专门水文地质学
Groundwater Hydrology
Instigation and Development
郭纯青 教授第一篇 水文地质调查方法第一章 水文地质调查工作概述
§ 1 水文地质调查的目的、任务与重要性
水文地质调查工作的目的在于,运用各种技术方法和手段揭示一个地区的水文地质条件 。
其任务是为工程项目设计或国民经济发展规划的制定提供所需的水文地质资料 。
水文地质调查工作是一项复杂而重要的工作。其复杂性主要表现在调查方法的种类繁多,除了传统的各种地质调查方法、手段外,还有许多针对地下水本身特性 (如流动性和水质、水量随时间而变化等 )的勘查方法。
水文地质调查工作的重要性主要体现在三个方面,
(1)认识来源于实践:
水文地质资料来源于调查。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,主要决定于占有实际资料的多少及其是否正确可靠。而这一切又决定于水文地质调查手段的使用和布置是否得当和调查勘探工作是否严格按照有关规程 (范 )的要求进行的。
(2)水文地质调查 (与勘探 )是一项费用很高、工期较长的工作。勘探工程布署不当或不按规程的技术要求进行,其后果将是既浪费勘查费用,又不能提供工程设计所需的水文地质资料。如果据其得出错误的结论,将会给工程建设、国家财产、生产环境等多方面造成巨大的损失。
(3) 一个担负着水文地质勘查任务的专家,
仅仅掌握水文地质的基础理论知识是不够的。只有那些既有较高水平的专业理论知识,又懂得如何进行水文地质调查工作的人,才能胜任水文地质生产、科研工作的重任。
§ 2 水文地质调查工作的类型
水文地质调查工作,按其目的,任务和调查方法特点,可分为三个类型 。
一、区域性水文地质调查
此类调查是指中、小比例尺的综合性水文地质调查。该类型水文地质调查的目的是,为制定某项国民经济的远景规划提供水文地质依据。
有时,这种调查也可能是为某项专门性的水文地质调查任务 (如城市供水,矿山排水、环境水文地质调查 )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,皆需进行区域性的水文地质调查工作。
区域性水文地质调查的主要任务是,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。
二、专门性水文地质调查
本类型水文地质调查工作的目的是,为某项具体工程建设项目的设计提供所需的水文地质资料 ;有时,为了进行地下水某方面的科学研究 (如建立地下水资源管理模型,进行地下水人工回灌等 ),也要开展这种水文地质调查工作 。
专门性水文地质调查的任务是,较详细地查明调查区内的水文地质条件,解决所提出的生产问题,保证工程项目设计所要求的水文地质资料。
三、地下水动态和均衡的监测
该项工作的目的是多方面的,因为不管是任何类型的水文地质调查和研究工作,
在定制或定量评价水文地质条件时,都需要有地下水动态和均衡方面的资料 。
§ 3 水文地质调查工作阶段的划分
一,水文地质调查工作划分阶段的必要性
除区域性水文地质调查工作外,专门性的水文地质调查任务,一般都是分阶段进行的,其原因主要是:
(1)专门性水文地质调查是为工程建设项目设计服务的,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,水文地质调查工作亦应划分为相应的阶段来进行,
以防止所提供的水文地质资料不符合某个设计阶段需要的情况出现。
(2)调查工作之所以分为不同的阶段,是人们由浅人深正确认识事物过程的规律在水文地质调查工作中的反映。分为不同的调查阶段,可以防止我们对调查区水文地质条件认识上的疏忽、遗漏或片面性;可以使整个调查工作一步一步逐渐深入地进行,就可以避免在调查工作中犯重大的、全局性的错误。
二、水文地质调查阶段的划分方案
不同任务的专门性水文地质调查工作,
其调查阶段的划分,一般是各不相同的,
包括划分的阶段数和阶段名称都不相同。
下面介绍我国不同部门对供水水文地质调查阶段的划分情况,
我国不同部门对供水水文地质调查阶段的划分地矿部标准城镇及工矿供水水文地质勘察规范 (1987年 )
DZ44— 86
国家地质矿产储量委员会规定 (1989年 )
建设部标准城市供水水文地质勘察规范 (1988年 )CIJl6—
88
