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1水文地質勘察方法

1.1鉆探鉆探是地質勘探的傳統方法，是定量了解探測體情況的可靠手段。鉆孔主要根據綜合物探結果，布置在斷裂帶或預測富水區，鉆探主要目的是驗證物探異常，初步查明含水層的巖性、風化程度和構造發育情況，圈定富水地段，為下一步鉆井位置以及井孔結構設計，提供可靠資料依據。

1.2抽水試驗抽水試驗目的是定量評價富水程度，于鉆孔主要含水層進行，提供水文地質基本參數，并對允許開采量進行評價。

1.3水質分析采取地下水進行水質分析，判斷水質污染情況，以評價地下水是否能滿足使用要求。

2工程實例

2.1工程概況某水泥廠在廣東省云安縣建設1條水泥生產線，需建設日用水量大于4800m3取水工程，以滿足生產用水需要。我單位負責該項目的水文地質勘察及水文成井。勘察主要目的是在廠區周邊的征地紅線范圍內調查地下水資源評價區的地質、水文地質條件和地下水資源的分布狀況，為進行地下水資源粗略評價及地下水取水規劃提供依據。對主要含水層進行抽水試驗，提出主要的水文地質參數，判斷廠區地下水儲量能否滿足建設日用水量大于4800m3的生產用水需要。并選擇在含水層層數多、厚度大、滲透性強、分布廣的地段上打井取水。勘察區位于云安縣，屬丘陵臺地地貌，丘頂植被較發育，荊棘雜草叢生，勘察區中部丘間谷地，多辟為魚塘。

2.2勘察工作方法經現場踏勘，工作中對該項目采用了水文地質調查、物探、鉆探、抽水試驗、水質分析多種方法，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合剖面法，采用多種方法互相結合、互相驗證。

2.3完成的勘察工作量先開展水文地質調查工作，然后進行物探野外工作，通過物探工作，在區內圈出了1條低阻異常帶F1（破碎帶），作為尋找地下水資源的靶區。之后調配2臺鉆探設備采用鉆探方法進行驗證，經鉆探成孔，在地下水量較大的鉆孔中進行抽水試驗及水位觀測等工作，完成主要工作量為：水文地質調查1.5km2，物探測線剖面10個，測線長度2530m，水文地質鉆孔11個，抽水試驗6個孔。

2.4區域地質概況（1）地質特征。區內地表大部分為第四系（Q）土層覆蓋，厚度一般5~23.30m，局部達45m以上。下伏為上三疊—下侏羅統（T3-J1）砂頁巖，強—中風化，埋深一般10~20m，最底部為上泥盆統天子嶺組（D3t）灰巖、白云質灰巖，埋深變化較大，一般5~40m，灰巖巖溶較發育。灰巖與上覆上三疊—下侏羅統（T3-J1）砂頁巖呈不整合接觸。（2）構造。區域構造上測區處于粵桂隆起帶云浮隆起構造單元，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—侏羅系下統。區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11km，破碎帶寬大于5m。

2.5廠區水文地質特征

2.5.1第四系水文地質特征廠區第四系松散土層以粉質粘土為主，屬相對隔水層；局部有粉細砂，透水性弱，單井水量小于50m3/d，水量貧乏。

2.5.2基巖水文地質特征

2.5.2.1層狀巖裂隙水廠區東部和南部丘陵表層分布有薄層上三疊—下侏羅統（T3-J1）砂頁巖，風化較強烈，裂隙多呈閉合狀或為泥質充填，水量貧乏，單孔涌水量一般小于20m3/d。

2.5.2.2巖溶水廠區下伏基巖主要為上泥盆統天子嶺組（D3t）灰巖、白云質灰巖，巖溶主要發育于淺部深度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，為本次尋找地下水的有利部位，是本區的主要供水水源地。在上泥盆統天子嶺組（D3t）灰巖與上三疊—下侏羅統（T3-J1）砂頁巖不整合接觸部位，構造裂隙發育，局部見硅化帶，巖石破碎，透水性較好，水量豐富，屬構造裂隙水，其補給來源主要為巖溶水側向補給。

2.5.3地下水的補給、徑流、排泄

2.5.3.1補給在整個地區，地下水主要受大氣降雨滲入補給及側向徑流補給。測區雨量充沛，可通過出露的各類巖土滲入補給孔隙水、裂隙水。巖溶水、構造裂隙水主要接受側向徑流補給，另外，通過孔隙水、裂隙水間接受大氣降雨補給。當廠區地下水被抽取時，巖溶水主要由側向徑流補給。

