矿区水文地质调查工作方法教材课件

矿区水文地质调查工作方法矿区水文地质调查工作方法曹玉志2006年年2月月一、地下水类型、含水岩组及地下水补、迳、排一、地下水类型、含水岩组及地下水补、迳、排条件条件 （1）地下水类型及划分）地下水类型及划分 （2）含水介质类型）含水介质类型 （3）含水岩组）含水岩组 （4）含水岩组富水性指标的确定）含水岩组富水性指标的确定 （5）地下水补、迳、排条件）地下水补、迳、排条件二、矿区水文地质调查方法二、矿区水文地质调查方法 （1）矿区水文地质调查的基本内容）矿区水文地质调查的基本内容 （2）矿区水文地质调查工作方法）矿区水文地质调查工作方法三、地下水、地表水动态监测三、地下水、地表水动态监测一、地下水类型及划分一、地下水类型及划分（一）地下水的基本类型分为：包气带水、潜水、承压水三种。包气带水、潜水、承压水三种。二、地下水含水介质类型二、地下水含水介质类型 地下水含水介质类型分为：（一）松散岩类孔隙水（含土壤水、沼泽水、上层滞水等）；（二）基岩裂隙水（碎屑岩中节理、裂隙水）；（三）岩溶水（岩溶岩石中的水）。一、地下水类型、含水岩组及一、地下水类型、含水岩组及地下水补、迳、排条件地下水补、迳、排条件岩溶水进一步分为碳酸盐岩裂隙溶洞水和碳酸盐岩溶水进一步分为碳酸盐岩裂隙溶洞水和碳酸盐岩溶洞裂隙水两个亚类；岩溶洞裂隙水两个亚类；碳酸盐岩裂隙溶洞水：碳酸盐岩裂隙溶洞水：主要分布于石灰岩、白云质灰主要分布于石灰岩、白云质灰岩地区，裂隙十分发育。地下水动力条件为管道、廊岩地区，裂隙十分发育。地下水动力条件为管道、廊道集中迳流运动，含水极不均一，以地下河、岩溶大道集中迳流运动，含水极不均一，以地下河、岩溶大泉为主要排泄特征。泉为主要排泄特征。碳酸盐岩溶洞裂隙水：碳酸盐岩溶洞裂隙水：主要为白云岩分布区域，白云主要为白云岩分布区域，白云岩中的溶蚀裂隙、溶孔、小溶洞等发育，是地下水良岩中的溶蚀裂隙、溶孔、小溶洞等发育，是地下水良好的赋存空间。地下水动力条件以裂隙网络状运动，好的赋存空间。地下水动力条件以裂隙网络状运动，含水较均一，以岩溶泉、裂隙泉为主要排泄特征。含水较均一，以岩溶泉、裂隙泉为主要排泄特征。三、含水岩组三、含水岩组（一）含水岩组的划分1 1、松散岩类孔隙水含水岩组：、松散岩类孔隙水含水岩组：主要为第四系沉积物；主要为第四系沉积物；2 2、基岩裂隙水含水岩组：、基岩裂隙水含水岩组：碎屑岩地层统归该岩组；碎屑岩地层统归该岩组；3 3、岩溶水含水岩组：、岩溶水含水岩组：碳酸盐岩组，不纯碳酸盐岩组统碳酸盐岩组，不纯碳酸盐岩组统归岩溶水含水岩组。归岩溶水含水岩组。四、含水岩组富水性指标的确定四、含水岩组富水性指标的确定（一）岩溶含水岩组的富水性指标：分埋藏型岩溶水和裸露型岩溶水确定：1 1、埋藏型岩溶含水层的富水性指标主要通过钻、埋藏型岩溶含水层的富水性指标主要通过钻孔揭露后，以抽水时的单位涌水量（孔揭露后，以抽水时的单位涌水量（q q）作为评）作为评价指标，即价指标，即q q 0.50.5l l/s/s mm为丰富，为丰富，q q值值0.20.50.20.5l l/s/s mm为中等，为中等，q q0.20.2l l/s/s mm为贪乏。为贪乏。2 2、裸露型岩溶含水层的富水性指标以实测枯季、裸露型岩溶含水层的富水性指标以实测枯季地下迳流模数（大泉、地下河出口）地下迳流模数（大泉、地下河出口）“M”M”作为作为评价指标，即：评价指标，即：MM 6 6l l/s/s K Kmm2 2为丰富，为丰富，MM值值3636l l/s/s K Kmm2 2为中等，为中等，MM 3 3l l/s/s K Kmm2 2为贪乏。