供水水文地质勘察

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,供水水文地质,第七章 供水水文地质勘察,第七章 供水水文地质勘察,主要内容,一、概述（基本概念）,二、水文地质测绘,三、水文地质物探,四、水文地质钻探,五、抽水试验,六、地下水动态观测,七、地下水资源评价,八、供水水文地质勘察报告,7.1,概述,供水水文地质勘察：寻找地下水资源而开展的各项工作的总称,目的：为水源地设计和建设部门提供水文地质资料,一、供水水文地质勘察的任务,1.,查明勘察区水文地质条件，选择与圈定供水水源地,2.,根据不同用水要求，对地下水进行水量和水质评价,3.,提出取水建筑物选择与布置得技术经济方案,4.,对地下水资源的合理开采利用和保护提出具体建议,二、勘察工作的内容与程序,内容：一般包括水文地质测绘、物探、钻探、抽水试验、地下水动态观测等。,程序：接受任务 确定工作方案 编制勘察纲要 野外作业 资料整理 提交报告 检查验收 质量评定,三、勘察阶段划分,1.,初勘阶段,主要任务：确定水源地具体位置,2.,详勘阶段,主要任务：在拟建水源地及其取水建筑物范围内进行勘察及试验工作，全面评价地下水资源（水量和水质），提出最佳开采方案，为给水工程施工图设计提供资料,四、允许开采量的精度及其保证率要求,允许开采量：经济技术可行，在整个开采期内水量不会减少，动水位不超过设计标准，水质和水温在允许范围内，不影响已建水源地正常开采，不发生危害性的环境地质问题的条件下的所能取得的地下水资源量。,允许开采量的精度分为,5,级：,A,级、,B,级、,C,级、,D,级、,E,级,E,级：搜集资料，用经验的水文地质参数估算水资源量，为预测资源量,D,级：通过小比例尺水文地质测绘，概略评价地下水资源量，估算允许开采量，为推断资源量,C,级：一个水文年以上的地下水动态观测资料，群孔干扰抽水试验，并建立和完善数学模型，预测水位、水量、水质变化,B,级：与,C,级相同，只不过,B,级强调大型复杂的水源地,A,级：三年以上水源地连续开采地下水动态观测资料，群孔干扰抽水试验，并建立和完善数学模型，预测水位、水量、水质变化,供水保证率：达到,90%,97,%,（注意理解“保准旅”）,7.2,水文地质测绘,一、水文地质测绘的目的和任务,目的：,了解岩性、构造、地貌以及水文、气象与地下水的关系，通过综合分析研究，揭示地下水的形成，分布与富集规律，初步查明勘探区的水文地质条件，对地下水作为供水水源的可能性作出初步评价，为进一步布置勘探工作提供依据。,主要任务：,1.,查明勘探区地质、地貌、水文、气象的基本特征,2.,确定含水层的性质，地下水类型，划分含水层隔水层，选择供水目的层,3.,阐明区内地下水的补给、径流、排泄，地下水动态关系,4.,评价含水层的富水性，资源量及其开采条件,5.,初步阐明地下水化学特征及其形成条件，调查地下水污染,二、水文地质测绘的方法,基本工作方法：野外填图（野外填图主要依靠观测点和观测线）,基本步骤：,1,.,首,先，合理布置观测路线：沿地质、地貌、水文地质条件变化最大方向，以获得最佳的控制效果。,2,.,正确地选择观测点：布置在地质、地貌、地下水变化最大或具代表性地段。,水文地质测绘的实质：通过具有代表性的观测点及其沿线所观测的资料，分析研究地质、地貌、水文地质现象，并准确地标记在地形、地质图上；按由点及线，有线及面的原则最终完成区域水文地质测绘工作，并以图件和文字报告表示。,图件包括：实际资料图、地质图、地貌图，第四纪地质图、地下水等水位线图、地下水水化学突击综合水文地质图。,三、水文地质测绘的内容,1,.,地质调查,2.,地貌、第四纪沉积物调查,3.,地下水露头的调查,4.,水文气象调查,5.,地下水化学调查,6.,地下水开发利用现状调查,四、水文地质测绘的新技术,遥感技术,RS,：卫片、行片和红外成像,核技术,7.3,水文地质物探,一、电阻率法,基本原理,依据岩石电阻率的不同来区分岩石种类的方法,电阻率是一个反映导电性能的指标,岩石电阻率的影响因素：矿物成分、空隙多少、湿度和富水程度、温度,1.,矿物成分：良导电矿物（石墨、磁铁矿、方铅矿等）、不良导电矿物（石英、云母、长石、方解石等）,2.,空隙、富水性、,TDS,：空隙连通性好，富水性好，地下水中,TDS,含量高，岩石的电阻率小，导电性能好。