水文地质测绘的基本操作技术

  本文是野外水文与水文地质测绘的基本操作技术，要求掌握流量与水位观测、水样采集、抽  水与渗水试验、泉、水井、地表水调查的基本操作技术、基本方法和技术要求。

  水文地质测绘的比例尺，普查阶段宜为1:100 000~1:50 000；详查阶段宜为 1:50 000~1:25 000；  勘探阶段宜为 1:10 000或更大的比例尺。各种调查点的位置，可采用罗盘、GPS结合典型的地形地物确定，应准确地绘到底图上。

  §3.1 观测点与观测路线要求

  水文地质测绘的观测路线宜按下列要求布置：沿垂直岩层或岩浆岩体构造线走向；沿地貌变化显著方向；沿河谷沟谷和地下水露头多的地带；沿含水层带走向。水文地质测绘的观测点宜布置在下列地点：地层界线、断层线、褶皱轴线、岩浆岩与围岩接触带、标志层、典型露头和岩性岩相变化带等；地貌分界线和自然地质现象发育处；井、泉、钻孔、矿井、坎儿井、地表坍陷、岩溶水点（如暗河出、入口）、落水洞、地下湖和地表水体等。

  水文地质测绘每平方公里的观测点数和路线长度可按表 3-1确定。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%。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。进行水文地质测绘时，可利用现有遥感影像资料进行判释与填图，减少野外工作量和提高图件的精度。

  测绘比例尺

  地质观测点数 /个·km-2水文地质观测点数观测路线长

  松散层地区基岩地区 /个·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 流量的测量

  3.2.1堰测法

  当涌水量小于 10L/s时，用三角堰；大于 10L/s时，采用梯形堰或矩形堰测量。

  测得堰口高度(h)及堰口宽度 b (单位为 cm)，分别用下列公式计算：

  （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

  为了工作方便，以上几种堰都有专门换算表。测量时按下列要求去做：

  （1）在离泉出口处不少于 l~2 m的距离上进行测量；

  （2）当流量与流速很大时，让水流出一定距离进行测量；

  （3）堰板要放直 (不要有前后、左右的歪扭)；

  （4）水头高度标尺的零点和堰槛位于同一高度上，若用直尺或三角板测量水头高度，应将测尺的平面与水流方向平行。

  3.2.2容量法

  用水桶或其它容器，按时计量测出流量，常用于流量较小的泉或民井抽水。

  3.2.3断面法

  选择水流平稳的渠段，测定水深、流速，进而可求得流量。

  §3.3 地下水位的观测

  （1）测钟。当地下水位埋深较浅时，常用测钟。当测钟接触到地下水面时，发出嗡嗡声，此时测量测钟绳长，即为地下水位埋深。

  （2）电测水位计或万用电表。电测水位计或万用电表是目前常用的测量地下水位的工具，其优点是简便、准确、不受地下水位埋深的限制。但测量时必须测绳伸直，应反复试测，准确地找到水面位置。

  （3）其它仪器。

  §3.4 水样采取

  野外测绘中采取水样必须遵守下列规则：

  （1）要从水面以下 0.2～0.5 m处取样；

  （2）在停滞的水体或水中采取水样，应将死水抽去后，采取新鲜水样；采取河水水祥，应在水流较缓的地段采取；

  （3）在取祥前应将已洗净的水样瓶用所取之水仔细冲洗 2~3次；

  （4）取样时不宜把瓶装满，应留 l~2 cm空隙；

  （5）取好水样应立即密封，用纱布将瓶口缠好，然后再用蜡封住；

  （6）取特殊要求水样时应加稳定剂另取一瓶水样，如分析水中侵蚀性 CO2的含量时，则应

  

  另取一瓶水样加入大理石粉。

  §3.5 民井简易抽水

  （1）选择新井或近期淘过的井，并尽量选择易透水的井壁结构；

  （2）井的卫生条件较好，附近没有污染源，并有良好的排水条件；

  （3）要测得准确的天然静止水位；

  （4）水位降深应大于 0.50 m，允许变化幅度 2 cm，水位和流量同时趋近稳定状态后延续时间不得小于 2 h；

  （5）绘制 s-t，s'-t，Q-f曲线；

  （6）计算稳定涌水量及渗透系数。

  民井简易抽水一般适用于了解浅层含水层的富水性和透水性。

  §3.6 钻孔抽水试验

  3.6.1要求

  （1）根据规范定额要求，对揭露了主要含水层（富水性强，厚度大）的某些钻孔作三次水位降深单孔抽水试验。每次降深稳定的延续时间应随含水层性质而定，松散结构的含水层一般采用趋近稳定状态以后再延续 8 h即可。而对于裂隙岩层或岩溶含水层可增加 2-3班。此外，应考虑钻孔的目的，确定抽水延续时间。

