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水文地質

水文地質測繪的基本操作技術

  本文是野外水文與水文地質測繪的基本操作技術，要求掌握流量與水位觀測、水樣采集、抽  水與滲水試驗、泉、水井、地表水調查的基本操作技術、基本方法和技術要求。
  水文地質測繪的比例尺，普查階段宜為1:100 000~1:50 000；詳查階段宜為 1:50 000~1:25 000；  勘探階段宜為 1:10 000或更大的比例尺。各種調查點的位置，可采用羅盤、GPS結合典型的地形地物確定，應準確地繪到底圖上。
  §3.1 觀測點與觀測路線要求
  水文地質測繪的觀測路線宜按下列要求布置：沿垂直巖層或巖漿巖體構造線走向；沿地貌變化顯著方向；沿河谷溝谷和地下水露頭多的地帶；沿含水層帶走向。水文地質測繪的觀測點宜布置在下列地點：地層界線、斷層線、褶皺軸線、巖漿巖與圍巖接觸帶、標志層、典型露頭和巖性巖相變化帶等；地貌分界線和自然地質現象發育處；井、泉、鉆孔、礦井、坎兒井、地表坍陷、巖溶水點（如暗河出、入口）、落水洞、地下湖和地表水體等。
  水文地質測繪每平方公里的觀測點數和路線長度可按表 3-1確定。同時進行地質和水文地質測繪時，表中地質觀測點數應乘以2.5；復核性水文地質測繪時,觀測點數為規定數的 40%~50%。水文地質條件簡單時采用小值，復雜時采用大值，條件中等時采用中間值。進行水文地質測繪時，可利用現有遙感影像資料進行判釋與填圖，減少野外工作量和提高圖件的精度。
  測繪比例尺
  地質觀測點數 /個·km-2水文地質觀測點數觀測路線長
  松散層地區基巖地區 /個·km-2 / km.km-2
  1:100 000 0.10~0.30 0.25~0.75 0.10~0.25 0.50~1.00
  1:50 000 0.30~0.60 0.75~2.00 0.20~0.60 1.00~2.00
  1:25 000 0.60~1.80 1.50~3.00 1.00~2.50 2.50~4.00
  1:10 000 1.80~3.60 3.00~8.00 2.50~7.50 4.00~6.00
  1:5 000 3.60~7.20 6.00~16.00 5.00~15.00 6.00~12.00
  §3.2 流量的測量
  3.2.1堰測法
  當涌水量小于 10L/s時，用三角堰；大于 10L/s時，采用梯形堰或矩形堰測量。
  測得堰口高度(h)及堰口寬度 b (單位為 cm)，分別用下列公式計算：
  （1）三角堰：
  Q=0.014h3/2
  （2）梯形堰：
  Q=0.0186bh3/2
  （3）矩形堰：
  
  Q =0.018bh3/2
  b
  90h o h h
  b
  a. 三角堰 b.梯形堰 c.矩形堰
  為了工作方便，以上幾種堰都有專門換算表。測量時按下列要求去做：
  （1）在離泉出口處不少于 l~2 m的距離上進行測量；
  （2）當流量與流速很大時，讓水流出一定距離進行測量；
  （3）堰板要放直 (不要有前后、左右的歪扭)；
  （4）水頭高度標尺的零點和堰檻位于同一高度上，若用直尺或三角板測量水頭高度，應將測尺的平面與水流方向平行。
  3.2.2容量法
  用水桶或其它容器，按時計量測出流量，常用于流量較小的泉或民井抽水。
  3.2.3斷面法
  選擇水流平穩的渠段，測定水深、流速，進而可求得流量。
  §3.3 地下水位的觀測
  （1）測鐘。當地下水位埋深較淺時，常用測鐘。當測鐘接觸到地下水面時，發出嗡嗡聲，此時測量測鐘繩長，即為地下水位埋深。
  （2）電測水位計或萬用電表。電測水位計或萬用電表是目前常用的測量地下水位的工具，其優點是簡便、準確、不受地下水位埋深的限制。但測量時必須測繩伸直，應反復試測，準確地找到水面位置。
  （3）其它儀器。
  §3.4 水樣采取
  野外測繪中采取水樣必須遵守下列規則：
  （1）要從水面以下 0.2～0.5 m處取樣；
  （2）在停滯的水體或水中采取水樣，應將死水抽去后，采取新鮮水樣；采取河水水祥，應在水流較緩的地段采?。?/div>
  （3）在取祥前應將已洗凈的水樣瓶用所取之水仔細沖洗 2~3次；
  （4）取樣時不宜把瓶裝滿，應留 l~2 cm空隙；
  （5）取好水樣應立即密封，用紗布將瓶口纏好，然后再用蠟封住；
  （6）取特殊要求水樣時應加穩定劑另取一瓶水樣，如分析水中侵蝕性 CO2的含量時，則應
  
