ch7-供水水文地質(zhì)勘察解析

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,*,供水水文地質(zhì),,第七章 供水水文地質(zhì)勘察,,第七章 供水水文地質(zhì)勘察,主要內(nèi)容,,,一、概述〔根本概念〕,,二、水文地質(zhì)測(cè)繪,,三、水文地質(zhì)物探,,四、水文地質(zhì)鉆探,,五、抽水試驗(yàn),,六、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè),,七、地下水資源評(píng)價(jià),,八、供水水文地質(zhì)勘察報(bào)告,,7.1 概述,,,供水水文地質(zhì)勘察：查找地下水資源而開(kāi)展的各項(xiàng)工作的總稱,,目的：為水源地設(shè)計(jì)和建設(shè)部門供給水文地質(zhì)資料,,,一、供水水文地質(zhì)勘察的任務(wù),,1.查明勘察區(qū)水文地質(zhì)條件，選擇與圈定供水水源地,,2.依據(jù)不同用水要求，對(duì)地下

2、水進(jìn)展水量和水質(zhì)評(píng)價(jià),,3.提出取水建筑物選擇與布置得技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案,,4.對(duì)地下水資源的合理開(kāi)采利用和疼惜提出具體建議,,,二、勘察工作的內(nèi)容與程序,,內(nèi)容：一般包括水文地質(zhì)測(cè)繪、物探、鉆探、抽水試驗(yàn)、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)等。,,程序：承受任務(wù) 確定工作方案 編制勘察綱要 野外作業(yè) 資料整理 提交報(bào)告 檢查驗(yàn)收 質(zhì)量評(píng)定,,三、勘察階段劃分,,,1.初勘階段,,主要任務(wù)：確定水源地具體位置,,2.詳勘階段,,主要任務(wù)：在擬建水源地及其取水建筑物范圍內(nèi)進(jìn)展勘察及試驗(yàn)工作，全面評(píng)價(jià)地下水資源〔水量和水質(zhì)〕，提出最正確開(kāi)采方案，為給水工程施工圖設(shè)計(jì)供給資料,

3、,,四、允許開(kāi)采量的精度及其保證率要求,,允許開(kāi)采量：經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行，在整個(gè)開(kāi)采期內(nèi)水量不會(huì)削減，動(dòng)水位不超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)和水溫在允許范圍內(nèi)，不影響已建水源地正常開(kāi)采，不發(fā)生危害性的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的條件下的所能取得的地下水資源量。,,,允許開(kāi)采量的精度分為5級(jí)：A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)、E級(jí),,E級(jí)：搜集資料，用閱歷的水文地質(zhì)參數(shù)估算水資源量，為猜測(cè)資源量,,D級(jí)：通過(guò)小比例尺水文地質(zhì)測(cè)繪，概略評(píng)價(jià)地下水資源量，估算允許開(kāi)采量，為推斷資源量,,C級(jí)：一個(gè)水文年以上的地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料，群孔干擾抽水試驗(yàn)，并建立和完善數(shù)學(xué)模型，猜測(cè)水位、水量、水質(zhì)變化,,B級(jí)：與C級(jí)一樣，只不過(guò)B級(jí)強(qiáng)調(diào)大型簡(jiǎn)潔的水源

4、地,,A級(jí)：三年以上水源地連續(xù)開(kāi)采地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料，群孔干擾抽水試驗(yàn)，并建立和完善數(shù)學(xué)模型，猜測(cè)水位、水量、水質(zhì)變化,,,供水保證率：到達(dá)90%～97%〔留意理解“保準(zhǔn)旅”〕,,7.2 水文地質(zhì)測(cè)繪,,,一、水文地質(zhì)測(cè)繪的目的和任務(wù),,目的：,,了解巖性、構(gòu)造、地貌以及水文、氣象與地下水的關(guān)系，通過(guò)綜合分析爭(zhēng)論，提示地下水的形成，分布與富集規(guī)律，初步查明勘探區(qū)的水文地質(zhì)條件，對(duì)地下水作為供水水源的可能性作出初步評(píng)價(jià)，為進(jìn)一步布置勘探工作供給依據(jù)。,,主要任務(wù)：,,1.查明勘探區(qū)地質(zhì)、地貌、水文、氣象的根本特征,,2.確定含水層的性質(zhì)，地下水類型，劃分含水層隔水層，選擇供水目的層,,3.說(shuō)明

