场区水文地质调查课件

场区水文地质调查孙健20171013.场区水文地质调查孙健20171013.11.大赛要求2.观测线路布置3.观测点描述4.钻孔编录5.抽水试验资料整理6.水文地质参数计算7.单井合理取水量的确定8.水量评价9.水质评价10.图件编制11.合理开采与保护建议12.报告编写.1.大赛要求.2一、大赛要求.一、大赛要求.3..4..51、说明是场地级别的调查，不是区域水文地质调查。对大赛要求的理解：.1、说明是场地级别的调查，不是区域水文地质调查。对大赛要求的6本次比赛要求：.本次比赛要求：.7二、观测路线布置.二、观测路线布置.8布置方法：穿越与追索置布置原则：用最短的路线观测到最多的内容基岩山区：垂直地层断层走向、垂直沟谷穿越；沿沟谷方向、岩层走向、断层走向追索；山前地带：沿地表倾斜最大方向、沿洪积扇轴向布置；冲积平原：垂直于河流走向或垂直于地貌分界线方向布置。一般从含水层的补给区向排泄区布置、能见到最多的机民井、泉点、钻孔、地表水体；有更多的地质露头。.布置方法：穿越与追索置布置原则：用最短的路线观测到最多的内容91：5万水文地质调查规范要求：.1：5万水文地质调查规范要求：.10丘陵山区和山前地带水文地质调查路线易于布置，拿到地形图后即可按前述原则布置，然后按部就班地调查。如果场区是平原，地形图上只有高程点，没有地形等高线，也没有河流，调查路线如何布置呢？调查任务是什么呢？调查任务：这样的平原场区水文地质调查主要是两项内容：一是查清楚地表岩性的分带，二是各类水井要查清。路线布置：这种情况下，在比赛时建议先开展水井调查(机井、民井、钻孔）调查，测量水位（不仅仅是埋深，要换算成水位），现场绘制等水位线图。由于在水井调查过程中，场区地表的岩性分带、地下水流向已做到心中有数，观测路线就容易布置了，即垂直地表岩性分界线布置；如果地表岩性也无差异，那就沿地下水流向或垂直地下水流向布置，线上水文地质点越多，线路布置的就越合理。别忘记在地貌、地层分界线上安排辅助追索线路哟。.丘陵山区和山前地带水文地质调查路线易于布置，拿到地形图后即可11..12..13供水水文地质勘察规范要求：.供水水文地质勘察规范要求：.14三、观测点描述.三、观测点描述.15观测点分类：1、地貌点（界线点、控制点）2、地质点（界线点、控制点）

3、水文地质点4、环境地质点观测点要求：

观测仔细、描述认真、测量准确、

记录全面、绘图清晰、采样完整。.观测点分类：观测点要求：.16传统做法：地貌点、地质点的描述记录在野外记录本上水文地质点的调查主要是填写表格环境地质点的调查也主要是填写表格因比赛规则没看到明确规定，推测观测点记录可全部采用表格。因各时期设计的表格众多，虽然大同小异，但也不能乱用。按理应该从比赛规定的两个规范（1：5万水文地质调查规范、供水水文地质勘察规范GB50027-2001）中选取表格。本人建议还是按传统做法比较好！.传统做法：地貌点、地质点的描述记录在野外记录本上.17野外记录本.野外记录本.18..19..20三大岩类的观测：颜色、结构、构造、矿物成份、产状、风化程度

破碎情况、溶蚀情况等.三大岩类的观测：颜色、结构、构造、矿物成份、产状、风化程度.21..22..23..241、野外调查路线表.1、野外调查路线表.25..262、地质地貌点调查表.2、地质地貌点调查表.27..283、水文地质点调查（1）机民井调查表.3、水文地质点调查.29..30（2）河流调查表.（2）河流调查表.31（3）泉点调查表.（3）泉点调查表.32（4）环境地质调查表.（4）环境地质调查表.33..34四、钻孔编录.四、钻孔编录.35根据钻探班报表填写钻孔基本情况表，了解钻孔结构与成井结构）1、井孔结构.根据钻探班报表填写钻孔基本情况表，了解钻孔结构与成井结构）136..372、钻孔柱状图形式.2、钻孔柱状图形式.38根据钻探班报表和岩心完成钻孔编录和钻孔柱状图按岩性分层分层采取率班报表中简易水文地质观测记录逐块岩心统计.根据钻探班报表和岩心完成钻孔编录和钻孔柱状图按岩性分层分层采39单纯的钻孔柱状图.单纯的钻孔柱状图.40抽水试验曲线与的钻孔柱状图.抽水试验曲线与的钻孔柱状图.413、岩心描述：.3、岩心描述：.42

