质调查工作种类和工作量，以保证在较短水文地质调查工作种类和工作量，以保证在较短的时间内取得符合精度要求的调查成果，从而解的时间内取得符合精度要求的调查成果，从而解决提出的生产问题。决提出的生产问题。 本课程包括三部分：水文地质调查（普查、本课程包括三部分：水文地质调查（普查、详查、勘探）

2、方法；供水水文地质；矿床水文地详查、勘探）方法；供水水文地质；矿床水文地质。质。 水文地质调查方法中学习的内容水文地质调查方法中学习的内容： （1）水文地质调查所应用的技术方法；）水文地质调查所应用的技术方法； （2）不同条件下进行水文地质工作时，应采）不同条件下进行水文地质工作时，应采用的水文地质工作种类、应用原则、技术要求、用的水文地质工作种类、应用原则、技术要求、成果整理等。成果整理等。 供水水文地质中学习的内容供水水文地质中学习的内容： （1）水质、水量的评价方法及要求；）水质、水量的评价方法及要求； （2）地下水的合理开发与管理；）地下水的合理开发与管理； （3）运用各种水文地质工种

3、，进行供水水文）运用各种水文地质工种，进行供水水文地质勘探工作时的布置原则、技术要求、成果地质勘探工作时的布置原则、技术要求、成果表示。表示。 矿床水文地质中学习的内容矿床水文地质中学习的内容： （1）不同类型固体矿床的天然充水条件和）不同类型固体矿床的天然充水条件和开采后水文地质条件的变化；开采后水文地质条件的变化； （2）矿床突水及其涌水量预测的原理及方）矿床突水及其涌水量预测的原理及方法；法； （3）矿井水的防治与利用；）矿井水的防治与利用； （4）矿床水文地质调查的内容及方法。）矿床水文地质调查的内容及方法。二、我国水文地质调查工作的发展概况二、我国水文地质调查工作的发展概况 略略 三

4、、教材及参考书三、教材及参考书 教材教材： 专门水文地质学专门水文地质学，房佩贤等编，地质出版社，房佩贤等编，地质出版社 参考书参考书： 专门水文地质学专门水文地质学，曹剑峰等编，科学出版社，曹剑峰等编，科学出版社 水资源开发与保护水资源开发与保护，徐恒力等编，地质出版社，徐恒力等编，地质出版社 规范和标准规范和标准： 供水水文地质勘察规范供水水文地质勘察规范 区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范 地下水动态长期观测技术规范地下水动态长期观测技术规范 水文地质术语水文地质术语 城市环境水文地质工作规范城市环境水文地质工作规范 地热资源勘查规范地热资源

5、勘查规范 地下水动态监测规程地下水动态监测规程 水资源供需预测分析技术规范水资源供需预测分析技术规范 天然矿泉水地质勘探规范天然矿泉水地质勘探规范 城市供水水质标准城市供水水质标准 地下水环境质量标准地下水环境质量标准 地下水质量标准地下水质量标准 地下水资源分类分级标准地下水资源分类分级标准 水位观测标准水位观测标准 中国生活饮用水水质标准中国生活饮用水水质标准 中华人民共和国地下水质量标准中华人民共和国地下水质量标准 水质采样水质采样 样品的保存和管理技术规定土壤环境样品的保存和管理技术规定土壤环境质量标准质量标准 水文地质钻探规程水文地质钻探规程 第一章第一章 水文地质调查概论水文地质调

6、查概论第一节第一节 水文地质调查的目的水文地质调查的目的 水文地质调查的目的水文地质调查的目的： （1）查明调查区的水文地质条件；）查明调查区的水文地质条件； （2）掌握调查区地下水的形成、赋存、运动特征；）掌握调查区地下水的形成、赋存、运动特征； （3）掌握水质、水量变化规律；）掌握水质、水量变化规律； （4）提供在制定利用或排除地下水措施时的水文地质依据；）提供在制定利用或排除地下水措施时的水文地质依据； 水文地质调查分为水文地质调查分为：综合性水文地质调查和专门性水文地：综合性水文地质调查和专门性水文地质调查。质调查。 综合性水文地质调查，是为经济建设总体规划所需进行的综合性水文地质调查

