水源地勘察设计思路.docx

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水源地勘察设计思路

水源地勘察设计工作思路

　　　水源地勘察是水资源评价人员必须掌握的理论知识和方法。

通过一定的调查和勘探，可以为水资源的评价收集真实可靠的工程地质和水文地质资料，为水资源评价和水资源合理开发提供科学的依据。

水资源勘察的难点在于其空间分布变化很大，特别是地下水的空间分布和运移条件及其形成变化机理相当复杂。

据析，日前已查明和开发的数以千计的供水水源地中，其水文和水文地质特征呈现出极大的差异，水源地系统的结构及其输入和输出关系也相当复杂。

总之，正确认识和评价这些问题并且采取相应正确的技术思路和方法已迫在眉睫。

结合前人理论经验及参考《供水水文地质勘察规范GB50027-2001》现将水源地勘察设计思路分步浅析如下：

资料收集；

遥感解译；

水文地质测绘；

水文地质物探；

水文地质钻探；

野外实验；

水样采集分析；

地下水开采量调查；

地下水资源评价；

地下水和地表水动态监测；

地下水资源保护。

资料收集

　　　　充分收集工作区及周围已有资料和前人研究的成果，该资料包括：

社会环境状况；国民经济发展规划；区域地质、物探、化探、气象、水文和水文地质钻孔资料；了解区内地下水资源分布特征、开采方式和开采现状，以及存在的主要的环境地质问题和供水量的社会需求。

在上述资料的基础上建立初步的工作区GIS地理信息系统。

遥感解译

1．遥感数据源的选取：

　　　　　　　　查明近年来工作区的水文地质变化、湿地范围及其演化趋势，地下水位埋深变化，湿地范围，开展水源地遥感解译工作。

根据工作精度、工作内容及工作区的实际情况，解译选用SPOT卫星影像资料，并结合野外水文地质调查及时进行野外验证和修改完善工作。

2．解译方法：

遥感解译工作贯穿整个工作过程，大致分为三个阶段：

初步解译，野外验证和综合整理。

解译的工作程序如下：

根据地物复杂程度、地貌条件和侧重解决问题的不同划分遥感解译单元，建立不同地物遥感解译标志；遵循由已知到未知的原则逐一进行解译。

具体解译方法有：

直接解译法、对比法等。

水文地质测绘

　　　　　查明区内地质地貌条件、地下水分布和开采现状，水化学特征，水位动态等，开展工作区水文地质测绘。

为了解水源地的包气带岩性、土体结构，在不同的包气带岩性和土体结构区布置适量的人力浅钻。

水文地质物探

1．地面物探：

为查明含水层结构，各含水层的分布范围、厚度、埋深、富水性、矿化度、导水系数等，圈定地下水富水地段以及浅层含水岩体的边界条件及底板形态，配合水文地质测绘和钻探，提高水文地质勘探精度，提高钻探效果和减少钻探工作量，在水源地地质-水文地质测绘甚而上开展地面物探工作。

在地下水富水地段布置矢量的控制性物探工作，地面物探主要采用激电测控、野外采用GPS定位等。

2．物探油井：

对施工的水文地质孔进行电测井和水文测井。

其目的是详细划分地层剖面，确定含水层的位置和厚度，判断含水层的岩性和地下水的矿化度，评价含水层的富水性，指导成井。

水文地质钻探

为了解地层结构，含水层埋藏情况，求取水文地质参数，满足水源地地下水资源评价需求，在充分利用地面物探和已有钻孔和机井资料的基础上布置水文地质钻探。

钻探工作遵循的准则是：

必须坚持先水文地质测绘和物探，后钻探施工以及坚持"先踏勘，后设计"和"先设计，后施工"的工作程序，即必须在水文地质测绘和物探工作的基础上布置水文地质钻孔，以及坚持没有地质、施工设计，不准施工开钻的原则等。

野外实验

1．抽水实验

为查明浅层地下水富水性和资源量，利用水文地质孔和民井作稳定流试验。

在水文地质调查的基础上，选择不同的水文地质单元有代表性的水井进行简易机，民井抽水实验。

施工水文地质孔均要作稳定流试验和抽水实验，最大降深值应视抽水设备能力确定；每个水源地尽量结合钻孔或已有民井，作一组带观测孔的非稳定流抽水实验，以便求取水文地质参数，为三维流数值模拟奠定基础。

抽水实验前和抽水实验时须同步测量抽水孔和观测孔，点（包括附近水井、泉和其它水点）的自然水位和动水位，掌握其变化规律。

a．稳定流抽水实验：

　　　抽水实验的稳定标准应符合在抽水稳定时间内，抽水孔出水量和动水

位与时间关系曲线只在一定的范围内波动且没有持续上升或下降的趋势。

水文地质孔抽水实验的稳定持续时间：

　　　　　　　　　　　　　　卵石，圆砾和粗砂含水层为8h,中砂和粉砂含水层为16h.；

　　　　　　　　　简易机井，民井抽水试验的稳定持续时间：

　　　　　　　　　　　　　　卵石圆砾和粗砂含水层为4h，中砂细砂和粉砂含水层为6h。

b．非稳定流抽水实验

　　　　　　　　　抽水孔的出水量应保持常量；

抽水试验的延续时间应按水位下降与时间【s（或?

h^2）-lgt】关系曲线确定，应符合下列要求：

（1）s（或?