5、區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄，地下水動(dòng)態(tài)關(guān)系,,4.評(píng)價(jià)含水層的富水性，資源量及其開(kāi)采條件,,5.初步說(shuō)明地下水化學(xué)特征及其形成條件，調(diào)查地下水污染,,,二、水文地質(zhì)測(cè)繪的方法,,,根本工作方法：野外填圖〔野外填圖主要依靠觀測(cè)點(diǎn)和觀測(cè)線〕,,根本步驟：,,1.首先，合理布置觀測(cè)路線：沿地質(zhì)、地貌、水文地質(zhì)條件變化最大方向，以獲得最正確的把握效果。,,2.正確地選擇觀測(cè)點(diǎn)：布置在地質(zhì)、地貌、地下水變化最大或具代表性地段。,,水文地質(zhì)測(cè)繪的實(shí)質(zhì)：通過(guò)具有代表性的觀測(cè)點(diǎn)及其沿線所觀測(cè)的資料，分析爭(zhēng)論地質(zhì)、地貌、水文地質(zhì)現(xiàn)象，并準(zhǔn)確地標(biāo)記在地形、地質(zhì)圖上；按由點(diǎn)及線，有線及面的原則最終完成區(qū)域水文地質(zhì)

6、測(cè)繪工作，并以圖件和文字報(bào)告表示。,,圖件包括：實(shí)際資料圖、地質(zhì)圖、地貌圖，第四紀(jì)地質(zhì)圖、地下水等水位線圖、地下水水化學(xué)突擊綜合水文地質(zhì)圖。,,,三、水文地質(zhì)測(cè)繪的內(nèi)容,,,1,.,地質(zhì)調(diào)查,,2.,地貌、第四紀(jì)沉積物調(diào)查,,3.,地下水露頭的調(diào)查,,4.,水文氣象調(diào)查,,5.,地下水化學(xué)調(diào)查,,6.,地下水開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查,,四、水文地質(zhì)測(cè)繪的新技術(shù),,遙感技術(shù),RS,：衛(wèi)片、行片和紅外成像,,核技術(shù),,,7.3 水文地質(zhì)物探,,,一、電阻率法,,根本原理,,依據(jù)巖石電阻率的不同來(lái)區(qū)分巖石種類的方法,,電阻率是一個(gè)反映導(dǎo)電性能的指標(biāo),,巖石電阻率的影響因素：礦物成分、空隙多少、濕度和富水程

7、度、溫度,,1.礦物成分：良導(dǎo)電礦物〔石墨、磁鐵礦、方鉛礦等〕、不良導(dǎo)電礦物〔石英、云母、長(zhǎng)石、方解石等〕,,2.空隙、富水性、TDS：空隙連通性好，富水性好，地下水中TDS含量高，巖石的電阻率小，導(dǎo)電性能好。,,裝置：四極對(duì)稱裝置,,,,,,在水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用,,1.掩蓋層的厚度，隱伏的古河床和掩埋的洪積扇的位置,,2.斷層、裂隙、巖脈的產(chǎn)狀,,3.鉆井的地質(zhì)剖面,,4.地下水位、流向和滲透速度,,5.地下水的礦化度和咸水、淡水的分布,,6.永凍土層下限的埋藏深度等,,,二、電測(cè)深法的原理及其應(yīng)用,,,就是在地表同一測(cè)點(diǎn)上，從小到大漸漸轉(zhuǎn)變供電電極之間的距離，進(jìn)展視電阻率測(cè)量來(lái)爭(zhēng)論地表到

