水文地质测绘的基本工作方法

作者&投稿:地养 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
水文地质调查工作的程序(工作步骤)~

水文地质调查工作,应按一定的工作程序有计划、有步骤地进行。一般的原则是:先设计后施工,先普查后勘探。一般的工作程序为:
1.接受调查任务
调查任务分为纵向任务(上级下达的)和横向任务(地方委托的)。纵向任务既可以是上级主管部门下达的指令性任务,也可以是生产单位立项经上级主管部门批准后下达的任务。如为横向任务,则需和任务委托单位(一般称甲方)签订委托任务合同,方算正式确定调查任务。
2.准备工作
接受调查任务后,要进行准备工作,主要是人员组织准备、技术准备、物质后勤等方面的准备。其中技术准备中编写设计书是水文地质人员的主要工作。在设计书编写前,应充分收集调查区已有自然地理资料,地质水文地质资料及图件等,对调查区的水文地质条件和问题有初步认识,并确定调查区的研究程度。必要时,应进行野外现场踏勘,踏勘路线应力求穿过调查区地层发育比较完整、水文地质条件有代表性的剖面,并了解调查区的自然和工作条件,使编写的设计书更加符合实际。
设计书是布置和进行各项调查工作的基本依据,是水文地质调查的“作战方案”。设计书的类型一般可分为整体设计、年度设计、单项设计等。设计书的主要内容为:
(1)调查区的自然地理、地质、水文地质条件,内容包括:①调查工作的目的、任务、调查区位置,面积及交通条件、调查阶段和调查工作起止时间;②自然地理及经济地理概况;③已有地质、水文地质研究程度及存在问题;④调查区地质、水文地质条件概述。
(2)调查工作设计,主要内容包括:①调查工作拟投入的工种、工作布置方案、工作依据的主要技术规范、工作量及每项工作的主要技术要求。布置调查工作时,既要满足有关规范对工作量定额及工作精度的要求,又要考虑查清重要地段和完成关键任务,防止平均使用勘查工作量;②物质、设备计划,人员组织分工、经费预算及施工进度计划书;③预期调查工作成果。
3.野外工作
野外工作就是在野外现场进行各项水文地质调查工作。水文地质调查投入的工种顺序为:水文地质测绘→物探→勘探→试验→长期观测。前者是后者的基础,所揭示的问题也是逐步深入的。各工种投入的工作量,应根据具体条件,做到经济技术上合理可行,又能取得高质量的成果。野外工作中,要保质保量地进行观察、测量,做好原始资料的编录,正确地绘制野外工作各种图件。工作中应加强综合分析,注意各工种间的有机配合,要注意做好有关室内的实验、分析、鉴定等工作。野外工作期间,也可再分若干时段,按时段组织勘查、检查和总结,在野外工作期间,可根据实际情况,对设计书作适当修改,但作重大改变,应提出补充设计。有关野外调查的工作方法和内容,将在以后有关章节进行介绍。
4.室内工作
室内工作主要是将野外调查获得的资料,进行认真地校核、整理、分析,编写水文地质调查工作成果。调查成果一般包括水文地质图件和文字报告两部分。
最后,按规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作。
小结
通过本章学习,应掌握以下重点内容:①水文地质勘查所使用的10种主要方法,掌握每种方法的应用和优缺点;②水文地质调查阶段划分:一般分为普查、详查、勘探、开采四个阶段;③水文地质调查工作的程序(工作步骤):一般为:接受调查任务→准备工作→野外工作→室内工作→鉴定验收。
复习思考题
1.水文地质调查的目的、任务是什么?
2.进行水文地质调查工作有何意义?
3.水文地质调查工作有几种类型?各有什么特点?
4.水文地质调查方法手段有哪些?各有什么特点和作用?
5.试比较水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质物探三种方法的优缺点?
6.水文地质试验中最主要的试验是哪种试验?
7.什么是“3S”技术?各有什么作用?
8.为什么要划分水文地质调查阶段?各行业(部门)水文地质调查阶段是如何划分的?
9.通常水文地质调查如何划分调查阶段?各阶段的任务和要求是什么?
10.水文地质调查工作的工作程序(工作步骤)是什么?

