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文檔簡介
1、.:.;礦山水文地質(zhì)任務(wù)的根本方法簡述1.地下水及地下水的根本特征地下水是地球水圈中水體的一部分,它分布于地下十幾公里深度內(nèi)的巖石空隙(包括孔隙、裂隙、溶洞)之中。1.1地下水在巖石中的存在方式汽態(tài)水汽態(tài)水是賦存和運動在巖石非飽水帶中的一種蒸汽水,在水汽張力差的作用下,由張力大(絕對濕度大)的地方向張力小絕對濕度小)的地方運動。它與巖石空隙中其他方式的水及大氣中的水蒸汽處于一種經(jīng)常變化的動力平衡形狀,蒸發(fā)作用使它向大氣中運移,凝結(jié)又使它變?yōu)槠渌绞降牡叵滤?。吸著水吸著水是巖石顆粒外表由于靜電引力而吸附的一層很薄的水膜。這種吸著的水膜與巖石顆粒外表之間的分子作用力可高達10000大氣壓以上,因此
2、二者的結(jié)合很嚴密,又稱強結(jié)合水。這種水不能產(chǎn)生流動,更不能被植物的根系吸收,如在熱條件下可以變成水蒸汽。薄膜水薄膜水是在吸著水外圍逐漸加厚而構(gòu)成,又稱弱結(jié)合水。它與吸著水的區(qū)別在于它能從薄膜厚的地方向薄膜薄的地方運動。薄膜水的外層可以被植物的根系吸收。吸著水和薄膜水的構(gòu)成與巖石顆粒外表的吸附才干有關(guān)。這種吸附才干又取決子巖石顆粒的比外表積和分散度。例如顆粒極細小的粘土所能吸附的結(jié)合水量可以到達其體積的1845%;而在顆粒較粗的砂土中只占其體積的0.52%。毛細水毛細水是存在于由巖石顆粒組成的細小毛管中的水,它是由水的外表張力、重力與毛管壁面對水分子的吸附力平衡作用的結(jié)果。它可以上升到一定的高度
3、,稱毛細上升高度。毛細水可以傳送靜水壓力,并被植物的根系吸收。在土壤次生鹽漬化地域,詳細研討毛細水有重要意義。重力水 重力水是當(dāng)巖石空隙全部被水飽和時,只在重力作用下運動的地下水。重力水是水文地質(zhì)研討的主要對象。這種重力水既可以自在流動,又可以傳送靜水壓力。固態(tài)水固態(tài)水是呈固態(tài)凍結(jié)在巖石空隙中的地下水。它在巖石溫度低于水的冰點時構(gòu)成。在多年凍土區(qū),固態(tài)水終年以固態(tài)冰的方式存在,而在季節(jié)性凍土區(qū)的一定深度內(nèi),只需在封凍季節(jié)呈固態(tài),其他季節(jié)那么融化為重力水。1.2 地下水的分類及各類地下水的根本特征地下水的分類是一個相當(dāng)復(fù)雜的問題,它可以根據(jù)地下水在巖石空隙中的存在方式、地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分
4、,地下水的水力性質(zhì)、巖石空隙性質(zhì)、地下水埋藏條件,以及地下水在現(xiàn)代水循環(huán)中的水交替速度等標志進展分類。通常傳統(tǒng)的分類是根據(jù)地下水的埋藏條件,把地下水分為上層滯水、潛水和承壓水。還有按巖石空隙性質(zhì),把地下水分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。下面引見幾種對水文地質(zhì)勘察任務(wù)有指點意義的地下水分類及其根本特征。按地下水理藏條件的分類.上層滯水:上層滯水是存在于松散堆積物的飽氣帶中的部分隔水層之上的重力水,是當(dāng)?shù)丶竟?jié)性的降雨或地表水滲入到部分隔水層受阻而賦存起來的距地表最近的地下水。它的分布范圍很小,經(jīng)常是雨季補給時存在,旱季蒸發(fā)時消逝,是一種不穩(wěn)定的季節(jié)性地下水。 .潛水:潛水是埋藏在地表以下第一個穩(wěn)定隔水
5、層(弱透水層)以上,具有自在水面的重力水。從自在水面到隔水層的垂直間隔 為潛水含水層的厚度。這個厚度是一個變數(shù),補給期出現(xiàn)高水位時厚度變大,排泄期出現(xiàn)低水位時那么厚度變小。潛水從高水位流向低水位。潛水的靜水壓力表現(xiàn)不明顯,所以又稱無壓水。潛水水位往往和地形起伏相一致。它主要受大氣降水和地表水補給,當(dāng)其下面有高水頭的承壓水存在時,有時也經(jīng)過所謂浸透性較好的“天窗而獲得承壓水的補給,或其底板為弱透水層時,也可出現(xiàn)所謂承壓水向上的越層(流)補給。潛水的徑流速度除了巖溶暗河或粗顆粒組成的河谷潛流外,普通是很小的。潛水的排泄方式有泉水流出,以地下徑流補給河湖等地表水或當(dāng)其埋藏較淺時經(jīng)過包氣帶而蒸發(fā)。潛水
6、主要埋藏在第四紀松散堆積物中,其次是基巖裂隙風(fēng)化帶中。潛水在現(xiàn)代水循環(huán)中處于一種積極交替的過程,所以是一種再生才干較強的地下水資源。承壓水:承壓水是充溢兩個隔水層或兩個相對弱透水層之間含水層中的地下水。當(dāng)這種含水層中的地下水未被充溢時,稱為層間水,具有潛水的水力性質(zhì)。承壓水接受靜水壓力,所以被鉆孔或井揭露后地下水涌出并高出隔水層底板,承壓水涌出地表的稱自流水。承壓水的構(gòu)成條件與地質(zhì)構(gòu)造及含水層與隔水層的空間分布有關(guān)。例如,向斜構(gòu)造、單斜構(gòu)造經(jīng)常構(gòu)成承壓水;在由第四紀松散堆積物組成的多層構(gòu)造條件下,也有利于承壓水的構(gòu)成。有的承壓水可分為補給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)。補給區(qū)往往小于分布區(qū)。補給區(qū)分布在上