7、，是为经济建设总体规划所需进行的调查。调查。 专门性水文地质调查，是为某项生产建设所需进行的调查。专门性水文地质调查，是为某项生产建设所需进行的调查。如，水源地。如，水源地。第二节第二节 水文地质调查所应用的工种水文地质调查所应用的工种 1. 水文地质调查工种水文地质调查工种 水文地质调查所用的工种有五类水文地质调查所用的工种有五类：水文地质测绘、：水文地质测绘、水文地质勘探、水文地质（现场）试验、地下水动水文地质勘探、水文地质（现场）试验、地下水动态（长期）观测、和室内实验分析鉴定。态（长期）观测、和室内实验分析鉴定。 2. 水文地质勘察工作的内容和工作量的确定水文地质勘察工作的内容和工作量

8、的确定 水文地质勘察工作的内容和工作量，应根据水文地质勘察工作的内容和工作量，应根据水文水文地质条件的复杂程度地质条件的复杂程度，需水量的大小需水量的大小，不同勘察阶不同勘察阶段段，勘察区已进行工作的程度和拟选用的地下水资勘察区已进行工作的程度和拟选用的地下水资源评价方法等因素源评价方法等因素，综合考虑确定。，综合考虑确定。 （2）拟建供水水源地按需水量大小可分为四级）拟建供水水源地按需水量大小可分为四级 特大型，需水量特大型，需水量1515万万m3/d 大型，大型，5万万m3/d 需水量需水量15万万m3/d 中型，中型，1万万m3/d 需水量需水量5万万m3/d 小型，需水量小型，需水量1

9、万万m3/d （3）供水水文地质勘察工作划分为地下水普查、）供水水文地质勘察工作划分为地下水普查、详查、勘探和开采四个阶段，不同勘察阶段工作的详查、勘探和开采四个阶段，不同勘察阶段工作的成果，应满足相应设计阶段的要求。成果，应满足相应设计阶段的要求。 （4）供水水文地质勘察阶段的任务和深度应符合）供水水文地质勘察阶段的任务和深度应符合下列要求：下列要求： 普查阶段普查阶段：概略评价区域或需水地区的水文地质：概略评价区域或需水地区的水文地质条件，提出有无满足设计所需地下水水量可能性的条件，提出有无满足设计所需地下水水量可能性的资料，推断的可能富水地段的地下水允许开采量应资料，推断的可能富水地段的

10、地下水允许开采量应满足满足D级的精度要求，为设计前期的城镇规划建设级的精度要求，为设计前期的城镇规划建设项目的总体设计或厂址选择提供依据。项目的总体设计或厂址选择提供依据。 详查阶段详查阶段：应在几个可能的富水地段基本查明水：应在几个可能的富水地段基本查明水文地质条件，初步评价地下水资源，进行水源地方文地质条件，初步评价地下水资源，进行水源地方案比较，控制的地下水允许开采量应满足案比较，控制的地下水允许开采量应满足C级精度级精度的要求，为水源地初步设计提供依据。的要求，为水源地初步设计提供依据。 勘探阶段勘探阶段：查明拟建水源地范围的水文地质条件，：查明拟建水源地范围的水文地质条件，进一步评价

11、地下水资源，提出合理开采方案，探明进一步评价地下水资源，提出合理开采方案，探明的地下水允许开采量应满足级的地下水允许开采量应满足级B精度的要求，为水精度的要求，为水源地施工图设计提供依据。源地施工图设计提供依据。 开采阶段开采阶段：查明水源地扩大开采的可能性，或研：查明水源地扩大开采的可能性，或研究水量减少，水质恶化和不良环境工程地质现象等究水量减少，水质恶化和不良环境工程地质现象等发生的原因。在开采动态或专门试验研究的基础上，发生的原因。在开采动态或专门试验研究的基础上，验证的地下水允许开采量应满足验证的地下水允许开采量应满足A级精度的要求，级精度的要求，为合理开采和保护地下水资源，为水源地

