1、第八章 水文地质测绘,水文地质测绘，主要是通过对调查区内地质、地貌、地下水露头和地表水状况的观察分析，从宏观上认识地下水的埋藏、分布和形成条件的一种调查手段。,第一节 水文地质测绘的目的、任务、工作程序及成果,第二节 水文地质测绘的基本内容和要求,第三节 水文地质测绘的主要成果,水文地质测绘,工作特点：通过现场观察、记录及填绘各种界线与现象，以及室内的进一步分析整理，最终编制出从宏观和三维空间上反映区内水文地质条件的图件，并编写出相应的水文地质测绘报告书。,平顶山向斜核部,南陵湖组节理,印度洋海啸前后遥感对照图,近年来，遥感技术已成为提高测绘精度和效率的有效手段，有的部门还规定在水文地质测绘中
2、必须应用遥感技术。,长江入海口卫星照片,水文地质测绘的重要性,水文地质测绘是整个水文地质调查工作的开始，其成果质量是布置各种水文地质勘探试验、动态观测等工作是否合理、正确的关键，是保证水文地质人员在解决具体问题时不致因水文地质条件认识不正确而得出错误的结论。,供水勘探孔垂直冲洪积扇轴布置,例： 太行山前某水源地水文地质钻孔布置略图,县城,实质上是乙河的古冲积扇边缘地带，为亚粘土、亚砂土及粉细砂等渗透性较差的地层，虽靠近甲河床，却难以获得河水补给。,乙河,乙河,县城,甲河,第一节 水文地质测绘的目的、任务、工作程序及成果,一、主要目的通过对地下水天然和人工露头点，以及与地下水有关的自然地理、地质
3、现象的调查观测，并对所得的资料进行分析研究，找出它们的内在联系，用以评价测区的水文地质条件，为地区规划或专门性生产建设提供水文地质依据。,二、基本任务7,1、观察地层的空隙及其含水性，确定含水层和隔水层的岩性结构、厚度、分布、破碎情况及其变化；2、判断含水层的富水性，主要研究由含水层补给的各种地下水露头的出水量及其动态变化；3、分析褶皱构造和断裂构造的水文地质特征；4、观察地貌、自然地理、地层构造等对地下水补给、运动、排泄的控制情况及主要含水层间的水力联系，以及地下水与地表水间的联系；,5、研究区域地下水的化学成分、水文地球化学环境及地下水污染情况；6、掌握区内现有地下水供水或排水设施的工作情
4、况和开采前后环境及水文地质条件的变化；7、结合收集的勘探及试验资料，对区内深部水文地质条件应加以研究。,NOTE,1、水文地质测绘的比例尺应与勘查阶段的要求相适应例如：煤田水文地质测绘 普查阶段 1：5 0000 1：2 5000 详查阶段 1：2 5000 1：1 0000 精查阶段 1：1 0000 1： 50002、水文地质测绘时，要求在测区内有一定数量的地下水露头点。,增加人工水点,3、进行水文地质测绘时，要求有相同比例尺的地质图作为底图。 无地质图或精度不合要求，应在水文地质测绘中同时填绘地质图，这种测绘称为综合性地质水文地质测绘4、水文地质测绘范围尽可能包括被研究含水层的补给区，以
5、构成完整的水文地质单元。,NOTE,三、水文地质测绘的工作程序,准备工作阶段 野外工作阶段 室内工作阶段,准备工作阶段,1、收集调查区前人资料 2、现场踏勘踏勘路线，一般选择在地质和水文地质条件较有意义的地段或地层比较完整、有代表性的剖面上。 3、设计书编制,设计书的编制,基础：收集资料和现场踏勘 依据： 勘探阶段的任务和精度要求 规程规定的定额 主要内容： 水文地质测绘的目的、任务和工作范围，工作区地质、水文地质条件研究程度及存在的问题； 测绘工作方法、工作量、组织编制，主要设备与施工工程的布置，生产定额； 预期成果和完成测绘工作的时间及措施等； 必要的图表（如研究程度图、工作部署图、设备仪
