巖溶地區(qū)的水文地質(zhì)勘察范文
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1.1鉆探鉆探是地質(zhì)勘探的傳統(tǒng)方法，是定量了解探測(cè)體情況的可靠手段。鉆孔主要根據(jù)綜合物探結(jié)果，布置在斷裂帶或預(yù)測(cè)富水區(qū)，鉆探主要目的是驗(yàn)證物探異常，初步查明含水層的巖性、風(fēng)化程度和構(gòu)造發(fā)育情況，圈定富水地段，為下一步鉆井位置以及井孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提供可靠資料依據(jù)。
1.2抽水試驗(yàn)抽水試驗(yàn)?zāi)康氖嵌吭u(píng)價(jià)富水程度，于鉆孔主要含水層進(jìn)行，提供水文地質(zhì)基本參數(shù)，并對(duì)允許開采量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1.3水質(zhì)分析采取地下水進(jìn)行水質(zhì)分析，判斷水質(zhì)污染情況，以評(píng)價(jià)地下水是否能滿足使用要求。
2工程實(shí)例
2.1工程概況某水泥廠在廣東省云安縣建設(shè)1條水泥生產(chǎn)線，需建設(shè)日用水量大于4800m3取水工程，以滿足生產(chǎn)用水需要。我單位負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的水文地質(zhì)勘察及水文成井。勘察主要目的是在廠區(qū)周邊的征地紅線范圍內(nèi)調(diào)查地下水資源評(píng)價(jià)區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和地下水資源的分布狀況，為進(jìn)行地下水資源粗略評(píng)價(jià)及地下水取水規(guī)劃提供依據(jù)。對(duì)主要含水層進(jìn)行抽水試驗(yàn)，提出主要的水文地質(zhì)參數(shù)，判斷廠區(qū)地下水儲(chǔ)量能否滿足建設(shè)日用水量大于4800m3的生產(chǎn)用水需要。并選擇在含水層層數(shù)多、厚度大、滲透性強(qiáng)、分布廣的地段上打井取水。勘察區(qū)位于云安縣，屬丘陵臺(tái)地地貌，丘頂植被較發(fā)育，荊棘雜草叢生，勘察區(qū)中部丘間谷地，多辟為魚塘。
2.2勘察工作方法經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，工作中對(duì)該項(xiàng)目采用了水文地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探、抽水試驗(yàn)、水質(zhì)分析多種方法，物探的方法為巖溶找水較為成熟的電阻率法，具體為高密度電阻率法和聯(lián)合剖面法，采用多種方法互相結(jié)合、互相驗(yàn)證。
2.3完成的勘察工作量先開展水文地質(zhì)調(diào)查工作，然后進(jìn)行物探野外工作，通過物探工作，在區(qū)內(nèi)圈出了1條低阻異常帶F1（破碎帶），作為尋找地下水資源的靶區(qū)。之后調(diào)配2臺(tái)鉆探設(shè)備采用鉆探方法進(jìn)行驗(yàn)證，經(jīng)鉆探成孔，在地下水量較大的鉆孔中進(jìn)行抽水試驗(yàn)及水位觀測(cè)等工作，完成主要工作量為：水文地質(zhì)調(diào)查1.5km2，物探測(cè)線剖面10個(gè)，測(cè)線長度2530m，水文地質(zhì)鉆孔11個(gè)，抽水試驗(yàn)6個(gè)孔。
2.4區(qū)域地質(zhì)概況（1）地質(zhì)特征。區(qū)內(nèi)地表大部分為第四系（Q）土層覆蓋，厚度一般5~23.30m，局部達(dá)45m以上。下伏為上三疊—下侏羅統(tǒng)（T3-J1）砂頁巖，強(qiáng)—中風(fēng)化，埋深一般10~20m，最底部為上泥盆統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，埋深變化較大，一般5~40m，灰?guī)r巖溶較發(fā)育。灰?guī)r與上覆上三疊—下侏羅統(tǒng)（T3-J1）砂頁巖呈不整合接觸。（2）構(gòu)造。區(qū)域構(gòu)造上測(cè)區(qū)處于粵桂隆起帶云浮隆起構(gòu)造單元，瑞洞—六都向斜南端，該向斜軸向NE，軸長約25km，翼展3km，兩翼傾角40°~70°，組成地層有泥盆系、石炭系和三疊系上統(tǒng)—侏羅系下統(tǒng)。區(qū)域主要斷層有南部的尖底斷層，走向近南北向，傾向南東，傾角變化較大，該斷層延伸達(dá)11km，破碎帶寬大于5m。
2.5廠區(qū)水文地質(zhì)特征