4、含水层顶底板埋深（高程）计算.4、含水层顶底板埋深（高程）计算.43岩心采取率除有特殊要求外，一般只计算分层采取率.岩心采取率除有特殊要求外，一般只计算分层采取率.44..45五、抽水试验资料整理.五、抽水试验资料整理.46（一）抽水试验曲线1：5万水文地质调查规范：.（一）抽水试验曲线1：5万水文地质调查规范：.47..48大赛要求：的钻孔柱状图与抽水试验曲线图绘制在一起.大赛要求：的钻孔柱状图与抽水试验曲线图绘制在一起.49六、水文地质参数计算.六、水文地质参数计算.50..51..52承压含水层参数：K（渗透系数）、T（导水系数）、s（弹性释水系数）《水文地质手册》（第二版）有详细讲解潜水含水层参数：K（渗透系数）、υ（给水度）有越流情况下：B（越流系数)=K’/m’.承压含水层参数：K（渗透系数）、T（导水系数）、s（弹性释水53承压完整井影响半径经验公式潜水完整井影响半径经验公式1、电脑小程序、经验公式计算.承压完整井影响半径潜水完整井影响半径1、电脑小程序、经验公式542、承压含水层求参

（1）配线法.2、承压含水层求参

（1）配线法.55..56..57..58..59..60（2）直线法.（2）直线法.61..62..63..64..652、潜水含水层

（1）配线法.2、潜水含水层

（1）配线法.66Logs-logt双对数曲线.Logs-logt双对数曲线.67(2)直线图解法.(2)直线图解法.683、双层、有越流补给

（1）配线法.3、双层、有越流补给

（1）配线法.69..70..71七、单井合理开采量确定.七、单井合理开采量确定.72约束条件：技术上可行经济上合理环境上允许（不发生危害性环境地质问题）开采期内动水位不超过设计值、水量不会减少水质、水温变化不超过允许范围不影响已建水源地的正常生产.约束条件：技术上可行.731、潜水井（技术层面、经济层面）长期以来,潜水井(稳定流)最大涌水量的计算未能很好的解决。目前对最大涌水量与降深关系的看法很不一致,如爱伦别格尔在实验室取得了最大降深值是潜水含水层厚度一半时涌水量最大的结论,即Sma:=H/2时涌水量最大。中国科学院地质研究所在砂槽实验中得出在潜水条件下,潜水而下降为含水层厚度的4/5时达到极限值,即Sma、=0.8H时涌水量最大。实际工作中，应根据抽水试验资料，利用Q-S曲线进行判定。当降深S增大时，单井出水量增加很小，即为最大出水量。单井出水量水位降深.1、潜水井（技术层面、经济层面）长期以来,潜水井(稳定流)最742、承压井（技术层面、经济层面）根据水位下降最多只能到承压含水层顶板确定最大允许降深；再根据Q-S曲线即，查出对应最大允许降深条件对应的单井出水量，即合理取水量。.2、承压井（技术层面、经济层面）根据水位下降最多只能到承压含753、环境条件约束场区有无环境约束条件（地面塌陷、地面沉降、污染源（污染河段、垃圾场、污水坑等））；生态水位（指能够保持典型植被良好发育生长的地下水水位埋深，专指我国西部荒漠化地区保持优势植被良好发育生长的第四系地下水水位埋深）。.3、环境条件约束场区有无环境约束条件（地面塌陷、地面沉降、764、场区最大允许取水量概算单井合理取水量确定后，根据带观测孔的抽水试验可确定单孔抽水影响范围或根据经验公式可计算出单井取水影响范围；用场区的面积除以单井影响范围即可确定场区可布开采井井数；用单井出水量乘以可布井数，即为该场区地下水最大允许开采量。平原场区，地下水补给以垂向（降水或越流）补给为主，则可以采用下述类比法或采用大井法计算场区地下水允许开采量。.4、场区最大允许取水量概算单井合理取水量确定后，根据带观测孔77丘陵山区：.丘陵山区：.78八、水量评价.八、水量评价.79水量评价方法：均衡法、数值法均衡法：某个勘查区块地下水的补给量-排泄量=储存量的变化量。工作中通过计算全部的补给项、排泄项和储存项增减，看看是否达到均衡，如果不均衡，则需调整参数最终达到均衡。调整后的水文地质参数被认为能够代表勘查区块的水文特征、基本符合实际，被作为允许开采量计算和预测预报的特征参数。再通过平均布井法计算这一区块的地下水允许开采量。允许开采量的确定一般先根据水位约束条件来设定允许降深，然后再计算约束水位条件下的开采量作为允许开采量。潜水含水层枯水期可动用部分储存量，因为在丰水期能够补回，所以允许开采量可动用部分储存量；承压含水层当设定允许水位降深后，其补给量就是允许开采量，一般不考虑动用储存量。.水量评价方法：均衡法、数值法均衡法：.80数值法：建立模型(依次建立某一勘查区块的水文地质概念模型、物理模型【含水层空间结构与边界】、数学模型)；输入数据（水量数据、水位数据、水文地质参数）；调参拟合（通过调整水文地质参数、进行观测孔水位历时曲线拟合、以及整个勘查区典型时段等水位线图的拟合。拟合成功后的水文地质参数被认为能够代表这一勘查区块水文地质特征的特征参数，这一过程也被称为模型校验）；方案设计（通常设计三个以上的开采方案，让电脑进行解算。通过开采量与水位降深对比，优选出最佳开采方案；通过设定约束水位，让优选出开采方案计算出这一区块允许开采量。意思就是说，你开采方案最佳，但也不能无限制开采，水位下降不能超过允许降深。）预测预报：一是对现状开采方案进行预测预报，预测开采5年后、10年后、20年后的水位下降情况；二是预测建议开采方案开采5年后、10年后、20年后的水位下降情况；三是预报地质环境问题的发生发展情况（地面沉降、地下水污染等、.数值法：.811、均衡法