6、器一览表等）,A good beginning makes a good ending !,野外工作阶段-4,1实测控制(标准)剖面实测剖面的目的（1）确定层序、标志层和层组（2）研究含水性和其它水文地质特征 实测剖面应选在有代表性的地段上，沿地层倾向方向布置，也可以是原踏勘剖面。,已知层序能否判断构造,2布置观测点、观测线,(1)观测点的布置原则- 既能控制全区，又能照顾到重点地段，一般不宜均匀分布。地质点布置在地层界面、断裂带、褶皱变化剧烈部位、裂隙岩溶发育部位及各种接触带上。地貌点布置在地形控制点、地貌成因类型控制点、各种地貌分界线，以及物理地质现象发育点上。水文地质点布置在泉、井、钻孔
7、和地表水体处，主要的含水层或含水断裂带的露头处，地表水渗漏地段等重要的水文地质界线，以及能反映地下水存在与活动的各种自然地理的、地质的和物理地质现象等标志处。,胡杨林,（2）观测线的布置,布置原则 - 要求用最短的路线观测到最多内容在基岩区，主要是沿地质条件变化最大的方向，即垂直于地层(含水层)及断层等走向的方向布置观测线。,观测线的布置原则,在松散层分布区，则垂直于河流走向及平行地貌变化的最大方向布置路线。(穿越分水岭)在山前倾斜平原区，应在沿地表倾斜最大和平行山体两个岩性变比最显著的方向和置观测线。,野外工作,3必要的轻型勘探和抽水测绘中，除要求全面收集区内现有的钻孔、井巷及生产水井的资料
8、外，还要求在现场进行一些轻型勘探和抽水，如民井的简易抽水工作。4做好野外时期的内业工作野外测绘时期，每天都要把当日的记录和图件认真地检查，并对第二天工作做出安排。,NOTE:及时、认真、客观,室内工作阶段,室内工作阶段是完成编写测绘成果的阶段，是整理、分析所得资料，由感性认识提高到理性认识、编写出高质量报告的关键时期。,认真、客观,第二节 水文地质测绘的基本内容和要求,岩石性质 地层 地质构造,泉点 岩溶水点 水井和钻孔, 阐明地下水形成、分布的地质条件,地质调查 地貌调查 地下水调查 地表水调查 环境地质调查 老窑和生产矿井,水文地质测绘,地质条件严格控制着一个地区地下水的类型、埋藏分布规律
9、及水质水量形成条件。,1、地质调查研究,最基本、最重要的内容,地质条件：岩性、地层、构造,岩性,调查目的 岩性是划分含水层和地下水类型的基础。,岩石的产出条件决定着含水层的类型。,块状产出的岩浆岩 层状、似层状岩石 结晶和结晶片理发育的岩石,脉带状地下水 承压水盆地、斜地 片状风化裂隙水,岩性决定着岩石的区域含水性。,-指某种岩石中地下水分布的广泛程度和有水地段的平均富水程度，一般以水井在某一降深下的出水量表示。,区域含水性-可溶性岩类最好，泥质岩类最差, 岩石的矿物类型化学成分影响地下水的化学类型。过水通道小，水流缓慢，水交替微弱，居留时间长，水岩作用充分，矿化度高。岩石的类型决定着地下水开
10、采过程中出现的有害环境地质作用。黄土地区-易出现湿陷和坍塌软性土层地区-易出现地面沉降岩溶区-易出现地面塌陷,岩性调查的内容,松散岩石，着重观测研究岩石组成的颗粒大小、排列及级配，其次是岩石的结构与构造，再次是岩石的矿物与化学成分。非可溶性的坚硬岩石，着重研究裂隙的分布状态、张开程度、充填情况及裂隙发育强度等。对玄武岩、火山岩等喷出岩应注意有无成岩孔洞存在。可溶岩，着重研究岩石的化学、矿物成分及岩石的结构和构造与岩溶发育的关系。,地层,意义地层是构成地质图和水文地质图的基本要素。地层是识别地质构造的基础。地层可恢复地区的地质发展史和古地理环境。,例：太行山到华北平原岩溶分布示意图,研究地层的任