专门水文地质学教材 (1987年 )
为城市总体规划或供水工程立项提供水文地质依据前期论证 调查 规划 )规划设计厂址选择进行不同水源地方案的比较,确定拟建水源地段,为供水工程初步设计提供水文地质依据初步勘察 普查 初勘 初步设计勘察对选定的水源地地下水弯源作出可靠评价,提出开采方案,预测开采地下水对环境的影响详细勘察 详查 详勘 详细设计勘察确定已开采水源地扩大开采的可能性,解决开采地下水引起的环境地质问题开采阶段的勘察勘探 开采 开采调查三、划分水文地质调查阶段的具体要求上表所列供水水文地质的调查阶段是针对水文地质条件较复杂的大型供水工程项目而规定的。对某个具体工程勘查项目应划分为几个勘查阶段,应当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。如:
(1)已有 1,20万或 1,10万比例尺的区域水文地质调查成果,或者供水工程项目规模较小,可不进行规划阶段 (或前期论证阶段 )的调查工作,
或只进行补充性的调查工作 。
(2)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阶段 。
(3)需水量较小的单个工厂、矿山、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要求时,可采用勘探开采结合方式,直接进入开采阶段的调查。
§ 4 水文地质调查所使用的主要手段
地下水是一种比地质矿产复杂得多的资源 。 因此,其调查方法亦要比一般地质矿产资源的调查方法复杂得多 。 除一般的地质矿产调查手段外,尚有许多针对地下水资源特点而建立起来的调查方法 。
最基本的水文地质调查所使用的手段或称工作种类有六种,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,室内分析,
测定,模拟实验及地下水动态与均衡研究 。
近年来,随着现代科学技术发展而革新、
引进和建立的新调查方法有,航、卫片地质 — 水文地质解释,各种直接寻找地下水的物探方法,水文地质参数的直接测定方法,地下水同位素测试技术 等。
这些先进的调查手段,大大提高了水文地质调查工作的精度、广度、深度和工作效率,对整个水文地质科学的发展起着极大的推动作用。
§ 5 水文地质调查工作的程序和调查工作设计书的编写要求一、水文地质调查工作的一般程序
(1)接受调查任务 。 调查任务分为纵向任务
( 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计划任务,也可以是生产单位立项经上级主管批准后下达的计划内任务 。 如为横向任务,则需和任务委托单位 (一般称甲方 )签定委托任务合同后,方算正式确定调查任务 。
(2)编制水文地质调查工作设计书 (即勘查工作计划 )。 在设计书编写前,应进行已有地质,水文地质及其他有关资料的收集工作;组织有关人员进行调查区的现场踏勘,以了解调查区的自然和工作条件,使编写的设计书更加符合实际情况 。
(3)开展野外调查工作 。
(4)编写调查工作成果 。
(5)按规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作。
二、调查工作设计书的编写要求
调查工作设计书是布置和进行各项调查工作的基本依据,是整个调查任务能否在规定时间和已定经费内高质量完成的关键,也是生产单位负责人首先应做好的工作。纵向任务及重大横向任务的设计书,需经专家评审通过和上级主管部门批准后方可执行。设计书的主要内容如下:
第一部分:
对调查区已有研究工作的评述和调查区的地质、水文地质条件。内容包括:
(1)调查工作的目的,任务,调查区位置,
面积及交通条件,调查阶段和调查工作起止时间;
(2)自然地理及经济地理概况;
(3)已有地质,水文地质研究程度和存在问题;
(4)调查区地质、水文地质条件概述。
第二部分:调查工作设计
(1)各项调查工作设计应包括计划使用的调查手段,各项调查工作布置方案,工作依据的主要技术规范,调查工作量及每项工作的主要技术要求 。 布置调查工作时,既要满足有关规范对工作量定额及工作精度的要求,又要考虑保证完成关键任务 (如供水中的水资源评价 ),防止平均使用勘查工程量 。
(2)物资设备计划,人员组织分工,经费预算及施工进度计划等 。
(3)预期调查工作成果。