,装置：四极对称装置,在水文地质勘查中的应用,1.,覆盖层的厚度，隐伏的古河床和掩埋的洪积扇的位置,2.,断层、裂隙、岩脉的产状,3.,钻井的地质剖面,4.,地下水位、流向和渗透速度,5.,地下水的矿化度和咸水、淡水的分布,6.,永冻土层下限的埋藏深度等,二、电测深法的原理及其应用,就是在地表同一测点上，从小到大逐渐改变供电电极之间的距离，进行视电阻率测量来研究地表到深部岩层的变化情况,当增大供电电极极距时，电流流入地下的深度也越大，不同深度处岩层的特性通过视电阻率反映出来，从而达了解地层沿垂直方向的不变化,三、电测剖面法,保持供电电极距，并使得整个装置的相对位置固定不变（即探测深度不变）的情况下，沿一定方向移动装置，所得的测量数据反映了地层沿水平方向的变化规律,四、电测井法,工作原理：利用仪器并通过电缆把下井装置送入管中进行测量；在电缆提升的过程中，测量各地层的电阻率变化。,7.5,抽水试验,抽水试验的目的：,测定含水层的参数，为水资源评价与取水建筑物设计提供依据，同时揭示水文地质条件。,一、抽水试验的任务与类型,（一）主要任务,1.,测定含水层的钻孔涌水量，及其与水位下降的关系。,2.,确定含水层的水文地质参数，如,K,，,T,、,u,、,u*,等。,3.,确定影响半径,R,，降落漏斗的形状及其扩展情况。,4.,了解地下水与地表水之间，各含水层之间的水力联系。,（二）主要类型,1.,单孔抽水,只在一个孔内抽水；了解钻孔的,Q,与,s,的关系及含水层的富水性，渗透性；多在初勘阶段进行,2.,多孔抽水,一个孔抽水，一个或多个观测孔；测定含水层水文地质参数，了解影响范围，漏斗形状及变化，确定井距及地下水与地表水之间的水力联系；多在详勘阶段进行,3.,群孔干扰抽水试验,两个或两个以上抽水井；了解区域,s,与,Q,的关系，评价区域允许开采量，确定开采方案；多在详勘和开采阶段进行,4.,试验性抽水,模拟实际开采过程，取得水文地质参数，确定允许开采量；在枯水期进行，开采量接近需水量,二、抽水试验的技术要求,（一）稳定流抽水试验,1.,抽水试验层次及试验段的确定,选择富水性最好的层或段，且一般分层抽水,2.,抽水试验井中水位下降和下降次数的确定,一般三次水位降深,3.,抽水稳定标准和稳定延续时间的确定,稳定流抽水必须保证井中的水位水量在一定范围内波动,稳定延续时间：地下水丰富的、渗透性好的卵石粗砂含水层，,8h,；地下水量不大，补给条件差的中细粉砂含水层，,16h,；基岩裂隙水分布地区，,24h,4.,水位水量观测要求,抽水时：开始,5,、,10,、,15,、,20,、,25,、,30min,，后来每,30min,或,1h,水位恢复：,1,、,2,、,3,、,4,、,6,、,8,、,10,、,15,、,20,、,25,、,30min,，后来每,30min,（二）非稳定流抽水试验,1.抽水延续时间,用slgt曲线来判断：曲线是否出现拐点,经验判断：卵石23h，砾石46h，,含砾粗砂及粗砂815h，中细砂1024h，,粉砂1532h,2.测量要求,抽水时观测时间间隔为：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30min，后来每30min,三、抽水试验资料的现场整理与分析,要求绘制,Q,s,，,Q,t,，,h,t,的关系曲线,分析：（,Q,s,曲线）,曲线,：地下水具承压性；水位下降大,，含水层富水性差，补给条件差的承压水,曲线,：地下水无承压性；水位下降小,，或含水层富水性强，补给条件好的潜水,曲线,：地下水源不足，抽水时消耗地下水,的固定存储量；抽水井的过滤器杜塞或井壁坍塌,曲线,：一般认为测量有误或洗井不好，资料不能使用，需重新抽水；也有人认为是由于吸水管伸入到过滤器下部且三维流的存在,7.6,地下水动态观测,地下水动态：,地下水的水位、水量、水温及水质（化学成分和气体成分）在各种因素综合影响下随时间而有规律的变化。