2.5.1第四系水文地質(zhì)特征廠區(qū)第四系松散土層以粉質(zhì)粘土為主，屬相對(duì)隔水層；局部有粉細(xì)砂，透水性弱，單井水量小于50m3/d，水量貧乏。
2.5.2基巖水文地質(zhì)特征
2.5.2.1層狀巖裂隙水廠區(qū)東部和南部丘陵表層分布有薄層上三疊—下侏羅統(tǒng)（T3-J1）砂頁巖，風(fēng)化較強(qiáng)烈，裂隙多呈閉合狀或?yàn)槟噘|(zhì)充填，水量貧乏，單孔涌水量一般小于20m3/d。
2.5.2.2巖溶水廠區(qū)下伏基巖主要為上泥盆統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，巖溶主要發(fā)育于淺部深度50~80m，分布不均一，富水性較好，地下水中等—豐富，且具一定的承壓性質(zhì)，為本次尋找地下水的有利部位，是本區(qū)的主要供水水源地。在上泥盆統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰?guī)r與上三疊—下侏羅統(tǒng)（T3-J1）砂頁巖不整合接觸部位，構(gòu)造裂隙發(fā)育，局部見硅化帶，巖石破碎，透水性較好，水量豐富，屬構(gòu)造裂隙水，其補(bǔ)給來源主要為巖溶水側(cè)向補(bǔ)給。
2.5.3地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄
2.5.3.1補(bǔ)給在整個(gè)地區(qū)，地下水主要受大氣降雨滲入補(bǔ)給及側(cè)向徑流補(bǔ)給。測(cè)區(qū)雨量充沛，可通過出露的各類巖土滲入補(bǔ)給孔隙水、裂隙水。巖溶水、構(gòu)造裂隙水主要接受側(cè)向徑流補(bǔ)給，另外，通過孔隙水、裂隙水間接受大氣降雨補(bǔ)給。當(dāng)廠區(qū)地下水被抽取時(shí)，巖溶水主要由側(cè)向徑流補(bǔ)給。
2.5.3.2徑流與排泄孔隙水和裂隙水都是由高水頭（位）向低水頭（位）方向徑流，即由丘陵、殘丘向低洼地徑流。區(qū)內(nèi)主要為徑流區(qū)。
2.6勘察工作及主要成果
2.6.1物探工作
2.6.1.1測(cè)區(qū)地球物理特征區(qū)內(nèi)電性特征總體上可分為高阻層和低阻層，高阻層為灰?guī)r，一般為500~2000Ω•m，少數(shù)達(dá)3000~4000Ω•m，最高至10000Ω•m以上。低阻層為覆蓋土層，導(dǎo)電性較好，電阻率較低，一般為80~200Ω•m。此外，地下水的電阻率也比較低，一般小于100Ω•m，如果有斷裂構(gòu)造通過，形成導(dǎo)水和儲(chǔ)水構(gòu)造，也成為低阻斷裂構(gòu)造。因此，電法可以圈定斷裂的平面位置和延伸情況。因此測(cè)區(qū)具備地球物理前提。
2.6.1.2野外工作方法技術(shù)根據(jù)測(cè)區(qū)地球物理特征，采用物探方法有：高密度電阻率法和聯(lián)合剖面法。（1）聯(lián)合剖面法：目的是研究水平方向視電阻率的變化規(guī)律，通過普查掃面的方法以查明區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造在平面上的分布特征、斷裂的走向等。AB供電極距采用2組，即AB/2=210m和A′B′/2=70m，MN=20m，以了解淺層和深層特征，無窮遠(yuǎn)供電極距大于5倍AO，即大于1200m。（2）高密度電阻率法：目的是研究水平方向和垂直方向視電阻率的變化規(guī)律，通過普查掃面的方法以查明區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造在平面上的分布特征、斷裂的走向等。
2.6.1.3資料處理和異常的解釋推斷（1）聯(lián)合剖面。根據(jù)野外觀測(cè)的供電電流（I）和電位差（ΔV），計(jì)算視電阻率值根據(jù)各線的視電阻率值繪制剖面平面圖，聯(lián)合剖面視電阻率異常明顯、有規(guī)律，聯(lián)合剖面異常特征：沿山溝電阻率表現(xiàn)為相對(duì)低阻，兩側(cè)為相對(duì)高阻，表現(xiàn)出沿山溝分布的低阻異常帶。異常帶走向北西向，寬度不等，往西南逐漸變寬，解釋為裂隙密集發(fā)育破碎帶。（2）高密度電阻率法：根據(jù)野外觀測(cè)的供電電流（I）和電位差（ΔV），計(jì)算視電阻率值（ρs）原始數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行復(fù)核，當(dāng)天的數(shù)據(jù)當(dāng)天處理，處理采用電法數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換程序，然后利用相關(guān)軟件進(jìn)行反演。從各測(cè)線反演剖面可知：視電阻率（ρs）高、低阻異常明顯，規(guī)律性強(qiáng)，高密度電法異常特征：以低阻異常為主，等值線畸變、下凹。