为贪乏。（二）基岩裂隙水含水层的富水性指标，以枯季地下迳流模数（M）作为评价指标，即：M 3l/skm2为丰富，M值13l/skm2为中等，M 1l/skm2为贪乏。（三）孔隙水含水层的富水性指标一般情况下以泉水或民井的出水量确定，即：Q 500m3/d为丰富，Q值100500m3/d为中等，Q100m3/d为贪乏。（五）地下水的补给、迳流、排泄条件地下水的补给、迳流、排泄条件，受各种自然因素的地下水的补给、迳流、排泄条件，受各种自然因素的综合作用，局部受人为因素的影响，不同的地下水类综合作用，局部受人为因素的影响，不同的地下水类型是各不相同的。型是各不相同的。1 1、松散岩类孔隙水类型区、松散岩类孔隙水类型区地下水的补给源主要为大气降水的渗入补给。由于松地下水的补给源主要为大气降水的渗入补给。由于松散岩类的渗透性强，易吸收降水的入渗补给，但储水散岩类的渗透性强，易吸收降水的入渗补给，但储水能力较差，往往在吸收降水补给后，一部分位于就近能力较差，往往在吸收降水补给后，一部分位于就近沟谷或低洼地带以泉的形式排泄；一部分补给下伏基沟谷或低洼地带以泉的形式排泄；一部分补给下伏基岩中的地下水。岩中的地下水。2 2、基岩裂隙水类型区、基岩裂隙水类型区大气降水的渗入是基岩裂隙水的主要补给来源，补给量大气降水的渗入是基岩裂隙水的主要补给来源，补给量的大小与降水量、降水形式及裂隙发育程度、地形坡的大小与降水量、降水形式及裂隙发育程度、地形坡度和植被发育情况有关。一般裂隙密度大且呈张开状度和植被发育情况有关。一般裂隙密度大且呈张开状态，地形坡度小，植被茂盛者，降水停滞时间长，渗态，地形坡度小，植被茂盛者，降水停滞时间长，渗入补给量较大。反之，补给量较小。入补给量较大。反之，补给量较小。基岩裂隙水迳流途径一般不长，在溪沟的切割条件下，基岩裂隙水迳流途径一般不长，在溪沟的切割条件下，常以泉的形式排泄，地形切割越大，泉的出露频度亦常以泉的形式排泄，地形切割越大，泉的出露频度亦大，但单个泉的流量较小。大，但单个泉的流量较小。3 3、岩溶水类型区、岩溶水类型区岩溶地下水的补给、迳流、排泄条件是一个比较复杂岩溶地下水的补给、迳流、排泄条件是一个比较复杂的问题。由于地层及岩性的组合关系，地质构造、水的问题。由于地层及岩性的组合关系，地质构造、水文网与地貌在空间上的组合情况，不仅决定了岩溶地文网与地貌在空间上的组合情况，不仅决定了岩溶地下水的形成与赋存条件，同时也控制了岩溶地下水的下水的形成与赋存条件，同时也控制了岩溶地下水的补给、迳流、排泄条件。岩溶地下水补给、迳流、排补给、迳流、排泄条件。岩溶地下水补给、迳流、排泄条件总体上可归纳为以下几种类型：泄条件总体上可归纳为以下几种类型：（1）石灰岩平缓褶皱深切河谷型；（2）白云岩平缓褶皱中切沟谷型；（3）碳酸盐岩平缓向斜纵谷型；（4）间层状紧密向斜谷型；（5）间层状单斜型（6）间层状平缓向斜深部循环型（7）碳酸盐岩背斜分流型（8）碳酸盐岩向斜浅切沟谷型（9）碳酸盐岩向斜汇流型一、矿区水文地质调查的基本内容一、矿区水文地质调查的基本内容（一）裸露型岩溶地区1 1、地下水的分布、补给范围、水位、流量和水质特、地下水的分布、补给范围、水位、流量和水质特征及其与区域地质构造、岩性、地貌条件的关系；征及其与区域地质构造、岩性、地貌条件的关系；2 2、调查全部天然水点，详细研究岩溶大泉的出露条、调查全部天然水点，详细研究岩溶大泉的出露条件，控制因素，根据泉水出露的地形地质条件，圈定件，控制因素，根据泉水出露的地形地质条件，圈定汇水区，实测访问或根据洪水痕迹推断其水位与流量汇水区，实测访问或根据洪水痕迹推断其水位与流量的变幅。