地下水调查方法汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇地下水调查方法范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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水文地质调查包括多项内容，调查人员需要了解当地的水文地质、地形地貌、地表岩层特征等内容。在调查的过程中，可以了解地下水径流、排泄情况等基本情况，在长期的检测工作中可以总结出调查的方法，通过水文地质调查，可以避免地质结构对工程建设带来的危害。

1.1水文地质调查的基本内容

水文地质调查可以了解地下水的种类，还可以了解水资源的深度，相关工作人员采用专业的调查方法，可以了解到水资源的分布、流向等。地下水资源一般分布在岩层之间，在调查的过程中，需要对地下水层之间的关联进行分析。另外，水文地质调查还需要分析地下水排泄情况，掌握水文地质参数，调查的内容包括给水度、渗透系数等。

1.2对水文地质进行正确的评价

水文地质调查的对该地区实际情况进行考察，利用专业的方法获得准确的数据，然后对该地区水文地质状况进行客观的评价。在分析水文地质变化情况后，可以了解到水文地质对建设工程的影响以及可能带来的危害，具有预测的功能，可以帮助施工单位采取有效的防治措施。水文地质调查可以分析出地质结构变化对工程建设带来的影响，其有着较高的实用价值。所以，调查人员一定要保证数据的可靠性，保证水文地质评价的正确性。

1.3水文地质调查结合工程地基

水文地质调查可以了解到该地区水文地质情况，这项工作的目的是为工程建设提供重要的参考依据，所以，水文地质调查与工程地基有着密切的关系，为了提高水文地质调查结果的利用价值，在实际应用时应以工程地基调查为主，工作人员需要进行有针对性的调查，为建设工程提供精确的数据资料。水文地质调查可以了解到岩层水资源分布情况，调查人员应对地下水运动对工程建设的影响进行大胆的预测，还要着重对人为因素的影响进行分析，从而降低外界因素对工程建设的影响。

1.4地下水位对工程建设的影响

在水文地质调查中，相关人员要了解到地下水位对工程建设的影响，如果水位变化的幅度比较大，则需要制定出处理的措施。水文地质调查应确定地下水位的高低，然后制定出改善的方案。地下水调查采用的是动态分析法，考虑地下水流动对岩层的影响，观察其流动对岩层是否造成了软化等破坏性影响，这需要长期的观察。另外，以标准水位为界，超出或者不足的水位情况需要区别对待，在调查的过程中，还要结合具体情况具体分析。

2水文地质条件变化的影响与危害

2.1地下水水位变化的影响和危害

地下水水位如果发生上升现象则很可能造成土地的沼泽化和盐碱化，这样的地质条件容易对工程建设产生较大的腐蚀，如果在一些土质相对疏松的地区，则很容易出现山体滑坡等自然灾难，同时也会造成建筑工程地基的上浮或者工程失稳等严重的后果。如果水文条件中的地下水水位下降，那么极易容易出现地基的下沉、坍塌和地表的裂开等问题，这样还容易污染到地下水或者造成地下水减少的问题，对周边的自然环境产生不良的影响。如果地下水水位出现一些规则不明朗的上升和下降情况会造成工程建设地基不够稳定，随着工程的不断使用，有可能发生变形或者其他严重的后果。

2.2地下水压力变化的影响和危害

水文地质条件中地下水的压力变化可能使得地下水的正常的流动压力平衡被打破，出现这样的情况很容易使得工程建设的场地发生地基低洼处突涌，管涌或其他一些严重的水文地质危害。

3水文地质调查方法与技术研究

3.1水文地质调查采用视频水位计法

目前水文地质调查中采用的视频水位计主要是采用视频处理技术对某个区域的地下水位进行自动的检查检测，上面安装有一个监控摄像机，它可以对地下水位进行实时的拍摄，而后可以把拍摄到情况转变为该地区的地下水水位值。这种视频水位计法与现有的一些检测方法最大的不同是它可以通过肉眼的方法直接进行数据的确认。视频水位计在实际的使用过程中可以自动的上下移动，一旦拍摄到水位后，就可以自动的识别水面的位置，而后根据拍摄的视频，查看水位表的刻度，最终确定具体的水位值。这样的一个过程会全部以数据的形式传给用户。

3.2水文地质调查采用指标流速法

随着科学技术的不断发展，指标流速法越来越受到各个方面的广泛应用，尤其是在自动测流的方面。指标流速法相对来说也比较简单，主要是通过地下水位的记录，由水位和面积之间的关系计算求出断面的面积。我们可以假设水资源的流速与断面的平均流速有着不可分割的关联，这样的话就可以根据求出水资源连续的流量情况。至于水资源水位与断面面积之间的关系是可以通过测量求解出来的。对于平常用到的指标流速与平均流速两者之间存在的关系，是可以通过测量流量和流速求出的，而且它们两者之间要同时测量。在水文地质调查的指标流速法中最为重要的就是要想办法准确的测量水资源的表面流速，也就是我们平常所说的平均流速。

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1 地下水环境影响评价的意义、目的和任务

近年来，随着开发建设项目规模的不断扩大，开发建设活动对周边环境的负面影响也随之加大，不仅会直接造成对地表各种环境的破坏，甚至会影响地下水水环境系统。在这种情况之下，建设项目对地下水资源量的无节制开采利用，成为了导致地下水环境持续恶化的重要因素之一。为了有效改善这一现状，确保地下水资源能够更好的为人类服务，就必须重视地下水环境影响评价，为合理开采地下水、保护地下水环境提供有力依据，从而有利于促进社会健康持续发展。

地下水环境评价的目的是保护地下水环境，通过预测拟建工程项目给地下水环境带来的影响，进而依据预测结果对其影响进行客观评价，并科学论证项目实施的可行性，针对建设项目情况制定和落实地下水环境保护措施。

地下水环境影响评价是环境管理工作的重要内容，其任务是以保护地下水环境、促进经济可持续发展为根本目标，对开发建设活动的地下水环境进行预测、分析、比较，并对不同开发建设方案的地下水环境经济效益进行评价，为规划开发建设项目布局，实施地下水环境保护措施奠定基础。

2 冶金类建设项目地下水环境影响评价方法研究

2.1 冶金建设项目工程实例简介

该项目为冶炼金矿与铜矿的建设项目，其排放的主要污染物为有毒重金属，项目所在地是国内较为重要的有色金属采掘冶炼基地之一，该地区的大中小型企业一直以来采取的都是粗放式发展模式，各种废水、废气随意排放，工业废物随意乱堆，致使该地区的表层土壤和地下水体大面积存在重金属污染问题，这也是选择该地区冶金项目作为的案例的一个原因，其具有一定的典型性。

2.2 水环境影响评价方法

（1）目标含水层的识别及确定方法。由于地下水之间各类物质的交换以及物理化学作用的产生主要取决于地下水赋存与径流地质环境，所以对建设项目可能引起的含水层污染进行识别是评价的前提，而对地下水区域进行划分并明确可能污染的地下水所属主要水系是识别目标含水层的基础环节，但是由于含水层的种类较多.为此，需要借助不同的方法进行分析，在这一过程中，可以借鉴参考本地区的水文历史资料，这部分资料对于地下水环境评价具有非常重要的价值。通过收集的资料可知，该建设项目所在区域的地层构造条件相对比较复杂，地下水的类型以及含水层相对较多，这使得水力之间的联系比较多变，按照含水岩组及其构造发育的具体特点，再参考不同含水层的水位动态变化数据，可将该建设项目所在地的地下水系划分为5个系统，本项目场地位于北部白垩系地下水系统之上。在构造体系及地层结构上，白垩系有着属于自己独立的边界条件，它与周围的地下水系统没有任何的直接水力联系。同时，根据历史水位监测数据结果显示，白垩系地下水的水位标高常年保持在65-90m左右，而周边的地下水系统在静止时的水位与之相差500m左右，这表明该水系为独立的水文单元。