h^2）-lgt关系曲线有拐点时，则

　　　　　　　　　　延续时间到拐点后的线段趋于水平；

（2）s（或?

h^2）-lgt关系曲线没有拐点时，则延续时间3~5天；

（3）当有观测孔时，应采用最远观测孔的s（或?

h^2）-lgt关系曲线。

c．群孔抽水实验

　抽水实验应符合下列要求：

（1）当一个抽水孔抽水时，对另一最近的抽水孔产生的水位降深不小于20cm；

（2）做三次降深，由小到大进行，第一、二次稳定时间不小于一天，第三次稳定时间不小于三天；

（3）仅对深层地下水做群孔抽水实验。

2．渗水实验

渗水实验采用双环法，外环直径采用0.5m,内环直径采用0.25m，试验时往铁环内注水，用马里奥瓶控制外环和内环的水柱都保持在10cm.。

野外作好原始记录，试验结束后取原状岩土样，作室内渗透性分析试验和颗粒分析，进行对比。

水样采集分析

为查明地下水的水化学特征和分布规律，划分地下水化学类型及查明地下水的污染状况，进行生活饮用水评价。

选择有代表性的水点（含地表水点）采集各类水样进行水质分析。

地下水开采调查

系统地调查不同含水层区域地下水开采量。

工业及生活现状用水量宜实地调查，农业用水可采用统计方法。

收集历年地下水开采量资料。

地下水资源评价

　　按照不同水源地建立地下水数学模型，进行水源地地下水水资源评价计算。

计算地下水天然补给资源，地下水储存资源和地下水允许开采资源。

评价方法采用水均衡法，解析法和三维数值法并对水源地开采含水层的调蓄潜力进行研究和评价。

（1）地下水资源计算，重点是计算可利用的地下水资源，根据水源地的特点，分别计算地下水的天然补给量，允许开采量，地下水储存量，以用开采条件下地下水的激发补给量。

（2）水文地质参数计算应在分析地区水文地质条件的基础上，合理地选用计算公式，利用抽水试验，野外试验，室内试验资料或通过较长系列地下水动态资料反求，取得各计算单元所需的水文地质参数。

（3）地下水资源计算方法应根据水源地特点。

地下水补给资源，主要计算天然补给量（地下水流入量，大气降水入渗量，地表水入渗量，水层越流补给量等项之和）和人工补给量（包括灌溉水入渗补给量与其它人工补给量）。

（4）地下水允许开采量，应考虑水文地质条件，结合开采设施的类型，数量和位置，用水均衡法，解析法和三维数值法计算。

地表水和地下水动态监测

在可能成为集中供水水源地的地段，建立，健全地下水动态监测系统，通过地下水动态观测，查明区内地下水动态变化规律，确定地下水动态类型，确定地表水与地下水的水力联系，计算水均衡参数，进行地下水动态趋势预报。

观测持续时间为一个枯水期或者半个水文年。

地下水资源保护

勘察期间应根据全面规划，合理开发，开源节流，化害为利的原则，及时开展与地下水资源保护有关的水文地质工作。

在地下水开采过程中，根据地下水动态监测资料，应对地下水的补给量和允许开采量进一步计算和评价，对水位、水质的变化和不良环境地质现象的发生作出预测。

必要时，应提出调整开采方案或采取防护措施的建议。

　　　凡出现下列情况的地区，在没有采取专门措施时，不应再进行扩大开采量的勘察：

（1）现有水源地的开采量和补给量已趋于平衡，且在当前的技术经济条件下补给量已不能增加；

（2）水质明显恶化，不能满足需要；

（3）现有水源地的开采已产生危害性的环境地质问题。

（4）

　　在已有水源地附近，进行新水源地或者扩大已有水源地的勘察时，应符合下列要求：

（1）掌握已有水源地的开采动态和发展规划；

（2）协调新建水源和已有水源地的开采动水位；

　　　　（3）合理利用多层含水层。

　　在有污染源（包括咸水）的地区进行勘察时，应符合下列规定：

（1）水源地应选择在污染源的上游；

（2）进行污染调查，了解污染源对地下水水质的影响，并应预测开采后可能发生的变化；

（3）控制开采量和开采动水位，防止劣质水的入侵；

（4）对开采井及观测孔采取止水措施，防止垂直方向上不同含水层中水质优劣不同的地下水直接发生联系；

（5）水质分析除进行一般项目的分析外，应根据污染源的类型，性质和有害物质成分，进行相应的有害元素和有机化合物的分析及放射性物质的测定。

　　大量开采地下水的地区，应根据上部上体的压缩性和各层地下水的区域水位下降值，评价有无引起地面沉降的可能性。

在已产生地面沉降的地区，应建立地下水观测网，设置测定地面沉降值的分层标和基岩标进行监测，并采取调整开采方案的措施进行控制。

　　在开采地下水的地区，为地下水的合理开发和保护，应做好地下水动态监测工作，并按国家有关规定的要求，设置水源卫生防护带。

结语

近年来，随着我国科学技术的不断进步，水源地勘察工程建设取得了更大更快的发展，有力地促进了水文地质工程勘察技术的进步，水文地质调查勘探新技术、新设备、新工艺与新材料不断涌现。

及时系统地总结和归纳前人大量的水源地勘察评价工作经验对指导水源地的勘察评价工作，促进水资源的合理开发利用，以及全面提升水资源勘察评、价和开发的研究水平，均具有重要的应用价值和实际意义。

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