8、深部巖層的變化狀況,,當(dāng)增大供電電極極距時(shí)，電流流入地下的深度也越大，不同深度處巖層的特性通過(guò)視電阻率反映出來(lái)，從而達(dá)了解地層沿垂直方向的不變化,,三、電測(cè)剖面法,,保持供電電極距，并使得整個(gè)裝置的相對(duì)位置固定不變〔即探測(cè)深度不變〕的狀況下，沿確定方向移動(dòng)裝置，所得的測(cè)量數(shù)據(jù)反映了地層沿水平方向的變化規(guī)律,,,四、電測(cè)井法,,,工作原理：利用儀器并通過(guò)電纜把下井裝置送入管中進(jìn)展測(cè)量；在電纜提升的過(guò)程中，測(cè)量各地層的電阻率變化。,,7.5 抽水試驗(yàn),,,抽水試驗(yàn)的目的：測(cè)定含水層的參數(shù)，為水資源評(píng)價(jià)與取水建筑物設(shè)計(jì)供給依據(jù)，同時(shí)提示水文地質(zhì)條件。,,一、抽水試驗(yàn)的任務(wù)與類型,,〔一〕主要任務(wù),

9、,1.測(cè)定含水層的鉆孔涌水量，及其與水位下降的關(guān)系。,,2.確定含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，如K，T、u、u*等。,,3.確定影響半徑R，降落漏斗的外形及其擴(kuò)展?fàn)顩r。,,4.了解地下水與地表水之間，各含水層之間的水力聯(lián)系。,,〔二〕主要類型,,1.單孔抽水,,只在一個(gè)孔內(nèi)抽水；了解鉆孔的Q與s的關(guān)系及含水層的富水性，滲透性；多在初勘階段進(jìn)展,,2.多孔抽水,,一個(gè)孔抽水，一個(gè)或多個(gè)觀測(cè)孔；測(cè)定含水層水文地質(zhì)參數(shù)，了解影響范圍，漏斗外形及變化，確定井距及地下水與地表水之間的水力聯(lián)系；多在詳勘階段進(jìn)展,,3.群孔干擾抽水試驗(yàn),,兩個(gè)或兩個(gè)以上抽水井；了解區(qū)域s與Q的關(guān)系，評(píng)價(jià)區(qū)域允許開(kāi)采量，確定開(kāi)采方案

10、；多在詳勘和開(kāi)采階段進(jìn)展,,4.試驗(yàn)性抽水,,模擬實(shí)際開(kāi)采過(guò)程，取得水文地質(zhì)參數(shù)，確定允許開(kāi)采量；在枯水期進(jìn)展，開(kāi)采量接近需水量,,,二、抽水試驗(yàn)的技術(shù)要求,,,〔一〕穩(wěn)定流抽水試驗(yàn),,1.抽水試驗(yàn)層次及試驗(yàn)段確實(shí)定,,選擇富水性最好的層或段，且一般分層抽水,,2.抽水試驗(yàn)井中水位下降和下降次數(shù)確實(shí)定,,一般三次水位降深,,3.抽水穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定連續(xù)時(shí)間確實(shí)定,,穩(wěn)定流抽水必需保證井中的水位水量在確定范圍內(nèi)波動(dòng),,穩(wěn)定連續(xù)時(shí)間：地下水豐富的、滲透性好的卵石粗砂含水層，8h；地下水量不大，補(bǔ)給條件差的中細(xì)粉砂含水層，16h；基巖裂隙水分布地區(qū)，24h,,4.水位水量觀測(cè)要求,,抽水時(shí)：開(kāi)頭5、1

11、0、15、20、25、30min，后來(lái)每30min或1h,,水位恢復(fù)：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30min，后來(lái)每30min,,,,〔二〕非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn),,,1.抽水連續(xù)時(shí)間,,用s～lgt曲線來(lái)推斷：曲線是否消逝拐點(diǎn),,閱歷推斷：卵石2～3h，礫石4～6h，,,含礫粗砂及粗砂8～15h，中細(xì)砂10～24h，,,粉砂15～32h,,2.測(cè)量要求,,抽水時(shí)觀測(cè)時(shí)間間隔為：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30min，后來(lái)每30min,,,三、抽水試驗(yàn)資料的現(xiàn)場(chǎng)整理與分析,,,要求繪制Q～s，Q～t，h～t的關(guān)系曲線,,分析：〔Q～s曲線〕,,曲線Ⅰ：地下水具