（2）项目所在地的地下水现状评价。通常情况下，对于一些地下水污染较为严重的地区，都是通过该地区地下水水质的现状与国家现行的地下水质量标准中规定的指标进行对比，来具体分析地下水的实际污染情况，主要包括以下内容：污染源分布、污染途径以及发展趋势。然而，若是想要客观认识该建设项目可能对该地区地下水环境造成何种污染，还需要对比地下水的背景值，为此，地下水的背景值获取成为评价的关键。所谓的地下水背景值具体指示在天然的条件下，没有被任何人为活动污染的地下水化学成分的天然含量。该值的获得有两种方法，一种是水样采集法，另一种是数据对比法，为了确保结果的准确性，本文采用数据对比法来获取该区域的地下水背景值，以此来分析地下水污染物的积累和迁移规律。

2.3 几点建议

（1）确定预测评价区。预测评价区范围要以白垩系地下水系统径流、补给、排泄条件为确定依据，控制面积为15k，在这一范围内开展地下水环境现状调查和监测活动（比例尺为1/1万），其目的在于明确主要污染对象的岩性结构、含水能力、厚度、透水能力，查明含水层的主要污染源和污染方式。在预测评价区开展的工作包括岩样与水样采集、供水水源类型调查、水位长期检测以及地下水开采近年利用情况汇总等。

（2）明确重点勘查区。冶金类项目建设区及其周边地下水环境是受污染最为严重的地带，应将这一地带作为重点勘查区，面积控制为0.7km2。由于在重点勘查区没有设置勘探控制点，致使水文地质工作精度尚为达到地下水环境现状调查的高要求，所以必须开展大比例尺（1/2000）的环境水文地质调查和勘验工作，主要包括水文地质钻探、弥散试验、抽水试验、渗透实验、包气带饱等，从而通过调查、勘察和试验，以获取目标含水层岩性、富水性、水文地质参数等信息，并且对地下水变化情况进行监测。

参考文献

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查明地方病严重区环境水文地质条件、环境地质问题、水文地球化学特征,圈定适于人畜饮用地下水分布区;查清工作区优质地下水分布范围及致病元素的形成与迁移规律,为进一步开展地下水勘查与开发利用、建立供水安全示范工程、解决病区人民的安全饮水问题提供技术支撑。

1、康平地方病概况

本次工作区确定在辽宁省康平县的中、西部，行政区划隶属于胜利、小城子、柳树、四家子、东关、二牛、张强、东升、郝官、方家、沙金、两家十二个乡。地理坐标：东经122°45′―123°30′，北纬42°31′―42°53′，工作区面积为1000km2。1：5万水文地质专项调查所用图幅为：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（康平县）、11-51-42丁（张强）、11-51-55乙（法库）计六幅。

据沈阳市卫生局2004年统计，康平县地方性氟中、重中毒患病人数1131人，病征为氟斑牙，主要分布在康平县城以西的12个乡镇。

康平县地方性氟中毒病情统计表

从患病人数上看，氟中毒患者主要集中在胜利、二牛、方家、东升、小城子5个乡镇。

2、设计工作方法

a、搜集工作区地形地貌、水文气象、地质、水文地质、环境地质及县域社会经济发展等资料。

b、查明工作区主要含水层组的分布、富水性，地下水补给、径流和排泄条件及水化学特征。

c、调病区地方性氟中毒的发育程度、分布范围，并提出防病措施。

D、做好地表、地下水的采集化验工作。

e、研究重病区内地下水中氟离子分布规律及与地质环境之间的关系，重点查明地方病区安全供水目的层的含水层埋藏、分布规律、厚度及其地下水的水质水量，确定安全供水目的层位，开展安全供水示范工程。

3、工作目的

查明康平县地方病严重区环境水文地质条件、环境地质问题、水文地球化学特征,圈定适于人畜饮用地下水分布区;建立供水安全示范工程,直接解决示范区人民的饮水安全问题;查清工作区优质地下水分布范围及致病元素的形成与迁移规律,为进一步开展地下水勘查与开发利用提供技术支撑;编制病区地下水开发利用区划,提出工作区地下水合理开发利用建议。为合理开发利用和保护地下水资源、防治地方性氟中毒的发生、解决病区居民饮用低氟水服务。

4、设计宗旨

以水文地质专项调查―地下水开发利用区划―地下水勘查与供水示范为主线，以新技术新方法为支撑，以地下水调查研究为手段，以地方病严重区为靶区，以改水示范工程为切入点、充分收集汇总分析已有资料为基础，开展1:5万水文地质专项调查，初步圈定优质地下水含水层分布范围。根据水文地质调查资料和初步认识，通过地球物理勘查，初步确定目的含水层埋深、厚度及空间展布规律，确定最佳宜井位置。采用同位素、水、岩土、食物样品测试分析等技术、方法及多学科、多方法相互补充的综合手段，调查与研究相结合、理论与实际相结合编制地方病区地下水开发利用区划和地下水勘查示范工程实施论证方案。

5、结论

a以地下水资源合理配置与永续利用为核心，因地制宜，兼顾其它方法：高氟水人工物理化学方法处理、河渠以及供水井引水、居民点合并或搬迁等。制定总体地方病安全供水和改水的工程建设区划。

b结合当地社会、经济和自然条件的实际情况，规划内容要全面构建地方病严重区安全供水保障体系，确保当地病区人民饮水状况的有效改善，实现人民群众的身心健康发展。

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中图分类号：P641文献标识码：A

文章编号：16721683（2013）05008204

1研究背景

华北平原是中国北方重要的经济核心地区和农业基地。随着社会经济的快速发展，该地区对水资源的需求与依赖也愈加强烈[12]。由于地表水稀缺，地下水成为该地区最主要的水资源利用形式。根据我国目前地下水开采量调查工作所采用的传统方式[34]，如水表计量法、定额法、亩次法等统计显示，华北平原多年平均地下水开采量已由20世纪60年代的39亿m3上升到70年代的79亿m3；从1985年到20世纪末，其多年平均开采量已超过100亿m3[5]；进入21世纪，华北平原开采量则已超过200亿m3[6]。但是，华北平原开采井数量大、供水用途多样，且目前我国地下水管理制度和手段不足，绝大部分农业开采井缺乏准确计量，因此通过以上传统统计方法难以获得比较准确的地下水开采量数据。而准确的地下水开采量，是对华北平原地下水资源进行科学评价和合理开发利用的基础，因此有必要寻求科学有效的方法对地下水开采量进行估算。

目前世界范围内对地下水开采量的估算已有不少研究。20世纪80年代早期，美国的Wray[7]曾借助遥感技术估算地下水开采量；美国地调局曾采用水资源用途分类的方法对死谷流域1913年-1998年的地下水开采量进行了估算[8]。其他的方法则有Santos等[9]采用的水位动态法、Nels Ruud等[10]提出的基于GIS的分布式水文模型法等。在国内，早期有王怀章和王忠诚[11]的概率统计方法，孙明等人[12]提出的典型井监测与实际用电量相结合的办法。近期则有武美才[13]的台电量法，徐箴等人[14]建立的地下水开采方程等。以上这些开采量估算方法，大多适用于小范围的估算。并且到目前为止，利用数值模拟方法估算地下水开采量的研究还尚不多见。

地下水流数值模型建立在长时间序列且较完善的地下水监测数据资料之上，因此基于水均衡原理利用地下水流数值模型反演开采量，不仅可望获得更为合理和准确的开采量，也可将开采量的估算研究扩展到区域面积上。本文将利用所构建的华北平原地下水流数值模型，以2002年-2003年地下水开采量调查资料为基础，通过对地下水流场宏观趋势进行模拟与校验，实现对地下水开采量的反演估算。

2华北平原数值模型

2.1华北平原概况和地下水的开发利用情况

华北平原位于中国东部地区，包括北京、天津、河北三省（市）的全部平原及河南、山东二省的黄河以北平原（见图1），总面积为13.90万km2。该地区地下水埋藏在由冲洪积、湖积、海积物交错叠置而成的第四系松散层之中。华北平原自20世纪60年代开始大规模开采地下水，机井数由60年代的1 800眼猛增至20世纪末的70万眼，目前地下水开采井已达200万眼左右。长期开采地下水，已造成地下水资源逐步枯竭、大型复合漏斗的形成和严重的地面沉降等环境问题。

