地下水調查方法匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇地下水調查方法范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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水文地質調查包括多項內容，調查人員需要了解當地的水文地質、地形地貌、地表巖層特征等內容。在調查的過程中，可以了解地下水徑流、排泄情況等基本情況，在長期的檢測工作中可以總結出調查的方法，通過水文地質調查，可以避免地質結構對工程建設帶來的危害。

1.1水文地質調查的基本內容

水文地質調查可以了解地下水的種類，還可以了解水資源的深度，相關工作人員采用專業的調查方法，可以了解到水資源的分布、流向等。地下水資源一般分布在巖層之間，在調查的過程中，需要對地下水層之間的關聯進行分析。另外，水文地質調查還需要分析地下水排泄情況，掌握水文地質參數，調查的內容包括給水度、滲透系數等。

1.2對水文地質進行正確的評價

水文地質調查的對該地區實際情況進行考察，利用專業的方法獲得準確的數據，然后對該地區水文地質狀況進行客觀的評價。在分析水文地質變化情況后，可以了解到水文地質對建設工程的影響以及可能帶來的危害，具有預測的功能，可以幫助施工單位采取有效的防治措施。水文地質調查可以分析出地質結構變化對工程建設帶來的影響，其有著較高的實用價值。所以，調查人員一定要保證數據的可靠性，保證水文地質評價的正確性。

1.3水文地質調查結合工程地基

水文地質調查可以了解到該地區水文地質情況，這項工作的目的是為工程建設提供重要的參考依據，所以，水文地質調查與工程地基有著密切的關系，為了提高水文地質調查結果的利用價值，在實際應用時應以工程地基調查為主，工作人員需要進行有針對性的調查，為建設工程提供精確的數據資料。水文地質調查可以了解到巖層水資源分布情況，調查人員應對地下水運動對工程建設的影響進行大膽的預測，還要著重對人為因素的影響進行分析，從而降低外界因素對工程建設的影響。

1.4地下水位對工程建設的影響

在水文地質調查中，相關人員要了解到地下水位對工程建設的影響，如果水位變化的幅度比較大，則需要制定出處理的措施。水文地質調查應確定地下水位的高低，然后制定出改善的方案。地下水調查采用的是動態分析法，考慮地下水流動對巖層的影響，觀察其流動對巖層是否造成了軟化等破壞性影響，這需要長期的觀察。另外，以標準水位為界，超出或者不足的水位情況需要區別對待，在調查的過程中，還要結合具體情況具體分析。

2水文地質條件變化的影響與危害

2.1地下水水位變化的影響和危害

地下水水位如果發生上升現象則很可能造成土地的沼澤化和鹽堿化，這樣的地質條件容易對工程建設產生較大的腐蝕，如果在一些土質相對疏松的地區，則很容易出現山體滑坡等自然災難，同時也會造成建筑工程地基的上浮或者工程失穩等嚴重的后果。如果水文條件中的地下水水位下降，那么極易容易出現地基的下沉、坍塌和地表的裂開等問題，這樣還容易污染到地下水或者造成地下水減少的問題，對周邊的自然環境產生不良的影響。如果地下水水位出現一些規則不明朗的上升和下降情況會造成工程建設地基不夠穩定，隨著工程的不斷使用，有可能發生變形或者其他嚴重的后果。

2.2地下水壓力變化的影響和危害

水文地質條件中地下水的壓力變化可能使得地下水的正常的流動壓力平衡被打破，出現這樣的情況很容易使得工程建設的場地發生地基低洼處突涌，管涌或其他一些嚴重的水文地質危害。

3水文地質調查方法與技術研究

3.1水文地質調查采用視頻水位計法

目前水文地質調查中采用的視頻水位計主要是采用視頻處理技術對某個區域的地下水位進行自動的檢查檢測，上面安裝有一個監控攝像機，它可以對地下水位進行實時的拍攝，而后可以把拍攝到情況轉變為該地區的地下水水位值。這種視頻水位計法與現有的一些檢測方法最大的不同是它可以通過肉眼的方法直接進行數據的確認。視頻水位計在實際的使用過程中可以自動的上下移動，一旦拍攝到水位后，就可以自動的識別水面的位置，而后根據拍攝的視頻，查看水位表的刻度，最終確定具體的水位值。這樣的一個過程會全部以數據的形式傳給用戶。

3.2水文地質調查采用指標流速法

隨著科學技術的不斷發展，指標流速法越來越受到各個方面的廣泛應用，尤其是在自動測流的方面。指標流速法相對來說也比較簡單，主要是通過地下水位的記錄，由水位和面積之間的關系計算求出斷面的面積。我們可以假設水資源的流速與斷面的平均流速有著不可分割的關聯，這樣的話就可以根據求出水資源連續的流量情況。至于水資源水位與斷面面積之間的關系是可以通過測量求解出來的。對于平常用到的指標流速與平均流速兩者之間存在的關系，是可以通過測量流量和流速求出的，而且它們兩者之間要同時測量。在水文地質調查的指標流速法中最為重要的就是要想辦法準確的測量水資源的表面流速，也就是我們平常所說的平均流速。

篇（2）

1 地下水環境影響評價的意義、目的和任務

近年來，隨著開發建設項目規模的不斷擴大，開發建設活動對周邊環境的負面影響也隨之加大，不僅會直接造成對地表各種環境的破壞，甚至會影響地下水水環境系統。在這種情況之下，建設項目對地下水資源量的無節制開采利用，成為了導致地下水環境持續惡化的重要因素之一。為了有效改善這一現狀，確保地下水資源能夠更好的為人類服務，就必須重視地下水環境影響評價，為合理開采地下水、保護地下水環境提供有力依據，從而有利于促進社會健康持續發展。

地下水環境評價的目的是保護地下水環境，通過預測擬建工程項目給地下水環境帶來的影響，進而依據預測結果對其影響進行客觀評價，并科學論證項目實施的可行性，針對建設項目情況制定和落實地下水環境保護措施。

地下水環境影響評價是環境管理工作的重要內容，其任務是以保護地下水環境、促進經濟可持續發展為根本目標，對開發建設活動的地下水環境進行預測、分析、比較，并對不同開發建設方案的地下水環境經濟效益進行評價，為規劃開發建設項目布局，實施地下水環境保護措施奠定基礎。

2 冶金類建設項目地下水環境影響評價方法研究

2.1 冶金建設項目工程實例簡介

該項目為冶煉金礦與銅礦的建設項目，其排放的主要污染物為有毒重金屬，項目所在地是國內較為重要的有色金屬采掘冶煉基地之一，該地區的大中小型企業一直以來采取的都是粗放式發展模式，各種廢水、廢氣隨意排放，工業廢物隨意亂堆，致使該地區的表層土壤和地下水體大面積存在重金屬污染問題，這也是選擇該地區冶金項目作為的案例的一個原因，其具有一定的典型性。

2.2 水環境影響評價方法

（1）目標含水層的識別及確定方法。由于地下水之間各類物質的交換以及物理化學作用的產生主要取決于地下水賦存與徑流地質環境，所以對建設項目可能引起的含水層污染進行識別是評價的前提，而對地下水區域進行劃分并明確可能污染的地下水所屬主要水系是識別目標含水層的基礎環節，但是由于含水層的種類較多.為此，需要借助不同的方法進行分析，在這一過程中，可以借鑒參考本地區的水文歷史資料，這部分資料對于地下水環境評價具有非常重要的價值。通過收集的資料可知，該建設項目所在區域的地層構造條件相對比較復雜，地下水的類型以及含水層相對較多，這使得水力之間的聯系比較多變，按照含水巖組及其構造發育的具體特點，再參考不同含水層的水位動態變化數據，可將該建設項目所在地的地下水系劃分為5個系統，本項目場地位于北部白堊系地下水系統之上。在構造體系及地層結構上，白堊系有著屬于自己獨立的邊界條件，它與周圍的地下水系統沒有任何的直接水力聯系。同時，根據歷史水位監測數據結果顯示，白堊系地下水的水位標高常年保持在65-90m左右，而周邊的地下水系統在靜止時的水位與之相差500m左右，這表明該水系為獨立的水文單元。