（1）补给量计算.1、均衡法

（1）补给量计算.82降水入渗量计算分区.降水入渗量计算分区.83蒸发量计算分区.蒸发量计算分区.84越流量计算分区283个分区.越流量计算分区283个分区.85储存量计算分区.储存量计算分区.86宿州城西水源地浅层地下水2015年末均衡计算成果表：.宿州城西水源地浅层地下水2015年末均衡计算成果表：.87..88侧向径流的分段计算分段.侧向径流的分段计算分段.89弹性释水量计算分区.弹性释水量计算分区.90宿州市城市供水开采中深层承压水，现状城区水位降深在25m左右，已达最大允许降深，其补给量5631.42m3/a，扣除动用的弹性储存量44m3/a后为5587.42m3/d，相当于15万m3/d，就是这个水源地的允许开采量。.宿州市城市供水开采中深层承压水，现状城区水位降深在25m左右912、数值法（开采方案）

VISUAL-MODFLOW

GMS（地面沉降）.2、数值法（开采方案）

VISUAL-MODFLOW

GMS92..93..94..95..96..97..98..99..100..101..102..103九、水质评价.九、水质评价.104大赛提供水质分析报告大赛明确了评价标准：地下水质量标准(GB/T14848-93).大赛提供水质分析报告.105地下水质量分类：.地下水质量分类：.10639项指标：.39项指标：.107..108..109单项评价：.单项评价：.110综合评价：.综合评价：.111综合评价：.综合评价：.112十、水文地质图编制.十、水文地质图编制.1131：5万水文地质调查规范规定.1：5万水文地质调查规范规定.114平面图：五+地理（底图）地质要素（地层、构造，注意代号与界线）控制性水点（机民井、钻孔，注意标注编号、井孔深度、出水量、降深等数据）含水层的分布范围（古河道带的分布，采用花纹富水性分区（采用普染色表示富水性的大小）地下水等水位线（深蓝色线条，加注水位数据）其他（水化学内容、环境地质问题等）.平面图：五+地理（底图）地质要素（地层、构造，注意代号与界线115水文地质剖面图：四+地质要素：钻孔岩性柱、地质年代界线、断层、含水层：用普染色表示含水层的分布、厚度、延展情况、埋藏深度和富水性等级；机民井钻孔：标注编号、深度、水位、抽水层段、试验数据等；地下水水位线：浅层、深层可分别用虚线、实线表示）；其他：污染层段、.水文地质剖面图：四+地质要素：钻孔岩性柱、地质年代界线、断层116镶图：多是专题图、单要素图，如立体结构图、水化图、地面沉降图、重要参数分区图、水资源图等。提示：.镶图：多是专题图、单要素图，如立体结构图、水化图、地面沉降图117加上前面已编好的抽水试验曲线与的钻孔柱状图，共三张图.加上前面已编好的抽水试验曲线与的钻孔柱状图，共三张图.118十一、合理开采与保护措施根据调查与评价结果，结合用水需求，提出适宜的开采井型（井深、井径、井结构）、合理的井间距离、科学的布井方案、单井和全区限制取水量等，严禁超采地下水。