水文地质学-供水水文地质勘察

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1、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,*,水文地质学,凌贤长,土木工程学院,岩土与地下工程教研室,Xianzhang_Ling,13936244346/86282576,供水水文地质勘察,供水水文地质勘察的定义。,供水水文地质勘察的目的。,供水水文地质勘察的任务。,供水水文地质勘察的内容。,供水水文地质勘察的阶段。,地下水允许开采量的精度分级。,供水水文地质勘察的方法。,地下水抽水试验。,地下水动态观测。,【,自学,】,地下水资源评价。,【,自学,】,供水水文地质勘察报告。,供水水文地质勘察的定义,以寻找地下水源为目标所开展的各项工作统称为供水水文

2、地质勘察。,供水水文地质勘察的目的,为地下水源地寻找、取水工程设计与施工、地下水资源开发与保护提供必要的水文地质资料。,供水水文地质勘察的任务,查明水文地质条件，选择与圈定地下水源。,根据用水要求，评价地下水源的水质与水量。,提出取水工程的选取与布置的技术、经济方案。,对地下水资源的合理开发和有效保护提出具体建议。,供水水文地质勘察的内容,地下水的储量、允许开采量。,地下水的径流、调节能力。,地下水的补给条件。,地下水的边界条件。,地下水的水质、物理化学性质。,地下水的污染状况与污染源、污染途径。,地下水的开采现状。,开采条件下的地下水的动态过程。,与地下水开采有关的环境地质问题、不良地质现象

3、。,供水水文地质勘察的阶段,初步勘察阶段。,主要任务是选取与圈定地下供水水源地。,在查明区域水文地质条件基础上，对可利用的地下水源进行初步的水质与水量评价，以确定拟建的地下供水水源地，并为详细勘察和取水工程初步设计提供初步的水文地质资料。,详细勘察阶段。,主要任务是对拟建的地下供水水源地进行详细的水质与水量评价且充分获得取水构筑物附近范围的水文地质资料，并理定最佳的开采方案，为给水工程施工图设计提供必要的水文地质资料。,地下水允许开采量的精度分级,允许开采量是地下水供水设计的重要指标，也是供水水文地质勘察的主要目的。,允许开采量的精度随水文地质勘察阶段发展而不断提高。,根据地下水的水文地质条件

4、研究程度、动态观测时间长短、计算数据与参数精度、计算方法与公式合理性、补给保证程度等，按照由高到低，允许开采量的精度一般划分为,A,、,B,、,C,、,D,、,E,等五个级别。,供水水文地质勘察的方法,收集并研究既有资料,，包括基础地质资料、水文地质资料、第四纪地质与地貌资料、环境与灾害地质资料、人文地质与地理资料、遥感地质资料、地球物理资料、地球化学资料、同位素地质资料、农业与植被资料、地方病史资料等。,调查与访问群众。,现场踏勘。,水文地质测绘。,水文地质物探。,水文地质钻探。,水文地质遥感。,水文地质化探。,地下水抽水试验。,地下水长期动态观测。,地下水抽水试验,抽水试验的目的,测定含水

5、层的水文地质参数，为地下水资源评价与保护、供水水源地选择与圈定、取水工程设计与施工提供必要的水文地质依据。,抽水试验的任务,测定含水层的涌水量及其与水位下降之间关系。,测定含水层的渗透系数、导水系数、给水系数、弹性储水系数等水文地质参数。,测定影响半径大小、降落漏斗形状及其扩展状况。,了解地下水与地表水之间、相邻含水层之间的水力联系。,抽水试验的基本类型,单孔抽水试验,从一个孔中抽水，做,1,3,次水位下降。可计算孔的出水量与水位下降之间关系、含水层的赋水量和透水性。,Q,t,1,t,2,t,3,单孔抽水试验,抽水试验的基本类型,多孔抽水试验,从一个孔中抽水，并在抽水孔周围布置若干个观测孔。除

6、可计算含水层的水文地质参数之外，还能够了解影响半径大小、降落漏斗形状及其扩展状况，合理确定井距、地下水与地表水之间水力联系。,Q,多孔抽水试验,抽水孔,观测孔,抽水孔,观测孔,地下水流向,观测孔平行或垂直地下水流向布置,抽水试验的基本类型,群孔干扰抽水试验,从两个或两个以上孔中同时抽水。可了解区域水位下降与总开采量之间关系，并评价地下水的允许开采量、合理确定最佳开采方案。,Q,Q,Q,群孔干扰抽水试验,抽水试验的基本类型,开采性抽水试验,在枯水期进行，试验抽水量接近于实际供水量。抽水持续时间，若下降漏斗能够达到稳定，则应抽水一个月以上；若下降漏斗不能达到稳定，则应抽水至下一补给期。可确定地下水