（2）項目所在地的地下水現狀評價。通常情況下，對于一些地下水污染較為嚴重的地區，都是通過該地區地下水水質的現狀與國家現行的地下水質量標準中規定的指標進行對比，來具體分析地下水的實際污染情況，主要包括以下內容：污染源分布、污染途徑以及發展趨勢。然而，若是想要客觀認識該建設項目可能對該地區地下水環境造成何種污染，還需要對比地下水的背景值，為此，地下水的背景值獲取成為評價的關鍵。所謂的地下水背景值具體指示在天然的條件下，沒有被任何人為活動污染的地下水化學成分的天然含量。該值的獲得有兩種方法，一種是水樣采集法，另一種是數據對比法，為了確保結果的準確性，本文采用數據對比法來獲取該區域的地下水背景值，以此來分析地下水污染物的積累和遷移規律。

2.3 幾點建議

（1）確定預測評價區。預測評價區范圍要以白堊系地下水系統徑流、補給、排泄條件為確定依據，控制面積為15k，在這一范圍內開展地下水環境現狀調查和監測活動（比例尺為1/1萬），其目的在于明確主要污染對象的巖性結構、含水能力、厚度、透水能力，查明含水層的主要污染源和污染方式。在預測評價區開展的工作包括巖樣與水樣采集、供水水源類型調查、水位長期檢測以及地下水開采近年利用情況匯總等。

（2）明確重點勘查區。冶金類項目建設區及其周邊地下水環境是受污染最為嚴重的地帶，應將這一地帶作為重點勘查區，面積控制為0.7km2。由于在重點勘查區沒有設置勘探控制點，致使水文地質工作精度尚為達到地下水環境現狀調查的高要求，所以必須開展大比例尺（1/2000）的環境水文地質調查和勘驗工作，主要包括水文地質鉆探、彌散試驗、抽水試驗、滲透實驗、包氣帶飽等，從而通過調查、勘察和試驗，以獲取目標含水層巖性、富水性、水文地質參數等信息，并且對地下水變化情況進行監測。

參考文獻

篇（3）

查明地方病嚴重區環境水文地質條件、環境地質問題、水文地球化學特征,圈定適于人畜飲用地下水分布區;查清工作區優質地下水分布范圍及致病元素的形成與遷移規律,為進一步開展地下水勘查與開發利用、建立供水安全示范工程、解決病區人民的安全飲水問題提供技術支撐。

1、康平地方病概況

本次工作區確定在遼寧省康平縣的中、西部，行政區劃隸屬于勝利、小城子、柳樹、四家子、東關、二牛、張強、東升、郝官、方家、沙金、兩家十二個鄉。地理坐標：東經122°45′―123°30′，北緯42°31′―42°53′，工作區面積為1000km2。1：5萬水文地質專項調查所用圖幅為：11―51―54乙(后新秋)、11-51-55甲(方家屯)、11-51-43丙(七家子)、11-51-43丁（康平縣）、11-51-42丁（張強）、11-51-55乙（法庫）計六幅。

據沈陽市衛生局2004年統計，康平縣地方性氟中、重中毒患病人數1131人，病征為氟斑牙，主要分布在康平縣城以西的12個鄉鎮。

康平縣地方性氟中毒病情統計表

從患病人數上看，氟中毒患者主要集中在勝利、二牛、方家、東升、小城子5個鄉鎮。

2、設計工作方法

a、搜集工作區地形地貌、水文氣象、地質、水文地質、環境地質及縣域社會經濟發展等資料。

b、查明工作區主要含水層組的分布、富水性，地下水補給、徑流和排泄條件及水化學特征。

c、調病區地方性氟中毒的發育程度、分布范圍，并提出防病措施。

D、做好地表、地下水的采集化驗工作。

e、研究重病區內地下水中氟離子分布規律及與地質環境之間的關系，重點查明地方病區安全供水目的層的含水層埋藏、分布規律、厚度及其地下水的水質水量，確定安全供水目的層位，開展安全供水示范工程。

3、工作目的

查明康平縣地方病嚴重區環境水文地質條件、環境地質問題、水文地球化學特征,圈定適于人畜飲用地下水分布區;建立供水安全示范工程,直接解決示范區人民的飲水安全問題;查清工作區優質地下水分布范圍及致病元素的形成與遷移規律,為進一步開展地下水勘查與開發利用提供技術支撐;編制病區地下水開發利用區劃,提出工作區地下水合理開發利用建議。為合理開發利用和保護地下水資源、防治地方性氟中毒的發生、解決病區居民飲用低氟水服務。

4、設計宗旨

以水文地質專項調查―地下水開發利用區劃―地下水勘查與供水示范為主線，以新技術新方法為支撐，以地下水調查研究為手段，以地方病嚴重區為靶區，以改水示范工程為切入點、充分收集匯總分析已有資料為基礎，開展1:5萬水文地質專項調查，初步圈定優質地下水含水層分布范圍。根據水文地質調查資料和初步認識，通過地球物理勘查，初步確定目的含水層埋深、厚度及空間展布規律，確定最佳宜井位置。采用同位素、水、巖土、食物樣品測試分析等技術、方法及多學科、多方法相互補充的綜合手段，調查與研究相結合、理論與實際相結合編制地方病區地下水開發利用區劃和地下水勘查示范工程實施論證方案。

5、結論

a以地下水資源合理配置與永續利用為核心，因地制宜，兼顧其它方法：高氟水人工物理化學方法處理、河渠以及供水井引水、居民點合并或搬遷等。制定總體地方病安全供水和改水的工程建設區劃。

b結合當地社會、經濟和自然條件的實際情況，規劃內容要全面構建地方病嚴重區安全供水保障體系，確保當地病區人民飲水狀況的有效改善，實現人民群眾的身心健康發展。

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中圖分類號：P641文獻標識碼：A

文章編號：16721683（2013）05008204

1研究背景

華北平原是中國北方重要的經濟核心地區和農業基地。隨著社會經濟的快速發展，該地區對水資源的需求與依賴也愈加強烈[12]。由于地表水稀缺，地下水成為該地區最主要的水資源利用形式。根據我國目前地下水開采量調查工作所采用的傳統方式[34]，如水表計量法、定額法、畝次法等統計顯示，華北平原多年平均地下水開采量已由20世紀60年代的39億m3上升到70年代的79億m3；從1985年到20世紀末，其多年平均開采量已超過100億m3[5]；進入21世紀，華北平原開采量則已超過200億m3[6]。但是，華北平原開采井數量大、供水用途多樣，且目前我國地下水管理制度和手段不足，絕大部分農業開采井缺乏準確計量，因此通過以上傳統統計方法難以獲得比較準確的地下水開采量數據。而準確的地下水開采量，是對華北平原地下水資源進行科學評價和合理開發利用的基礎，因此有必要尋求科學有效的方法對地下水開采量進行估算。

目前世界范圍內對地下水開采量的估算已有不少研究。20世紀80年代早期，美國的Wray[7]曾借助遙感技術估算地下水開采量；美國地調局曾采用水資源用途分類的方法對死谷流域1913年-1998年的地下水開采量進行了估算[8]。其他的方法則有Santos等[9]采用的水位動態法、Nels Ruud等[10]提出的基于GIS的分布式水文模型法等。在國內，早期有王懷章和王忠誠[11]的概率統計方法，孫明等人[12]提出的典型井監測與實際用電量相結合的辦法。近期則有武美才[13]的臺電量法，徐箴等人[14]建立的地下水開采方程等。以上這些開采量估算方法，大多適用于小范圍的估算。并且到目前為止，利用數值模擬方法估算地下水開采量的研究還尚不多見。

地下水流數值模型建立在長時間序列且較完善的地下水監測數據資料之上，因此基于水均衡原理利用地下水流數值模型反演開采量，不僅可望獲得更為合理和準確的開采量，也可將開采量的估算研究擴展到區域面積上。本文將利用所構建的華北平原地下水流數值模型，以2002年-2003年地下水開采量調查資料為基礎，通過對地下水流場宏觀趨勢進行模擬與校驗，實現對地下水開采量的反演估算。

2華北平原數值模型

2.1華北平原概況和地下水的開發利用情況

華北平原位于中國東部地區，包括北京、天津、河北三省（市）的全部平原及河南、山東二省的黃河以北平原（見圖1），總面積為13.90萬km2。該地區地下水埋藏在由沖洪積、湖積、海積物交錯疊置而成的第四系松散層之中。華北平原自20世紀60年代開始大規模開采地下水，機井數由60年代的1 800眼猛增至20世紀末的70萬眼，目前地下水開采井已達200萬眼左右。長期開采地下水，已造成地下水資源逐步枯竭、大型復合漏斗的形成和嚴重的地面沉降等環境問題。