12、的改扩建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。设计提供依据。 3. 地下水资源分类分级地下水资源分类分级 （1）地下水资源分类分级）地下水资源分类分级 根据勘查研究程度的不同。地下水允许开采资源根据勘查研究程度的不同。地下水允许开采资源划分为划分为5级。级。 （2）地下水资源的级别与勘查阶段基本对应）地下水资源的级别与勘查阶段基本对应 a. 水源地扩建勘探报告，主要提交水源地扩建勘探报告，主要提交A级允许开采量，级允许开采量，也可提交部分也可提交部分B级允许开采量。级允许开采量。 b. 水源地勘探报告，主要提交水源地勘探报告，主要提交B级允许开采量，也可级允许开采量，也可提

13、交部分提交部分A级、级、C级允许开采量。级允许开采量。 c. 水源地详查报告或区域水文地质详查报告，主要水源地详查报告或区域水文地质详查报告，主要提交提交C级允许开采量，也可提交部分级允许开采量，也可提交部分D级允许开采量及级允许开采量及Cd、Dd级尚难利用的地下水资源量。级尚难利用的地下水资源量。 d. 水源地普查报告或区域水文地质普查报告，可以水源地普查报告或区域水文地质普查报告，可以提交不同类别的提交不同类别的D、E级地下水资源量。级地下水资源量。 e. 区域水文地质调查报告，可以提交不同类别的区域水文地质调查报告，可以提交不同类别的E级级地下水资源量。地下水资源量。 f. 区域地下水资

14、源评价报告，根据实际情况可以汇总区域地下水资源评价报告，根据实际情况可以汇总和提交和提交A、B、C、D、E各种级别的地下水允许开采量各种级别的地下水允许开采量和尚难利用的资源量。和尚难利用的资源量。 （3）地下水资源量的分级）地下水资源量的分级 按以下按以下4项内容进行分析和确定：项内容进行分析和确定： 勘查阶段；勘查阶段； 水文地质研究程度；水文地质研究程度； 地下水资源量研究程度；地下水资源量研究程度； 开采技术经济条件研究程度。开采技术经济条件研究程度。 （4）A级允许开采量级允许开采量 勘查阶段勘查阶段：A级允许开采量是水源地扩建勘探报级允许开采量是水源地扩建勘探报告提交的主要允许开采

15、量。告提交的主要允许开采量。水源地水源地水文地质图的比水文地质图的比例尺一般为例尺一般为1:1万或万或1:2.5万。万。A级允许开采量也是经级允许开采量也是经多年开采验证的地下水允许开采量。多年开采验证的地下水允许开采量。区域地下水资区域地下水资源评价源评价报告，水文地质图的比例尺依据实际需要确报告，水文地质图的比例尺依据实际需要确定。定。 允许开采量研究程度允许开采量研究程度：根据分散及集中开采：根据分散及集中开采水源水源地地连续连续3年以上开采和动态观测资料，宜以水文地质年以上开采和动态观测资料，宜以水文地质单元为基础对地下水允许开采量进行系统的多年均单元为基础对地下水允许开采量进行系统的

16、多年均衡计算、相关分析和评价、进一步修正完善地下水衡计算、相关分析和评价、进一步修正完善地下水渗流场的数学模型。在水质有明显变化的情况下，渗流场的数学模型。在水质有明显变化的情况下，还应建立地下水溶质浓度场的数学模型。还应建立地下水溶质浓度场的数学模型。 对于对于泉源水源地泉源水源地，则应根据连续，则应根据连续15年以上泉水流年以上泉水流量观测数据，进行频谱及频率分析计算，建立泉水量观测数据，进行频谱及频率分析计算，建立泉水流量与多年降水量有关的回归方程或数学表达式，流量与多年降水量有关的回归方程或数学表达式，计算不同保证率的允许开采量及其误差。计算不同保证率的允许开采量及其误差。 在水文地质

17、条件难以查明或尚未查明的条件下，在水文地质条件难以查明或尚未查明的条件下，连续开采连续开采5年以上，动态趋于稳定，采用计量统计的年以上，动态趋于稳定，采用计量统计的实际开采量，可达到实际开采量，可达到A级允许开采量的精度要求。级允许开采量的精度要求。 开采技术经济条件研究程度开采技术经济条件研究程度：根据分散及集中开：根据分散及集中开采水源地或泉源水源地多年开采的实践以及地下水采水源地或泉源水源地多年开采的实践以及地下水动态观测资料，对开采过程中出现的环境地质问题动态观测资料，对开采过程中出现的环境地质问题进行了专题研究，必要时布置适当的勘探工作，提进行了专题研究，必要时布置适当的勘探工作，提