12、承壓性；水位下降大,,，含水層富水性差，補(bǔ)給條件差的承壓水,,曲線Ⅱ：地下水無(wú)承壓性；水位下降小,,，或含水層富水性強(qiáng)，補(bǔ)給條件好的潛水,,曲線Ⅲ：地下水源缺乏，抽水時(shí)消耗地下水,,的固定存儲(chǔ)量；抽水井的過(guò)濾器杜塞或井壁坍塌,,曲線Ⅳ：一般認(rèn)為測(cè)量有誤或洗井不好，資料不能使用，需重新抽水；也有人認(rèn)為是由于吸水管伸入到過(guò)濾器下部且三維流的存在,,7.6 地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè),,,地下水動(dòng)態(tài)：地下水的水位、水量、水溫及水質(zhì)〔化學(xué)成分和氣體成分〕在各種因素綜合影響下隨時(shí)間而有規(guī)律的變化。,,一、影響地下水動(dòng)態(tài)的因素,,1.氣候及氣象因素：造成地下水動(dòng)態(tài)的周期性,,2.水文因素,,3.地質(zhì)因素,,4.人為

13、因素,,二、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)點(diǎn)的選擇和布置原則,,〔1〕觀測(cè)點(diǎn)的選擇：一般以新井作為代表性觀測(cè)點(diǎn)，生產(chǎn)井不做觀測(cè)點(diǎn)，且觀測(cè)井的深度“3～6m”〔揭露承壓含水層或潛水最低水位以下〕,,〔2〕觀測(cè)點(diǎn)的布置原則,,,1.為查明地下水與地表水的水力聯(lián)系的觀測(cè)線，應(yīng)垂直于地表水體的邊岸,,2.為查明各含水層之間的水力聯(lián)系，觀測(cè)孔應(yīng)分層布置,,3.為查明污染的影響，觀測(cè)孔布置在水源地與污染源之間，并呈直線排列,,4.為了解漏斗的變化狀況，放射狀布置幾排觀測(cè)孔,,5.為查明兩水源地之間的影響，應(yīng)在水源地之間布置一排觀測(cè)孔,,6.為把握一個(gè)水文地質(zhì)單元，觀測(cè)線要沿著水文地質(zhì)條件變化最大的方向布置,,7.在水文地

14、質(zhì)條件簡(jiǎn)潔或地下水集中開(kāi)采區(qū)，觀測(cè)點(diǎn)密；水文地質(zhì)簡(jiǎn)潔地區(qū)，觀測(cè)點(diǎn)少,,7.7 地下水資源評(píng)價(jià),,,地下水資源：是指有利用價(jià)值的各種地下水量的總稱,,一、地下水資源分類,,(一)按《供水水文地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)》,,,1.補(bǔ)給量：流入含水層的水量,,,(1)自然補(bǔ)給量,,(2)開(kāi)采補(bǔ)給量,,,,,2.儲(chǔ)存量：儲(chǔ)存在含水層中的重力水量,,,(1)容積儲(chǔ)存量:,,在大氣壓力下，含水層空隙中的重力水〔潛水〕,,,,(2)彈性儲(chǔ)存量:,,自然水頭降低到大氣壓時(shí)，含水層釋放的重力水〔承壓含水層水〕,,,,(3)自然調(diào)整儲(chǔ)存量:,,一個(gè)地下水補(bǔ)水周期中，含水層中最高水位與最低水位之間的容積儲(chǔ)存量,,(4)彈性儲(chǔ)存