7、游,經(jīng)常是深埋的潛水;排泄區(qū)分布在下游,常是地表上升泉的分布地帶。有的承壓水并沒有明顯的補給區(qū)和排泄區(qū)。例如,在過去地質(zhì)年代里構(gòu)成的封存水,它具有很高的承壓水頭,但劃分不出補給區(qū)與排泄區(qū)。按巖石空隙性質(zhì)的分類孔隙水:孔隙水是理藏運動在第四紀松散堆積物,弱膠結(jié)的堆積巖和巖漿巖、蛻變巖風(fēng)化帶孔隙中的地下水。孔隙水分布均勻而且延續(xù),呈層狀,有延續(xù)穩(wěn)定分布的水位。根據(jù)埋藏深度的不同,孔隙水可以分別構(gòu)成上層滯水、潛水和承壓水??紫端臉?gòu)成與分布同第四紀堆積物的成因類型有著親密關(guān)系,其富水性取決于含水層的顆粒大小,分選程度及含水層的厚度。裂隙水:裂隙水主耍分布在鞏固、半鞏固巖石的各種裂隙之中,根據(jù)含水層產(chǎn)
8、狀,可分為裂隙層間水和裂隙脈狀水。根據(jù)裂隙的成因又可分為風(fēng)化裂隙水、成巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水三種。在第四紀松散堆積物中有時也出現(xiàn)一種裂隙水,如黃土中的裂隙水和沖積平原下游的粘土裂隙水。巖溶水:埋藏運動在可溶鹽巖石的裂隙、溶洞中的地下水稱巖溶水。巖溶水不但具有獨特的性質(zhì),同時又是一種地質(zhì)營力。由于巖溶水在儲存、運動中不斷地對可溶鹽巖石進展溶蝕作用,所以也就不斷地在改動它本身的儲存條件和運動條件。巖溶水的最大特點是其空間分布的不均一性,這種特殊分布取決于當(dāng)?shù)貛r溶的發(fā)育規(guī)律。巖溶水在現(xiàn)代水循環(huán)過程中有著比較快的水交替速度,尤其是巖溶暗河,其水交替速度接近于地表徑流。1.3 影響地下水構(gòu)成的氣候、水文要
9、素 除了埋藏很深的古代封存水外,普通的地下水都參與現(xiàn)代水循環(huán)。因此,地下水的補給量、儲存量與排泄量,以及地下水質(zhì)的好壞,在很大程度上與當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑺囊赜H密相關(guān)。對地下水發(fā)生顯著影響的氣候、水文要素主要是降水,蒸發(fā)與水文網(wǎng)的分布。1.4 地下水的水質(zhì)地下水的物理性質(zhì)地下水的比重:地下水的比重決議于所含溶解鹽分的含量,地下淡水的比重普通來說與化學(xué)純水一樣,其數(shù)值為1。溶解鹽分含量很高的鹽鹵水,其比重均大于1。地下水的溫度:地下水的溫度與地下水的埋藏深度有關(guān)。淺埋的地下水溫度受氣溫的影響,具有晝夜和季節(jié)變化的特點。溫度有晝夜變化的地下水埋深在3一5米以內(nèi),即在日常溫帶以上;溫度具有年變化特點的地
10、下水埋深普通在50米以內(nèi),即在年常溫帶以上。年常溫帶以下的地下水溫度那么隨深度的添加而升高,受地?zé)嵩鰷芈?溫度每升高1時所需求添加的深度)控制。地殼的平均地?zé)嵩鰷芈蕿?033米/,各地由于地質(zhì)條件不同,地?zé)嵩鰷芈室膊灰粯?,在有地?zé)岙惓4嬖诘牡赜颍叵滤臏囟饶敲捶牡責(zé)嵩鰷芈剩墚惓嵩吹目刂?。根?jù)地下水的溫度可把地下水分為低于0的過冷水;020的冷水;2042的溫水;42100的熱水和大于地下水的顏色:地下水的顏色取決于它的化學(xué)成分與懸浮物。常見的地下水是無色的,但含硫化氫氣體時,地下水就呈翠綠色,亞鐵含量較高時呈灰藍色,含錳的化合物時呈暗紅色,含有較多氧化鐵時那么呈紅色,含腐植質(zhì)的沼澤水
11、常呈黃褐色。這些化學(xué)成分的含量較低時,并不影響地下水的顏色。地下水的氣味與口味:地下水普通是無氣味無口味的,但有時也具有強度不同的氣味,如地下水中富含硫化氫時那么有劇烈的臭雞蛋味等。當(dāng)?shù)叵滤心承╇x子含量增高時,那么出現(xiàn)不同的味道(口味)。例如,富含氯化鈉的地下水具咸味,富含氯化鎂與硫酸鎂時具苦味,富含硫酸鈉的具澀味,含大量有機質(zhì)的具甜味等。所以地下水的味道也與其化學(xué)成分有關(guān)。地下水的導(dǎo)電性:地下水的導(dǎo)電性取決于所含電解質(zhì)的數(shù)量與性質(zhì),通常和水的含鹽量有直接的關(guān)系。由于離子含量越多,離子價那么越高,所以水的導(dǎo)電性也就越強。如高礦化度的咸水與低礦化度的淡水相比較,其導(dǎo)電性就大得多。地下水的放射性
12、:地下水在不同程度上或多或少地都具有一定的放射性,但普通地下水的放射性是非常低的。僅當(dāng)?shù)叵滤c放射性礦床或放射性異常有關(guān)時,地下水才出現(xiàn)一定的放射性。地下水的化學(xué)成分地下水的主要化學(xué)成分:地下水不是化學(xué)純水,它的化學(xué)成分很復(fù)雜,可以從中找到很多人所共知的元素,這些元素成分以離子、氣體、分子和膠體形狀存在。地下水中所含的化學(xué)成分及其富集情況,與這些元素成分的溶解度有直接的關(guān)系。例如,在地殼中分布最廣的氧、鈣、鎂、鉀、鈉等在地下水中是常見的,而硅、鐵等雖在地殼中有很廣的分布,但其溶解度較低,在地下水中就不多見。氯在地殼中分布雖少,但在地下水中卻經(jīng)常富集起來,構(gòu)成氯化物水型就是由它的溶解度決議的。地