18、出水源地改造、扩建、调整开采布局、保护环境和出水源地改造、扩建、调整开采布局、保护环境和合理开采地下水资源的具体方案和措施。圈定水源合理开采地下水资源的具体方案和措施。圈定水源地的卫生保护区。对地下水开采的经济条件作出评地的卫生保护区。对地下水开采的经济条件作出评价。价。 （5）B级允许开采量级允许开采量 勘查阶段勘查阶段：B级允许开采量是水源地勘探报告提级允许开采量是水源地勘探报告提交的主要允许开采量、水源地水文地质图的比例尺交的主要允许开采量、水源地水文地质图的比例尺一般为一般为1:1万或万或1:2.5万。万。 水文地质研究程度水文地质研究程度：对通过详查或已经选定的：对通过详查或已经选定

19、的水水源地源地，进一步布置一些勘探工程和水文地质试验。开，进一步布置一些勘探工程和水文地质试验。开展展1年以上地下水动态观测。针对一些关键性的问题、年以上地下水动态观测。针对一些关键性的问题、开展专题研究。查明水源地的水文地质和边界条件，开展专题研究。查明水源地的水文地质和边界条件，宜建立包括完整水文地质单元的水文地质概念模型。宜建立包括完整水文地质单元的水文地质概念模型。对地下水开采现状进行了详细调查和统计分析工作。对地下水开采现状进行了详细调查和统计分析工作。在水文地质条件复杂且需水量接近允许开采量的条件在水文地质条件复杂且需水量接近允许开采量的条件下，应进行大流量长时间的群井开采试验、以

20、验证对下，应进行大流量长时间的群井开采试验、以验证对边界条件的认识和参数的可靠程度。边界条件的认识和参数的可靠程度。 对于对于泉源水源地泉源水源地，应查明它的补给、径流、排泄，应查明它的补给、径流、排泄条件，掌握历年开采量并进行条件，掌握历年开采量并进行l 0年以的水量、水质年以的水量、水质 动态观测工作。如果其有动态观测工作。如果其有8年以上的降水观测数据、年以上的降水观测数据、具有连续枯水年份泉水流量观测数据或是历史特枯流具有连续枯水年份泉水流量观测数据或是历史特枯流量资科。则泉水观测系列可以适当减短。量资科。则泉水观测系列可以适当减短。 允许开采量研究程度允许开采量研究程度：在查明地下水

21、补给、径流、：在查明地下水补给、径流、排泄和边界条件的基础上。采用带观测孔的单孔抽水排泄和边界条件的基础上。采用带观测孔的单孔抽水试验、地下水动态观测、野外和实验室测试等方法，试验、地下水动态观测、野外和实验室测试等方法，计算地下水流场范围内不同分区的水文地质参数。根计算地下水流场范围内不同分区的水文地质参数。根据水文地质概念模型，建立均衡法、数值法等求解的据水文地质概念模型，建立均衡法、数值法等求解的地下水数学模型。宜采用两种或两种以上适当的方法，地下水数学模型。宜采用两种或两种以上适当的方法，结合不同的开采方案和枯水年组合系列，对水源地的结合不同的开采方案和枯水年组合系列，对水源地的允许开

22、采量进行计算和对比，预测地下水开采期间地允许开采量进行计算和对比，预测地下水开采期间地下水水位、水量、水质可能出现的变比。在水质可能下水水位、水量、水质可能出现的变比。在水质可能有明显变比的情况下，宜建立地下水溶质浓度场的数有明显变比的情况下，宜建立地下水溶质浓度场的数学模型。根据多年降水量的变化和含水层的调蓄能力，学模型。根据多年降水量的变化和含水层的调蓄能力，按要求的保证率，评价水源地的允许开采量。按要求的保证率，评价水源地的允许开采量。 对于对于泉源水源地泉源水源地，应根据泉水多年流量观测及访，应根据泉水多年流量观测及访问资料进行频率分析，计算不同保证率的允许开采问资料进行频率分析，计算