15、量:,,一個(gè)地下水周期內(nèi)中，最低水位以下含水層中的容積儲(chǔ)存量,地下水水位最低時(shí),地下水水位最高時(shí),天然調(diào)節(jié)儲(chǔ)存量,固定儲(chǔ),,存量,,3.排泄量,,,,,,,(1)自然排泄量：在自然條件下，徑流量、泉水溢出量、蒸發(fā)量,,(2)開(kāi)采排泄量：在開(kāi)采條件下，徑流量、泉水溢出量、蒸發(fā)量,,(3)人工開(kāi)采量：,,,允許開(kāi)采量,,,〔2〕《地下水資源分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》,,,1.允許開(kāi)采資源,,承受經(jīng)濟(jì)合理的取水構(gòu)筑物，從含水層中取出的地下水水量，并在整個(gè)開(kāi)采期內(nèi)滿足：,,① 出水量不會(huì)削減，動(dòng)水位不超過(guò)設(shè)計(jì)要求；,,② 水質(zhì)、水溫的變化應(yīng)保持在允許范圍之內(nèi)；,,③ 不影響相鄰水源地的正常開(kāi)采;,,④ 不發(fā)生地面

16、沉降、塌陷等危害性的工程地質(zhì)現(xiàn)象,,2.難利用的資源,,二、地下水資源的補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量的計(jì)算,,,(一)補(bǔ)給量計(jì)算,,1.綜合補(bǔ)給量,,在單項(xiàng)補(bǔ)給量不易計(jì)算，而各排泄量和儲(chǔ)存量變化量時(shí)，利用水均衡原理〔Q補(bǔ)=Q排±ΔW〕,,Q補(bǔ)=Q排±ΔW=E+Qy+Qj+Qk±ΔW,,2.大氣降水入滲補(bǔ)給量,,Q補(bǔ)=α*P*F,,3.地下徑流流入補(bǔ)給量〔側(cè)向補(bǔ)給量〕,,Q側(cè)=K*i*w,,Q’=M*F’(巖溶地區(qū)〕,,地下水徑流模數(shù),,4.河流入滲補(bǔ)給量,,,Qs=Qa-Qb,,Q1=KI1BH Q2=KI2BH,,Qs=Q1+Q1,,,,,,,5.越流補(bǔ)給量〔依據(jù)Darcy定理〕,Q,a,Q,b,

17、Q,1,Q,2,,,(二)儲(chǔ)存量計(jì)算,,1.容積儲(chǔ)存量〔潛水含水層〕,,Wc=μV,,2.彈性儲(chǔ)存量〔承壓含水層〕,,Wc=Fμ*h,,三、地下水資源允許開(kāi)采量的評(píng)價(jià),,,允許開(kāi)采量是地下水水資源評(píng)價(jià)的中心問(wèn)題，主要取決于補(bǔ)給量同時(shí)還與開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件及開(kāi)采方案有關(guān) 。,,計(jì)算方法有：水均衡法、開(kāi)采試驗(yàn)法、相關(guān)分析法、數(shù)值法、解析法、電模擬法和系統(tǒng)分析法等,,1.水均衡法,,a、水量均衡法是區(qū)域性地下水資源評(píng)價(jià)的最根本方法,,b、常用于水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)潔，水文地質(zhì)參數(shù)多且不易確定的區(qū)域的允許開(kāi)采量確實(shí)定,,c、計(jì)算結(jié)果比較粗，適用于地下水埋深比較淺，地下水的補(bǔ)給和消耗比較單一的地區(qū),,根本原理：,,,對(duì)于一個(gè)地區(qū)〔均衡區(qū)〕的含水層組來(lái)說(shuō)，在補(bǔ)給和消耗的不平衡進(jìn)展過(guò)程中，任一時(shí)段內(nèi)〔均衡期〕的補(bǔ)給量和消耗量之差，應(yīng)等于這個(gè)含水層〔組〕中水體積的變化量，據(jù)此，再把將來(lái)的開(kāi)采量亦作為一種消耗量考慮進(jìn)去，則可建立如下開(kāi)采條件下的水均衡方程式：,含水層,,體積變化量,傾向,,水量交換,垂向,,水量交換,允許開(kāi)采量,,感謝觀看！,,