13、下水中分布最多的離子有CI、SO42、HCO32 一、Na、K、Ca22、及Mg2 + 。其次有H、NH4、Fe2 +、Fe3 +、Mn2 +、OH、NO3、CO32、及PO43。以未離解(化合)的分子形狀存在的有Fe 203、AI2O3、及H2SiO3等。地下水中常見的溶解氣體成分為CO2、O2、N2、CH4、H2S、H2及Rn等。地下水的酸堿度(pH):地下水的酸堿度是用氫離子濃度的對數(shù)值來表示的,即pH=-logH。在純水中氫離子濃度與氫氧根離子濃度相等,水呈中性反響。當(dāng)水中H+濃度大于OH一濃度時,水呈酸性反響。而當(dāng)水中H+濃度小于OH一濃度時,水那么呈堿性反響。即H=10-7時,pH
14、=7,水呈中性。當(dāng)H 10-7時,pH7時,水呈酸性,當(dāng)H 10-7時,pH7時,水呈堿性,通常根據(jù)pH值把地下水分為強酸性(pH 9)五種。大多數(shù)地下水呈弱堿性反響,在硫化物礦床與煤田地域那么見有酸性反響的水。地下水的硬度:地下水的硬度由水中的鈣、鎂離子構(gòu)成。用每升水中鈣、鎂離子之和的毫克當(dāng)量數(shù)來表示。我國普通采用德國度H來表示,1德國度相當(dāng)于1升水中含有10毫克的CaO或7.2毫克的MgO。1毫克當(dāng)量硬度等于2.804德國度。即:H4.2為極軟水;H=4.28.4為軟水;H=8.416.8為微硬水H=16.825.2為硬水; H25.2為極硬水。地下水的總礦化度:地下水中所含離子、分子等鹽
15、類成分的總量稱為總礦化度,用克/升來表示??偟V化度是評價地下水質(zhì)的主要標志。根據(jù)它的大小,可以把地下水分成淡水(50克/升)五種。測定地下水總礦化度的方法是在110地下水的侵蝕性::地下水的侵蝕性主要是指對金屬、混凝土等的侵蝕才干。當(dāng)水的pH值低,水中含有溶解氧、游離硫酸、H2S、CO2及其他重金屬硫酸鹽時,即對金屬產(chǎn)生劇烈的侵蝕破壞作用。金屬鐵管遭到侵蝕破壞,是由于鐵置換了水中的氫離子而引起的。地下水可以破壞混凝土,是由于具有侵蝕性的地下水能溶解和溶濾混凝土的某些成分,并在其中構(gòu)成一些新化合物,普通分為碳酸侵蝕性(分解侵蝕性)、溶濾侵蝕性、硫酸浸蝕性(結(jié)晶侵蝕性)和鎂侵蝕性四種。碳酸侵蝕性取
16、決于水中侵蝕性CO2的含量,由于地下水中有游離的CO2存在,當(dāng)與碳酸鹽類接觸時,假設(shè)游離CO2超越了化學(xué)反響平衡形狀的含量時,就成為侵蝕性CO2并使碳酸鹽發(fā)生溶解,于是就具有侵蝕性。溶濾侵蝕是由于碳酸鈣溶解,并從混凝土內(nèi)溶濾出氫氧化鈣而產(chǎn)生的。當(dāng)?shù)叵滤胁淮嬖谇治g性CO2時,也可在HCO32含量很少的情況下經(jīng)過溶濾侵蝕作用破壞混凝土。硫酸侵蝕性是當(dāng)SO42含量高的地下水接觸碳酸鹽類時發(fā)生的一種侵蝕。它是由于SO42與碳酸鹽類中的一些組分產(chǎn)生化學(xué)作用而構(gòu)成一種含有水硫酸鹽的結(jié)晶使體積膨脹而發(fā)生的侵蝕破壞。例如在生成Ca SO42H2O時,其體積增大一倍;在生成MgSO47H2O 時,共體積增大約
17、4倍。普通當(dāng)水中CI含量10OD毫克/升、SO42含量超越250毫克/升時,這種地下水就開場有了侵蝕性.。鎂侵蝕性是在水中含有大量鎂離子時產(chǎn)生的。當(dāng)它與混凝土接觸時,表現(xiàn)為水中的MgCI2與混凝土中結(jié)晶的Ca(OH)2起交替反響而生成Mg(OH)2和易溶于水的CaCI2:而破壞了混凝土。2. 礦區(qū)水文地質(zhì)勘察的目的、義務(wù)GB 12719一91對水文地質(zhì)勘探任務(wù)的根本義務(wù)為:查明礦區(qū)水文地質(zhì)條件及礦床充水要素,預(yù)測礦坑涌水量。對礦床水資源綜合利用進展評價,指出供水水源方向;查明礦區(qū)的工程地質(zhì)條件,評價露天采礦場巖體質(zhì)量和邊坡的穩(wěn)定性,或井巷圍巖的巖體質(zhì)量和穩(wěn)定性,預(yù)測能夠發(fā)生的主要工程地質(zhì)問題;
18、評述礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量,預(yù)測礦床開發(fā)能夠引起的主要環(huán)境地質(zhì)間題,并提出防治的建議。 水文地質(zhì)勘察是研討水文地質(zhì)條件的主要手段,是詳細程度不同的水文地質(zhì)調(diào)查的總稱。它包括水文地質(zhì)測繪、勘探、實驗和觀測任務(wù)。水文地質(zhì)勘察的總目的,是為了查明地下水的構(gòu)成、分布規(guī)律,并在此根底上對地下水資源作出水量與水質(zhì)評價,從而為國民經(jīng)濟建立提供水文地質(zhì)根據(jù)。不論從事任何一項水文地質(zhì)勘察任務(wù)都應(yīng)該有明確的目的性,由于目的決議義務(wù)。水文地質(zhì)勘察任務(wù)是運用各種不同的測繪、勘探、實驗、觀測方法,經(jīng)過一定的勘察程序去查明根本的水文地質(zhì)條件和處理專門性的水文地質(zhì)問題。例如對礦山的水文地質(zhì)勘察義務(wù)來講,除了查明地下水的構(gòu)成、分