23、不同保证率的允许开采量。还可根据多年平均降水量和泉水流量观测资料，量。还可根据多年平均降水量和泉水流量观测资料，进行多元回归和系统理论分析计算，建立泉水流量与进行多元回归和系统理论分析计算，建立泉水流量与多年降水量有关的回归方程和数学表达式，预报泉水多年降水量有关的回归方程和数学表达式，预报泉水的允许开采量，评价预报可能出观的误差。的允许开采量，评价预报可能出观的误差。 在水文地质条件复杂或需水量明显小于允许开采在水文地质条件复杂或需水量明显小于允许开采量的情况下，前者枯水期，后者平水期，群井或单井量的情况下，前者枯水期，后者平水期，群井或单井抽水试验的稳定出水量，可以达到抽水试验的稳定出水量

24、，可以达到B级允许开采量的级允许开采量的精度要求。精度要求。 开采技术经济条件研究程度开采技术经济条件研究程度：通过模拟试算等方：通过模拟试算等方法，提出并论证水源地最优的开采方案。预测由于长法，提出并论证水源地最优的开采方案。预测由于长期开采地下水。水源地影响范围内可能出现的环境地期开采地下水。水源地影响范围内可能出现的环境地质问题及其出现的地段和严重程度。论证该水源地长质问题及其出现的地段和严重程度。论证该水源地长期开采对附近水源地、泉水及地表水体的影响。根据期开采对附近水源地、泉水及地表水体的影响。根据钻探及抽水试验资料，确定泉源水源地建立泉室或井钻探及抽水试验资料，确定泉源水源地建立泉

25、室或井采的方案。圈定水源地的卫生保护区。对地下水或泉采的方案。圈定水源地的卫生保护区。对地下水或泉水开采的经济条件作出评价。水开采的经济条件作出评价。 （6）C级允许开采量和尚难利用的资源量级允许开采量和尚难利用的资源量 勘查阶段勘查阶段：C级允许开采量是水源地详查报告或区级允许开采量是水源地详查报告或区域水文地质详查报告提交的主要资源量。水文地质图域水文地质详查报告提交的主要资源量。水文地质图的比例尺一般分别为的比例尺一般分别为1:2.5万和万和1:5万。万。 水文地质研究程度水文地质研究程度：通过水文地质测绘、物探、：通过水文地质测绘、物探、单孔抽水试验、带观测孔的单孔抽水试验、水质分析、

26、单孔抽水试验、带观测孔的单孔抽水试验、水质分析、包括枯水期半年以上地下水动态观测等工作，基本查包括枯水期半年以上地下水动态观测等工作，基本查明主要含水层的空间分布、水力联系、导水性、水质明主要含水层的空间分布、水力联系、导水性、水质特征、边界条件。基本掌握了地下水补给、径流、排特征、边界条件。基本掌握了地下水补给、径流、排泄条件。对地下水的开发利用现状、规划以及存在的泄条件。对地下水的开发利用现状、规划以及存在的问题进行了详细的调查和了解。问题进行了详细的调查和了解。 泉源水源地泉源水源地，应初步查明它的补给、径流、排泄条，应初步查明它的补给、径流、排泄条件。掌握历年开采量并开展件。掌握历年开

27、采量并开展3年以上的水量、水质动年以上的水量、水质动态观测工作。如果有态观测工作。如果有30年以上降水观测数据、具有连年以上降水观测数据、具有连续枯水年份泉水流量观测数据或是历史特枯流量资料，续枯水年份泉水流量观测数据或是历史特枯流量资料，则泉水观测系列可以适当减短。则泉水观测系列可以适当减短。 允许开采量及尚难利用的资源量研究程度允许开采量及尚难利用的资源量研究程度：在基本：在基本查明地下水补给、径流、排泄和边界条件的基础上，查明地下水补给、径流、排泄和边界条件的基础上，采用带观测孔的单孔抽水试验、地下水动态观测和实采用带观测孔的单孔抽水试验、地下水动态观测和实验室测试等资料，计算水文地质参