在初步调查的基础上安排地下水动态观测工的变幅。在初步调查的基础上安排地下水动态观测工作。作。二、矿区水文地质调查方法二、矿区水文地质调查方法3 3、调查地下河系统发育特征，控制地下河发育的断裂构、调查地下河系统发育特征，控制地下河发育的断裂构造、褶皱轴及各主导裂隙的分布和岩溶层呈条带展布的造、褶皱轴及各主导裂隙的分布和岩溶层呈条带展布的规律，圈定地下河系统的补给面积。规律，圈定地下河系统的补给面积。4 4、调查地表水与地下水在不同水文地质单元的相互转化、调查地表水与地下水在不同水文地质单元的相互转化关系；关系；5 5、在地下水排泄不畅，易洪涝的地区，注意调查历史受、在地下水排泄不畅，易洪涝的地区，注意调查历史受涝情况，以确定排涝方案与水文地质条件的关系。涝情况，以确定排涝方案与水文地质条件的关系。6 6、在水质污染地区，注意污染源和污染方式与途径的调、在水质污染地区，注意污染源和污染方式与途径的调查。查。（二）覆盖型地区uu1 1、调查覆盖层的岩性、厚度、成因、含水层的分布、调查覆盖层的岩性、厚度、成因、含水层的分布、水质、水量特征及其与下伏岩溶含水层之间的接触关水质、水量特征及其与下伏岩溶含水层之间的接触关系与水力联系。系与水力联系。uu2 2、根据外围基岩的地层构造条件，推断覆盖层下的岩、根据外围基岩的地层构造条件，推断覆盖层下的岩溶层或非岩溶层的分布，地质构造及岩溶水的汇水条溶层或非岩溶层的分布，地质构造及岩溶水的汇水条件；件；uu3 3、调查岩溶含水层的埋藏深度和岩溶含水层富水地段、调查岩溶含水层的埋藏深度和岩溶含水层富水地段或主要通道的分布规律及其水质、水量特征。或主要通道的分布规律及其水质、水量特征。uu4 4、调查浅覆盖地区地表各种岩溶形态的展布方向，排列、调查浅覆盖地区地表各种岩溶形态的展布方向，排列形式与地层、地质构造的关系，并判断下伏岩溶通道的形式与地层、地质构造的关系，并判断下伏岩溶通道的情况；情况；uu5 5、调查浅覆盖地区地表水与地下水的水力联系，在覆盖、调查浅覆盖地区地表水与地下水的水力联系，在覆盖层为透水层的地区，注意地表污水对地下水的影响。层为透水层的地区，注意地表污水对地下水的影响。（三）埋藏型地区1 1、调查各岩溶含水层的埋藏深度、岩性、厚度及水、调查各岩溶含水层的埋藏深度、岩性、厚度及水位、水量、水质特征，地层层位和地质构造对岩溶水位、水量、水质特征，地层层位和地质构造对岩溶水的控制作用；的控制作用；2 2、同一水文地质单元各岩溶含水层出露地表地段的、同一水文地质单元各岩溶含水层出露地表地段的地层岩性、构造、岩溶形态、天然水点的分布和特征，地层岩性、构造、岩溶形态、天然水点的分布和特征，及其对埋藏岩溶层分布规律的影响。并确定补给范围及其对埋藏岩溶层分布规律的影响。并确定补给范围及补给方式，估算补给量；及补给方式，估算补给量；3 3、调查古岩溶形态、规模、充填情况及其对现代地、调查古岩溶形态、规模、充填情况及其对现代地下水循环所起的作用；下水循环所起的作用；4 4、注意调查和搜集已有的生产井、矿井的岩溶水文、注意调查和搜集已有的生产井、矿井的岩溶水文地质资料。地质资料。二、矿区水文地质调查工作方法二、矿区水文地质调查工作方法（一）矿区水文地质调查工作范围的确定1 1、矿区水文地质调查工作不只是矿区范围，而是大、矿区水文地质调查工作不只是矿区范围，而是大于矿区的完整或相对完整的水文地质单元。