2.3地下水数值模型及其改进

作者曾依据2002年-2003年的水文地质调查资料，运用MODFLOW建立了4 km×4 km网格规模的华北平原三维地下水水流数值模型[1516]，将整个华北平原在垂向上分为三个模拟层：第一层为第Ⅰ含水层组（潜水）和第Ⅱ含水层组、第二和第三层分别为第Ⅲ含水层组、第Ⅳ含水层组。模拟期为2002年1月到2003年12月，一个自然月为一个应力期，并最终通过地下水流场和典型地下水监测孔动态曲线对模型进行了校正。本次研究在以上模型基础上，为提高模型精度和稳定性，将模拟识别期由2年（2002年-2003年）延长到7年（2002年-2008年）。模型仍以2001年12月的地下水流场作为初始流场，模型中所用到的水文地质参数、大部分补排项的处理与前期模型相同，与时间序列相关数据则依据现有资料确定，如降水资料使用2002年至2008年数据。最后利用2002年-2008年华北平原101个典型地下水位观测孔的地下水动态曲线和2003年-2008年各年华北平原的地下水等水位线对模型进行识别，其中地下水开采量反演是模型识别过程中的主要内容。

3地下水开采量估算方法

（1）从图3中华北平原2002年-2008年的区域年降水量柱状图可知，华北平原在2003年经历了一个丰水年，其开采量较前一年，即2002年相比有所减少，但2004年、2005年华北平原降水量相对2003年偏小，经历了降水量逐渐减少的过程，在这样的情况下要满足华北平原工农业用水量的需求，则十分有必要加大对地下水的开采，因此这两年的开采量在2003年的开采规模之上。2005年之后，华北平原开采量随着降水量的逐渐增加呈现逐年减少的趋势，同时也说明随着人们认识到过量开采地下水会带来的环境危害后，华北平原地下水开采开始逐步得到遏制。

（2）华北平原属于大面积区域，容易出现个别区县地下水开采量统计不够全面、准确的现象。尤其华北平原农业灌溉井分布广泛，而农业抽水往往因需开采，在时间和规模上不具确定、统一性，因此相关部门很容易忽略部分开采量，从而造成原统计开采量值小于反演后开采量值。

5结语

本文通过建立华北平原地下水流数值模型对区内地下水开采量进行了反演，该方法的特点是结合了研究区的水文地质条件，依据的是水量平衡原理。相比传统的地下水开采量统计方法，该方法具有一定的客观性，在一定程度上避免了外界因素对数据统计时产生的干扰。但此次研究也存在缺乏连续多年地下水位数据和地下水开采量数据等问题，使得地下水数值模拟精度、地下水开采量反演精度受到了一定限制。

参考文献：

[1]王贵玲，陈德华，蔺文静，等.中国北方地区地下水资源的合理开发利用与保护[J].中国沙漠，2007，27（4）：684689.

[2]FANG Q X，MA L，GREEN T R，et al.Water Resources and Water Use Efficiency in the North China Plain：Current Status and Agronomic Management Options [J].Agricultural Water Management，2010，97（8）：11021116.

[3]刘花台，王贵玲，朱延华.地下水开采量调查和校核方法探讨[J].水文地质工程地质.2004，（5）：109111.

[4]张建民.地下水开采量统计分析工作存在问题及解决对策[J].[JP2]海河水利.2009，（4）：5658.

[5]张兆吉，费宇红，陈宗宇，等.华北平原地下水可持续利用调查评价[M].北京：地质出版社，2009.

[6]刘昌明.建设节水型社会，缓解地下水危机[J].中国水利，2007，（15）：1013.

[7]WRAYJR.Estimating Irrigation Water Use and Withdrawal of Ground Water on the High Plains，U.S.A [J].Advances in Space Research，1982，2（8）：127129.

[8]MOREO M T，HALFORD K J，LA CAMERA R J，et al.Estimated Groundwater Withdrawals from the Death Valley Regional Flow System，Nevada and California，191398 [R].WaterResources Investigations Report 034245，2003.

[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.

[10]RUUD N，HARTER T，NAUGLE A W.Estimation of Groundwater Pumping as Closure to the Water Balance of a Semiarid，Irrigated Agricultural Basin [J].Journal of Hydrology，2004，297：5173.

[11]王怀章，王忠诚.地下水开采量概率统计方法[J].东北水利水电，1999，182（9）：3334.

[12]孙明，王立琴，薛明霞，等.农业区地下水开采量统计方法研究[J].地下水，2001，24（2）：7173.

[13]武美才.变台电量法推算地下水开采量初探[J].水文，2006，26（6）：6567.

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0 引言

随着我国工农业经济的发展及人民生活水平的不断提高，工农业用水、生活用水需求量越来越大，对地下水的开采量也不断增加，地下水资源日趋紧张，因此，必须寻找更多的地下水资源，才能满足工农业经济发展及人民生活水平不断提高的需求。

激发极化法电测深是重要的探测地下水资源地球物理探测方法之一，本文就是通过该方法在陕南某地地下水探测中的实际应用，总结出探测区地下水的激电特征，结合探测区水文地质资料，分析地下水补给、运移、富集、地层结构、构造等水文地质条件，分析含水地层的厚度变化及其水量等情况，以便对地下水资源作出正确评估，为国家的经济建设服务。

1方法原理

激发极化法电测深基本原理是基于岩石的激发极化效应，是岩石颗粒含水后在外电场作用下的一种电化学反映，因此，它必然和岩石中的水有关，如果没有水，也就没有激发极化效应。但激发极化效应也并非与岩石的含水量成正比，而是与一定的颗粒结构有关系，饱含水分的粘土就没有强的激发极化效应。实践表明，古河道、古洪积扇、岩溶溶洞水、砂岩裂隙水、粘土和充水的断层破碎带等有开采价值的含水层，都有明显的极发激化效应。激发极化法电测深一般测量四个参数：视电阻率ρs、激化率ηs、激发激化比J、衰减度D等。其中ηs、J、D它们都是用来反映激发极化效应特征的参数。当激电测深未反映这些含水层时，激发极化参数值一般都有很小，而当反映含水层时，这些参数(ηs、J、D)往往相对背景值同时增大，增大倍数与水量大致成正比，因而进行激发极化法电测深时，综合考虑这些参数随极距变化，来判断地下有无地下水及地下水富集情况。

2应用实例

地上水探测区位于陕西省汉中盆地东北部，地处秦岭褶皱系南缘、康县－略阳华力西褶皱带内，地质条件简单，属内陆湖盆沉积及阶地冲积层；出露地层主要为第四系中下更新统（Q1-2）为洪积及湖泊沉积层，有砾石层及粉砂土和砂质粘土。第四系全新统（Q14）为一级阶地冲积层，主要为粉砂土夹砾石层。基底岩性为下石炭统略阳组中上部灰岩（见图1）。

探测区属汉江三级阶地，地下水的形成受本区地质、水文、构造及地貌等因素控制。调查区水文地质分区属汉中盆地中等―弱富水的孔隙水区，根据地下水的赋存条件、补给、排泄形式及富水性，可划分为2个小区，即弱富水孔隙水区和中等富水孔隙水区，中等富水孔隙水区主要分布在汉江的一级阶地区，弱富水孔隙水区主要分布在汉江的二、三级阶地区。

弱富水孔隙水区含水层岩性主要为泥质砂砾层，地下水补给主要来自大气降水、水塘及北部山区地下水，向南排泄，地下水位3―15m，富水性差，单井出水量一般小于5m3/h。中等富水孔隙水区含水层岩性主要为卵石层及砂砾层，地下水潜水面约3―5m，地下水补给主要来自大气降水及河水，向河流及下游排泄，富水性较好，单井出水量可达10―20m3/h。