19、布規(guī)律和補給、徑流、排泄這些根本的水文地質(zhì)條件外,應(yīng)著重研討礦山開采、排水條件下,開采技術(shù)條件的論證,為經(jīng)濟合理地開發(fā)利用、地下水患防治、環(huán)境地質(zhì)間題提供所需的水文地質(zhì)資料。GB 12719一91對勘查任務(wù)的階段劃分及其任務(wù)程度要求是:礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價應(yīng)與礦產(chǎn)地質(zhì)勘查任務(wù)階段相順應(yīng),分為普查、詳查和勘探三個階段。水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件簡單的礦區(qū),勘查階段可簡化或合并。但提供礦山建立設(shè)計作根據(jù)的地質(zhì)勘查報告,均應(yīng)到達勘探階段的要求。普查階段 :結(jié)合礦產(chǎn)普查進展,對于已進展過區(qū)域水文地質(zhì)工程地質(zhì)普查的地域,其資料可直接利用或只進展有針對性的補充調(diào)查,大致查明任務(wù)區(qū)的水文地
20、質(zhì)工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)條件。普查階段是區(qū)域性小比例尺帶有戰(zhàn)略意義的任務(wù)。普通不要求處理專門性的水文地質(zhì)問題,主要是查明區(qū)域水文地質(zhì)條件。如各類含水層的賦存條件與分布規(guī)律、地下水的水質(zhì)、水量以及地下水的補給、徑流、排泄等條件。在普查、詳查階段通常要進展1:500001:10000萬比例尺的水文地質(zhì)測繪任務(wù),比例尺的選擇應(yīng)根據(jù)義務(wù)要求的深度和水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度來確定。普查、詳查階段一切地質(zhì)鉆孔均要求做鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測與水文地質(zhì)編錄任務(wù)。詳查階段 :根本查明礦區(qū)的水文地質(zhì)工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)條件.為礦床初步技術(shù)經(jīng)濟評價、礦山總體建立規(guī)劃和礦區(qū)勘探設(shè)計提供根據(jù)。勘探階段 :詳細查明礦區(qū)水文地質(zhì)工程
21、地質(zhì)條件,評價地質(zhì)環(huán)境,為礦床的技術(shù)經(jīng)濟評價及礦山建立可行性研討和設(shè)計提供根據(jù)。詳查、勘探階段的任務(wù)普通在水文地質(zhì)普查的根底上進展。在這個階段任務(wù)中要求處理專門性的水文地質(zhì)問題,為礦山建立、采礦提供所需的水文地質(zhì)根據(jù)。詳查的義務(wù)除查明根本的水文地質(zhì)條件外,還要求對含水層的水文地質(zhì)參數(shù)、地下水動態(tài)變化規(guī)律,預(yù)測礦坑涌水量等,并應(yīng)預(yù)測出未來地下開采能夠出現(xiàn)的水文地質(zhì)問題。因此,詳查、勘探階段要進展地表、地下水動態(tài)長期觀測:動態(tài)長期觀測的時間普通在一個水文年以上,包括地表水體、鉆孔、井泉、勘探坑道或消費礦井及水化學(xué)樣、細菌樣檢驗等任務(wù);抽水實驗任務(wù),抽水實驗分單孔、多孔、群孔抽水實驗。抽水實驗鉆孔的
22、數(shù)量應(yīng)根據(jù)義務(wù)要求的深度和水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度來確定。3.水文地質(zhì)測繪3.1水文地質(zhì)測繪的目的與要求水文地質(zhì)測繪是水文地質(zhì)勘察任務(wù)的根底與先行任務(wù),是認識和掌握區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)條件的重要調(diào)查研討方法。就水文地質(zhì)勘察任務(wù)程序而言,普通應(yīng)先測繪后勘探。在特殊情況下,測繪和勘探也可以同時進展,但測繪任務(wù)仍應(yīng)盡量先走一步,以便為及時調(diào)整勘探設(shè)計提供根據(jù)。水文地質(zhì)測繪的目的在于經(jīng)過對地質(zhì)、地貌、第四紀地質(zhì)、新構(gòu)造運動,地下水點的調(diào)查和填繪水文地質(zhì)圖等,查明勘察區(qū)內(nèi)地下水構(gòu)成與分布的根本規(guī)律,在此根底上做出初步的開發(fā)利用遠景評價,并對區(qū)內(nèi)存在的環(huán)境水文地質(zhì)問題等提出防治措施的論證。為水文地質(zhì)