2.3地下水數值模型及其改進

作者曾依據2002年-2003年的水文地質調查資料，運用MODFLOW建立了4 km×4 km網格規模的華北平原三維地下水水流數值模型[1516]，將整個華北平原在垂向上分為三個模擬層：第一層為第Ⅰ含水層組（潛水）和第Ⅱ含水層組、第二和第三層分別為第Ⅲ含水層組、第Ⅳ含水層組。模擬期為2002年1月到2003年12月，一個自然月為一個應力期，并最終通過地下水流場和典型地下水監測孔動態曲線對模型進行了校正。本次研究在以上模型基礎上，為提高模型精度和穩定性，將模擬識別期由2年（2002年-2003年）延長到7年（2002年-2008年）。模型仍以2001年12月的地下水流場作為初始流場，模型中所用到的水文地質參數、大部分補排項的處理與前期模型相同，與時間序列相關數據則依據現有資料確定，如降水資料使用2002年至2008年數據。最后利用2002年-2008年華北平原101個典型地下水位觀測孔的地下水動態曲線和2003年-2008年各年華北平原的地下水等水位線對模型進行識別，其中地下水開采量反演是模型識別過程中的主要內容。

3地下水開采量估算方法

（1）從圖3中華北平原2002年-2008年的區域年降水量柱狀圖可知，華北平原在2003年經歷了一個豐水年，其開采量較前一年，即2002年相比有所減少，但2004年、2005年華北平原降水量相對2003年偏小，經歷了降水量逐漸減少的過程，在這樣的情況下要滿足華北平原工農業用水量的需求，則十分有必要加大對地下水的開采，因此這兩年的開采量在2003年的開采規模之上。2005年之后，華北平原開采量隨著降水量的逐漸增加呈現逐年減少的趨勢，同時也說明隨著人們認識到過量開采地下水會帶來的環境危害后，華北平原地下水開采開始逐步得到遏制。

（2）華北平原屬于大面積區域，容易出現個別區縣地下水開采量統計不夠全面、準確的現象。尤其華北平原農業灌溉井分布廣泛，而農業抽水往往因需開采，在時間和規模上不具確定、統一性，因此相關部門很容易忽略部分開采量，從而造成原統計開采量值小于反演后開采量值。

5結語

本文通過建立華北平原地下水流數值模型對區內地下水開采量進行了反演，該方法的特點是結合了研究區的水文地質條件，依據的是水量平衡原理。相比傳統的地下水開采量統計方法，該方法具有一定的客觀性，在一定程度上避免了外界因素對數據統計時產生的干擾。但此次研究也存在缺乏連續多年地下水位數據和地下水開采量數據等問題，使得地下水數值模擬精度、地下水開采量反演精度受到了一定限制。

參考文獻：

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[4]張建民.地下水開采量統計分析工作存在問題及解決對策[J].[JP2]海河水利.2009，（4）：5658.

[5]張兆吉，費宇紅，陳宗宇，等.華北平原地下水可持續利用調查評價[M].北京：地質出版社，2009.

[6]劉昌明.建設節水型社會，緩解地下水危機[J].中國水利，2007，（15）：1013.

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[9]MARTINEZSANTO P，MARTINEZALFARO P E.Estimating Groundwater Withdrawals in Areas of Intensive Agricultural Pumping in Central Spain [J].Agricultural Water Management，2010，98：172181.

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[11]王懷章，王忠誠.地下水開采量概率統計方法[J].東北水利水電，1999，182（9）：3334.

[12]孫明，王立琴，薛明霞，等.農業區地下水開采量統計方法研究[J].地下水，2001，24（2）：7173.

[13]武美才.變臺電量法推算地下水開采量初探[J].水文，2006，26（6）：6567.

篇（5）

0 引言

隨著我國工農業經濟的發展及人民生活水平的不斷提高，工農業用水、生活用水需求量越來越大，對地下水的開采量也不斷增加，地下水資源日趨緊張，因此，必須尋找更多的地下水資源，才能滿足工農業經濟發展及人民生活水平不斷提高的需求。

激發極化法電測深是重要的探測地下水資源地球物理探測方法之一，本文就是通過該方法在陜南某地地下水探測中的實際應用，總結出探測區地下水的激電特征，結合探測區水文地質資料，分析地下水補給、運移、富集、地層結構、構造等水文地質條件，分析含水地層的厚度變化及其水量等情況，以便對地下水資源作出正確評估，為國家的經濟建設服務。

1方法原理

激發極化法電測深基本原理是基于巖石的激發極化效應，是巖石顆粒含水后在外電場作用下的一種電化學反映，因此，它必然和巖石中的水有關，如果沒有水，也就沒有激發極化效應。但激發極化效應也并非與巖石的含水量成正比，而是與一定的顆粒結構有關系，飽含水分的粘土就沒有強的激發極化效應。實踐表明，古河道、古洪積扇、巖溶溶洞水、砂巖裂隙水、粘土和充水的斷層破碎帶等有開采價值的含水層，都有明顯的極發激化效應。激發極化法電測深一般測量四個參數：視電阻率ρs、激化率ηs、激發激化比J、衰減度D等。其中ηs、J、D它們都是用來反映激發極化效應特征的參數。當激電測深未反映這些含水層時，激發極化參數值一般都有很小，而當反映含水層時，這些參數(ηs、J、D)往往相對背景值同時增大，增大倍數與水量大致成正比，因而進行激發極化法電測深時，綜合考慮這些參數隨極距變化，來判斷地下有無地下水及地下水富集情況。

2應用實例

地上水探測區位于陜西省漢中盆地東北部，地處秦嶺褶皺系南緣、康縣－略陽華力西褶皺帶內，地質條件簡單，屬內陸湖盆沉積及階地沖積層；出露地層主要為第四系中下更新統（Q1-2）為洪積及湖泊沉積層，有礫石層及粉砂土和砂質粘土。第四系全新統（Q14）為一級階地沖積層，主要為粉砂土夾礫石層。基底巖性為下石炭統略陽組中上部灰巖（見圖1）。

探測區屬漢江三級階地，地下水的形成受本區地質、水文、構造及地貌等因素控制。調查區水文地質分區屬漢中盆地中等―弱富水的孔隙水區，根據地下水的賦存條件、補給、排泄形式及富水性，可劃分為2個小區，即弱富水孔隙水區和中等富水孔隙水區，中等富水孔隙水區主要分布在漢江的一級階地區，弱富水孔隙水區主要分布在漢江的二、三級階地區。

弱富水孔隙水區含水層巖性主要為泥質砂礫層，地下水補給主要來自大氣降水、水塘及北部山區地下水，向南排泄，地下水位3―15m，富水性差，單井出水量一般小于5m3/h。中等富水孔隙水區含水層巖性主要為卵石層及砂礫層，地下水潛水面約3―5m，地下水補給主要來自大氣降水及河水，向河流及下游排泄，富水性較好，單井出水量可達10―20m3/h。

圖1區域地質簡圖

本次地下水探測使用國產WDJD―3多功能數字激電儀，采用對稱四極等比電測深裝置,供電極AB與測量電極MN按5:1極距比同時移動動。 測量主要參數:視電阻率(ρs)、視極化率(ηs)、衰減度（D）、極發極化比（J）。

本次共完成激電測深點共11個，這些點分布在01號激電測深剖面上，由北向南分別為：0101―0111，剖面長600m。

通過對本次激電測深數據分析整理，可以看出:

視電阻率(ρs)值變化范圍一般為 10―46Ω.m；ρs曲線較為平滑，曲線類型主要為KHA、KKA、HHA、KHH、QHA型；視極化率 (ηs)值變化范圍一般為0.2～4.6 ％，背景值約為1.4％。曲線局部不平滑，在地下水較富集區ηs較大；衰減度（D）值變化范圍一般為 0.1―0.8，背景值約為0.3，曲線平緩，在地下水較富集區局部有跳躍，但不明顯；極發比（J）值變化范圍一般為 0.1―1.8，背景值約為0.4，曲線平緩近似直線，變化不大，但在富水地段，J值較大。

對激電測深的視電阻率(ρs)，視極化率(ηs)、衰減度（D）、激發比（J）數據整理并分別繪成ρs、ηs、D、J等值線斷面圖（見插圖1）， 從斷面圖上可以看出：ρs斷面圖：電阻率沿垂直方向電阻率由淺至深逐漸變大，沿水平方向電阻率變化不大，在0102―0104區間，電阻率等值線呈低阻下凹，形成局部低阻半封閉異常圈；ηS、J斷面圖：在0102―0104這個區間，分別形成高極化封閉圈、高激發比封閉異常圈；衰減度D：在0102―0104區間沒有高衰減度封閉圈，而其它區間仍然有一些團塊狀、串珠狀的異常圈。