,一、影响地下水动态的因素,1.,气候及气象因素：造成地下水动态的周期性,2.,水文因素,3.,地质因素,4.,人为因素,二,、地下水动态观测点的选择和布置原则,（,1,）观测点的选择：一般以新井作为代表性观测点，生产井不做观测点，且观测井的深度“,3,6m”,（揭露承压含水层或潜水最低水位以下）,（,2,）观测点的布置原则,1.,为查明地下水与地表水的水力联系的观测线，应垂直于地表水体的边岸,2.,为查明各含水层之间的水力联系，观测孔应分层布置,3.,为查明污染的影响，观测孔布置在水源地与污染源之间，并呈直线排列,4.,为了解漏斗的变化情况，放射状布置几排观测孔,5.,为查明两水源地之间的影响，应在水源地之间布置一排观测孔,6.,为控制一个水文地质单元，观测线要沿着水文地质条件变化最大的方向布置,7.,在水文地质条件复杂或地下水集中开采区，观测点密；水文地质简单地区，观测点少,7.7,地下水资源评价,地下水资源：,是指有利用价值的各种地下水量的总称,一、地下水资源分类,(,一,),按,供水水文地质勘察规范,1.,补给量：流入含水层的水量,(1),天然补给量,(2),开采补给量,2.,储存量：储存在含水层中的重力水量,(1),容积储存量,:,在大气压力下，含水层空隙中的重力水（潜水）,(2),弹性储存量,:,天然水头降低到大气压时，含水层释放的重力水（承压含水层水）,(3)天然调节储存量:,一个地下水补水周期中，含水层中最高水位与最低水位之间的容积储存量,(4)弹性储存量:,一个地下水周期内中，最低水位以下含水层中的容积储存量,地下水水位最低时,地下水水位最高时,天然调节储存量,固定储,存量,3.,排泄量,(1),天然排泄量：在天然条件下，径流量、泉水溢出量、蒸发量,(2),开采排泄量：在开采条件下，径流量、泉水溢出量、蒸发量,(3),人工开采量：,允许开采量,（,2,）,地下水资源分类分级标准,1.,允许开采资源,采用经济合理的取水构筑物，从含水层中取出的地下水水量，并在整个开采期内满足：,出水量不会减少，动水位不超过设计要求；,水质、水温的变化应保持在允许范围之内；,不影响相邻水源地的正常开采,;,不发生地面沉降、塌陷等危害性的工程地质现象,2.,难利用的资源,二、地下水资源的补给量和储存量的计算,(,一,),补给量计算,1.,综合补给量,在单项补给量不易计算，而各排泄量和储存量变化量已知时，利用水均衡原理（,Q,补,=Q,排,W,）,Q,补,=Q,排,W=E+Q,y,+Q,j,+Q,k,W,2.,大气降水入渗补给量,Q,补,=*P*F,3.,地下径流流入补给量（侧向补给量）,Q,侧,=K*i*w,Q=M*F,(,岩溶地区）,地下水径流模数,4.,河流入渗补给量,Q,s,=,Q,a,-Q,b,Q,1,=KI,1,BH Q,2,=KI,2,BH,Q,s,=Q,1,+Q,1,5.,越流补给量（根据,Darcy,定理）,Q,a,Q,b,Q,1,Q,2,(,二,),储存量计算,1.,容积储存量（潜水含水层）,W,c,=,V,2.,弹性储存量（承压含水层）,W,c,=,F,*,h,三、地下水资源允许开采量的评价,允许开采量是地下水水资源评价的,中心问题,，主要取决于补给量,同时还与开采的经济技术条件及开采方案有关 。,计算方法有：水均衡法、开采试验法、相关分析法、数值法、解析法、电模拟法和系统分析法等,1.,水均衡法,a,、水量均衡法是区域性地下水资源评价的最基本方法,b,、常用于水文地质条件复杂，水文地质参数多且不易确定的区域的允许开采量的确定,c,、计算结果比较粗，适用于地下水埋深比较浅，地下水的补给和消耗比较单一的地区,基本原理,：,对于一个地区（均衡区）的含水层组来说，在补给和消耗的不平衡发展过程中，任一时段内（均衡期）的补给量和消耗量之差，应等于这个含水层（组）中水体积的变化量，据此，再把未来的开采量亦作为一种消耗量考虑进去，则可建立如下开采条件下的水均衡方程式：,含水层,体积变化量,倾向,水量交换,垂向,水量交换,允许开采量,谢谢观看！,