2.6.1.4物探成果通過本次地球物理勘查圈出低阻異常帶1條，解釋為裂隙密集發(fā)育破碎帶；在高密度電測(cè)深斷面上解釋了異常帶往深部發(fā)育的情況，及砂巖、灰?guī)r高低阻接觸分界線。裂隙發(fā)育破碎帶和接觸分界線是地下水活動(dòng)的良好通道，同時(shí)又是地下水富集部位，建議在裂隙發(fā)育帶和接觸分界線布置鉆孔。
2.6.2鉆探工作共布置鉆孔11個(gè)，其中，6個(gè)為水文地質(zhì)鉆孔，布設(shè)在水文地質(zhì)調(diào)查和地球物理勘查圈出的富水地段；另5個(gè)為鑒別孔（水文地質(zhì)觀測(cè)孔），主要布置在貧水地段，以進(jìn)一步了解廠區(qū)的地層結(jié)構(gòu)和巖溶地下水分布特征情況。水文地質(zhì)鉆孔以揭穿巖溶裂隙發(fā)育帶為原則，深度30~90m；孔徑和下管規(guī)格以能滿足抽水要求為原則，開孔孔口管徑⌀146mm以上，終孔孔徑不小于⌀91mm。經(jīng)鉆孔驗(yàn)證，6個(gè)水文地質(zhì)鉆孔均揭露了巖溶帶或破碎帶含水層，與物探成果較為吻合。該6個(gè)水文地質(zhì)鉆孔均出現(xiàn)孔內(nèi)涌水現(xiàn)象，巖層水具有承壓性質(zhì)，其中有一個(gè)水文孔（ZK4）效果最為顯著，揭露了巖溶發(fā)育帶，其自流涌水量達(dá)1372m3/d。
2.6.3抽水（或涌水）試驗(yàn)第四系松散土層孔隙水富水性弱，易污染，不計(jì)劃開采利用，因此未進(jìn)行抽水試驗(yàn)。主要在各鉆孔的巖層中進(jìn)行抽水/涌水試驗(yàn)，其中，ZK4號(hào)孔靜止水位高出地面1.40m，進(jìn)行了3個(gè)落程的涌水試驗(yàn)，第一落程延續(xù)時(shí)間24h50min，水位降低0.70m，涌水量700m3/d；第二落程延續(xù)時(shí)間26h55min，水位降低1.10m，涌水量1099m3/d；第三落程延續(xù)時(shí)間26h50min，水位降低1.40m，涌水量1372m3/d。在各孔抽水試驗(yàn)過程中未出現(xiàn)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)問題。
2.7水文成井該廠區(qū)范圍廣，需水量大，水源查找難度較大，通過采用先進(jìn)的物探方法和鉆孔等水文地質(zhì)普查工作，效果顯著，找出了廠區(qū)的富水地段。通過水文地質(zhì)勘察，圈出廠區(qū)地下水富集部位，所選取的4個(gè)水井位置均揭露了巖溶發(fā)育帶或接觸帶含水層，證明了成井位置、成井工藝的選擇適合本地水文地質(zhì)條件。最終在廠區(qū)成井4口，井深130~180m，總涌水量超過了5000m3/d，解決了廠區(qū)生產(chǎn)用水的難題。由于開采的地下水為巖層水，經(jīng)水質(zhì)化驗(yàn)分析，水質(zhì)不僅可作為生產(chǎn)用水，還可以作為生活飲用水。
3結(jié)束語
通過工程實(shí)踐，在巖溶地區(qū)尋找地下水，應(yīng)采用多種水文地質(zhì)勘察方法，如水文地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探、抽水試驗(yàn)、水質(zhì)分析、地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)等方法，查明場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件。通過多種方法互相結(jié)合、互相驗(yàn)證，可以取得顯著的效果。在查明場(chǎng)地水文地質(zhì)條件的前提下，具有針對(duì)性地選擇較好的成井位置進(jìn)行水文成井，從而達(dá)到開采地下巖層水的目的。同時(shí)在成井過程中，應(yīng)注意以下一些事項(xiàng)：（1）水文成井應(yīng)根據(jù)巖土層的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)成井工藝。（2）成井后的水質(zhì)應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)分析，以判斷水質(zhì)是否滿足使用要求。（3）在進(jìn)行地下水的開發(fā)利用時(shí)，如開采量較大，開采過程中尚應(yīng)對(duì)動(dòng)水位、水質(zhì)、地面變形、周邊建筑物做監(jiān)測(cè)工作。采取有效措施防止開采地下水引起的不良影響。新建的建筑物應(yīng)與水井保持一定的距離。（4）為使水源地地下水不受污染，應(yīng)對(duì)廢污排放工作進(jìn)行嚴(yán)格控制，做好水源地范圍內(nèi)的衛(wèi)生環(huán)境保護(hù)工作。
作者：賴月彬單位：廣東省地質(zhì)物探工程勘察院