23、勘探、實驗和觀測任務(wù)提供設(shè)計根據(jù)。 因此,水文地質(zhì)測繪的根本義務(wù)應(yīng)是查明: 與地下水構(gòu)成有關(guān)的區(qū)域水文、氣候要素;區(qū)域地質(zhì)、地貌及第四紀地質(zhì)特征:地下水的補給,徑流、排泄條件;含水層的埋藏條件及其分布。最后,結(jié)合其他任務(wù)對地下水資源及其開采條件進展初步評價,為礦山消費建立部門合理開發(fā)利用地下水提供完好的水文地質(zhì)資料。水文地質(zhì)測繪的主要任務(wù)步驟,包括預(yù)備任務(wù)、野外任務(wù)及內(nèi)業(yè)整編三個方面。 測繪任務(wù)終了時,應(yīng)提出相應(yīng)的地質(zhì)圖、地貌圖、第四紀地質(zhì)圖、綜合水文地質(zhì)圖、地下水水化學(xué)圖與有關(guān)的剖面圖,以及水文、氣候圖表和文字報告。3.2測繪的精度要求水文地質(zhì)測繪普通采用一樣比例尺精度的地形地質(zhì)圖作為底圖,
24、在此根底上進展水文地質(zhì)測繪。經(jīng)過水文地質(zhì)測繪所獲得的成果,主要反映在各種圖件上,因此,測繪的精度要求,主要是經(jīng)過圖幅的比例尺大小來反映的。不同比例尺填圖的準確度,取決于地層劃分的詳細程度和地質(zhì)界限描畫的精度,以及對地域的地質(zhì)、水文地質(zhì)景象的研討和闡明的詳細、準確程度。 測繪填圖時所劃分單元的最小尺寸,普通規(guī)定為2毫米,即大于2毫米的相應(yīng)比例尺的閉合地質(zhì)體;寬度大于1毫米,長度大于4毫米及長度大于5米的構(gòu)造線等均應(yīng)標示在圖上。根據(jù)這一要求,各種單元地質(zhì)體標示在圖上的允許尺寸為2毫米乘以圖幅比例尺的分母。在實踐填圖時應(yīng)結(jié)合詳細情況靈敏掌握,對于具有特別重要意義的地質(zhì)體,即使小于2毫米寬度者,也應(yīng)該
25、用放大比例尺的方法標示在圖上;相反,對于與水文地質(zhì)條件關(guān)系不大且相近似的幾種單元地質(zhì)體,可合并表示。 填圖單位的地層厚度以1:5萬比例尺為例,褶皺巖層不大于500米,緩傾斜巖層不大于100米。巖性單一時可適當(dāng)放寬精度。厚度小于23米的第四紀殘積物應(yīng)按基巖填圖。 根據(jù)不同比例尺的精度要求,規(guī)定在單位面積內(nèi)必需有一定數(shù)量的觀測點及觀測道路, 普通在1:5萬地形圖上每隔l一2厘米布置一條觀測線,每隔0.51厘米即應(yīng)有一個觀測點,條件簡單者可以放寬一倍。觀測點的布置應(yīng)盡量利用天然露頭。當(dāng)天然露頭缺乏時,可布置少量的勘探點,并選取少量的試樣進展實驗。為了到達所規(guī)定的精度要求,普通在野外測繪填圖中,采用比
26、例尺較提交成果圖件比例尺大一級的地形地質(zhì)圖作為填圖底圖,例如:當(dāng)進展1:5萬比例尺水文地質(zhì)測繪時,常采用I:25萬比例尺的地形地質(zhì)圖作為外業(yè)填圖的底圖。外業(yè)填圖完成后,再縮制成1:5萬比例尺圖件作為正式資料提交。3.3測繪的根本任務(wù)方法3.3.1填圖方法野外水文地質(zhì)測繪要采用文字記載和素描圖結(jié)合、觀測點的描畫和沿線察看結(jié)合及全面察看與解剖典型剖面相綜合的方法。橫向穿越法:選定一定的觀測線,其方式有S型或直線型。穿越測區(qū)沿線作詳細的地質(zhì)察看,觀測線應(yīng)垂直巖層和構(gòu)造線的走向(將觀測線正確地填繪在地形圖上),這樣可以在較短的道路上察看到較多的內(nèi)容(地層界限、巖性界限、地貌界限、接觸關(guān)系、褶皺、斷層構(gòu)
27、造線、巖層產(chǎn)狀、各種水文地質(zhì)景象),測繪出較多的地質(zhì)界限??v向追索法:是一種輔助方法。普通在中、小比例尺測圖時采用。當(dāng)?shù)刭|(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜而橫向穿越的觀測線又不能控制各類界限正確地填繪時,往往需求沿地質(zhì)體、地質(zhì)界限或構(gòu)造的走向進展迫索,輔以縱向追索法,力求弄清它們沿走向的變化和接觸關(guān)系。全面察看法:是水文地質(zhì)測繪的主要方法,即根據(jù)不同比例尺,預(yù)先在地形圖上布置一定數(shù)量的觀測點及觀測線進展察看。適用于大比例尺及中比例尺的部分復(fù)雜地域地質(zhì)填圖。觀測線密集,對全區(qū)露頭進展全面調(diào)查。3.3.3填圖的內(nèi)容與方法填圖是水文地質(zhì)測繪的主要義務(wù),是將各觀測線和每個觀測點的地面察看到的各種地質(zhì)景象、實測資料及
28、測定的各種界限,按規(guī)定的圖例符號在野外標注在地形地質(zhì)底圖上,作為室內(nèi)資料分析和編制各種成果圖件的根底。觀測點、線的布置 觀測線布置:在基巖山區(qū)或丘凌地帶,普通是垂直區(qū)域巖層走向或褶皺、斷層等構(gòu)造的走向,盡量控制整個任務(wù)區(qū)來布置觀測線。其次是沿河谷、溝谷和地下水露頭較多的地方,根據(jù)測繪填圖的實踐需求,有時也沿巖層走向和構(gòu)造線方向布置。觀測線的布置原那么是破費最少的時間,以最短的道路察看到最多的有意義的地質(zhì)景象。觀測線普通根據(jù)地質(zhì)圖、地形圖結(jié)合詳細情況進展布置。在第四紀松散堆積物分布區(qū),普通應(yīng)沿著堆積作用方向和地貌單元較多,地貌形狀較完好的方向布置觀測線。在山前地域觀測線由山區(qū)到平原,應(yīng)穿越洪積扇
