岩溶地区的水文地质勘察范文

1水文地质勘察方法

1.1钻探钻探是地质勘探的传统方法，是定量了解探测体情况的可靠手段。钻孔主要根据综合物探结果，布置在断裂带或预测富水区，钻探主要目的是验证物探异常，初步查明含水层的岩性、风化程度和构造发育情况，圈定富水地段，为下一步钻井位置以及井孔结构设计，提供可靠资料依据。

1.2抽水试验抽水试验目的是定量评价富水程度，于钻孔主要含水层进行，提供水文地质基本参数，并对允许开采量进行评价。

1.3水质分析采取地下水进行水质分析，判断水质污染情况，以评价地下水是否能满足使用要求。

2工程实例

2.1工程概况某水泥厂在广东省云安县建设1条水泥生产线，需建设日用水量大于4800m3取水工程，以满足生产用水需要。我单位负责该项目的水文地质勘察及水文成井。勘察主要目的是在厂区周边的征地红线范围内调查地下水资源评价区的地质、水文地质条件和地下水资源的分布状况，为进行地下水资源粗略评价及地下水取水规划提供依据。对主要含水层进行抽水试验，提出主要的水文地质参数，判断厂区地下水储量能否满足建设日用水量大于4800m3的生产用水需要。并选择在含水层层数多、厚度大、渗透性强、分布广的地段上打井取水。勘察区位于云安县，属丘陵台地地貌，丘顶植被较发育，荆棘杂草丛生，勘察区中部丘间谷地，多辟为鱼塘。

2.2勘察工作方法经现场踏勘，工作中对该项目采用了水文地质调查、物探、钻探、抽水试验、水质分析多种方法，物探的方法为岩溶找水较为成熟的电阻率法，具体为高密度电阻率法和联合剖面法，采用多种方法互相结合、互相验证。

2.3完成的勘察工作量先开展水文地质调查工作，然后进行物探野外工作，通过物探工作，在区内圈出了1条低阻异常带F1（破碎带），作为寻找地下水资源的靶区。之后调配2台钻探设备采用钻探方法进行验证，经钻探成孔，在地下水量较大的钻孔中进行抽水试验及水位观测等工作，完成主要工作量为：水文地质调查1.5km2，物探测线剖面10个，测线长度2530m，水文地质钻孔11个，抽水试验6个孔。

2.4区域地质概况（1）地质特征。区内地表大部分为第四系（Q）土层覆盖，厚度一般5~23.30m，局部达45m以上。下伏为上三叠—下侏罗统（T3-J1）砂页岩，强—中风化，埋深一般10~20m，最底部为上泥盆统天子岭组（D3t）灰岩、白云质灰岩，埋深变化较大，一般5~40m，灰岩岩溶较发育。灰岩与上覆上三叠—下侏罗统（T3-J1）砂页岩呈不整合接触。（2）构造。区域构造上测区处于粤桂隆起带云浮隆起构造单元，瑞洞—六都向斜南端，该向斜轴向NE，轴长约25km，翼展3km，两翼倾角40°~70°，组成地层有泥盆系、石炭系和三叠系上统—侏罗系下统。区域主要断层有南部的尖底断层，走向近南北向，倾向南东，倾角变化较大，该断层延伸达11km，破碎带宽大于5m。

2.5厂区水文地质特征

2.5.1第四系水文地质特征厂区第四系松散土层以粉质粘土为主，属相对隔水层；局部有粉细砂，透水性弱，单井水量小于50m3/d，水量贫乏。

2.5.2基岩水文地质特征

2.5.2.1层状岩裂隙水厂区东部和南部丘陵表层分布有薄层上三叠—下侏罗统（T3-J1）砂页岩，风化较强烈，裂隙多呈闭合状或为泥质充填，水量贫乏，单孔涌水量一般小于20m3/d。

2.5.2.2岩溶水厂区下伏基岩主要为上泥盆统天子岭组（D3t）灰岩、白云质灰岩，岩溶主要发育于浅部深度50~80m，分布不均一，富水性较好，地下水中等—丰富，且具一定的承压性质，为本次寻找地下水的有利部位，是本区的主要供水水源地。在上泥盆统天子岭组（D3t）灰岩与上三叠—下侏罗统（T3-J1）砂页岩不整合接触部位，构造裂隙发育，局部见硅化带，岩石破碎，透水性较好，水量丰富，属构造裂隙水，其补给来源主要为岩溶水侧向补给。

2.5.3地下水的补给、径流、排泄

2.5.3.1补给在整个地区，地下水主要受大气降雨渗入补给及侧向径流补给。测区雨量充沛，可通过出露的各类岩土渗入补给孔隙水、裂隙水。岩溶水、构造裂隙水主要接受侧向径流补给，另外，通过孔隙水、裂隙水间接受大气降雨补给。当厂区地下水被抽取时，岩溶水主要由侧向径流补给。

2.5.3.2径流与排泄孔隙水和裂隙水都是由高水头（位）向低水头（位）方向径流，即由丘陵、残丘向低洼地径流。区内主要为径流区。

2.6勘察工作及主要成果

2.6.1物探工作

2.6.1.1测区地球物理特征区内电性特征总体上可分为高阻层和低阻层，高阻层为灰岩，一般为500~2000Ω•m，少数达3000~4000Ω•m，最高至10000Ω•m以上。低阻层为覆盖土层，导电性较好，电阻率较低，一般为80~200Ω•m。此外，地下水的电阻率也比较低，一般小于100Ω•m，如果有断裂构造通过，形成导水和储水构造，也成为低阻断裂构造。因此，电法可以圈定断裂的平面位置和延伸情况。因此测区具备地球物理前提。