  （2）抽水试验误差范围的要求：用离心泵或深井泵抽水时，水位、流量、其时间间隔可按稳定流或非稳定流抽水要求进行，同时要测水温和气温。

  3.6.2 技术成果

  抽水试验结束后应编制下列曲线图：

  (1) Q-t，s-t曲线；

  (2) Q-s曲线；

  (3) q-s曲线；

  (4) 应采水样进行水质分析；

  (5) 应提交下列内容的图表。

  a、钻孔的地质柱状图，各种简易观测的曲线图，包括岩心采取率曲线、钻进速度曲线、水位变化曲线、冲洗液消耗量曲线等，编制泥浆稠度或比重的变化曲线。

  b、抽水试验图表：抽水试验成果表、Q-f(s)曲线图、 q-f (s)曲线图、水位恢复曲线图、施工技术资料表。

  c、水质分析表。

  d、钻孔位置示意图。

  e、K值的计算结果。

  

  §3.7渗水试验

  当野外抽水试验设备缺乏时，可采用试坑渗水试验法，测定包气带非饱和岩层的渗透系数。有条件可采用单环法或双环法以提高精度。

  试坑法是在表层干土中挖一试坑，坑底要离潜水位 3~5 m以上，向试坑内注水，必须使试坑中的水位始终高出坑底约 10 cm，为便于观测坑内水位，在坑底设一标尺，求出单位时间内从坑底渗入的水量 Q，除以坑底面积 F，即得出平均渗透速度 V=Q/F。当坑内水柱高度不大（等于10 cm）时，可以认为水头梯度近于 1，因而 K=V。

  §3.8 泉的观测记录

  （1）把泉统一编号标记在图上，并描述泉出露的位置，属于何种地貌单元，如河谷、盆地、冲沟、峡谷及山麓等，标出泉相对河水面高程及居民点的方位和距离。

  （2）详细描述泉出露点的地质条件，并选择典型方位作剖面图及泉出露地段的平面图，应表示出岩层性质、地质构造特点，松散沉积物中应阐明沉积物成因类型、岩性、结构等。

  （3）测定泉水温度，判明水的物理性质及气体成分，并取水样作化学成分鉴定；

  （4）观察泉水出露形态，自然流出的 (渗出的、滴出的)或涌出的是否有间歇性流量变化；

  （5）观察出露处是否有沉淀物质——泉华（矿质的、钙质的、硫磺的，铁质的等）；

  （6）测定泉水流量，了解访问泉水动态；

  （7）调查泉的使用情况，是否有引水工程；

  （8）确定泉的类型，按泉的形成分类有：侵蚀泉、接触泉、断层泉；按泉的水力特征分类：上升泉、下降泉。

  §3.9水井的观测记录

  （1）水井的位置，村庄内、外；平原、高地、斜坡、洼地冲沟；在河、湖、池塘、沼泽岸上，距离水体多远，是否被洪水淹没；

  （2）井的坐标、地面标高、井口标高、井底深度；

  （3）水位埋深；

  （4）井的地层柱状图；

  （5）井壁的结构及井口形态；

  （6）建井年代及最近一次淘井的时间；

  （7）取水设备及用水量；

  （8）井的涌水量（可作简易抽水试验或访问）；

  （9）井水的物理性质，记录水温、气温、颜色、透明度、气味、味道等；

  （10）井水的动态：①丰水年、枯水年的井水位变化情况；②年内水位变化情况；③井水的用途及附近的卫生环境状况；

  （11）井位的平面图及示意剖面图。

  §3.10地表水（河流）的调查

  （1）河流所在地区的标高、河流发源地、流往何处、有哪些支流；

  （2）旱季与雨季河水的宽度、深度、涨水时水位上升幅度；

  （3）测量水的流速、流量；

  （4）河床、河岸的性质，陡岸还是平缓岸，河床是砂质的、石质的、还是粘土质的，河床生长的植物、河岸的淹没情况；

  （5）河水的污染情况；

  （6）河水的利用情况；

  （7）河水与地下水的补、排关系（位置、地点、补排量）。