图1区域地质简图

本次地下水探测使用国产WDJD―3多功能数字激电仪，采用对称四极等比电测深装置,供电极AB与测量电极MN按5:1极距比同时移动动。 测量主要参数:视电阻率(ρs)、视极化率(ηs)、衰减度（D）、极发极化比（J）。

本次共完成激电测深点共11个，这些点分布在01号激电测深剖面上，由北向南分别为：0101―0111，剖面长600m。

通过对本次激电测深数据分析整理，可以看出:

视电阻率(ρs)值变化范围一般为 10―46Ω.m；ρs曲线较为平滑，曲线类型主要为KHA、KKA、HHA、KHH、QHA型；视极化率 (ηs)值变化范围一般为0.2～4.6 ％，背景值约为1.4％。曲线局部不平滑，在地下水较富集区ηs较大；衰减度（D）值变化范围一般为 0.1―0.8，背景值约为0.3，曲线平缓，在地下水较富集区局部有跳跃，但不明显；极发比（J）值变化范围一般为 0.1―1.8，背景值约为0.4，曲线平缓近似直线，变化不大，但在富水地段，J值较大。

对激电测深的视电阻率(ρs)，视极化率(ηs)、衰减度（D）、激发比（J）数据整理并分别绘成ρs、ηs、D、J等值线断面图（见插图1）， 从断面图上可以看出：ρs断面图：电阻率沿垂直方向电阻率由浅至深逐渐变大，沿水平方向电阻率变化不大，在0102―0104区间，电阻率等值线呈低阻下凹，形成局部低阻半封闭异常圈；ηS、J断面图：在0102―0104这个区间，分别形成高极化封闭圈、高激发比封闭异常圈；衰减度D：在0102―0104区间没有高衰减度封闭圈，而其它区间仍然有一些团块状、串珠状的异常圈。

插图101线电测综合断面图

根据以上激电测深综合解释成果结合调查区的水文地质情况可以得知：调查区地层主要有第四系粘土层、砂质粘土层、砂砾层、卵石层、角砾层，基岩为石炭系灰岩，其中粘土层、砂质粘土层为浅部不均匀含水层，主要为地表滞水，含水量较小；砂砾层、卵石层、角砾层为主要含水层，同时也是地下水运移的主要通道，含水量相对较大，同时基岩的起伏变化所形成的局部凹陷构造为地下水富集提供了有利空间（见插图2）。

插图2综合解释地质剖面图

根据前面对激电测深工作范围内平面及断面激电异常综合分析可知：地下水较富集区位于剖面北部，平面位置包括01线测深点0102―0104，地表以下3m―30m为地表滞水，水量较小；30m―160m为主要含水层，水量较大。

通过对调查区所有激电测深点成果分析对比，选取出涌水量较大的点位：0102、0103、0104作为建井井位，预计单井出水量在10m3/h以上，通过在0103号点位的钻探，成孔后出水量达到16m3/h，达到预期效果。

3 结束语

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高山岩溶地区大多数的城镇分布于岩溶洼地、槽谷地带，大气降水通过落水洞、漏斗等岩溶地貌快速渗入至地下，导致地表径流量小，多数地区干旱缺水。科学地确定地下水找水位置、合理地利用钻井手段寻找地下水是解决该类地区缺水问题的有效途径[1]，[2]，[3]。

1.调查区概况

1.1 自然地理概况

调查区位于重庆市万盛经开区黑山谷风景区的南大门和北大门之间，地处万盛旅游环线中枢要地，位于万盛城区东南150°方向，北侧紧邻S414省道，距离万盛16km，直线距离约9km。从主城到天籁谷驾车全程耗时约50分钟，交通较为便利。调查区规划修建重庆市万盛天籁谷（国际）旅游度假区，随之而来的首要问题就是工程用水和生活用水问题，寻找适宜的水源地成为了亟待解决的问题。

1.2 地形地貌

调查区属构造溶蚀剥蚀中低山地貌区，地势总体东高西低、北高南低。受西侧半边山-南童关断层及东侧景星台冲断层控制形成断块山地貌。最高点位于东侧山顶花椒坪一带，高程1644.60m，北侧最低点铁炉沟一带高程约410m左右，南侧最低点鲤鱼河一带高程+650～+700m左右。溶洞区闩坝-后槽-搭桥沟岩溶槽谷一带地面高程1080～1100m左右，槽谷走向近南北向，总长约3km左右，宽约40～300m左右。

1.3 地层岩性和构造

区域内出露地层为第四系全新统人工填土层、崩坡积层、冲洪积层及残坡积层，寒武系白云岩及奥陶系泥质灰岩、生物碎屑灰岩。万盛区位于新华夏系第三隆起带与沉降带之间，属四川沉降褶皱带东缘，即川东褶带与川鄂湘褶带西缘交接部位。

调查区处于龙骨溪背斜北西翼，轴部呈波状构造，岩层走向近南北，倾向北西、南西，两翼倾角主要在30°～50°之间，调查区的中部后槽产状相对较缓、倾角5°～20°（图1）。

1.4 含水层

调查区岩性单一，含水层为薄层-中厚层状的白云岩，大气降雨充沛，植被丰富，为地下水活动创造了良好的条件，而地下水的活动又促进了岩溶的发育，增强了含水层的富水性。根据岩性组合特征，区内地下水类型属碳酸盐裂隙岩溶水，本区寒武系白云岩地层富水性相对较强（图2）。

1.5 补径排关系

调查区后槽、闩坝等洼地接受大气降水补给，形成季节性冲沟汇至后槽洼地、闩坝洼地，沿伏流入口进入地下，形成径流通道，最后以泉的形式在鲤鱼河上游排泄。整个形成了相对完整的补给、径流、排泄地表水～地下水运移的过程。同时查明，区内岩溶水有显著的垂直分带性，大致可以分为垂直循环带、水平循环带及深部循环带。调查区内地下水位于垂直循环带内。

2.确定找水位置的依据

高山岩溶地区地下水的赋存条件与岩溶微地貌发育特征、地下水出露点位置、岩溶洞穴分布规律、岩石裂隙发育状况和区域构造类型等因素密切相关[4]。作为找水工作者，应根据对上述各种地质因素的观察、分析和研究，摸索出与高山岩溶地下水联系密切的规律，并利用它们确定合理的大致找水区域，找到岩溶地下水源。以下是本次工作中确定找水位置的依据。

2.1 根据岩溶微地貌发育特征确定

岩溶微地貌的发育特征具有一定的规律性。一般情况下，它们沿构造线、地下水径流途径展开。常有地下河通过的区域在地表上对应有规律排列的岩溶洼地、竖井、天窗、漏斗、落水洞等，，且这些地表的岩溶微地貌往往与其下的地下河贯通。因此根据这些微地貌的发育特征可判断其下有无地下水的活动，如果有，再根据它们的发育走向确定地下水径流的走向，进而确定大致的找水区域。

据调查，区内后槽-闩坝一带为岩溶洼地，并有竖井、天窗、漏斗、落水洞等发育，呈条带状线性分布，可初步判断其下地下水活动较强烈。

2.2 根据地下水出露点位置确定

在某些水文地质单元的流场中，地下水经过补给和径流后，最终以一定的形式出露于地表[5]，如果其长年出水且水量变化小，说明该出水点很可能与地下河相通，其水源具有开采潜力。

据调查，区内-闩坝一带附近有一侵蚀下降泉，但四季不干且水量变化小，因此初步判定闩坝一带地下水活动较强烈。

2.3 根据岩溶洞穴分布规律确定

漫长的地质年代中，流动且具有溶蚀性的地下水与碳酸盐岩长期进行水岩相互作用往往会形成岩溶洞穴，它是典型的岩溶地貌[6]。而后由于地壳抬升，岩溶洞穴常出露地表，原本的地下河径流通道会相对降入深部，因此沿着溶洞进行水平方向或垂直方向的调查，往往可以找到其它溶洞和地下河。