1查明隧道通段形、貌、层、岩性、构造岩质隧道应着重查明岩层层理、片理、节理等软弱结构面产状及组合形式断层、褶皱性质、产状、宽度及破碎程度;土质隧道应着重查明土类型、结构、物质、密实程度等傍山隧道外侧洞壁较薄应预测偏压带各种危害
2查明隧道否通煤层、膨胀性层及害矿体等含些层段应预测层膨胀洞身影响并害气体或放射性物质含量作评价
3查明良质、特殊质隧道通影响特别洞口位置及边坡、
仰坡影响提工程措施意见
4查明隧道附近井、泉布情况析隧道区水文质条件判明水类型、水质及补给源预测水侵蚀性洞身段涌水量岩溶区应析涌水及填充物否突涌危险
并充估计隧道挖引起表塌陷及表水漏失问题提相应工程措施意见
5于深埋隧道应做隧道温升温预测岩层坚硬、致密、性脆、构造应力集段应考虑发岩爆能性
6综合析岩性、构造、水等关质测绘、勘探、测试段确定隧道围岩级别
7隧道洞口需要接明洞段应查明明洞基底工程质条件
8查明横洞、平行导航、斜井、竖井等工程质条件

(一)准备工作与野外踏勘

主要工作内容为:①收集与研究工作区已有的自然地理、地质地貌及水文地质资料,对研究区的水文地质条件有初步认识,了解其水文地质研究程度及存在问题,以便有针对性地进行测绘工作;②凡是有航、卫片的地区,必须充分利用,认真判读和解译;③根据需要,选择有代表性的路线,进行野外踏勘;④做好有关地质、器件等方面的准备。

(二)研究或实测控制性(代表性)剖面

野外水文地质测绘,应首先从研究或实测控制性(代表性)剖面开始。其目的是查明区内各类岩层的层序、岩性、结构、构造及岩相特点,裂隙岩溶发育特征、厚度及接触关系,确定标志层或层组,研究各类岩石的含水性和其他水文地质特征。

剖面应选在有代表性的地段上,沿地层倾向方向布置,要在现场进行草图的测绘,以便发现问题及时补作,按要求采取地层、构造、化石等标本和水、土、岩样等样品,以供分析鉴定之用。在水文地质条件复杂的地区,最好能多测1~2条剖面,以便于对比。如控制剖面上的某些关键部位掩盖不清,还应进行一定量的剥离或坑探工作。

(三)布置野外观测线、观测点

1.观测线的布置原则

按照用最短的路线观测到最多内容的原则,沿地质、水文地质条件变化最大的方向布置观测线,并尽可能多的穿越地下水的天然露头(泉、暗河出口等)和人工露头(井、孔等)以及关键性的水文地质地段。实际工作中,观测线的布置方法主要有以下3种:

(1)穿越法:即垂直或大致垂直于工作区的地质界线、地质构造线、地貌单元、含水层走向的方向布置观测线。该种方法效率高,可以最少的工作量获得最多的成果,在基岩区或中小比例尺测绘时多用该种方法。

(2)追索法:即沿着地质界线、地质构造线、地质单元界线、不良地质现象周界等进行布点追索(顺层追索)。该种方法可以详细查明地质界线和地质现象的分布规律,但工作量较大。该种方法主要用于大比例尺水文地质测绘。

(3)综合法(亦称均匀布点法,全面勘查法):即在工作区内,采用穿越法与追索法相结合的方法布置观测线。例如,在松散层分布区,则垂直于现代河谷或平行地貌变化的最大方向布置观测线,并要求穿越分水岭,必要时可沿河谷追索,对新构造现象要认真研究;在山前倾斜平原区,则应沿山前至平原,从洪积扇顶至扇缘(或溢出带)布置,平行山体岩性变化显著的方向也应布置观测线;在露头较差的地段,有时可用全面勘查法,以寻找地层及地下水露头;在第四纪地层广泛分布的平原地区,基岩露头较少,可采用等间距均匀布点形成测绘网络,以达到面状控制的目的。