11、务, 已有标准剖面，现场校核和充实该剖面。 没有标准剖面，测制调查区的标准剖面。 确定水文地质测绘时所采用的地层填图单位。 实地填绘出所确定地层的界线，并作描述。 分析古地理环境和地质发展史，判断地下水形成的水文地质条件。,地质构造,基岩地区 影响基岩地下水的赋存部位和富水规律。决定着基岩地下水贮存的环境。,基岩地区构造研究的任务,查明主要的构造成分及构造形迹的分布范围、空间展布形式及构造线方向，确定有利于地下水贮存的构造部位，对新期断裂应加强研究。 深入分析构造形态及其组合形式对地下水贮存、补给、运移和富集的影响。 观察研究岩石裂隙的成因类型、发育强度，特别是确定张应力裂隙的发育部位及其与岩
12、石含水性的关系。,褶曲-形成自流盆地或自流斜地，在褶曲的不同部位(轴部和两翼)裂隙发育的程度往往不同，因此含水性和富水性也就有很大的差别。断裂-除了要查明断裂的发育方向、规模、性质、充填胶结情况、结构面的力学性质和各个构造形迹之间的成生联系外，还要通过各种方法确定断裂带的导水性、富水性，以及在断裂带上是否有上升泉及其流量大小等。,基岩地区构造研究,新生代沉积物分布区,最新构造运动的 性质及活动强度,新生代松散沉积物的 分布范围、厚度、 岩性和岩相变化规律,地下水的 分布与特征,研究区域：平原及山间盆地,新生代松散沉积物,山区和平原区的接触关系。山区和平原之间的年轻断裂构造，常常控制着山区裂隙水
13、和岩溶水对平原区孔隙水的补给条件。 沉积盆地基底中的最新断裂构造和构造隆起。对上覆年轻沉积物的分布范围、厚度、岩相特征及现代环境地质作用等起控制作用，从而极大程度上控制着含水层或地下水的埋藏、分布条件。 地壳的升降运动对河谷地质结构、岩溶作用的控制作用与影响。,研究任务,以上升运动为主的河谷区，冲积物的分布位置较高，范围狭小，厚度小大，颗粒较粗，常构成基座阶地。,以下降运动为主的河谷，冲积物分布位置低，范围较广，厚度较大，颗粒相对较细，常构成上叠阶地。,例：,研究内容：岩性、岩相、颜色、结构、构造及矿物成分；疏松岩石的特殊夹层、层间接触关系、成因类型和时代划分。,2、地貌研究,地貌是内、外营力
14、综合作用的产物，是岩性、地质构造和水文地质条件在地表的综合反映。 着重观察研究：与地下水富集有关或由地下水活动引起的地貌现象，如河谷、河流阶地、冲沟以及微地貌等。,地貌地形与地下水的关系,大山嘴，有泉水 沟相交，水滔滔 弯对弯，水不干 龙戏珠，水不枯,3、地下水点的研究, 水点包括： 天然露头：泉、沼泽和湿地 人工露头：井、钻孔、井巷及试坑 岩溶地区的落水洞、地下河出口、天窗,区别：,湿地陆地上常年或季节性积水（水深2米以内，积水达4个月以上）和过湿的土地，并与其生长、栖息的生物种群，构成的生态系统。常见的自然湿地有：沼泽地、泥炭地、浅水湖泊、河滩、海岸滩涂和盐沼等。沼泽 地表过湿或有薄层积水