根据调查与评价结果，提出已有地质环境问题的防治对策。场区有污染源的要提出治理措施；场区是农田的，要限制农药化肥的使用；场区是平原的，要提出地面沉降预防措施等。务必设置卫生防护带其他开采与保护建议：从政策法规等层面提出开源节流、节约用水、优化配置、科学管理等措施。.十一、合理开采与保护措施根据调查与评价结果，结合用水需求，提119十二、初步勘查报告编写.十二、初步勘查报告编写.120..121欢迎批评指正！.欢迎批评指正！.122场区水文地质调查孙健20171013.场区水文地质调查孙健20171013.1231.大赛要求2.观测线路布置3.观测点描述4.钻孔编录5.抽水试验资料整理6.水文地质参数计算7.单井合理取水量的确定8.水量评价9.水质评价10.图件编制11.合理开采与保护建议12.报告编写.1.大赛要求.124一、大赛要求.一、大赛要求.125..126..1271、说明是场地级别的调查，不是区域水文地质调查。对大赛要求的理解：.1、说明是场地级别的调查，不是区域水文地质调查。对大赛要求的128本次比赛要求：.本次比赛要求：.129二、观测路线布置.二、观测路线布置.130布置方法：穿越与追索置布置原则：用最短的路线观测到最多的内容基岩山区：垂直地层断层走向、垂直沟谷穿越；沿沟谷方向、岩层走向、断层走向追索；山前地带：沿地表倾斜最大方向、沿洪积扇轴向布置；冲积平原：垂直于河流走向或垂直于地貌分界线方向布置。一般从含水层的补给区向排泄区布置、能见到最多的机民井、泉点、钻孔、地表水体；有更多的地质露头。.布置方法：穿越与追索置布置原则：用最短的路线观测到最多的内容1311：5万水文地质调查规范要求：.1：5万水文地质调查规范要求：.132丘陵山区和山前地带水文地质调查路线易于布置，拿到地形图后即可按前述原则布置，然后按部就班地调查。如果场区是平原，地形图上只有高程点，没有地形等高线，也没有河流，调查路线如何布置呢？调查任务是什么呢？调查任务：这样的平原场区水文地质调查主要是两项内容：一是查清楚地表岩性的分带，二是各类水井要查清。路线布置：这种情况下，在比赛时建议先开展水井调查(机井、民井、钻孔）调查，测量水位（不仅仅是埋深，要换算成水位），现场绘制等水位线图。由于在水井调查过程中，场区地表的岩性分带、地下水流向已做到心中有数，观测路线就容易布置了，即垂直地表岩性分界线布置；如果地表岩性也无差异，那就沿地下水流向或垂直地下水流向布置，线上水文地质点越多，线路布置的就越合理。别忘记在地貌、地层分界线上安排辅助追索线路哟。.丘陵山区和山前地带水文地质调查路线易于布置，拿到地形图后即可133..134..135供水水文地质勘察规范要求：.供水水文地质勘察规范要求：.136三、观测点描述.三、观测点描述.137观测点分类：1、地貌点（界线点、控制点）2、地质点（界线点、控制点）