2.观测点的布置原则

观测点的布置要求既能控制全区,又能照顾到重点地段。通常,观测点应布置在具有地质、水文地质意义和有代表性的地段。通常,地质点可布置在地层界面,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;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;水文地质点布置在泉、井、钻孔和地表水体处,主要的含水层或含水断裂带的露头处,地表水渗漏地段,水文地质界线上,以及布置在能反映地下水存在与活动的各种自然地理、地质和物理地质现象等标志处,对已有取水和排水工程也要布置观测点。观测线、观测点的技术定额参见有关规范。例如,《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001),见表2-1。

(四)进行必要的轻型勘探和抽水

轻型勘探就是使用轻便工具如洛阳铲、小螺纹钻、锥具等进行勘探。

表2-1 水文地质测绘的观测点数和观测路线长度

注:①同时进行地质和水文地质测绘时,表中地质观测点数应乘以2.5;复核性水文地质测绘时,观测点数为规定数的40%~50%;②水文地质条件简单时采用小值,复杂时采用大值,条件中等时采用中间值。

(1)洛阳铲勘探:可以完成直径较小而深度较大的圆形孔,可以取出扰动土样。冲进深度一般土层中为10m,在黄土中可达30m。针对不同土层可采用不同形状的铲头(图2-1)。弧形铲头适用于黄土及粘性土层;圆形铲头可安装铁十字或活叶,既可冲进也可取出砂石样品;掌形铲头可将孔内较大碎石、卵石击碎。

(2)小螺纹钻勘探:小螺纹钻(图2-2)由人力加压回转钻进,能取出扰动土样,适用于粘性土及砂类土层,一般探深在6m以内。

图2-1 洛阳铲(单位:cm)

图2-2 小螺纹钻(单位:cm)

(3)锥探:即用锥具向下冲入土中,凭感觉来探明疏松覆盖层厚度。探深可达10m以上。用它查明沼泽和软土厚度、黄土陷穴等最有效。

水文地质测绘中,除全面搜集区内现有的井孔及坑道(矿井)的资料外,还要求在测区进行一些轻型勘探和抽水。例如为取得被掩埋的地层、断层的确切位置,裂隙或岩溶的发育地段,揭露地下水露头等资料时,可布置一些坑、槽、浅钻或物探工作。为取得含水层的富水性资料,需布置一些机井抽水试验,为取得松散层厚度及被覆盖的基岩构造等,可布置一些物探工作。

(五)作好野外时期的内业工作和室内工作

野外测绘时期,每天都应把当日的野外各项原始资料进行编录和整理,其内容主要包括:原始记录的整理、野外草图的清绘,泉、井、孔等资料的整理,水、土、岩样的编录登记,并逐步总结出规律性的认识,野外工作进行一段时间,应当进行阶段性的系统整理,一旦发现问题或不足,应立即进行校核或补充工作。

此外,为避免测绘时期组与组之间或相邻图幅之间,对一些现象认识不一致或某些界线不衔接,要求各测绘组的调查范围深入邻区(组)内一定距离,并常与邻组进行野外现场接图。

室内工作的主要内容是:①认真、细致、系统的整理测绘资料,如发现有误或不足,还应进行补充工作;②完成实验室水、土、岩样分析、实验和鉴定及有关资料整理工作;③做好勘探、野外试验等资料的整编工作;④编制水文地质图件(包括具有代表性的水文地质剖面)以及水文地质测绘报告(或图幅说明书)。通常把水文地质测绘成果纳入水文地质调查总的报告中。

传统的地质、水文地质填图一般在纸图上进行,由于野外用纸图的频繁使用,所填的地质图还必须进行清绘,然后再用水彩上色。这种方法的主要缺陷是所填地质图缺少地质属性数据,另外还有修改困难、上色不均匀、效率低、不易保存及数据共享性差等缺点。而基于GPS、RS、GIS(简称“3 S”技术)的计算机辅助地质填图具有图形附带地质属性数据的特点,实现了传统地质图表达信息的彻底变革,同时还具有随时修改、高效、实现数据共享、易于保存和传输等优点。因此,在水文地质调查工作中,应尽量采用以“3S”技术为基础的数字化地质填图。



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