插圖101線電測綜合斷面圖

根據以上激電測深綜合解釋成果結合調查區的水文地質情況可以得知：調查區地層主要有第四系粘土層、砂質粘土層、砂礫層、卵石層、角礫層，基巖為石炭系灰巖，其中粘土層、砂質粘土層為淺部不均勻含水層，主要為地表滯水，含水量較小；砂礫層、卵石層、角礫層為主要含水層，同時也是地下水運移的主要通道，含水量相對較大，同時基巖的起伏變化所形成的局部凹陷構造為地下水富集提供了有利空間（見插圖2）。

插圖2綜合解釋地質剖面圖

根據前面對激電測深工作范圍內平面及斷面激電異常綜合分析可知：地下水較富集區位于剖面北部，平面位置包括01線測深點0102―0104，地表以下3m―30m為地表滯水，水量較小；30m―160m為主要含水層，水量較大。

通過對調查區所有激電測深點成果分析對比，選取出涌水量較大的點位：0102、0103、0104作為建井井位，預計單井出水量在10m3/h以上，通過在0103號點位的鉆探，成孔后出水量達到16m3/h，達到預期效果。

3 結束語

篇（6）

高山巖溶地區大多數的城鎮分布于巖溶洼地、槽谷地帶，大氣降水通過落水洞、漏斗等巖溶地貌快速滲入至地下，導致地表徑流量小，多數地區干旱缺水。科學地確定地下水找水位置、合理地利用鉆井手段尋找地下水是解決該類地區缺水問題的有效途徑[1]，[2]，[3]。

1.調查區概況

1.1 自然地理概況

調查區位于重慶市萬盛經開區黑山谷風景區的南大門和北大門之間，地處萬盛旅游環線中樞要地，位于萬盛城區東南150°方向，北側緊鄰S414省道，距離萬盛16km，直線距離約9km。從主城到天籟谷駕車全程耗時約50分鐘，交通較為便利。調查區規劃修建重慶市萬盛天籟谷（國際）旅游度假區，隨之而來的首要問題就是工程用水和生活用水問題，尋找適宜的水源地成為了亟待解決的問題。

1.2 地形地貌

調查區屬構造溶蝕剝蝕中低山地貌區，地勢總體東高西低、北高南低。受西側半邊山-南童關斷層及東側景星臺沖斷層控制形成斷塊山地貌。最高點位于東側山頂花椒坪一帶，高程1644.60m，北側最低點鐵爐溝一帶高程約410m左右，南側最低點鯉魚河一帶高程+650～+700m左右。溶洞區閂壩-后槽-搭橋溝巖溶槽谷一帶地面高程1080～1100m左右，槽谷走向近南北向，總長約3km左右，寬約40～300m左右。

1.3 地層巖性和構造

區域內出露地層為第四系全新統人工填土層、崩坡積層、沖洪積層及殘坡積層，寒武系白云巖及奧陶系泥質灰巖、生物碎屑灰巖。萬盛區位于新華夏系第三隆起帶與沉降帶之間，屬四川沉降褶皺帶東緣，即川東褶帶與川鄂湘褶帶西緣交接部位。

調查區處于龍骨溪背斜北西翼，軸部呈波狀構造，巖層走向近南北，傾向北西、南西，兩翼傾角主要在30°～50°之間，調查區的中部后槽產狀相對較緩、傾角5°～20°（圖1）。

1.4 含水層

調查區巖性單一，含水層為薄層-中厚層狀的白云巖，大氣降雨充沛，植被豐富，為地下水活動創造了良好的條件，而地下水的活動又促進了巖溶的發育，增強了含水層的富水性。根據巖性組合特征，區內地下水類型屬碳酸鹽裂隙巖溶水，本區寒武系白云巖地層富水性相對較強（圖2）。

1.5 補徑排關系

調查區后槽、閂壩等洼地接受大氣降水補給，形成季節性沖溝匯至后槽洼地、閂壩洼地，沿伏流入口進入地下，形成徑流通道，最后以泉的形式在鯉魚河上游排泄。整個形成了相對完整的補給、徑流、排泄地表水～地下水運移的過程。同時查明，區內巖溶水有顯著的垂直分帶性，大致可以分為垂直循環帶、水平循環帶及深部循環帶。調查區內地下水位于垂直循環帶內。

2.確定找水位置的依據

高山巖溶地區地下水的賦存條件與巖溶微地貌發育特征、地下水出露點位置、巖溶洞穴分布規律、巖石裂隙發育狀況和區域構造類型等因素密切相關[4]。作為找水工作者，應根據對上述各種地質因素的觀察、分析和研究，摸索出與高山巖溶地下水聯系密切的規律，并利用它們確定合理的大致找水區域，找到巖溶地下水源。以下是本次工作中確定找水位置的依據。

2.1 根據巖溶微地貌發育特征確定

巖溶微地貌的發育特征具有一定的規律性。一般情況下，它們沿構造線、地下水徑流途徑展開。常有地下河通過的區域在地表上對應有規律排列的巖溶洼地、豎井、天窗、漏斗、落水洞等，，且這些地表的巖溶微地貌往往與其下的地下河貫通。因此根據這些微地貌的發育特征可判斷其下有無地下水的活動，如果有，再根據它們的發育走向確定地下水徑流的走向，進而確定大致的找水區域。

據調查，區內后槽-閂壩一帶為巖溶洼地，并有豎井、天窗、漏斗、落水洞等發育，呈條帶狀線性分布，可初步判斷其下地下水活動較強烈。

2.2 根據地下水出露點位置確定

在某些水文地質單元的流場中，地下水經過補給和徑流后，最終以一定的形式出露于地表[5]，如果其長年出水且水量變化小，說明該出水點很可能與地下河相通，其水源具有開采潛力。

據調查，區內-閂壩一帶附近有一侵蝕下降泉，但四季不干且水量變化小，因此初步判定閂壩一帶地下水活動較強烈。

2.3 根據巖溶洞穴分布規律確定

漫長的地質年代中，流動且具有溶蝕性的地下水與碳酸鹽巖長期進行水巖相互作用往往會形成巖溶洞穴，它是典型的巖溶地貌[6]。而后由于地殼抬升，巖溶洞穴常出露地表，原本的地下河徑流通道會相對降入深部，因此沿著溶洞進行水平方向或垂直方向的調查，往往可以找到其它溶洞和地下河。

據調查，區內-閂壩一帶附近有一溶洞，據南江水文地質隊調查資料顯示，溶洞R1發育于寒武系白云巖地層內，主洞全長93.30m，洞內最高8.9m，洞內寬度2～22m。主要發育有四層溶洞，標高為+1120～1136m，溶洞內地下水伏流層水位標高為+1120～1126m。因此初步判定閂壩一帶地下水活動較強烈。

2.4 根據巖石裂隙發育狀況和區域構造類型確定

由于巖石裂隙和斷裂帶為地下水提供了良好的含水介質，因此裂隙或斷裂帶是富水性相對高的位置。尤以平移斷層帶和正斷層儲水能力最好。故在高山巖溶地區，裂隙水是常見的一類地下水。

鉆探資料顯示，閂壩一帶的基巖較破碎，裂隙發育，X型節理發育，且調查區接近龍骨溪背斜核部，附近發育半邊山-南童關斷層和景星臺沖斷層，因此初步判定閂壩一帶有巖溶裂隙水發育。

因此，擬設水文勘探孔設在調查區閂壩一帶的巖溶洼地上，再輔之以物探手段對上述推斷進行驗證。

3.物探手段

3.1 物探方法

采用音頻大地電磁測深法，探測工作區內巖溶及裂隙發育區，判釋其富水程度。音頻大地電磁法是以巖石電阻率的差異來區分巖性及構造體，并依據電阻率阻值的大小，以及在地下的展布形式來識別地下地質體的空間分布和性質的一種物探方法。