  另取一瓶水樣加入大理石粉。
  §3.5 民井簡易抽水
  （1）選擇新井或近期淘過的井，并盡量選擇易透水的井壁結構；
  （2）井的衛生條件較好，附近沒有污染源，并有良好的排水條件；
  （3）要測得準確的天然靜止水位；
  （4）水位降深應大于 0.50 m，允許變化幅度 2 cm，水位和流量同時趨近穩定狀態后延續時間不得小于 2 h；
  （5）繪制 s-t，s'-t，Q-f曲線；
  （6）計算穩定涌水量及滲透系數。
  民井簡易抽水一般適用于了解淺層含水層的富水性和透水性。
  §3.6 鉆孔抽水試驗
  3.6.1要求
  （1）根據規范定額要求，對揭露了主要含水層（富水性強，厚度大）的某些鉆孔作三次水位降深單孔抽水試驗。每次降深穩定的延續時間應隨含水層性質而定，松散結構的含水層一般采用趨近穩定狀態以后再延續 8 h即可。而對于裂隙巖層或巖溶含水層可增加 2-3班。此外，應考慮鉆孔的目的，確定抽水延續時間。
  （2）抽水試驗誤差范圍的要求：用離心泵或深井泵抽水時，水位、流量、其時間間隔可按穩定流或非穩定流抽水要求進行，同時要測水溫和氣溫。
  3.6.2 技術成果
  抽水試驗結束后應編制下列曲線圖：
  (1) Q-t，s-t曲線；
  (2) Q-s曲線；
  (3) q-s曲線；
  (4) 應采水樣進行水質分析；
  (5) 應提交下列內容的圖表。
  a、鉆孔的地質柱狀圖，各種簡易觀測的曲線圖，包括巖心采取率曲線、鉆進速度曲線、水位變化曲線、沖洗液消耗量曲線等，編制泥漿稠度或比重的變化曲線。
  b、抽水試驗圖表：抽水試驗成果表、Q-f(s)曲線圖、 q-f (s)曲線圖、水位恢復曲線圖、施工技術資料表。
  c、水質分析表。
  d、鉆孔位置示意圖。
  e、K值的計算結果。
  
  §3.7滲水試驗
  當野外抽水試驗設備缺乏時，可采用試坑滲水試驗法，測定包氣帶非飽和巖層的滲透系數。有條件可采用單環法或雙環法以提高精度。
  試坑法是在表層干土中挖一試坑，坑底要離潛水位 3~5 m以上，向試坑內注水，必須使試坑中的水位始終高出坑底約 10 cm，為便于觀測坑內水位，在坑底設一標尺，求出單位時間內從坑底滲入的水量 Q，除以坑底面積 F，即得出平均滲透速度 V=Q/F。當坑內水柱高度不大（等于10 cm）時，可以認為水頭梯度近于 1，因而 K=V。
  §3.8 泉的觀測記錄
  （1）把泉統一編號標記在圖上，并描述泉出露的位置，屬于何種地貌單元，如河谷、盆地、沖溝、峽谷及山麓等，標出泉相對河水面高程及居民點的方位和距離。
  （2）詳細描述泉出露點的地質條件，并選擇典型方位作剖面圖及泉出露地段的平面圖，應表示出巖層性質、地質構造特點，松散沉積物中應闡明沉積物成因類型、巖性、結構等。
  （3）測定泉水溫度，判明水的物理性質及氣體成分，并取水樣作化學成分鑒定；
  （4）觀察泉水出露形態，自然流出的 (滲出的、滴出的)或涌出的是否有間歇性流量變化；
  （5）觀察出露處是否有沉淀物質——泉華（礦質的、鈣質的、硫磺的，鐵質的等）；
  （6）測定泉水流量，了解訪問泉水動態；
  （7）調查泉的使用情況，是否有引水工程；
  （8）確定泉的類型，按泉的形成分類有：侵蝕泉、接觸泉、斷層泉；按泉的水力特征分類：上升泉、下降泉。
  §3.9水井的觀測記錄
  （1）水井的位置，村莊內、外；平原、高地、斜坡、洼地沖溝；在河、湖、池塘、沼澤岸上，距離水體多遠，是否被洪水淹沒；
  （2）井的坐標、地面標高、井口標高、井底深度；
  （3）水位埋深；
  （4）井的地層柱狀圖；
  （5）井壁的結構及井口形態；
  （6）建井年代及最近一次淘井的時間；
  （7）取水設備及用水量；
  （8）井的涌水量（可作簡易抽水試驗或訪問）；
  （9）井水的物理性質，記錄水溫、氣溫、顏色、透明度、氣味、味道等；
  （10）井水的動態：①豐水年、枯水年的井水位變化情況；②年內水位變化情況；③井水的用途及附近的衛生環境狀況；
  （11）井位的平面圖及示意剖面圖。
  §3.10地表水（河流）的調查
  （1）河流所在地區的標高、河流發源地、流往何處、有哪些支流；
  （2）旱季與雨季河水的寬度、深度、漲水時水位上升幅度；
  （3）測量水的流速、流量；
  （4）河床、河岸的性質，陡岸還是平緩岸，河床是砂質的、石質的、還是粘土質的，河床生長的植物、河岸的淹沒情況；
  （5）河水的污染情況；
  （6）河水的利用情況；
  （7）河水與地下水的補、排關系（位置、地點、補排量）。