29、的頂端至前緣來布置。在平原地域普通垂直河流,按控制一切階地的方向布置觀測道路,對于自流盆地或潛水盆地那么應(yīng)穿越盆地的補給區(qū)及排泄區(qū)。野外調(diào)查時,觀測點應(yīng)布置在具有重要意義的地點,如在地層界限的交界處,典型的地質(zhì)剖面,褶皺斷裂以及井泉附近都應(yīng)布點描畫。不宜平均布點,同等對待。要擅長尋覓好的露頭,進展詳細察看研討,將所察看的地層、構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)景象、各種察看點界限等,及時用一致規(guī)定的符號準確標繪在地形地質(zhì)圖上,必要時應(yīng)作實測剖面、素描或攝影。要留意采集動、植物化石、泡子花粉和古地磁樣品,作為鑒定地層時代和判別巖石成因的根據(jù)。觀測點分為如下三類:地質(zhì)點:主要描畫地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)點可分為
30、基巖點與第四紀松散堆積物點。 地貌點:以描畫景觀地理、地貌形狀及現(xiàn)代自然地質(zhì)景象為主。 水文地質(zhì)點:以描畫井、泉、鉆孔等水文地質(zhì)景象為主。觀測點的數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求,其布置原那么一方面是思索有控制性的地點,如在地層界限、斷層線、褶皺軸線、巖漿巖與圍巖接觸帶、標志層、典型露頭和巖性、巖相變化帶、構(gòu)造不整合等地,各種不同地貌成因、形狀界限,各種自然地質(zhì)景象和巖溶發(fā)育地段,以及各種天然、人工地下水露頭(井、泉、鉆孔、礦井、地下暗河出入口、地下湖), 地表水水體,不同水文地質(zhì)單元界限,各種水文地質(zhì)景象分布地段均應(yīng)布點;另一方面那么應(yīng)照顧到均勻性,即在水文地質(zhì)條件簡單地域也應(yīng)有適當(dāng)?shù)狞c控制。觀測點位置的
31、測定應(yīng)根據(jù)不同比例尺的精度要求采用儀器法、半儀器法測定。儀器法:用經(jīng)緯儀、水準儀等精細儀器測定觀測點的位置和標高。適用于大比例尺水文地質(zhì)測繪,如重要的井、泉、抽水實驗鉆孔、地下水位觀測孔等常采用這種方法。半儀器法:用簡單的儀器(如羅盤儀、氣壓計等)測定方位和高程,用計步儀或測繩丈量間隔 。這種方法是水文地質(zhì)測繪常采用的主要方法,適用于中比例尺水文地質(zhì)測繪。半儀器法的詳細標測方法有三種: a導(dǎo)線法:在地形底圖精度較差,地形起伏較小,地物標志不多的情況下運用,先找出準確的基準點(三角點、水準點或地物點等),然后從基準點開場向觀測點用羅盤定方位,用計步儀或測繩丈量間隔 將點定在圖上。 b三點交給法:
32、在地形底圖有一定的精度,地形起伏較大,地物標志較多的情況下運用,先找出兩個目測標志,然后由觀測點向每個標志點用羅盤定方位,根據(jù)兩個標志點的方位在地形底圖上即可定點。兩標志點與觀測點的夾角為3060之間時較為可靠。c地形地物定點法:這種方法常用于大比例尺地形團,底圖精度較高,地形地物標志多而明顯時,用氣壓計測定高程和根據(jù)地形地物標志目估間隔 與方位,來確定觀測點的位置及高程然后把觀測點標在地形圖上。目測法:目測是根據(jù)地形、地物目估或步測間隔 定點的方法。適用于大區(qū)域小比例尺水文地質(zhì)測繪。觀測點記錄與描畫 露頭地點、位置和類型:首先記錄圖幅的編號及該點所在縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊。觀測點分開標志點的方位和間
33、隔 ,并闡明觀測點位置的詳細特征(山頂、坡腳、懸崖及沖溝、河谷、河岸等等),然后寫明是基巖露頭還是第四紀松散堆積物露頭,以及是天然露頭還是人工露頭(鉆孔、淺井、探槽或剝土等)。最后應(yīng)注明調(diào)查日期和調(diào)查人姓名。 基巖露頭點的野外觀測描畫內(nèi)容:主要觀測描畫內(nèi)容有巖石的稱號、巖層的順序、地質(zhì)時代、顏色(新穎面、風(fēng)化面)、構(gòu)造、構(gòu)造、巖層厚度及產(chǎn)狀(走向、傾向、傾角)、巖層的接觸關(guān)系和觀測點所處構(gòu)造部位。對于構(gòu)造形跡及構(gòu)造面的地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)特征、節(jié)理的類型、發(fā)育程度(深、寬、高)、產(chǎn)狀和充填物,都應(yīng)進展詳細的觀測和描達,典型地段進展節(jié)理統(tǒng)計。其次還要描畫風(fēng)化裂隙的發(fā)育程度和充填情況,以及觀測點所處地形、
34、地貌特征及沿途地質(zhì)景象。第四紀松散堆積物地層露頭點的野外觀測與描畫內(nèi)容: 地層顏色;區(qū)別原生、次生、干濕以及程度與垂直方向的顏色變化,描畫時副色在前,主色在后,留意特殊色以及色帶、色斑的過渡和混雜情況。 地層的巖性特征:對礫石層來說,應(yīng)該描畫其成分、粒徑、分選性、磨圓度、外形(棱角狀、次棱角狀、次圓狀、園狀)、外表特征、產(chǎn)狀及風(fēng)化程度等等。砂的描畫普通只能根據(jù)閱歷用目估的方法把它們分成粗、中、細、粉四級,可用放大鏡觀測其礦物成分、外形及磨園情況,對砂的分選性在描畫時要給以足夠的注重,可分為均勻、中等和分選差三級,盡量把含礫石及粘性土的百分比估計出來。粘性土堆積物在野外只能利用其可塑酸性做搓條實