15、，土壤水分几乎达饱和，并有泥炭堆积，生长着喜湿性和喜水性沼生植物的地段。,（1）泉-最基本的水文地质点,重要性：泉的调查研究资料可以作为判断区域岩层富水性的依据，另一方面它可能是直接被利用的地下水源。,济南趵突泉,杭州龙井泉,泉,分布：山区比平原多，这是因为山区常是断裂发育的地区，加之侵蚀作用强烈，含水层容易暴露；平原区常被新生界地层覆盖，因而泉水出露较少。,杭州虎跑背斜东南翼，西湖组砂岩D3X。 水质纯净，矿化度小，表面张力极大，水面可高出杯口2-3mm而不溢出。,泉的调查研究内容9,出露的地形特点，说明地形单元和位置 出露高程，相对高度（相对附近河水面或谷底） 出露口的特点集中一股水或 几
16、股水呈线状出露或呈微微湿润的沼泽状态是否冒涌是否有汽泡涌出是否沉淀物和其沉淀的情况,无锡二泉,黄龙风景区 3.6公里的金色钙华,泉的调查研究内容,泉出露口的地质情况基岩：基岩、出水地层、构造现象新生界松散沉积物：补给来源一般要求观测和绘图（示意平面图和素描图） 泉流量的观测大比例尺测绘工作或以研究泉为目的的专门水文地质测绘中，对每个泉都要测量其流量。,巢湖 幸福泉,泉流量的观测方法,Q1L/s,用容器直接测量如量筒，公式 Q=V/t1L/sQ100L/s，多用水堰测量 三角堰梯形堰,三角偃 量程:30t/h,泉流量的观测方法,Q过大，水流断面宽？-浮标法和流速仪法,流速仪,浮标法-测泉流量,泉
17、,F2 ，t2,F1， t1,L,K: 修正系数，0.50.8 L：断面间距，一般为35倍水流的宽度 t: 所投浮标经过断面的时间 F：断面面积,达西定律Q=KIA,泉的调查研究内容,泉水的物理性质和化学成分 泉的动态变化流量、降雨的影响、温度、水味、利用情况等人工挖泉 矿泉的水温、化学成分，成因和地质构造条件、医疗价值或有害影响,补充：温泉的成因,含水层及水源 热源 地壳深部的岩浆上排 放射性元素的衰变生热 地下水的深循环条件 通常由深大断裂构成 需要有盖层 作用：能使温泉水大幅度的升温加热，而不散失,长白山,美国黄石公园 超级火山,（2）、岩溶水点(包括地下河)的调查,观测水点的地面标高、
18、地貌单元、地层层位、岩性产状、构造、结构面等。,贵州省毕节地区-九洞天,湖北随州大洪山溶洞群,落水洞, 观测水点的水位标高、埋深、水的物理性质，取水样并记录气温、水温；溶洞内水流的流向和流速，洞内瀑布的成因和落差，地下湖或地下河的规模，以及水生动物的活动情况。弄清其与邻近水点及整个地下水系的关系，进行岩溶水点的动态观测工作。,湖北省丹江口双龙（岩溶）峡,（3）、水井（钻孔）的调查,填图、编号 高程、相对(地表水)高程 井深、水位埋深、含水层的位置、厚度、水质、水量及地下水动态 结构、保护情况、使用年限、污染情况、用途和建井日期等 井水的物理性质、化学成分 涌水量（抽水试验和调查访问）,靖江,台
19、湾,杭州,4、地表水的调查,地下水补给河流的表现： （没有支流）,河流下游流量的增加 浑浊的河水中出现清流 封冻河流局部融冻地段,观测内容：观测区内大的河流、湖泊，了解河流和湖泊的水位、流量及其季节性变化与井水、泉水之间的相互关系。,泾渭分明-在泾水、渭水相会合处，清浊分明，分界清楚而不混古代-古人认为是泾水浊而渭水清的。泾河平均每年泥沙含量为196kg/m3；在未纳泾河之前，渭河平均含沙量26.8kg/m3，尤其在枯水季节。现代-渭水浊于泾水。由于渭河流域尤其是上游地区环境破坏、水土流失严重，且由于流经地土壤矿物成份的特殊原因，当其含泥沙量达到10kg/m3时，水色便呈赤黄色。从表面上看，泾