7、的允许开采量、查清补给量、测定水文地质参数等。,抽水井构造,过滤器,封闭物,填砾,沉砂管,井壁,抽水井构造,井室,抽水,吸水管,抽水试验的技术要求,稳定流抽水试验,试验段应选择含水层中赋水性最好的层。多个含水层地区，应分层做试验。只有当含水层很薄或不宜分层时，才将几个含水层并于一体做混合试验。水质与流量差别较大的地区，应分层或分段试验。,同一个孔应进行三次水位降深的试验，并且三次水位下降的落程要求均匀分配。每次水位下降的落程越大越好，最好接近或大于实际开采的水位下降值。,s,1,s,2,s,3,S,1,=S,0,/3 S,2,=2S,0,/3 S,3,=S,0,抽水试验的技术要求,稳定流抽水试

8、验,在各次水位下降的试验中，吸水管口的深度应相同。,在基岩中试验，水位下降的落程应由大到小，以利于井管附近含水层中细小颗粒在第一次水位下降中即被冲洗且排出孔外。在松散地层中试验，水位下降的落程应由小到大，以防孔壁坍塌或堵塞过滤器。,抽水过程必需保持均匀性和连续性，井中动水位、出水量与时间之间关系曲线只能在一定范围内波动，二者绝不能持续上升或持续下降。,井中动水位、出水量均稳定后的抽水阶段称为,稳定延续时间,。有一段稳定延续时间是保证试验质量的重要因素，由于井中动水位、出水量均稳定后至下降漏斗完全稳定还需要一定时间,稳定延续时间,。,抽水试验的技术要求,稳定流抽水试验,必需在试验之前测定天然水位

9、。从井中连续观测三次的数据均相同、或,4,h,内相差不过,2,cm,时，才可认为是天然水位。,试验开始阶段，井中动水位、出水量观测的时间间隔为,5,-10-15-20-25-30min,。,以后，每隔,30,min,或,1,h,观测一次，直至试验结束。,试验结束后，恢复水位的观测时间间隔为,1,-2-3-4-6-8-10-15-20-25-30min,；,以后，每隔,30,min,观测一次。,抽水试验的技术要求,非稳定流抽水试验,抽水延续时间,。一般按照,s,lgt,曲线，,确定抽水延续时间：当曲线出现拐点后趋于水平时，拐点对应的时间,t,0,可以视为,抽水延续时间,；若,s,lgt,曲线无拐

10、点而呈直线连续下降，则,抽水延续时间,应视试验目的而适当延长。然而，据经验，非稳定流,抽水延续时间,无需太长。,试验中测量要求。为了绘制,s,lgt,曲线，试验初期阶段，应加密观测，观测时间间隔为,1,-2-3-4-6-8-10-15-20-25-30min,；,以后，每隔,30,min,观测一次。,抽水井的出水量必需保持一致。,s,lgt,0,lgt,0,s,0,lgt,供水水文地质勘察报告,文字报告。,水文地质图件。,原始试验资料。,供水水文地质勘察报告,文字报告,序言,委托单位，委托时间，勘察单位，勘察时间，勘察阶段，勘察性质,【,新水源地勘察，扩大水源地勘察，水资源评价勘察，等,】,，

11、勘察要求，勘察地点，勘察范围，勘察工作量，勘察方法，水质水量要求，过去的勘察工作与研究程度。,自然地理与地质概况,地理位置，行政区划，地形，地貌，水系，气象，植被，历史水文地质，第四纪地质，地层结构与组成，岩石类型与分布，地质构造，新构造运动，区域地质条件与大地构造背景，等。,供水水文地质勘察报告,文字报告,水文地质条件,含水层的类型、岩性、分布、埋藏条件，隔水层的岩性、分布、埋藏条件，含水层与隔水层之间关系、水力联系，储水构造形式，地下水的补给区、补给源、补给方式、补给量，地下水的径流及其影响因素，地下水的排泄方式、排泄途径、排泄方向、排泄量。,地下水资源评价,地下水的水质、允许开采量、保证