据调查，区内-闩坝一带附近有一溶洞，据南江水文地质队调查资料显示，溶洞R1发育于寒武系白云岩地层内，主洞全长93.30m，洞内最高8.9m，洞内宽度2～22m。主要发育有四层溶洞，标高为+1120～1136m，溶洞内地下水伏流层水位标高为+1120～1126m。因此初步判定闩坝一带地下水活动较强烈。

2.4 根据岩石裂隙发育状况和区域构造类型确定

由于岩石裂隙和断裂带为地下水提供了良好的含水介质，因此裂隙或断裂带是富水性相对高的位置。尤以平移断层带和正断层储水能力最好。故在高山岩溶地区，裂隙水是常见的一类地下水。

钻探资料显示，闩坝一带的基岩较破碎，裂隙发育，X型节理发育，且调查区接近龙骨溪背斜核部，附近发育半边山-南童关断层和景星台冲断层，因此初步判定闩坝一带有岩溶裂隙水发育。

因此，拟设水文勘探孔设在调查区闩坝一带的岩溶洼地上，再辅之以物探手段对上述推断进行验证。

3.物探手段

3.1 物探方法

采用音频大地电磁测深法，探测工作区内岩溶及裂隙发育区，判释其富水程度。音频大地电磁法是以岩石电阻率的差异来区分岩性及构造体，并依据电阻率阻值的大小，以及在地下的展布形式来识别地下地质体的空间分布和性质的一种物探方法。

3.2 物探剖面布置

根据水文地质调查结果，在闩坝布置1条AMT测线，B-B'测'线长360m，测点19个，点距20m（图3，表1）。

3.3 物探成果分析

根据高密度电法反演结果，按地电断面情况分析第四系覆盖层厚度、地层岩溶发育情况。沿测线方向，370～310m，标高+810～+1100m段，呈低阻异常，岩石视电阻率极低，推断为裂隙发育区，富水性较强，异常编号B-1#；370～310m，标高+370～+500m段，呈低阻异常，岩石视电阻率极低，推断为裂隙发育区，富水性较强，异常编号B-2#（图4）。

据电性特征，分析物探剖面上低阻异常情况，解译了剖面B-B'有2个富水裂隙发育区（B-1#、B-2#）。

4.钻探手段

深度：根据勘探孔的深度宜钻穿具有供水意义的主要含水层（带）或含水构造带的原则，钻孔深度宜为490m；

孔径：开孔口径225mm（约钻进30m），第一次变径至200mm（约钻进至130m），第二次变径至150mm（直至终孔）；

底部沉淀管：抽水孔过滤器的下端，设置管底封闭的沉淀管，长为4m。

特别说明：根据实际情况需查明含水层（带）的水位、水质、水温、透水性或隔离水质不好的含水层时，应进行止水工作，并检查止水效果。宜采用骨架过滤器、缠丝过滤器或填砾过滤器。当裂缝、溶洞（很少有填充物）稳定时，可不设置过滤器。

5.找水结果

找水工作者在调查区内的闩坝一带洼地进行钻井取水。经过两次完整的抽水试验分析，该井的出水能力为150m3/d，水量基本满足该区域的需求；经测试，其水化学类型为HCO3--Ca-Mg型，总矿化度0.25g/L，为淡水。根据《地下水质量标准》GB/T14848-93，对水质27项单项指标进行综合评价，地下水质量分类为Ⅱ类，地下水质量级别属良好级。

6.结语

本文研究表明，高山岩溶地区钻井打水前应进行详细的水文地质调查调查，摸清调查区的地形地貌、地层岩性、地质构造水文地质条件、岩溶发育规律和地下水补径排关系，根据与地下水密切相关的地质因素推断打井的大致位置，运用地球物理勘探方法加以佐证，选择合理的钻井方式打水，是可以在岩溶地区适当地段找到地下水的。这对解决高山岩溶地区干旱缺水问题，探寻集中供水水源地有着十分重要的工程意义。

参考文献：

[1] 李伟， 朱庆俊等. 西南岩溶地区找水技术方法探讨[J] .水文・工程・环境，2011，47（5）：918-923.

[2] 曾华烟. 广西岩溶地区岩溶水开发利用问题[J] .广西地质，1995，8（3）：43-48.

[3] 唐慧杰，陈冬君，黄海玲. 物探找水方法综述[J] .黑龙江水利科技，2004，1：50-51.

篇（7）

中图分类号：[P345] 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0384-01

进行水文地质调查所使用的基本方法手段或工种主要有10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、地下水动态长期观测、室内分析测定与实验、同位素技术在水文地质调查中的应用、全球定位系统（GPS）的应用、遥感（RS）技术的应用、地理信息系统（GIS）的应用等。任何一项水文地质调查，基本上都是采用这些方法手段，通过这些方法手段的有机配合而组织起来的，这些方法手段（或工种）的精度直接决定了勘查成果的质量[1]。

1 水文地质调查的目的

水文地质调查工作的目的就是运用各种技术方法和手段揭示一个地区的水文地质条件，掌握地下水的形成、赋存、运动特征、水质、水量变化规律。水文地质调查的任务是为国民经济建设、发展规划或工程项目设计提供水文地质资料。水文地质调查是一项复杂而重要的工作。其复杂性是因为地下水具流动性，水质、水量随时空变化，而且所使用的勘查方法种类较多。其重要性主要是：①认识来源于实践。人们对一个地区水文地质条件的认识，对各项生产建设中所提出水文地质问题的解答，都要通过各种水文地质调查来完成，即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，主要决定于占有资料的多少及其是否正确可靠。②水文地质调查与勘探（勘查）是一项费用高、工期长的工作，如果勘探工程布置不当，或不按规范（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、生产环境等诸多方面造成巨大的损失[2]。

2 水文地质调查工作的类型

水文地质调查工作，按其目的、任务和调查方法的特点，可分为三类：

（1）区域性水文地质调查。是指中小比例尺的综合性水文地质调查，亦称综合水文地质调查。其调查目的主要是为国民经济建设和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、环境水文地质调查等），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。区域性水文地质调查的范围一般较大，可以是数百、数千平方千米。具体范围视任务需要而定，可以是某个自然单元，一个或数个较大的水文地质单元，也可以是某个行政区域，多是按国际地形图幅进行的，调查图件的比例尺，一般小于l：10万。

（2）专门性水文地质调查。专门水文地质调查是为专门目的或某项生产建设而进行的调查工作。其调查的目的是为其提供所需的资料，有时，为了进行地下水某方面的科学研究（如城市供水、矿山排水、环境水文地质等），也要开展专门性水文地质调查。专门性水文地质调查的任务是：较详细地查明调查区的水文地质条件，解决所提出的生产问题，为工程建设项目或其他专门目的提供水文地质资料和依据[3]。

专门性水文地质调查的范围，视工程项目的规模或科研的需要而定。例如，供水水文地质调查的范围，要根据需水量的大小来确定，一般应包括水源地在开采条件下可能的补给范围；矿床水文地质调查的范围，应根据矿井在最大疏干深度条件下可能补给矿坑（井）的补给范围来确定；环境水文地质调查的范围，至少应把地下水污染区和污染源包括在内。专门水文地质调查的比例尺，一般要求大于1：5万。

（3）地下水动态和均衡监测。任何类型的水文地质调查和研究工作，在定性或定量评价水文地质条件时，都需要地下水动态和均衡方面的资料，因此，都应进行地下水动态和均衡的监测。地下水动态和均衡要素监测工作的持续时问，有长有短。如为区域或专门性水文地质调查提供地下水动态、均衡资料的监测工作，则可仅在某一段时间内进行，一般只要求1～2年；如果为国民经济建设长远规划和综合目的（包括地下水资源管理及保护）而进行的监测工作，则是长期性的。

随着地下水资源的大规模开发利用，与地下水有关的环境地质问题越来越多。因此，地下水动态与均衡的监测其意义日显重要。监测项目主要包括：地下水位、水量、水质、水温、环境地质项目等。

3 基于GIS的水文地质调查评价

地理信息系统（Geographical Information System，简写为GIS），是对各种地理信息或空间信息进行获取、处理、分析和应用的计算机技术系统。