2.6.1.2野外工作方法技术根据测区地球物理特征，采用物探方法有：高密度电阻率法和联合剖面法。（1）联合剖面法：目的是研究水平方向视电阻率的变化规律，通过普查扫面的方法以查明区内断裂构造在平面上的分布特征、断裂的走向等。AB供电极距采用2组，即AB/2=210m和A′B′/2=70m，MN=20m，以了解浅层和深层特征，无穷远供电极距大于5倍AO，即大于1200m。（2）高密度电阻率法：目的是研究水平方向和垂直方向视电阻率的变化规律，通过普查扫面的方法以查明区内断裂构造在平面上的分布特征、断裂的走向等。

2.6.1.3资料处理和异常的解释推断（1）联合剖面。根据野外观测的供电电流（I）和电位差（ΔV），计算视电阻率值根据各线的视电阻率值绘制剖面平面图，联合剖面视电阻率异常明显、有规律，联合剖面异常特征：沿山沟电阻率表现为相对低阻，两侧为相对高阻，表现出沿山沟分布的低阻异常带。异常带走向北西向，宽度不等，往西南逐渐变宽，解释为裂隙密集发育破碎带。（2）高密度电阻率法：根据野外观测的供电电流（I）和电位差（ΔV），计算视电阻率值（ρs）原始数据采集后进行复核，当天的数据当天处理，处理采用电法数据处理与转换程序，然后利用相关软件进行反演。从各测线反演剖面可知：视电阻率（ρs）高、低阻异常明显，规律性强，高密度电法异常特征：以低阻异常为主，等值线畸变、下凹。

2.6.1.4物探成果通过本次地球物理勘查圈出低阻异常带1条，解释为裂隙密集发育破碎带；在高密度电测深断面上解释了异常带往深部发育的情况，及砂岩、灰岩高低阻接触分界线。裂隙发育破碎带和接触分界线是地下水活动的良好通道，同时又是地下水富集部位，建议在裂隙发育带和接触分界线布置钻孔。

2.6.2钻探工作共布置钻孔11个，其中，6个为水文地质钻孔，布设在水文地质调查和地球物理勘查圈出的富水地段；另5个为鉴别孔（水文地质观测孔），主要布置在贫水地段，以进一步了解厂区的地层结构和岩溶地下水分布特征情况。水文地质钻孔以揭穿岩溶裂隙发育带为原则，深度30~90m；孔径和下管规格以能满足抽水要求为原则，开孔孔口管径⌀146mm以上，终孔孔径不小于⌀91mm。经钻孔验证，6个水文地质钻孔均揭露了岩溶带或破碎带含水层，与物探成果较为吻合。该6个水文地质钻孔均出现孔内涌水现象，岩层水具有承压性质，其中有一个水文孔（ZK4）效果最为显著，揭露了岩溶发育带，其自流涌水量达1372m3/d。

2.6.3抽水（或涌水）试验第四系松散土层孔隙水富水性弱，易污染，不计划开采利用，因此未进行抽水试验。主要在各钻孔的岩层中进行抽水/涌水试验，其中，ZK4号孔静止水位高出地面1.40m，进行了3个落程的涌水试验，第一落程延续时间24h50min，水位降低0.70m，涌水量700m3/d；第二落程延续时间26h55min，水位降低1.10m，涌水量1099m3/d；第三落程延续时间26h50min，水位降低1.40m，涌水量1372m3/d。在各孔抽水试验过程中未出现水文地质和工程地质问题。

2.7水文成井该厂区范围广，需水量大，水源查找难度较大，通过采用先进的物探方法和钻孔等水文地质普查工作，效果显著，找出了厂区的富水地段。通过水文地质勘察，圈出厂区地下水富集部位，所选取的4个水井位置均揭露了岩溶发育带或接触带含水层，证明了成井位置、成井工艺的选择适合本地水文地质条件。最终在厂区成井4口，井深130~180m，总涌水量超过了5000m3/d，解决了厂区生产用水的难题。由于开采的地下水为岩层水，经水质化验分析，水质不仅可作为生产用水，还可以作为生活饮用水。

3结束语

通过工程实践，在岩溶地区寻找地下水，应采用多种水文地质勘察方法，如水文地质调查、物探、钻探、抽水试验、水质分析、地下水动态观测等方法，查明场地的水文地质条件。通过多种方法互相结合、互相验证，可以取得显著的效果。在查明场地水文地质条件的前提下，具有针对性地选择较好的成井位置进行水文成井，从而达到开采地下岩层水的目的。同时在成井过程中，应注意以下一些事项：（1）水文成井应根据岩土层的具体情况进行设计成井工艺。（2）成井后的水质应进行水质检验分析，以判断水质是否满足使用要求。（3）在进行地下水的开发利用时，如开采量较大，开采过程中尚应对动水位、水质、地面变形、周边建筑物做监测工作。采取有效措施防止开采地下水引起的不良影响。新建的建筑物应与水井保持一定的距离。（4）为使水源地地下水不受污染，应对废污排放工作进行严格控制，做好水源地范围内的卫生环境保护工作。

作者：赖月彬单位：广东省地质物探工程勘察院