3.2 物探剖面布置

根據水文地質調查結果，在閂壩布置1條AMT測線，B-B'測'線長360m，測點19個，點距20m（圖3，表1）。

3.3 物探成果分析

根據高密度電法反演結果，按地電斷面情況分析第四系覆蓋層厚度、地層巖溶發育情況。沿測線方向，370～310m，標高+810～+1100m段，呈低阻異常，巖石視電阻率極低，推斷為裂隙發育區，富水性較強，異常編號B-1#；370～310m，標高+370～+500m段，呈低阻異常，巖石視電阻率極低，推斷為裂隙發育區，富水性較強，異常編號B-2#（圖4）。

據電性特征，分析物探剖面上低阻異常情況，解譯了剖面B-B'有2個富水裂隙發育區（B-1#、B-2#）。

4.鉆探手段

深度：根據勘探孔的深度宜鉆穿具有供水意義的主要含水層（帶）或含水構造帶的原則，鉆孔深度宜為490m；

孔徑：開孔口徑225mm（約鉆進30m），第一次變徑至200mm（約鉆進至130m），第二次變徑至150mm（直至終孔）；

底部沉淀管：抽水孔過濾器的下端，設置管底封閉的沉淀管，長為4m。

特別說明：根據實際情況需查明含水層（帶）的水位、水質、水溫、透水性或隔離水質不好的含水層時，應進行止水工作，并檢查止水效果。宜采用骨架過濾器、纏絲過濾器或填礫過濾器。當裂縫、溶洞（很少有填充物）穩定時，可不設置過濾器。

5.找水結果

找水工作者在調查區內的閂壩一帶洼地進行鉆井取水。經過兩次完整的抽水試驗分析，該井的出水能力為150m3/d，水量基本滿足該區域的需求；經測試，其水化學類型為HCO3--Ca-Mg型，總礦化度0.25g/L，為淡水。根據《地下水質量標準》GB/T14848-93，對水質27項單項指標進行綜合評價，地下水質量分類為Ⅱ類，地下水質量級別屬良好級。

6.結語

本文研究表明，高山巖溶地區鉆井打水前應進行詳細的水文地質調查調查，摸清調查區的地形地貌、地層巖性、地質構造水文地質條件、巖溶發育規律和地下水補徑排關系，根據與地下水密切相關的地質因素推斷打井的大致位置，運用地球物理勘探方法加以佐證，選擇合理的鉆井方式打水，是可以在巖溶地區適當地段找到地下水的。這對解決高山巖溶地區干旱缺水問題，探尋集中供水水源地有著十分重要的工程意義。

參考文獻：

[1] 李偉， 朱慶俊等. 西南巖溶地區找水技術方法探討[J] .水文?工程?環境，2011，47（5）：918-923.

[2] 曾華煙. 廣西巖溶地區巖溶水開發利用問題[J] .廣西地質，1995，8（3）：43-48.

[3] 唐慧杰，陳冬君，黃海玲. 物探找水方法綜述[J] .黑龍江水利科技，2004，1：50-51.

篇（7）

中圖分類號：[P345] 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）12-0384-01

進行水文地質調查所使用的基本方法手段或工種主要有10種：即水文地質測繪、水文地質鉆探、水文地質物探、水文地質野外試驗、地下水動態長期觀測、室內分析測定與實驗、同位素技術在水文地質調查中的應用、全球定位系統（GPS）的應用、遙感（RS）技術的應用、地理信息系統（GIS）的應用等。任何一項水文地質調查，基本上都是采用這些方法手段，通過這些方法手段的有機配合而組織起來的，這些方法手段（或工種）的精度直接決定了勘查成果的質量[1]。

1 水文地質調查的目的

水文地質調查工作的目的就是運用各種技術方法和手段揭示一個地區的水文地質條件，掌握地下水的形成、賦存、運動特征、水質、水量變化規律。水文地質調查的任務是為國民經濟建設、發展規劃或工程項目設計提供水文地質資料。水文地質調查是一項復雜而重要的工作。其復雜性是因為地下水具流動性，水質、水量隨時空變化，而且所使用的勘查方法種類較多。其重要性主要是：①認識來源于實踐。人們對一個地區水文地質條件的認識，對各項生產建設中所提出水文地質問題的解答，都要通過各種水文地質調查來完成，即水文地質資料來源于調查。一切水文地質生產和科學研究成果質量的高低和結論的正確與否，主要決定于占有資料的多少及其是否正確可靠。②水文地質調查與勘探（勘查）是一項費用高、工期長的工作，如果勘探工程布置不當，或不按規范（程）的技術要求進行，其后果將是既浪費勘查費用，又不能提供工程設計所需的水文地質資料；如果據其得出錯誤的結論，將會給工程建設、國家財產、生產環境等諸多方面造成巨大的損失[2]。

2 水文地質調查工作的類型

水文地質調查工作，按其目的、任務和調查方法的特點，可分為三類：

（1）區域性水文地質調查。是指中小比例尺的綜合性水文地質調查，亦稱綜合水文地質調查。其調查目的主要是為國民經濟建設和某項國民經濟的遠景規劃提供水文地質依據。有時，這種調查也可能是為某項專門性的水文地質調查任務（如城市供水、礦山排水、環境水文地質調查等），提供區域性的水文地質背景資料。如一些大型供水項目，為提出幾個可能的水源地比較方案，或為查明水源地的補給范圍、補給來源、補給邊界位置和性質，皆需進行區域性的水文地質調查工作。區域性水文地質調查的主要任務是，概略查明區域性宏觀的水文地質條件，特別是區域內地下水的基本類型及各類地下水的埋藏分布條件，地下水的水量及水質的形成條件，以及地下水資源的概略數量。區域性水文地質調查的范圍一般較大，可以是數百、數千平方千米。具體范圍視任務需要而定，可以是某個自然單元，一個或數個較大的水文地質單元，也可以是某個行政區域，多是按國際地形圖幅進行的，調查圖件的比例尺，一般小于l：10萬。

（2）專門性水文地質調查。專門水文地質調查是為專門目的或某項生產建設而進行的調查工作。其調查的目的是為其提供所需的資料，有時，為了進行地下水某方面的科學研究（如城市供水、礦山排水、環境水文地質等），也要開展專門性水文地質調查。專門性水文地質調查的任務是：較詳細地查明調查區的水文地質條件，解決所提出的生產問題，為工程建設項目或其他專門目的提供水文地質資料和依據[3]。

專門性水文地質調查的范圍，視工程項目的規模或科研的需要而定。例如，供水水文地質調查的范圍，要根據需水量的大小來確定，一般應包括水源地在開采條件下可能的補給范圍；礦床水文地質調查的范圍，應根據礦井在最大疏干深度條件下可能補給礦坑（井）的補給范圍來確定；環境水文地質調查的范圍，至少應把地下水污染區和污染源包括在內。專門水文地質調查的比例尺，一般要求大于1：5萬。

（3）地下水動態和均衡監測。任何類型的水文地質調查和研究工作，在定性或定量評價水文地質條件時，都需要地下水動態和均衡方面的資料，因此，都應進行地下水動態和均衡的監測。地下水動態和均衡要素監測工作的持續時問，有長有短。如為區域或專門性水文地質調查提供地下水動態、均衡資料的監測工作，則可僅在某一段時間內進行，一般只要求1～2年；如果為國民經濟建設長遠規劃和綜合目的（包括地下水資源管理及保護）而進行的監測工作，則是長期性的。

隨著地下水資源的大規模開發利用，與地下水有關的環境地質問題越來越多。因此，地下水動態與均衡的監測其意義日顯重要。監測項目主要包括：地下水位、水量、水質、水溫、環境地質項目等。

3 基于GIS的水文地質調查評價

地理信息系統（Geographical Information System，簡寫為GIS），是對各種地理信息或空間信息進行獲取、處理、分析和應用的計算機技術系統。

地理信息系統（GIS）已開始用于地下水研究中。地理信息系統（GIS）在水文地質調查中的應用主要有以下幾個方面：①建立地下水數據庫及模擬系統。②識別含水層，合理開發利用地下水資源。③進行地下水水質研究。④進行地下水資源管理。⑤編制水文地質圖。⑥地下水模擬及可視化[4]。

全球定位系統（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息系統（GIS），簡稱“3S”技術。“3S”技術是從20世紀60年代逐漸發展起來的、現已日漸成熟的空問信息處理技術。由于“3S”技術的日漸成熟，澳大利亞、美國、加拿大等國20世紀80年代就已開始運用“3S”技術進行數字化地質填圖，從而實現了地質填圖的計算機化和信息化，極大地提高了工作效率。我國數字化地質填圖工作起步于20世紀90年代。目前，以“3S”技術為基礎的數字化地質填圖，正在地質、水文地質調查工作中逐步推廣應用。

結論

總之，各種調查方法都具有其局限性，其成果具有多解性，因此使用中，應針對具體地質環境，進行分析對比、綜合研究，以便客觀如實地反映地質構造和水文地質條件，從而使所得資料更為真實可靠。

參考文獻

[1] 呂鵬，張煒，劉國，王淑玲. 國外重要地質調查機構三維地質填圖工作進展[J].國土資源情報，2013，03：13-18.