地理信息系统（GIS）已开始用于地下水研究中。地理信息系统（GIS）在水文地质调查中的应用主要有以下几个方面：①建立地下水数据库及模拟系统。②识别含水层，合理开发利用地下水资源。③进行地下水水质研究。④进行地下水资源管理。⑤编制水文地质图。⑥地下水模拟及可视化[4]。

全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS），简称“3S”技术。“3S”技术是从20世纪60年代逐渐发展起来的、现已日渐成熟的空问信息处理技术。由于“3S”技术的日渐成熟，澳大利亚、美国、加拿大等国20世纪80年代就已开始运用“3S”技术进行数字化地质填图，从而实现了地质填图的计算机化和信息化，极大地提高了工作效率。我国数字化地质填图工作起步于20世纪90年代。目前，以“3S”技术为基础的数字化地质填图，正在地质、水文地质调查工作中逐步推广应用。

结论

总之，各种调查方法都具有其局限性，其成果具有多解性，因此使用中，应针对具体地质环境，进行分析对比、综合研究，以便客观如实地反映地质构造和水文地质条件，从而使所得资料更为真实可靠。

参考文献

[1] 吕鹏，张炜，刘国，王淑玲. 国外重要地质调查机构三维地质填图工作进展[J].国土资源情报，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

中图分类号： U469 文献标识码： A 文章编号：

引 言：

水文地质指的是自然界中地下水的各种变化和运动的现象。在工程勘察、设计和施工过程中，水文地质问题是一个非常重要的问题，也是经常被忽视的问题，需要我们提高重视。为提高工程勘察的质量，在勘察中加强水文地质问题的研究是十分必要的。在工程勘察中查明有关的水文地质问题，并提出合理的预防及治理措施，为设计施工提供必要的水文地质资料，从而减少或消除水文地质问题对工程施工质量的危害。

一、工程勘察中水文地质评价内容

工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造：地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质，自然（物理）地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后，需根据设计建筑物的结构和运行特点，预测工程建筑物与地质环境相互作用的方式、特点和规模，并作出正确的评价，为确保建筑物的稳定与正常使用提供解决方案。

水文地质勘察设计的主要内容：

1、调查河流及小溪的水位、流速、流量、洪水标高及淹没情况；

2、调查水井的水位、水量、变化幅度及水井结构和深度；

3、调查泉的出露位置、类型、温度、流量和变化幅度；

4、调查地下水的埋藏条件、水位变化规律、变化幅度；

5、了解地下水的流向和水力梯度；

6、调查地下水的类型和补给来源；

7、了解地下水的化学成分及其对建筑物材料的腐蚀性。

在工程勘察过程中，如果不注重水文地质条件，会直接影响到工程的安全。结合笔者多年的相关工作经验，在工程勘察设计的过程中，对水文地质问题的评价，应主要从以下几个方面着手：

(1)从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题。如:①对埋藏在地下水位以下的建筑物，应评价水对钢筋的腐蚀性。在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透性和富水性试验,并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

(2)工程勘察设计中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

(3)重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

(4)在查明地下水的天然状态的基础上，着重分析、预测未来人为活动中地下水的变化情况以及变化对岩土体和建筑物的影响。

二、工程勘察中水文地质的作用

鉴于以往在评价地下水对岩土工程的作用和危害过程中，所做的分析工作与基础设计和施工需要结合不够紧密，导致发生许多基础下沉和建筑物开裂的质量事故。总结以往的经验和教训，我们认为今后在工程勘察中，应注意分析水文地质的以下作用。

1、地下水对已有建筑物的影响

由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用，地下水位经常会有很大的变化。这种变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果，特别是当地下水位在基础底面以下变化时，后果更为严重。当地下水位在基础底面以下压缩层范围内上升时，水能浸湿和软化岩土，从而使地基的强度降低，压缩性增大，建筑物就会产生过大的沉降或不均匀沉降，导致建筑物的倾斜或开裂；当地下水位在基础底面以下压缩层范围内下降时，水的渗流方向与土的重力方向一致，地基中的有效应力增加，基础就会产生附加沉降。

2、地下水对桩基工程的影响

软弱地基地层很少由单一土质构成，变化相对较复杂，为此往往采用桩基工程(包括预制桩、灌注桩、搅拌桩等)加固地基，提高地基承载力。为了不使桩周地层松动或坍塌，提高成桩质量，选择相应的成桩方式时必须考虑地下水的赋存运动情况。另一方面由于受地下水的影响，当桩身下沉量小于土层下沉量时，桩周土对桩身产生负摩擦力，严重的会影响单桩承载力。特别地，当建筑场地承压水或潜水的流速大于3m／min时，不宜使用混凝土灌注桩或水泥搅拌桩。

3、地下水对基坑开挖支护的影响

随着城市的发展，高层、超高层建筑物越来越多，基坑也越来越深，受施工场地和施工工艺的影响，往往要求采用垂直开挖，开挖深度基本都超过当地地下水埋深。深基坑开挖经常会遇到地下水涌水、冒砂等问题。为降低地下水水头压力、疏干基坑、固结土体、稳定边坡和防止流沙等，常采用井点降水方法降低地下水水位（水头压力）。但是，由于降水能使局部地下水位突然下降，会对基坑支护结构和邻近建筑物产生影响，造成地表或邻近建筑物不均匀沉降。

三、工程勘测过程中水文地质参数的测定

在工程勘测阶段，水文地质参数具有很重要的作用，搞清楚水文地质情况，为后期的工作提供准确详实的水文地质参数是一项重要任务。在实际工作中测定方法对最终测量结果的准确性至关重要。

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

中图分类号：P624文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

地球物理勘查技术发展速度很快,在方法上,直流电阻率法已从高密度电阻率法、高分辨率法等旨在提高直流电阻率分辨率技术发展到重点研究开发仪器轻便、分辨率高的交流电磁法,主要包括频率域电磁测深法(音频大地电磁测深法、可控源大地电磁测深法、mt法)和时间域电磁法(瞬变电磁测深法)等高灵敏度方法。近几年来,随着现代信息技术的发展,以遥感(rs)、地理信息系统(gis)、全球定位系统(gps)组成的“3s”技术已在地下水勘查工作中得到迅速应用,提高了地下水勘查水平。

一、建立合理的地质-地球物理模型,提高解释精度

众所周知,物探结果仅是地层物性层空间分布特性的反映,解释结果是多解性的。这种多解性或不稳定性表现在两个方面。其一涉及到异常源的性质;其二是勘探目标定量化特征,如目标体的形状、大小、埋深及产状要素等。那么在实际工作中,如何将具有多解性的物探结果进行合理的地质解译,提高资料解释精度,便是水文物探工作者必须深入研究的课题之一。开展地层岩性与物性之间关系等基础地质问题的深入研究,从而建立合理的地质-地球物理模型,是提高物探资料解释精度的主要途径之一。

正确合理的地质-地球物理模型的建立,其根本问题是深入研究地层岩性的地球物理特征,如不同地层岩性所对应的电、磁、震、核、重力等反映特征,空间分布规律和不同地区、不同类型地下水、不同含水介质的岩性结构所反映的地球物理特点。比如对孔隙水来说,地层岩性成分、沉积颗粒的大小决定着电阻率的大小,不同岩性界面形成不同波阻抗差异的地震波界面,反映到地球物理模型一般为水平层状的大小电阻率相间分布的一种模型。而对于基岩裂隙水,以寻找富水性构造为主,构造破碎带与围岩之间的岩性成分、冲填物性质、构造发育程度决定着电性、波阻抗、放射性浓度、重力场、磁场等地球物理特征的差异,地球物理模型表现为在水平方向具有地球物理特征差异的二维结构。因此,只有充分掌握它们之间的关系,才有可能建立一个正确合理的地质-地球物理模型,减小物探解释结果的多解性。建立正确的地质-地球物理模型是选择合理有效的地球物理勘查技术进行资料反演解释的前提。