于矿区的完整或相对完整的水文地质单元。2 2、水文地质单元的确定，可在、水文地质单元的确定，可在1:51:5万万1:201:20万水文地质万水文地质图中确定（具体确定要素为：隔水层边界，压扭性断图中确定（具体确定要素为：隔水层边界，压扭性断裂隔水边界等）。裂隔水边界等）。（二）野外地质、水文地质调查vv1 1、地质观测点：以控制各种地质界线和地质体为原、地质观测点：以控制各种地质界线和地质体为原则。则。t t1.11.1、地层岩性点调查：对地层、标志层、不同岩性、地层岩性点调查：对地层、标志层、不同岩性、岩相等进行描述；岩相等进行描述；t t1.2 1.2 构造点调查构造点调查s s1.2.1 1.2.1 褶皱：调查褶皱位置、规模、走向、变化规律、褶皱：调查褶皱位置、规模、走向、变化规律、倾伏情况、两翼岩层组合、产状等；倾伏情况、两翼岩层组合、产状等；s s1.2.2 1.2.2 断裂：调查断裂的位置、规模、产状及平剖面断裂：调查断裂的位置、规模、产状及平剖面上的形态特征，断层破碎带和影响带宽度，判定断层上的形态特征，断层破碎带和影响带宽度，判定断层的力学性质、构造序次，分析断裂与地下水动力条件的力学性质、构造序次，分析断裂与地下水动力条件的关系；的关系；t t1.3 1.3 地貌点调查地貌点调查s s1.3.1 1.3.1 岩溶地貌：组合类型为峰丛洼地、峰林谷地、岩溶岩溶地貌：组合类型为峰丛洼地、峰林谷地、岩溶盆地、丘陵洼地、岩溶断裂盆地、岩溶剥夷面、岩溶嶂盆地、丘陵洼地、岩溶断裂盆地、岩溶剥夷面、岩溶嶂谷、岩溶丘陵等；个体类型为溶蚀裂隙、溶沟、溶槽、谷、岩溶丘陵等；个体类型为溶蚀裂隙、溶沟、溶槽、石芽、石林、落水洞、溶洞、竖井、漏斗、干谷等。石芽、石林、落水洞、溶洞、竖井、漏斗、干谷等。s s1.3.2 1.3.2 侵蚀侵蚀剥蚀地貌：为山原、丘原、剥夷面、台地、剥蚀地貌：为山原、丘原、剥夷面、台地、V V型谷等。型谷等。s s1.3.3 1.3.3 河谷地貌：河谷阶地、河谷岸坡、峡谷、冲沟等。河谷地貌：河谷阶地、河谷岸坡、峡谷、冲沟等。t t1.4 1.4 地质灾害点调查地质灾害点调查s s1.4.1 1.4.1 滑坡调查；滑坡调查；s s1.4.2 1.4.2 崩塌调查；崩塌调查；s s1.4.3 1.4.3 地裂缝、地面塌陷（含采空塌陷）调查；地裂缝、地面塌陷（含采空塌陷）调查；s s1.4.4 1.4.4 泥石流调查；泥石流调查；s s1.4.5 1.4.5 不稳定斜坡调查。不稳定斜坡调查。vv2 2、地下水点调查、地下水点调查t t2.1 2.1 泉、井点调查：调查内容为地点（所处位置），所处泉、井点调查：调查内容为地点（所处位置），所处地貌部位、出露岩层层位及地质特点，泉水的物理性质地貌部位、出露岩层层位及地质特点，泉水的物理性质（色、味、透明度、水温、气温）、水点出露特征、水点（色、味、透明度、水温、气温）、水点出露特征、水点类型、流量（含测量方法）、水点用途、动态变化等。类型、流量（含测量方法）、水点用途、动态变化等。t t2.2 2.2 地下河调查：除按泉井点的内容调查外，需要调查临地下河调查：除按泉井点的内容调查外，需要调查临近水点与地下河系统的关系，搞清地下河的近水点与地下河系统的关系，搞清地下河的“来龙去脉来龙去脉”，常规方法为，常规方法为“洼地分析法洼地分析法”、“连通试验法连通试验法”、“导水导水断层分析法断层分析法”等。等。t t2.3 2.3 存在老窖的矿区，需要调查矿坑充水、涌水、老窖积存在老窖的矿区，需要调查矿坑充水、涌水、老窖积水、排水等内容。