篇（8）

Abstract: in the process of engineering investigation, in order to improve the quality of the survey, special requirements of geotechnical engineering and find out about hydrological geological problems, effectively determine the hydrogeology of various parameters, the design and construction for provide the necessary hydrogeology material, so as to avoid for hydrogeology role and influence the construction quality phenomenon. This paper briefly analyzes the hydrogeology survey in the role of engineering, and puts forward some constructive Suggestions for reference.

Keywords: hydrogeology; Engineering investigation; role

中圖分類號： U469 文獻標識碼： A 文章編號：

引 言：

水文地質指的是自然界中地下水的各種變化和運動的現象。在工程勘察、設計和施工過程中，水文地質問題是一個非常重要的問題，也是經常被忽視的問題，需要我們提高重視。為提高工程勘察的質量，在勘察中加強水文地質問題的研究是十分必要的。在工程勘察中查明有關的水文地質問題，并提出合理的預防及治理措施，為設計施工提供必要的水文地質資料，從而減少或消除水文地質問題對工程施工質量的危害。

一、工程勘察中水文地質評價內容

工程地質勘察是為查明影響工程建筑物的地質因素而進行的地質調查研究工作。所需勘察的地質因素包括地質結構或地質構造：地貌、水文地質條件、土和巖石的物理力學性質，自然（物理）地質現象和天然建筑材料等。這些通常稱為工程地質條件。查明工程地質條件后，需根據設計建筑物的結構和運行特點，預測工程建筑物與地質環境相互作用的方式、特點和規模，并作出正確的評價，為確保建筑物的穩定與正常使用提供解決方案。

水文地質勘察設計的主要內容：

1、調查河流及小溪的水位、流速、流量、洪水標高及淹沒情況；

2、調查水井的水位、水量、變化幅度及水井結構和深度；

3、調查泉的出露位置、類型、溫度、流量和變化幅度；

4、調查地下水的埋藏條件、水位變化規律、變化幅度；

5、了解地下水的流向和水力梯度；

6、調查地下水的類型和補給來源；

7、了解地下水的化學成分及其對建筑物材料的腐蝕性。

在工程勘察過程中，如果不注重水文地質條件，會直接影響到工程的安全。結合筆者多年的相關工作經驗，在工程勘察設計的過程中，對水文地質問題的評價，應主要從以下幾個方面著手：

(1)從工程角度，按地下水對工程的作用與影響，提出不同條件下應當著重評價的地質問題。如:①對埋藏在地下水位以下的建筑物，應評價水對鋼筋的腐蝕性。在地下水位以下開挖基坑,應進行滲透性和富水性試驗,并評價由于人工降水引起土體沉降、邊坡失穩進而影響周圍建筑物穩定性的可能性。

(2)工程勘察設計中還應密切結合建筑物地基基礎類型的需要，查明有關水文地質問題，提供選型所需的水文地質資料。

(3)重點評價地下水對巖土體和建筑物的作用和影響，預測可能產生的巖土工程危害，提出防治措施。

(4)在查明地下水的天然狀態的基礎上，著重分析、預測未來人為活動中地下水的變化情況以及變化對巖土體和建筑物的影響。

二、工程勘察中水文地質的作用

鑒于以往在評價地下水對巖土工程的作用和危害過程中，所做的分析工作與基礎設計和施工需要結合不夠緊密，導致發生許多基礎下沉和建筑物開裂的質量事故。總結以往的經驗和教訓，我們認為今后在工程勘察中，應注意分析水文地質的以下作用。

1、地下水對已有建筑物的影響

由于地質、氣候、水文、人類的生產活動等因素的作用，地下水位經常會有很大的變化。這種變化對已有建筑物可能引起各種不良的后果，特別是當地下水位在基礎底面以下變化時，后果更為嚴重。當地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內上升時，水能浸濕和軟化巖土，從而使地基的強度降低，壓縮性增大，建筑物就會產生過大的沉降或不均勻沉降，導致建筑物的傾斜或開裂；當地下水位在基礎底面以下壓縮層范圍內下降時，水的滲流方向與土的重力方向一致，地基中的有效應力增加，基礎就會產生附加沉降。

2、地下水對樁基工程的影響

軟弱地基地層很少由單一土質構成，變化相對較復雜，為此往往采用樁基工程(包括預制樁、灌注樁、攪拌樁等)加固地基，提高地基承載力。為了不使樁周地層松動或坍塌，提高成樁質量，選擇相應的成樁方式時必須考慮地下水的賦存運動情況。另一方面由于受地下水的影響，當樁身下沉量小于土層下沉量時，樁周土對樁身產生負摩擦力，嚴重的會影響單樁承載力。特別地，當建筑場地承壓水或潛水的流速大于3m／min時，不宜使用混凝土灌注樁或水泥攪拌樁。

3、地下水對基坑開挖支護的影響

隨著城市的發展，高層、超高層建筑物越來越多，基坑也越來越深，受施工場地和施工工藝的影響，往往要求采用垂直開挖，開挖深度基本都超過當地地下水埋深。深基坑開挖經常會遇到地下水涌水、冒砂等問題。為降低地下水水頭壓力、疏干基坑、固結土體、穩定邊坡和防止流沙等，常采用井點降水方法降低地下水水位（水頭壓力）。但是，由于降水能使局部地下水位突然下降，會對基坑支護結構和鄰近建筑物產生影響，造成地表或鄰近建筑物不均勻沉降。

三、工程勘測過程中水文地質參數的測定

在工程勘測階段，水文地質參數具有很重要的作用，搞清楚水文地質情況，為后期的工作提供準確詳實的水文地質參數是一項重要任務。在實際工作中測定方法對最終測量結果的準確性至關重要。

篇（9）

Abstract: groundwater exploration geophysical exploration technology is the key technology, it not only can carry on the accurate classification of aquifer and water-resisting layer, but also can determine the lithology structure, groundwater quality of scientific research. Application of geophysical exploration techniques in groundwater exploration has very important significance. In this paper, the application of geophysical exploration technique in current groundwater makes a deep exploration. Provide the reference for colleague.

Key words: geophysics; Exploration technology; Groundwater; application

中圖分類號：P624文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

引言

地球物理勘查技術發展速度很快,在方法上,直流電阻率法已從高密度電阻率法、高分辨率法等旨在提高直流電阻率分辨率技術發展到重點研究開發儀器輕便、分辨率高的交流電磁法,主要包括頻率域電磁測深法(音頻大地電磁測深法、可控源大地電磁測深法、mt法)和時間域電磁法(瞬變電磁測深法)等高靈敏度方法。近幾年來,隨著現代信息技術的發展,以遙感(rs)、地理信息系統(gis)、全球定位系統(gps)組成的“3s”技術已在地下水勘查工作中得到迅速應用,提高了地下水勘查水平。

一、建立合理的地質-地球物理模型,提高解釋精度

眾所周知,物探結果僅是地層物性層空間分布特性的反映,解釋結果是多解性的。這種多解性或不穩定性表現在兩個方面。其一涉及到異常源的性質;其二是勘探目標定量化特征,如目標體的形狀、大小、埋深及產狀要素等。那么在實際工作中,如何將具有多解性的物探結果進行合理的地質解譯,提高資料解釋精度,便是水文物探工作者必須深入研究的課題之一。開展地層巖性與物性之間關系等基礎地質問題的深入研究,從而建立合理的地質-地球物理模型,是提高物探資料解釋精度的主要途徑之一。

正確合理的地質-地球物理模型的建立,其根本問題是深入研究地層巖性的地球物理特征,如不同地層巖性所對應的電、磁、震、核、重力等反映特征,空間分布規律和不同地區、不同類型地下水、不同含水介質的巖性結構所反映的地球物理特點。比如對孔隙水來說,地層巖性成分、沉積顆粒的大小決定著電阻率的大小,不同巖性界面形成不同波阻抗差異的地震波界面,反映到地球物理模型一般為水平層狀的大小電阻率相間分布的一種模型。而對于基巖裂隙水,以尋找富水性構造為主,構造破碎帶與圍巖之間的巖性成分、沖填物性質、構造發育程度決定著電性、波阻抗、放射性濃度、重力場、磁場等地球物理特征的差異,地球物理模型表現為在水平方向具有地球物理特征差異的二維結構。因此,只有充分掌握它們之間的關系,才有可能建立一個正確合理的地質-地球物理模型,減小物探解釋結果的多解性。建立正確的地質-地球物理模型是選擇合理有效的地球物理勘查技術進行資料反演解釋的前提。