二、深层地下水物探技术的应用

目前地下水勘查工作已从中浅部( < 300m)地下水勘查转向深层地下水的勘查,相应,对地球物理勘查技术提出了新的要求,具体讲就是对深部含水体地球物理微弱信号的识别与分辨。

无论是深层地下淡水还是深层地热资源,根据含水介质、地下水类型分为松散层孔隙水、基岩裂隙水、深埋岩溶水三大类。深层孔隙水受含水层的成因和地貌条件所控制,地球物理主要解决的问题是:地层岩性的划分、含水层岩性结构、埋深、厚度、地下水矿化度、含水层空间分布规律等。基岩裂隙水、深埋岩溶水的发育程度与赋水性受构造所控制,地球物理主要解决的问题是:准确确定赋水构造的空间分布特征。因此,深层地下水的地球物理勘查不仅对采用的仪器设备有较高的要求,而且对资料的处理技术也具有相当重要的要求。

高分辨率地震勘探技术是解决岩性结构的有力手段,它具有定深精度高、分辨能力强的特点。尤其是近年来新发展的三维地震勘探技术,能更精细、更准确地分辨地层空间分布特征,在地下水勘查工作中将发挥出更重要的作用。

三、地下水水质评价的物探技术的应用

利用地面物探技术快速高效的特点进行水质的评价,将是摆在水文物探工作者面前的一个重要任务。目前,在所有物性参数中,电性参数是评价水质的唯一参数。地下水水质的优劣决定着地下水中所含导电离子数目的多少,离子数目越多,导电性越好,地下电阻率越低,反之则高。因而地层水电阻率与水质密切相关。欲求准地下水水质,关键的问题是求准地层水电阻率。阿尔奇公式给出了地层电阻率、地层水电阻率与地层孔隙度之间的数学关系。研究表明,在一定条件下,地层孔隙度对地层水电阻率的影响至关重要。对孔隙水来讲,地层孔隙度的变化范围较小,相对容易获得,但对于基岩裂隙水、岩溶水来说,由于含水介质孔隙率变化的随机性,同一构造不同地段其裂隙发育程度不同,裂隙率难以求准。因此,该类型的地下水水质评价将是十分困难。

四、求取水文地质参数的物探技术的应用

水文地质参数在水文地质调查与评价工作中至关重要。过去地球物理方法在求取水文地质参数方面的研究工作很少,水文地质参数多采用抽水试验获得。如何在未钻孔前利用地球物理方法开展水文地质参数评价,或者在钻孔中利用地球物理方法更准确地求取这些重要的参数,对节约成本,水资源开发规划设计,更科学、合理地开展水资源评价都具有现实意义。地球物理方法在解决上述问题具有极大的可能性。

1.地震技术求取地层孔隙度

利用地震反射波传播的动力学特性,如反射波的振幅、频率、衰减特性、极化特点,反射波的内部结构,外部几何形态等。从这些地震信息中可以提取非常有用的地层岩性信息,借此确立地震层序、分析地震相等。除此之外,借助于地震波振幅、频率、极化特性等动力学信息,并结合层速度、钻进、测井等资料,提取岩性和储层参数,如流体成分、孔隙度等。目前,在石油系统,这方面的研究工作取得长足的发展,主要根据地层的孔隙度分布特征来预测油气资源的开发前景。如果将这种技术用于地下水资源调查与评价工作中,对地下水含水量的预测,进行水资源量的评价,提高地球物理勘查技术在地下水资源调查工作的作用都具有指导意义。

2.频谱激电技术评价含水层渗透性的研究

频谱激电技术属于电磁法勘探技术。在上世纪七十年代初期我国开始利用,主要用于金属矿床的勘探。它可区分电磁效应和耦合效应。近几年,日本科学家开始研究该技术应用于水文地质调查工作中,主要是对含水层渗透性问题的评价,这对进行地下水的运移特征、污水入侵程度的研究均具有较好的效果。

3.地面核磁共振找水技术求取水文地质参数

地面核磁共振技术当今世界上最先进的直接探测地下水技术。在探测深度范围内,地层中有自由水存在,就有核磁共振信号响应。反之,就没有响应。信号强弱或衰减快慢直接与水中质子的数量有关,即核磁共振信号的幅值与所探测空间内自由水含量成正比,因此构成了一种直接找水技术,形成了地面核磁共振找水方法。通过在地面观测核磁共振自由感应衰减信号的初始振幅、相位和质子自旋驰豫时间,研究其间的关系,通过反演计算,获得地下含水层的孔隙度、渗透率、含水率、埋深、厚度等水文地质参数。

4.介电常数、核磁共振技术求取孔隙度、渗透率

介电常数、核磁共振测井是测井技术领域中新发展的技术方法。由于介电常数、核磁共振效应具有直接反映地层含水性的特点,它准确地反映出含水体的富水特征,根据其反映信号的驰豫时间特性来研究含水体的孔隙度和渗透性。

五、建立地下水勘查立体模式,提高综合勘查手段

现代勘查工作已从单一方法向地质调查、地面物探和综合测井、空中物探、“3s”技术等综合方法密切配合方向发展。目前,这些方法单独或部分组合使用于水资源勘查领域 ,发挥了重要的作用,但仍存在许多不足之处,没有形成系统性的方法技术系列,如针对某一类地水勘查特点,采取何种勘查模式,才能取得有效的勘查成果。建立区域地下水立体勘查模式,就是针对不同地下水类型,将空中、地面、井中各种勘查方法进行组合,建立多参数、多方位、多层次的立体勘查模式,指导下一步水资源的勘查。目前主要研究内容有：

1.开展不同类型地下水勘查的遥感、航空物探、地面电法、测井、钻探等技术适用范围、使用条件、反映含水体的特征、解决问题的能力进行综合研究。

2.开展多参数(包括遥感采集信息参数;航空物探电磁参数、放射性参数;地面电法采集的电性参数、磁性参数;测井反映地层的电性参数、声速参数、放射性参数;钻孔获取的地层岩性参数等)对区域地下水含水体的反映特征及其相互关系的研究 ,建立多参数评价地下水统。

3.开展空中、地面、井中各方法之间关系的研究,建立空中、地面、井中三个层次、多方位的、以gis为平台的不同类型地下水立体勘查模式。

六、建立地下水物探资料综合解释信息系统

地下水地球物理勘查资料解释系统是融信息管理、数据处理分析、物探成果地质解释于一体的综合性的信息系统。包括不同地下水类型的地质背景、勘查方法、资料解释结果、综合地质解释结果等基本要素容纳成熟的电法、电磁法等主流的数据处理、反演技术;根据勘探所用手段和存入数据库的数据情况(原始数据或物探成果)由用户制定数据处理流程;依据岩性-物性关系,自动或人机交互式实现物探成果向地质解释成果的转化。随着“3s” 技术在地学领域应用的发展,地下水地球物理勘查资料综合解释系统进行信息化建设,服务于公益事业,提高我国在这方面现代化管理水平,为地下水管理者和决策者提供方便,是社会发展的必然要求。

结语

总之,随着地下水勘查工作的深入,地球物理技术要解决的问题也日益增多,难度也越来越大。地球物理要回答的问题不能停留在物性资料的解释上,而是要直接回答与地下水有关的地质问题,如地下水的富水性问题、水质问题等。地下水勘查手段要向多学科、多层次、多方位发展,借助现代化的手段提高地球物理勘查技术在地下水调查工作中的作用。

参考文献

篇（10）

地球物理勘查技术发展速度很快,在方法上,直流电阻率法已从高密度电阻率法、高分辨率法等旨在提高直流电阻率分辨率技术发展到重点研究开发仪器轻便、分辨率高的交流电磁法,主要包括频率域电磁测深法(音频大地电磁测深法、可控源大地电磁测深法、MT法)和时间域电磁法(瞬变电磁测深法)等高灵敏度方法。近几年来,随着现代信息技术的发展,以遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)组成的“3S”技术已在地下水勘查工作中得到迅速应用,提高了地下水勘查水平。下面根据多年来从事地下水地球物理勘查技术研究工作的体会，浅谈地下水地球物理勘查技术目前要解决的几个问题。