35、驗,并根據(jù)閱歷把粘性土定為粘土、粉質(zhì)粘土和粉土三種。還要描畫它們的松散性和固結(jié)性、孔隙裂隙的發(fā)育情況、含不含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳結(jié)核,以及遇稀鹽酸起泡的程度等。 地層的構(gòu)造特征,地層剖面構(gòu)造特征(如沖積層的二元(雙層)構(gòu)造,洪積層相變和透鏡體夾層、殘積層與巖石過渡關(guān)系等);土的構(gòu)造和均一程度,碎屑混入物的成分(特別留意“泥礫景象),砂的松散與膠結(jié)情況(膠結(jié)程度,膠結(jié)物種類,膠結(jié)類型);礫石的陳列方向等。除用文字描畫外,還應(yīng)有素描圖。 地層中的特殊夾層:如含礦層、泥炭層、風(fēng)化殼、古土壤及火山堆積層等也要進展詳細的描畫。 化石及人類遺址(文化層):對于化石稱號、數(shù)量、形狀大小、保管情況、石化程度、分布情
36、況等要詳細描畫?;瘜游粦?yīng)在地質(zhì)剖面上注明。對人類遺址如石器、灰燼和猿人洞穴等都應(yīng)詳細描畫。 地層的厚度:要仔細丈量露頭上的出露厚度,并留意它在空間上的變化。 層間界限:主要指層與層之間的接觸關(guān)系,要確定界限性質(zhì)并描畫共特點。 堆積物組成的地貌特征:包括露頭的地貌位置、堆積物本身所組成的地形形狀。 標本:在現(xiàn)場要記錄下標本采集的地點和層位進展編號,并表示在剖面圖上。3.4水文地質(zhì)測繪資料的整理分野外資料整理和測繪任務(wù)終了后室內(nèi)資料整理。3.4.1野外資料整理野外資料整理是把測繪任務(wù)所得到的實踐資料綜合起來,加以系統(tǒng)化,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時處理,以便指點測繪任務(wù)的進展。野外任務(wù)期間,當(dāng)天察看結(jié)果所
37、獲得的資料,要做到當(dāng)天資料當(dāng)天整理,防止積壓至次日或以后整理,發(fā)生遺忘,呵斥過失,其內(nèi)容如下:檢查、補充和修正野外記錄薄和草圖,并進展著墨。檢查地質(zhì)點在圖幅內(nèi)的座標位置,修正地質(zhì)草圖,編制各種綜合圖及輔助地質(zhì)剖面; 整理實驗結(jié)果,進展必要計算,按規(guī)定繪制曲線圖表;整理和登記所采集的各種樣品及標本。對各種標本、樣品按一致編號進展登記和填寫標簽,并分別包裝。與鄰區(qū)進展接圖,進展道路小結(jié),發(fā)現(xiàn)問題并指出處理方法。研討和確定第二天詳細任務(wù)道路和任務(wù)方法。3.4.2野外測繪任務(wù)終了后的資料整理野外測繪任務(wù)終了后,應(yīng)立刻組織力量,編制綜合水文地質(zhì)圖綜合水文地質(zhì)圖上應(yīng)表示出不同地質(zhì)時代的地層、產(chǎn)狀要素、巖性
38、和地質(zhì)構(gòu)造等。根據(jù)實踐需求,在此圖上應(yīng)該闡明含水巖層(組)、富水性,重要的和有代表性的水點,地下水位標高和埋藏深度,地下水的水化學(xué)類型和礦化度,以及水文地質(zhì)分區(qū)界限和剖面線等內(nèi)容。綜合水文地質(zhì)圖應(yīng)附有水文地質(zhì)剖面圖。 4.鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測地質(zhì)鉆探不僅是要查明礦石的質(zhì)量和數(shù)量,同時還須搞清楚礦床的斌存條件。鉆孔筒易水文地質(zhì)記錄,觀測任務(wù)是鉆探任務(wù)的一部份,而鉆探筒易水文資料又是水文地質(zhì)資料的一部份。這項任務(wù)是不用耗費多大精神就可以做到的。簡易水文觀測,其主要目的是劃分含水層和相對隔水層的位置、厚度,并初步了解礦區(qū)含水層的厚度、數(shù)目、水位、富水性以分布規(guī)律等,為正確布置礦區(qū)水文任務(wù),尤其為布置
39、公用水文地質(zhì)鉆孔。為礦山開采提供可靠的水文地質(zhì)資料。GB 12719一91要求:在普查、詳查階段全部鉆孔都要進展鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測與編錄任務(wù);勘探階段根據(jù)水文地質(zhì)條件的復(fù)雜簡單、中等、復(fù)雜程度:以孔隙充水的礦床,要有10%20%、30%40%、50%60%的鉆孔進展鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測與編錄任務(wù);以裂隙充水的礦床,要有30%40%、50%60%、70%80%的鉆孔進展鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測與編錄任務(wù);以溶蝕裂隙充水的巖溶充水礦床,要有50%60%、60%70%、80%90%的鉆孔進展鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測與編錄任務(wù);以溶洞充水為主的巖溶充水礦床,要有60%70%、70%80%、80%90%的鉆孔