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。區內主要為徑流區。

2.6勘察工作及主要成果

2.6.1物探工作

2.6.1.1測區地球物理特征區內電性特征總體上可分為高阻層和低阻層，高阻層為灰巖，一般為500~2000Ω•m，少數達3000~4000Ω•m，最高至10000Ω•m以上。低阻層為覆蓋土層，導電性較好，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，如果有斷裂構造通過，形成導水和儲水構造，也成為低阻斷裂構造。因此，電法可以圈定斷裂的平面位置和延伸情況。因此測區具備地球物理前提。

2.6.1.2野外工作方法技術根據測區地球物理特征，采用物探方法有：高密度電阻率法和聯合剖面法。（1）聯合剖面法：目的是研究水平方向視電阻率的變化規律，通過普查掃面的方法以查明區內斷裂構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律，通過普查掃面的方法以查明區內斷裂構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）聯合剖面。根據野外觀測的供電電流（I）和電位差（ΔV），計算視電阻率值根據各線的視電阻率值繪制剖面平面圖，聯合剖面視電阻率異常明顯、有規律，聯合剖面異常特征：沿山溝電阻率表現為相對低阻，兩側為相對高阻，表現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，解釋為裂隙密集發育破碎帶。（2）高密度電阻率法：根據野外觀測的供電電流（I）和電位差（ΔV），計算視電阻率值（ρs）原始數據采集后進行復核，當天的數據當天處理，處理采用電法數據處理與轉換程序，然后利用相關軟件進行反演。從各測線反演剖面可知：視電阻率（ρs）高、低阻異常明顯，規律性強，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，解釋為裂隙密集發育破碎帶；在高密度電測深斷面上解釋了異常帶往深部發育的情況，及砂巖、灰巖高低阻接觸分界線。裂隙發育破碎帶和接觸分界線是地下水活動的良好通道，同時又是地下水富集部位，建議在裂隙發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，其中，6個為水文地質鉆孔，布設在水文地質調查和地球物理勘查圈出的富水地段；另5個為鑒別孔（水文地質觀測孔），主要布置在貧水地段，以進一步了解廠區的地層結構和巖溶地下水分布特征情況。水文地質鉆孔以揭穿巖溶裂隙發育帶為原則，深度30~90m；孔徑和下管規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。經鉆孔驗證，6個水文地質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個水文地質鉆孔均出現孔內涌水現象，巖層水具有承壓性質，其中有一個水文孔（ZK4）效果最為顯著，揭露了巖溶發育帶，其自流涌水量達1372m3/d。

2.6.3抽水（或涌水）試驗第四系松散土層孔隙水富水性弱，易污染，不計劃開采利用，因此未進行抽水試驗。主要在各鉆孔的巖層中進行抽水/涌水試驗，其中，ZK4號孔靜止水位高出地面1.40m，進行了3個落程的涌水試驗，第一落程延續時間24h50min，水位降低0.70m，涌水量700m3/d；第二落程延續時間26h55min，水位降低1.10m，涌水量1099m3/d；第三落程延續時間26h50min，水位降低1.40m，涌水量1372m3/d。在各孔抽水試驗過程中未出現水文地質和工程地質問題。

2.7水文成井該廠區范圍廣，需水量大，水源查找難度較大，通過采用先進的物探方法和鉆孔等水文地質普查工作，效果顯著，找出了廠區的富水地段。通過水文地質勘察，圈出廠區地下水富集部位，所選取的4個水井位置均揭露了巖溶發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條件。最終在廠區成井4口，井深130~180m，總涌水量超過了5000m3/d，解決了廠區生產用水的難題。由于開采的地下水為巖層水，經水質化驗分析，水質不僅可作為生產用水，還可以作為生活飲用水。

3結束語

通過工程實踐，在巖溶地區尋找地下水，應采用多種水文地質勘察方法，如水文地質調查、物探、鉆探、抽水試驗、水質分析、地下水動態觀測等方法，查明場地的水文地質條件。通過多種方法互相結合、互相驗證，可以取得顯著的效果。在查明場地水文地質條件的前提下，具有針對性地選擇較好的成井位置進行水文成井，從而達到開采地下巖層水的目的。同時在成井過程中，應注意以下一些事項：（1）水文成井應根據巖土層的具體情況進行設計成井工藝。（2）成井后的水質應進行水質檢驗分析，以判斷水質是否滿足使用要求。（3）在進行地下水的開發利用時，如開采量較大，開采過程中尚應對動水位、水質、地面變形、周邊建筑物做監測工作。采取有效措施防止開采地下水引起的不良影響。新建的建筑物應與水井保持一定的距離。（4）為使水源地地下水不受污染，應對廢污排放工作進行嚴格控制，做好水源地范圍內的衛生環境保護工作。

作者：賴月彬單位：廣東省地質物探工程勘察院