水、排水等内容。一、监测点类型：一、监测点类型：泉（井）点、钻孔、生产井（不作介泉（井）点、钻孔、生产井（不作介绍）、与地下水动态有关的地表河流或溪沟断面；绍）、与地下水动态有关的地表河流或溪沟断面；二、观测内容：二、观测内容：水量（流量）、水位、水温；水量（流量）、水位、水温；三、观测点的布置（布设）三、观测点的布置（布设）（一）观测点布设的原则：以能控制勘察区或水源地开以能控制勘察区或水源地开采范围内的地下水动态特征，为评价水源地资源量或矿采范围内的地下水动态特征，为评价水源地资源量或矿区（勘察区）涌水量提供基础资料和计算参数。区（勘察区）涌水量提供基础资料和计算参数。三、地下水、地表水动态监测三、地下水、地表水动态监测（二）主要操作内容及要求1 1、为查明各含水层之间的水力联系，应分层布置观、为查明各含水层之间的水力联系，应分层布置观测点（孔）；测点（孔）；2 2、需获取水文地质单元边界地下水动态资料时，观、需获取水文地质单元边界地下水动态资料时，观测点宜在近边界代表性地段布设；测点宜在近边界代表性地段布设；3 3、需查明污染源对水源地地下水的影响时，观测点、需查明污染源对水源地地下水的影响时，观测点（孔）宜在连接污染源和水源地方向上布设；（孔）宜在连接污染源和水源地方向上布设；4 4、查明地下水与地表水体之间的水力联系时，观测点、查明地下水与地表水体之间的水力联系时，观测点垂直地表水体岸边布置；垂直地表水体岸边布置；5 5、需用于计算水文地质单元降水渗入系数的水位动态、需用于计算水文地质单元降水渗入系数的水位动态资料时，宜在有代表性的不同地段布置观测孔；资料时，宜在有代表性的不同地段布置观测孔；6 6、需查明水源地开采降落漏斗范围时，宜通过降落漏、需查明水源地开采降落漏斗范围时，宜通过降落漏斗中心布置相互垂直的两条观测线（含观测孔）；斗中心布置相互垂直的两条观测线（含观测孔）；7 7、观测点宜利用已有的勘探孔、泉（井）点；、观测点宜利用已有的勘探孔、泉（井）点；8 8、岩溶区地下水动态观测、岩溶区地下水动态观测8.1 8.1 为查明岩溶含水层的富水性，选择有代表性的岩为查明岩溶含水层的富水性，选择有代表性的岩溶泉（泉域完整）为观测点；溶泉（泉域完整）为观测点；8.2 8.2 进行区域性水资源评价时，在水文地质单元边界进行区域性水资源评价时，在水文地质单元边界条件清楚的情况下，以排泄区的地下河出口、岩溶大条件清楚的情况下，以排泄区的地下河出口、岩溶大泉为观测点。泉为观测点。四、观测点设施建立要求四、观测点设施建立要求（一）在地下水露头（泉、地下河）出口处建立永久性标准堰测断面（三角堰、梯型堰、矩型堰）；（二）井（孔）观测应设置固定观测基点。并建立基点处的坐标档案；（三）观测点应有专门的保护措施。五、观测记录内容五、观测记录内容（一）观测井点号、日期、观测值（水位、水量、水温）附观测时天气状况；（二）观测精度：水位、水量取三次测量读数的平均值。六、观测时间六、观测时间（一）观测频率：根据水文地质勘（调）查项目不同精度的要求确定，勘（调）查项目为5日次，专项环境水文地质监测丰水期为3日次，平枯水期为5日次；（二）观测周期：勘（调查）阶段不少于一个水文年，并应尽量在勘查期进行；开采阶段应实施长期观测。七、观测资料的综合整理七、观测资料的综合整理（一）统计各观测点的观测资料，确定最大、最小、平均值，编制月报表、季报表、年报表；（二）精确绘制各观测点动态历时曲线图及气象相关图；（三）分析年动态变化特征及年际动态特征变化规律，编制文字报告。