二、深層地下水物探技術的應用

目前地下水勘查工作已從中淺部( < 300m)地下水勘查轉向深層地下水的勘查,相應,對地球物理勘查技術提出了新的要求,具體講就是對深部含水體地球物理微弱信號的識別與分辨。

無論是深層地下淡水還是深層地熱資源,根據含水介質、地下水類型分為松散層孔隙水、基巖裂隙水、深埋巖溶水三大類。深層孔隙水受含水層的成因和地貌條件所控制,地球物理主要解決的問題是:地層巖性的劃分、含水層巖性結構、埋深、厚度、地下水礦化度、含水層空間分布規律等。基巖裂隙水、深埋巖溶水的發育程度與賦水性受構造所控制,地球物理主要解決的問題是:準確確定賦水構造的空間分布特征。因此,深層地下水的地球物理勘查不僅對采用的儀器設備有較高的要求,而且對資料的處理技術也具有相當重要的要求。

高分辨率地震勘探技術是解決巖性結構的有力手段,它具有定深精度高、分辨能力強的特點。尤其是近年來新發展的三維地震勘探技術,能更精細、更準確地分辨地層空間分布特征,在地下水勘查工作中將發揮出更重要的作用。

三、地下水水質評價的物探技術的應用

利用地面物探技術快速高效的特點進行水質的評價,將是擺在水文物探工作者面前的一個重要任務。目前,在所有物性參數中,電性參數是評價水質的唯一參數。地下水水質的優劣決定著地下水中所含導電離子數目的多少,離子數目越多,導電性越好,地下電阻率越低,反之則高。因而地層水電阻率與水質密切相關。欲求準地下水水質,關鍵的問題是求準地層水電阻率。阿爾奇公式給出了地層電阻率、地層水電阻率與地層孔隙度之間的數學關系。研究表明,在一定條件下,地層孔隙度對地層水電阻率的影響至關重要。對孔隙水來講,地層孔隙度的變化范圍較小,相對容易獲得,但對于基巖裂隙水、巖溶水來說,由于含水介質孔隙率變化的隨機性,同一構造不同地段其裂隙發育程度不同,裂隙率難以求準。因此,該類型的地下水水質評價將是十分困難。

四、求取水文地質參數的物探技術的應用

水文地質參數在水文地質調查與評價工作中至關重要。過去地球物理方法在求取水文地質參數方面的研究工作很少,水文地質參數多采用抽水試驗獲得。如何在未鉆孔前利用地球物理方法開展水文地質參數評價,或者在鉆孔中利用地球物理方法更準確地求取這些重要的參數,對節約成本,水資源開發規劃設計,更科學、合理地開展水資源評價都具有現實意義。地球物理方法在解決上述問題具有極大的可能性。

1.地震技術求取地層孔隙度

利用地震反射波傳播的動力學特性,如反射波的振幅、頻率、衰減特性、極化特點,反射波的內部結構,外部幾何形態等。從這些地震信息中可以提取非常有用的地層巖性信息,借此確立地震層序、分析地震相等。除此之外,借助于地震波振幅、頻率、極化特性等動力學信息,并結合層速度、鉆進、測井等資料,提取巖性和儲層參數,如流體成分、孔隙度等。目前,在石油系統,這方面的研究工作取得長足的發展,主要根據地層的孔隙度分布特征來預測油氣資源的開發前景。如果將這種技術用于地下水資源調查與評價工作中,對地下水含水量的預測,進行水資源量的評價,提高地球物理勘查技術在地下水資源調查工作的作用都具有指導意義。

2.頻譜激電技術評價含水層滲透性的研究

頻譜激電技術屬于電磁法勘探技術。在上世紀七十年代初期我國開始利用,主要用于金屬礦床的勘探。它可區分電磁效應和耦合效應。近幾年,日本科學家開始研究該技術應用于水文地質調查工作中,主要是對含水層滲透性問題的評價,這對進行地下水的運移特征、污水入侵程度的研究均具有較好的效果。

3.地面核磁共振找水技術求取水文地質參數

地面核磁共振技術當今世界上最先進的直接探測地下水技術。在探測深度范圍內,地層中有自由水存在,就有核磁共振信號響應。反之,就沒有響應。信號強弱或衰減快慢直接與水中質子的數量有關,即核磁共振信號的幅值與所探測空間內自由水含量成正比,因此構成了一種直接找水技術,形成了地面核磁共振找水方法。通過在地面觀測核磁共振自由感應衰減信號的初始振幅、相位和質子自旋馳豫時間,研究其間的關系,通過反演計算,獲得地下含水層的孔隙度、滲透率、含水率、埋深、厚度等水文地質參數。

4.介電常數、核磁共振技術求取孔隙度、滲透率

介電常數、核磁共振測井是測井技術領域中新發展的技術方法。由于介電常數、核磁共振效應具有直接反映地層含水性的特點,它準確地反映出含水體的富水特征,根據其反映信號的馳豫時間特性來研究含水體的孔隙度和滲透性。

五、建立地下水勘查立體模式,提高綜合勘查手段

現代勘查工作已從單一方法向地質調查、地面物探和綜合測井、空中物探、“3s”技術等綜合方法密切配合方向發展。目前,這些方法單獨或部分組合使用于水資源勘查領域 ,發揮了重要的作用,但仍存在許多不足之處,沒有形成系統性的方法技術系列,如針對某一類地水勘查特點,采取何種勘查模式,才能取得有效的勘查成果。建立區域地下水立體勘查模式,就是針對不同地下水類型,將空中、地面、井中各種勘查方法進行組合,建立多參數、多方位、多層次的立體勘查模式,指導下一步水資源的勘查。目前主要研究內容有：

1.開展不同類型地下水勘查的遙感、航空物探、地面電法、測井、鉆探等技術適用范圍、使用條件、反映含水體的特征、解決問題的能力進行綜合研究。

2.開展多參數(包括遙感采集信息參數;航空物探電磁參數、放射性參數;地面電法采集的電性參數、磁性參數;測井反映地層的電性參數、聲速參數、放射性參數;鉆孔獲取的地層巖性參數等)對區域地下水含水體的反映特征及其相互關系的研究 ,建立多參數評價地下水統。

3.開展空中、地面、井中各方法之間關系的研究,建立空中、地面、井中三個層次、多方位的、以gis為平臺的不同類型地下水立體勘查模式。

六、建立地下水物探資料綜合解釋信息系統

地下水地球物理勘查資料解釋系統是融信息管理、數據處理分析、物探成果地質解釋于一體的綜合性的信息系統。包括不同地下水類型的地質背景、勘查方法、資料解釋結果、綜合地質解釋結果等基本要素容納成熟的電法、電磁法等主流的數據處理、反演技術;根據勘探所用手段和存入數據庫的數據情況(原始數據或物探成果)由用戶制定數據處理流程;依據巖性-物性關系,自動或人機交互式實現物探成果向地質解釋成果的轉化。隨著“3s” 技術在地學領域應用的發展,地下水地球物理勘查資料綜合解釋系統進行信息化建設,服務于公益事業,提高我國在這方面現代化管理水平,為地下水管理者和決策者提供方便,是社會發展的必然要求。

結語

總之,隨著地下水勘查工作的深入,地球物理技術要解決的問題也日益增多,難度也越來越大。地球物理要回答的問題不能停留在物性資料的解釋上,而是要直接回答與地下水有關的地質問題,如地下水的富水性問題、水質問題等。地下水勘查手段要向多學科、多層次、多方位發展,借助現代化的手段提高地球物理勘查技術在地下水調查工作中的作用。