3、水文地质点4、环境地质点观测点要求：

观测仔细、描述认真、测量准确、

记录全面、绘图清晰、采样完整。.观测点分类：观测点要求：.138传统做法：地貌点、地质点的描述记录在野外记录本上水文地质点的调查主要是填写表格环境地质点的调查也主要是填写表格因比赛规则没看到明确规定，推测观测点记录可全部采用表格。因各时期设计的表格众多，虽然大同小异，但也不能乱用。按理应该从比赛规定的两个规范（1：5万水文地质调查规范、供水水文地质勘察规范GB50027-2001）中选取表格。本人建议还是按传统做法比较好！.传统做法：地貌点、地质点的描述记录在野外记录本上.139野外记录本.野外记录本.140..141..142三大岩类的观测：颜色、结构、构造、矿物成份、产状、风化程度

破碎情况、溶蚀情况等.三大岩类的观测：颜色、结构、构造、矿物成份、产状、风化程度.143..144..145..1461、野外调查路线表.1、野外调查路线表.147..1482、地质地貌点调查表.2、地质地貌点调查表.149..1503、水文地质点调查（1）机民井调查表.3、水文地质点调查.151..152（2）河流调查表.（2）河流调查表.153（3）泉点调查表.（3）泉点调查表.154（4）环境地质调查表.（4）环境地质调查表.155..156四、钻孔编录.四、钻孔编录.157根据钻探班报表填写钻孔基本情况表，了解钻孔结构与成井结构）1、井孔结构.根据钻探班报表填写钻孔基本情况表，了解钻孔结构与成井结构）1158..1592、钻孔柱状图形式.2、钻孔柱状图形式.160根据钻探班报表和岩心完成钻孔编录和钻孔柱状图按岩性分层分层采取率班报表中简易水文地质观测记录逐块岩心统计.根据钻探班报表和岩心完成钻孔编录和钻孔柱状图按岩性分层分层采161单纯的钻孔柱状图.单纯的钻孔柱状图.162抽水试验曲线与的钻孔柱状图.抽水试验曲线与的钻孔柱状图.1633、岩心描述：.3、岩心描述：.164

4、含水层顶底板埋深（高程）计算.4、含水层顶底板埋深（高程）计算.165岩心采取率除有特殊要求外，一般只计算分层采取率.岩心采取率除有特殊要求外，一般只计算分层采取率.166..167五、抽水试验资料整理.五、抽水试验资料整理.168（一）抽水试验曲线1：5万水文地质调查规范：.（一）抽水试验曲线1：5万水文地质调查规范：.169..170大赛要求：的钻孔柱状图与抽水试验曲线图绘制在一起.大赛要求：的钻孔柱状图与抽水试验曲线图绘制在一起.171六、水文地质参数计算.六、水文地质参数计算.172..173..174承压含水层参数：K（渗透系数）、T（导水系数）、s（弹性释水系数）《水文地质手册》（第二版）有详细讲解潜水含水层参数：K（渗透系数）、υ（给水度）有越流情况下：B（越流系数)=K’/m’.承压含水层参数：K（渗透系数）、T（导水系数）、s（弹性释水175承压完整井影响半径经验公式潜水完整井影响半径经验公式1、电脑小程序、经验公式计算.承压完整井影响半径潜水完整井影响半径1、电脑小程序、经验公式1762、承压含水层求参