20、渭分明的自然景观虽存在，但是渭水水色深于泾水了。,地表水补给地下水的形式,5、环境地质调查,天然条件下滑坡、地震、塌陷、崩塌、沼泽化、盐渍化、冻胀等； 供排水条件下水位持续下降、地面沉降、地裂缝、水质恶化、海水入侵、沙漠化等。,2007年6月15日，由于持续强降雨，湖北省巴东县某镇500m3滑坡体坠入清江，涌浪15-30m高,导致1000m以外正在劳作的8人失踪，。,冻土,冻胀,破坏公路,冻土是指温度在0以下并含有冰的各种岩土和土壤，可分为短期冻土、季节性冻土和多年冻土。,2004年4月报道，在银川市一些新建的工业园区中，个别企业为减少水费支出，私自打深井取水。但是，由于一些地带含水层非常复杂
21、，且没有采取技术防护措施，打出的黑井水质矿化度严重超标，串通多个含水层，给自来水总公司取用的深层优质淡水资源带来了巨大的污染隐患，导致该地区水质恶化。,黑井周围的土地盐渍化严重,地表塌陷的调查,2005年11月6日，河北邢台某镇发生石膏矿坍塌事故，69人被困井下，最终造成31人死亡，33人受伤，5人下落不明。矿难现场地面坍塌一直波及到几百米之外的村庄。,未发生塌陷的矿区：预测塌陷区的位置及范围，井提出预防措施； 已发生塌陷的矿区：观测、调查塌陷区的形态、大小、积水情况及其与地下水的联系，以查明塌陷及其积水对矿井充水的影响。,6、老窑及生产矿井的调查,在水文地质调查中，应查清老窑的分布范围和积水
22、情况。地面测绘和访问是查清老窑分布和积水情况的基本方法。如果采掘年代已久，或埋藏较深不易查清时，亦可采用物探、钻探的方法。,煤,导水裂隙,当测区附近有生产矿井，且地质、水文地质条件与待查井田的地质和水文地质条件相似时，则必须收集生产矿井的水文及工程地质资料。根据生产矿井的涌水量、断层或巷道突水特点、巷道顶、底板稳定程度等水文及工程地质资料，来预计待查井田的水文及工程地质特征。,生产矿井的调查内容：,矿井总涌水量； 分水平、分煤层的矿井涌水量； 巷道、断层突水点的突水特征； 回采面积、煤炭产量与矿井涌水量的关系； 矿井涌水量随季节变化关系； 巷道顶、底板的稳定程度； 断层的导水情况等。,第三节
23、水文地质测绘的主要成果,水文地质图 地下水点和地表水体的调查资料 水文地质测绘工作报告,徐州市张集水源地水文地质概念模型,某地水文地质剖面图,水文地质图地质图的区别：,内容的综合性：除反映各种地质界线、地貌单元界线，还要标出具代表性的地下水点，表示出岩石的富水性、地下水类型、含水层的埋藏条件和地下水流场特点，以及水化学特征等。 水文地质图不单纯是在野外实地测绘时一次性填绘出来的，而是在野外对各种地质、地貌、地下水露头及其它有关现象的观察测量资料所填绘的草图基础上，加上室内外试验、分析和动态观测资料，通过室内整理研究后编制出来的。,按水文地质图表示的内容和应用目的可分为,综合性水文地质图-反映某一区域内总的水文地质规律。以区域内的地质地形气候和水文等因素的内在联系为基础综合反映地下水的埋藏分布水质水量动态变化等特征以及区域内地下水的补给径流排泄等条件。比例尺不同，常小于110万且图的内容要素详简不一。专门性水文地质图-为某项具体目的而编制。如地下水开采条件图供水水文地质图土壤改良水文地质图等，内容以水文地质规律为基础同时考虑应用目的的经济技术条件，比例尺多大于110万。水文地质要素图-表示某一方面水文地质要素。如地下水水化学类型图地下水等水位线图地下水污染程度图等。,本章结束，谢谢！,