參考文獻

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地球物理勘查技術發展速度很快,在方法上,直流電阻率法已從高密度電阻率法、高分辨率法等旨在提高直流電阻率分辨率技術發展到重點研究開發儀器輕便、分辨率高的交流電磁法,主要包括頻率域電磁測深法(音頻大地電磁測深法、可控源大地電磁測深法、MT法)和時間域電磁法(瞬變電磁測深法)等高靈敏度方法。近幾年來,隨著現代信息技術的發展,以遙感(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)組成的“3S”技術已在地下水勘查工作中得到迅速應用,提高了地下水勘查水平。下面根據多年來從事地下水地球物理勘查技術研究工作的體會，淺談地下水地球物理勘查技術目前要解決的幾個問題。

1.建立合理的地質-地球物理模型,提高解釋精度

眾所周知,物探結果僅是地層物性層空間分布特性的反映,解釋結果是多解性的。這種多解性或不穩定性表現在兩個方面。其一涉及到異常源的性質;其二是勘探目標定量化特征,如目標體的形狀、大小、埋深及產狀要素等。那么在實際工作中,如何將具有多解性的物探結果進行合理的地質解譯,提高資料解釋精度,便是水文物探工作者必須深入研究的課題之一。開展地層巖性與物性之間關系等基礎地質問題的深入研究,從而建立合理的地質-地球物理模型,是提高物探資料解釋精度的主要途徑之一。

正確合理的地質-地球物理模型的建立,其根本問題是深入研究地層巖性的地球物理特征,如不同地層巖性所對應的電、磁、震、核、重力等反映特征,空間分布規律和不同地區、不同類型地下水、不同含水介質的巖性結構所反映的地球物理特點。比如對孔隙水來說,地層巖性成分、沉積顆粒的大小決定著電阻率的大小,不同巖性界面形成不同波阻抗差異的地震波界面,反映到地球物理模型一般為水平層狀的大小電阻率相間分布的一種模型。而對于基巖裂隙水,以尋找富水性構造為主,構造破碎帶與圍巖之間的巖性成分、沖填物性質、構造發育程度決定著電性、波阻抗、放射性濃度、重力場、磁場等地球物理特征的差異,地球物理模型表現為在水平方向具有地球物理特征差異的二維結構。因此,只有充分掌握它們之間的關系,才有可能建立一個正確合理的地質-地球物理模型,減小物探解釋結果的多解性。建立正確的地質-地球物理模型是選擇合理有效的地球物理勘查技術進行資料反演解釋的前提。

2.深層地下水物探技術

目前地下水勘查工作已從中淺部( < 300m)地下水勘查轉向深層地下水的勘查,相應,對地球物理勘查技術提出了新的要求,具體講就是對深部含水體地球物理微弱信號的識別與分辨。

無論是深層地下淡水還是深層地熱資源,根據含水介質、地下水類型分為松散層孔隙水、基巖裂隙水、深埋巖溶水三大類。深層孔隙水受含水層的成因和地貌條件所控制,地球物理主要解決的問題是:地層巖性的劃分、含水層巖性結構、埋深、厚度、地下水礦化度、含水層空間分布規律等。基巖裂隙水、深埋巖溶水的發育程度與賦水性受構造所控制,地球物理主要解決的問題是:準確確定賦水構造的空間分布特征。因此,深層地下水的地球物理勘查不僅對采用的儀器設備有較高的要求,而且對資料的處理技術也具有相當重要的要求。

高分辨率地震勘探技術是解決巖性結構的有力手段,它具有定深精度高、分辨能力強的特點。尤其是近年來新發展的三維地震勘探技術,能更精細、更準確地分辨地層空間分布特征,在地下水勘查工作中將發揮出更重要的作用。

3.地下水水質評價的物探技術

利用地面物探技術快速高效的特點進行水質的評價,將是擺在水文物探工作者面前的一個重要任務。目前,在所有物性參數中,電性參數是評價水質的唯一參數。地下水水質的優劣決定著地下水中所含導電離子數目的多少,離子數目越多,導電性越好,地下電阻率越低,反之則高。因而地層水電阻率與水質密切相關。欲求準地下水水質,關鍵的問題是求準地層水電阻率。阿爾奇公式給出了地層電阻率、地層水電阻率與地層孔隙度之間的數學關系。研究表明,在一定條件下,地層孔隙度對地層水電阻率的影響至關重要。對孔隙水來講,地層孔隙度的變化范圍較小,相對容易獲得,但對于基巖裂隙水、巖溶水來說,由于含水介質孔隙率變化的隨機性,同一構造不同地段其裂隙發育程度不同,裂隙率難以求準。因此,該類型的地下水水質評價將是十分困難。

4.建立地下水勘查立體模式,提高綜合勘查手段

現代勘查工作已從單一方法向地質調查、地面物探和綜合測井、空中物探、“3S”技術等綜合方法密切配合方向發展。目前,這些方法單獨或部分組合使用于水資源勘查領域 ,發揮了重要的作用,但仍存在許多不足之處,沒有形成系統性的方法技術系列,如針對某一類地水勘查特點,采取何種勘查模式,才能取得有效的勘查成果。建立區域地下水立體勘查模式,就是針對不同地下水類型,將空中、地面、井中各種勘查方法進行組合,建立多參數、多方位、多層次的立體勘查模式,指導下一步水資源的勘查。目前主要研究內容有：(1) 開展不同類型地下水勘查的遙感、航空物探、地面電法、測井、鉆探等技術適用范圍、使用條件、反映含水體的特征、解決問題的能力進行綜合研究。(2) 開展多參數(包括遙感采集信息參數;航空物探電磁參數、放射性參數;地面電法采集的電性參數、磁性參數;測井反映地層的電性參數、聲速參數、放射性參數;鉆孔獲取的地層巖性參數等)對區域地下水含水體的反映特征及其相互關系的研究 ,建立多參數評價地下水統。(3) 開展空中、地面、井中各方法之間關系的研究,建立空中、地面、井中三個層次、多方位的、以GIS為平臺的不同類型地下水立體勘查模式。

5.求取水文地質參數的物探技術

水文地質參數在水文地質調查與評價工作中至關重要。過去地球物理方法在求取水文地質參數方面的研究工作很少,水文地質參數多采用抽水試驗獲得。如何在未鉆孔前利用地球物理方法開展水文地質參數評價,或者在鉆孔中利用地球物理方法更準確地求取這些重要的參數,對節約成本,水資源開發規劃設計,更科學、合理地開展水資源評價都具有現實意義。地球物理方法在解決上述問題具有極大的可能性。

5.1 地震技術求取地層孔隙度

利用地震反射波傳播的動力學特性,如反射波的振幅、頻率、衰減特性、極化特點,反射波的內部結構,外部幾何形態等。從這些地震信息中可以提取非常有用的地層巖性信息,借此確立地震層序、分析地震相等。除此之外,借助于地震波振幅、頻率、極化特性等動力學信息,并結合層速度、鉆進、測井等資料,提取巖性和儲層參數,如流體成分、孔隙度等。目前,在石油系統,這方面的研究工作取得長足的發展,主要根據地層的孔隙度分布特征來預測油氣資源的開發前景。如果將這種技術用于地下水資源調查與評價工作中,對地下水含水量的預測,進行水資源量的評價,提高地球物理勘查技術在地下水資源調查工作的作用都具有指導意義。

5.2 頻譜激電技術評價含水層滲透性的研究

頻譜激電技術屬于電磁法勘探技術。在上世紀七十年代初期我國開始利用,主要用于金屬礦床的勘探。它可區分電磁效應和耦合效應。近幾年,日本科學家開始研究該技術應用于水文地質調查工作中,主要是對含水層滲透性問題的評價,這對進行地下水的運移特征、污水入侵程度的研究均具有較好的效果。

5.3 地面核磁共振找水技術求取水文地質參數

地面核磁共振技術當今世界上最先進的直接探測地下水技術。在探測深度范圍內,地層中有自由水存在,就有核磁共振信號響應。反之,就沒有響應。信號強弱或衰減快慢直接與水中質子的數量有關,即核磁共振信號的幅值與所探測空間內自由水含量成正比,因此構成了一種直接找水技術,形成了地面核磁共振找水方法。通過在地面觀測核磁共振自由感應衰減信號的初始振幅、相位和質子自旋馳豫時間,研究其間的關系,通過反演計算,獲得地下含水層的孔隙度、滲透率、含水率、埋深、厚度等水文地質參數。

5.4 介電常數、核磁共振技術求取孔隙度、滲透率

介電常數、核磁共振測井是測井技術領域中新發展的技術方法。由于介電常數、核磁共振效應具有直接反映地層含水性的特點,它準確地反映出含水體的富水特征,根據其反映信號的馳豫時間特性來研究含水體的孔隙度和滲透性。