（1）配线法.2、承压含水层求参

（1）配线法.177..178..179..180..181..182（2）直线法.（2）直线法.183..184..185..186..1872、潜水含水层

（1）配线法.2、潜水含水层

（1）配线法.188Logs-logt双对数曲线.Logs-logt双对数曲线.189(2)直线图解法.(2)直线图解法.1903、双层、有越流补给

（1）配线法.3、双层、有越流补给

（1）配线法.191..192..193七、单井合理开采量确定.七、单井合理开采量确定.194约束条件：技术上可行经济上合理环境上允许（不发生危害性环境地质问题）开采期内动水位不超过设计值、水量不会减少水质、水温变化不超过允许范围不影响已建水源地的正常生产.约束条件：技术上可行.1951、潜水井（技术层面、经济层面）长期以来,潜水井(稳定流)最大涌水量的计算未能很好的解决。目前对最大涌水量与降深关系的看法很不一致,如爱伦别格尔在实验室取得了最大降深值是潜水含水层厚度一半时涌水量最大的结论,即Sma:=H/2时涌水量最大。中国科学院地质研究所在砂槽实验中得出在潜水条件下,潜水而下降为含水层厚度的4/5时达到极限值,即Sma、=0.8H时涌水量最大。实际工作中，应根据抽水试验资料，利用Q-S曲线进行判定。当降深S增大时，单井出水量增加很小，即为最大出水量。单井出水量水位降深.1、潜水井（技术层面、经济层面）长期以来,潜水井(稳定流)最1962、承压井（技术层面、经济层面）根据水位下降最多只能到承压含水层顶板确定最大允许降深；再根据Q-S曲线即，查出对应最大允许降深条件对应的单井出水量，即合理取水量。.2、承压井（技术层面、经济层面）根据水位下降最多只能到承压含1973、环境条件约束场区有无环境约束条件（地面塌陷、地面沉降、污染源（污染河段、垃圾场、污水坑等））；生态水位（指能够保持典型植被良好发育生长的地下水水位埋深，专指我国西部荒漠化地区保持优势植被良好发育生长的第四系地下水水位埋深）。.3、环境条件约束场区有无环境约束条件（地面塌陷、地面沉降、1984、场区最大允许取水量概算单井合理取水量确定后，根据带观测孔的抽水试验可确定单孔抽水影响范围或根据经验公式可计算出单井取水影响范围；用场区的面积除以单井影响范围即可确定场区可布开采井井数；用单井出水量乘以可布井数，即为该场区地下水最大允许开采量。平原场区，地下水补给以垂向（降水或越流）补给为主，则可以采用下述类比法或采用大井法计算场区地下水允许开采量。.4、场区最大允许取水量概算单井合理取水量确定后，根据带观测孔199丘陵山区：.丘陵山区：.200八、水量评价.八、水量评价.201水量评价方法：均衡法、数值法均衡法：某个勘查区块地下水的补给量-排泄量=储存量的变化量。工作中通过计算全部的补给项、排泄项和储存项增减，看看是否达到均衡，如果不均衡，则需调整参数最终达到均衡。调整后的水文地质参数被认为能够代表勘查区块的水文特征、基本符合实际，被作为允许开采量计算和预测预报的特征参数。再通过平均布井法计算这一区块的地下水允许开采量。允许开采量的确定一般先根据水位约束条件来设定允许降深，然后再计算约束水位条件下的开采量作为允许开采量。潜水含水层枯水期可动用部分储存量，因为在丰水期能够补回，所以允许开采量可动用部分储存量；承压含水层当设定允许水位降深后，其补给量就是允许开采量，一般不考虑动用储存量。.水量评价方法：均衡法、数值法均衡法：.202数值法：建立模型(依次建立某一勘查区块的水文地质概念模型、物理模型【含水层空间结构与边界】、数学模型)；输入数据（水量数据、水位数据、水文地质参数）；调参拟合（通过调整水文地质参数、进行观测孔水位历时曲线拟合、以及整个勘查区典型时段等水位线图的拟合。拟合成功后的水文地质参数被认为能够代表这一勘查区块水文地质特征的特征参数，这一过程也被称为模型校验）；方案设计（通常设计三个以上的开采方案，让电脑进行解算。通过开采量与水位降深对比，优选出最佳开采方案；通过设定约束水位，让优选出开采方案计算出这一区块允许开采量。意思就是说，你开采方案最佳，但也不能无限制开采，水位下降不能超过允许降深。）预测预报：一是对现状开采方案进行预测预报，预测开采5年后、10年后、20年后的水位下降情况；二是预测建议开采方案开采5年后、10年后、20年后的水位下降情况；三是预报地质环境问题的发生发展情况（地面沉降、地下水污染等、.数值法：.2031、均衡法

（1）补给量计算.1、均衡法

（1）补给量计算.204降水入渗量计算分区.降水入渗量计算分区.205蒸发量计算分区.蒸发量计算分区.206越流量计算分区283个分区.越流量计算分区283个分区.207储存量计算分区.储存量计算分区.208宿州城西水源地浅层地下水2015年末均衡计算成果表：.宿州城西水源地浅层地下水2015年末均衡计算成果表：.209..210侧向径流的分段计算分段.侧向径流的分段计算分段.211弹性释水量计算分区.弹性释水量计算分区.212宿州市城市供水开采中深层承压水，现状城区水位降深在25m左右，已达最大允许降深，其补给量5631.42m3/a，扣除动用的弹性储存量44m3/a后为5587.42m3/d，相当于15万m3/d，就是这