1.建立合理的地质-地球物理模型,提高解释精度

众所周知,物探结果仅是地层物性层空间分布特性的反映,解释结果是多解性的。这种多解性或不稳定性表现在两个方面。其一涉及到异常源的性质;其二是勘探目标定量化特征,如目标体的形状、大小、埋深及产状要素等。那么在实际工作中,如何将具有多解性的物探结果进行合理的地质解译,提高资料解释精度,便是水文物探工作者必须深入研究的课题之一。开展地层岩性与物性之间关系等基础地质问题的深入研究,从而建立合理的地质-地球物理模型,是提高物探资料解释精度的主要途径之一。

正确合理的地质-地球物理模型的建立,其根本问题是深入研究地层岩性的地球物理特征,如不同地层岩性所对应的电、磁、震、核、重力等反映特征,空间分布规律和不同地区、不同类型地下水、不同含水介质的岩性结构所反映的地球物理特点。比如对孔隙水来说,地层岩性成分、沉积颗粒的大小决定着电阻率的大小,不同岩性界面形成不同波阻抗差异的地震波界面,反映到地球物理模型一般为水平层状的大小电阻率相间分布的一种模型。而对于基岩裂隙水,以寻找富水性构造为主,构造破碎带与围岩之间的岩性成分、冲填物性质、构造发育程度决定着电性、波阻抗、放射性浓度、重力场、磁场等地球物理特征的差异,地球物理模型表现为在水平方向具有地球物理特征差异的二维结构。因此,只有充分掌握它们之间的关系,才有可能建立一个正确合理的地质-地球物理模型,减小物探解释结果的多解性。建立正确的地质-地球物理模型是选择合理有效的地球物理勘查技术进行资料反演解释的前提。

2.深层地下水物探技术

目前地下水勘查工作已从中浅部( < 300m)地下水勘查转向深层地下水的勘查,相应,对地球物理勘查技术提出了新的要求,具体讲就是对深部含水体地球物理微弱信号的识别与分辨。

无论是深层地下淡水还是深层地热资源,根据含水介质、地下水类型分为松散层孔隙水、基岩裂隙水、深埋岩溶水三大类。深层孔隙水受含水层的成因和地貌条件所控制,地球物理主要解决的问题是:地层岩性的划分、含水层岩性结构、埋深、厚度、地下水矿化度、含水层空间分布规律等。基岩裂隙水、深埋岩溶水的发育程度与赋水性受构造所控制,地球物理主要解决的问题是:准确确定赋水构造的空间分布特征。因此,深层地下水的地球物理勘查不仅对采用的仪器设备有较高的要求,而且对资料的处理技术也具有相当重要的要求。

高分辨率地震勘探技术是解决岩性结构的有力手段,它具有定深精度高、分辨能力强的特点。尤其是近年来新发展的三维地震勘探技术,能更精细、更准确地分辨地层空间分布特征,在地下水勘查工作中将发挥出更重要的作用。

3.地下水水质评价的物探技术

利用地面物探技术快速高效的特点进行水质的评价,将是摆在水文物探工作者面前的一个重要任务。目前,在所有物性参数中,电性参数是评价水质的唯一参数。地下水水质的优劣决定着地下水中所含导电离子数目的多少,离子数目越多,导电性越好,地下电阻率越低,反之则高。因而地层水电阻率与水质密切相关。欲求准地下水水质,关键的问题是求准地层水电阻率。阿尔奇公式给出了地层电阻率、地层水电阻率与地层孔隙度之间的数学关系。研究表明,在一定条件下,地层孔隙度对地层水电阻率的影响至关重要。对孔隙水来讲,地层孔隙度的变化范围较小,相对容易获得,但对于基岩裂隙水、岩溶水来说,由于含水介质孔隙率变化的随机性,同一构造不同地段其裂隙发育程度不同,裂隙率难以求准。因此,该类型的地下水水质评价将是十分困难。

4.建立地下水勘查立体模式,提高综合勘查手段

现代勘查工作已从单一方法向地质调查、地面物探和综合测井、空中物探、“3S”技术等综合方法密切配合方向发展。目前,这些方法单独或部分组合使用于水资源勘查领域 ,发挥了重要的作用,但仍存在许多不足之处,没有形成系统性的方法技术系列,如针对某一类地水勘查特点,采取何种勘查模式,才能取得有效的勘查成果。建立区域地下水立体勘查模式,就是针对不同地下水类型,将空中、地面、井中各种勘查方法进行组合,建立多参数、多方位、多层次的立体勘查模式,指导下一步水资源的勘查。目前主要研究内容有：(1) 开展不同类型地下水勘查的遥感、航空物探、地面电法、测井、钻探等技术适用范围、使用条件、反映含水体的特征、解决问题的能力进行综合研究。(2) 开展多参数(包括遥感采集信息参数;航空物探电磁参数、放射性参数;地面电法采集的电性参数、磁性参数;测井反映地层的电性参数、声速参数、放射性参数;钻孔获取的地层岩性参数等)对区域地下水含水体的反映特征及其相互关系的研究 ,建立多参数评价地下水统。(3) 开展空中、地面、井中各方法之间关系的研究,建立空中、地面、井中三个层次、多方位的、以GIS为平台的不同类型地下水立体勘查模式。

5.求取水文地质参数的物探技术

水文地质参数在水文地质调查与评价工作中至关重要。过去地球物理方法在求取水文地质参数方面的研究工作很少,水文地质参数多采用抽水试验获得。如何在未钻孔前利用地球物理方法开展水文地质参数评价,或者在钻孔中利用地球物理方法更准确地求取这些重要的参数,对节约成本,水资源开发规划设计,更科学、合理地开展水资源评价都具有现实意义。地球物理方法在解决上述问题具有极大的可能性。

5.1 地震技术求取地层孔隙度

利用地震反射波传播的动力学特性,如反射波的振幅、频率、衰减特性、极化特点,反射波的内部结构,外部几何形态等。从这些地震信息中可以提取非常有用的地层岩性信息,借此确立地震层序、分析地震相等。除此之外,借助于地震波振幅、频率、极化特性等动力学信息,并结合层速度、钻进、测井等资料,提取岩性和储层参数,如流体成分、孔隙度等。目前,在石油系统,这方面的研究工作取得长足的发展,主要根据地层的孔隙度分布特征来预测油气资源的开发前景。如果将这种技术用于地下水资源调查与评价工作中,对地下水含水量的预测,进行水资源量的评价,提高地球物理勘查技术在地下水资源调查工作的作用都具有指导意义。

5.2 频谱激电技术评价含水层渗透性的研究

频谱激电技术属于电磁法勘探技术。在上世纪七十年代初期我国开始利用,主要用于金属矿床的勘探。它可区分电磁效应和耦合效应。近几年,日本科学家开始研究该技术应用于水文地质调查工作中,主要是对含水层渗透性问题的评价,这对进行地下水的运移特征、污水入侵程度的研究均具有较好的效果。

5.3 地面核磁共振找水技术求取水文地质参数

地面核磁共振技术当今世界上最先进的直接探测地下水技术。在探测深度范围内,地层中有自由水存在,就有核磁共振信号响应。反之,就没有响应。信号强弱或衰减快慢直接与水中质子的数量有关,即核磁共振信号的幅值与所探测空间内自由水含量成正比,因此构成了一种直接找水技术,形成了地面核磁共振找水方法。通过在地面观测核磁共振自由感应衰减信号的初始振幅、相位和质子自旋驰豫时间,研究其间的关系,通过反演计算,获得地下含水层的孔隙度、渗透率、含水率、埋深、厚度等水文地质参数。

5.4 介电常数、核磁共振技术求取孔隙度、渗透率

介电常数、核磁共振测井是测井技术领域中新发展的技术方法。由于介电常数、核磁共振效应具有直接反映地层含水性的特点,它准确地反映出含水体的富水特征,根据其反映信号的驰豫时间特性来研究含水体的孔隙度和渗透性。