28、数。选择均衡法、验室测试等资料，计算水文地质参数。选择均衡法、解析法、数值法等一种或一种以上适当的方法，结合解析法、数值法等一种或一种以上适当的方法，结合开采方案，对水源地的允许开采量及尚难利用的资源开采方案，对水源地的允许开采量及尚难利用的资源量进行初步的计算。量进行初步的计算。 对于对于泉源水源地泉源水源地，则应根据它的补给、径流、，则应根据它的补给、径流、排泄条件，通过数理统计的方法，找出降水量排泄条件，通过数理统计的方法，找出降水量与泉水流量之间的关系。初步确定泉水的允许与泉水流量之间的关系。初步确定泉水的允许开采量或尚难利用的资源量。开采量或尚难利用的资源量。 在水文地质条在水文地质

29、条件复杂或是需水量明显小于允许开采量的情况件复杂或是需水量明显小于允许开采量的情况下，考虑了补给资源、储存资源和允许误差问下，考虑了补给资源、储存资源和允许误差问题。根据群井或单井抽水试验出水量与降深关题。根据群井或单井抽水试验出水量与降深关系曲线适当外推的出水量，可以达到系曲线适当外推的出水量，可以达到C级允许级允许开采量的精度要求。开采量的精度要求。 开采技术经济条件研究程度开采技术经济条件研究程度：根据水文地质：根据水文地质条件、带观测孔的单孔抽水试验结果。对井深、条件、带观测孔的单孔抽水试验结果。对井深、井径、井数、水泵及井的排列等提出建议。对井径、井数、水泵及井的排列等提出建议。对开

30、采地下水可能出现的环境地质问题进行论证开采地下水可能出现的环境地质问题进行论证和评价。在经过详查的几个水源地当中，根据和评价。在经过详查的几个水源地当中，根据水文地质条件和用水的需要，确定出使得进一水文地质条件和用水的需要，确定出使得进一步勘探的水源地。根据钻探、抽水试验或物探步勘探的水源地。根据钻探、抽水试验或物探资料，提出泉源水源地建立泉室或井采的初步资料，提出泉源水源地建立泉室或井采的初步方案。初步圈定水源地的卫生保护区。对地下方案。初步圈定水源地的卫生保护区。对地下水或泉水开采的经济条件出初步评价。水或泉水开采的经济条件出初步评价。 （7）D级允许下采运和尚难利用的资源量级允许下采运和

31、尚难利用的资源量 勘查阶段勘查阶段：D级允许开采量和尚难利用的资源量是级允许开采量和尚难利用的资源量是区域水文地质普查报告或水源地普查报告提交的主要区域水文地质普查报告或水源地普查报告提交的主要资源量水文地质图的比例尺一般分别为资源量水文地质图的比例尺一般分别为1:20万及万及1:5万。万。 水文地质研究程度水文地质研究程度：在搜集已有的气象、水文、：在搜集已有的气象、水文、区域地质等资料的基础上，进行水文地质或地质、区域地质等资料的基础上，进行水文地质或地质、 水文地质综合测绘。初步查明区内主要含水层的埋藏水文地质综合测绘。初步查明区内主要含水层的埋藏条件、分布市规律、富水程度、水质类型、动

32、态规条件、分布市规律、富水程度、水质类型、动态规律圈出宜井区。选择其中有代表性的有利开采地段，律圈出宜井区。选择其中有代表性的有利开采地段，进行物探和个别的单孔抽水试验工作。进行物探和个别的单孔抽水试验工作。 对可以作为水源地的泉水初步分析其补给、径对可以作为水源地的泉水初步分析其补给、径流、排泄条件，访问其开采情况及动态变化，取得流、排泄条件，访问其开采情况及动态变化，取得1年以上丰、枯水季节流量观测和水质分析资料。年以上丰、枯水季节流量观测和水质分析资料。 允许开采量和尚难利用的资源量研究程度允许开采量和尚难利用的资源量研究程度：在初步：在初步查明地下水补给、径流、排泄条件的基础上，采用物查明地下水补给、径流、排泄条件的基础上，采用物探、单孔油水试验取得的数据和参数，选用均衡法、探、单孔油水试验