12、程度，开采条件下地下水的补给量、消耗量、储存量的变化趋势，地下水的物理化学性质、化学成分含量与变化，地下水的污染可能性与污染程度、可能污染源与污染途径，开采后地下水的水质与化学成分发展趋势，水资源评价的原则、理论依据、参数确定。,供水水文地质勘察报告,文字报告,结论与建议,扼要概述：勘察成果，主要含水层、水源地及其埋藏条件，供水含水层的基本水文地质参数与有关数据，水质是否合乎要求与处理意见，抽水方案与取水构筑物类型建议，地下水开采可能引发的环境问题、不良地质现象与防治措施，地下水资源保护与管理的意见，尚需进行与地下水资源评价、利用、保护有关的其它工作。,供水水文地质勘察报告,水文地质图件,单项

13、水文地质图,潜水等水位线图，承压水等水压线图，潜水埋藏剖面图，承压水埋藏剖面图，水文地质综合剖面图,【,地下水埋藏条件综合剖面图,】,，地下水,TDS,图，含水层分布图，水文地质分区图，等。,综合水文地质图,反映若干项重要的水文地质要素及其内在联系，影响这些水文地质要素的其它因素，以及这些其它因素对水文地质条件的影响程度。,供水水文地质勘察报告,其它资料,钻探资料,钻孔柱状图。,物探资料,物探解译图，现场测试图。,遥感资料,遥感解译图。,化探资料,化探分析图，现场与室内测试图。,气象资料,年降雨量分布图，年气温分布图，年低温测试图。,抽水试验资料,抽水的记录、成果综合于一张图表上，包括抽水日期

14、、每次抽水的水位下降和出水量、观测孔的水位下降和距离、,Q,s,曲线、井的结构等。,水质分析资料,以表格形式反映水质分析的记录和结果，包括取样日期、取样地点、分析日期、主要物理性质、主要阳离子含量、干凅残余物、总硬度、暂时硬度、,pH,值、游离,CO,2,-2,、,化学类型。,供水水文地质勘察报告,阅读要点,勘察的阶段、范围、任务、目的、内容等与设计是否相符。,勘察的方法、工作量是否合理且符合规范要求。,勘察的资料和成果的水平、可信度。,是否查明勘察区的地质、水文地质条件。,对于地质与地理、气象、植被、人文条件部分，阅读的重点在于地形、地貌、岩石、地层、构造、地表水、降水、气温、植被、工程活动

15、等对地下水的形成、类型、储存、分布、埋藏、径流、物化性质的影响方面。,供水水文地质勘察报告,阅读要点,对于地下水的水质、水量、评价部分，阅读的重点在于所用的公式是否正确、水文地质参数是否准确、主要数据来源是否可靠且是否试验测定、地下水补给源与补给条件是否查明、是否考虑由于地下水开采而可能引发新的环境问题、不良地质现象。,综合水文地质图阅读的一般程序：熟悉比例尺和图例,了解地形、地貌、地表水系、岩石、地层、构造等基本特征与分布,逐个考察单项水文地质要素的分布规律、埋藏条件、影响因素,综合分析各水文地质要素之间关系。,钻探资料、物探资料、化探资料、遥感资料、气象资料、抽水试验资料等的阅读，需要结合

16、上述其它成果资料综合分析、比对考察。同时，应该考察这些资料所对应的勘察、取样点的代表性、分布合理性等。,裘布依单井稳定流公式在抽水试验中应用的若干要点,根据抽水试验的观测值，绘制的,Q,s,或,Q,h,2,关系曲线若为直线，则可用下式直接计算含水层渗透系数,k,。,潜水完整井,承压水完整井,Q,s,或,h,2,0,根据抽水试验的观测值，绘制的,Q,s,或,Q,h,2,关系曲线若为曲线，说明井附近出现三维紊流的影响，应采用消除阻力法进行修正。为此，需要继续绘制,s/Q,Q,或,h,2,/Q,Q,关系曲线，若为直线，则可用下式计算含水层渗透系数,k,。,采用,1/,代替式中,Q/s,或,Q/H,2,h,2,。,Q,0,s/,Q,或,h,2,/,Q,Q,s,或,h,2,0,h,2,H,2,h,2,潜水完整井,承压完整井,抽水试验工程应用算例,裘布依公式计算范例,算例一,：,在某一承压含水层中进行抽水试验。含水层厚度为,27,m,，,井的半径为,0.18,m,，,过滤器长度为,27,m,，,影响半径为,292,m,。,试验观测结果如下。,s,1,=1.00m Q,1,=4500m,3,/d,s