40、進展鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測與編錄任務(wù);以暗河充水為主的巖溶充水礦床,為水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦床,要有80%90%的鉆孔進展鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測與編錄任務(wù)。4.1簡易水文地質(zhì)觀測任務(wù)的主要內(nèi)容提到巖性鉆探就想到鉆探六大項目的:巖礦心采取率,孔彎曲度,校正孔深,簡易水文觀測,原始班報表,封孔。簡易水文地質(zhì)觀測孔普通要求沖洗液為清水鉆進,簡易水文地質(zhì)觀測資料的主要內(nèi)容有:沖洗液耗費量:指鉆進中沖洗液的變化量。其觀測方法是:下鉆前測一次沖洗液水池中的水位,提鉆后再測定一次水位,計算后可得本回次進尺段內(nèi)沖洗液的耗費量;或是在鉆進過程中每小時觀測一次水位變化,計算后即可得每小時段內(nèi)沖洗液和耗費量,假設(shè)耗費量忽
41、然發(fā)生變化,闡明能夠是揭露了不同浸透性的含水層(或?qū)佣??;卮嗡唬褐笡_洗液在鉆孔中的液面位置。觀測方法是:在每回次下鉆前和提鉆后皆應(yīng)立刻丈量水位,停鉆期間要14小時觀測一次水位,以系統(tǒng)掌握孔內(nèi)水位的變化情況。干鉆時可直接發(fā)現(xiàn)地下水,根據(jù)孔內(nèi)水位的忽然變化,應(yīng)停鉆測定其初見水位和天然形狀下的穩(wěn)定水位,普通是潛水的初見水位與穩(wěn)定水位根本一致,承壓水的穩(wěn)定水位那么高于初見水位。涌水量:指孔口涌水時的地下水流量。假設(shè)孔口涌水,闡明鉆孔揭露了承壓水頭高于地面的承壓含水層,些時應(yīng)測定穩(wěn)定水位和涌水量,丈量涌水量的方法主要有堰測法、容積法等。記錄鉆孔漏水位置和丈量沖洗液忽然漏失量;記錄鉆孔遇溶洞鉆具驟然下
42、降的起止孔深位置。測記錄鉆進過程中的其它異常情況,如破碎、裂隙、裂痕、溶洞、 HYPERLINK wiki.zhulong/baike/detail.asp?t=縮徑 t _blank 縮徑、漏氣、涌砂和水色改動等。4.2對鉆探簡易水文地質(zhì)觀測資料的分析鉆進過程中的水位測定,此水位深度並不能代表真正的靜止水位,但是我們可以根椐兩次水位深度的比較,得出近似安定水面的位置,同時根椐兩次水位差數(shù)的大小(間隔時間一樣時),也可以了解巖石的破碎情祝,當(dāng)巖石破碎時,水位下降的就快,反之就慢。在升降鉆具的時間內(nèi),一定要測兩次(兩次之間隔5分鐘以上就是這個道理。為了更祥細闡明它的用途,舉例如下:當(dāng)鉆孔位于當(dāng)?shù)?/p>
43、侵蝕基準面之上和高山的斜坡上時特,巖石鞏固致密,稍具裂痕,含水性微弱,地下水面較深,大部份裂隙被巖粉或泥漿所堵塞,因此水位變化是隨鉆孔加深而變深,變化幅度很小。如上部為松散堆積 ,漏水嚴重,而下部為鞏固巖層不透水,當(dāng)鉆過松散巖層后那么下套管止水,嗣后水位應(yīng)該是隨孔的加深而變深,但是這種情況普通很少見,緣由是巖石不能夠是一點裂隙沒有,另一方面普通下置的井壁管,在勘探鉆孔中,是為了防止坍塌或掉塊而達不到止水的目的,因之每回次兩次水位觀測給果根本一致,這種水位穩(wěn)定的情況是不能夠存在,任務(wù)中見到這樣資料,其結(jié)果能夠是任務(wù)不擔(dān)任任所呵斥的。當(dāng)鉆孔穿過含水層時,鉆孔中水位就要發(fā)生顯著變化,假設(shè)是承壓水那么
44、水位會上升甚至噴出井口,否那么水位將會下降。此時必然發(fā)生漏水(或涌水)景象,或者泥漿變稀。這些都闡明遇到了合水層。當(dāng)鉆孔穿過數(shù)個含水屠,而每個含水層又無明顯水力聯(lián)絡(luò),這種情況可以根椐水位測定結(jié)果加以確定。假設(shè)沒有這個資料是無法確定含水層數(shù)目,水力聯(lián)絡(luò)、水位、水量的。鉆進過程中所測得之水位、是受鉆孔的深度以及所穿過含水層的安定水位的影響、而按一定規(guī)津變動的、假設(shè)在不同深度上忽而上升忽而下降忽而靜止這是不能夠均。因此這種資料是錯誤的,不能闡明什么問題。產(chǎn)生錯誤的緣由能夠有以下幾點:a.現(xiàn)場測的不夠仔細,產(chǎn)生誤差;b.孔口或井璧管周闈流進去水使水位上升;c.常泥漿濃度大時,粘在井壁管上的泥漿流下,水
45、位略微上升。d.兩次測定水位的間隔時間太短,或者只測了一次,因此水位沒有變動。耗費水量的測定:在鉆進過程中沖洗液必然耗費,這是由于水沿著鉆孔所穿過的裂隙而跑掉,水耗費的多少決議於裂隙的發(fā)育程度,當(dāng)遇到含水層時、必然發(fā)生嚴重的漏水景象或涌水景象、共漏水量的大小、又決議於所穿遇的含水層水量大小(浸透系數(shù)大小)。但是發(fā)生漏水景象、倒不一定都是遇到了含水層、當(dāng)遇到較大的破碎帶(不含水的)時、也必然漏水,假設(shè)破碎帶很小,分布范圍不大,這時經(jīng)過短時間的漏水后就恢復(fù)正常,遇到上述情況,應(yīng)該停頓鉆進丈量靜止水位和注水,以便求最大耗費量。因此正確的記錄是可以闡明不同深度破碎情況和巖石含水性的。下面舉幾個例子:鉆
46、孔打在裂隙發(fā)育不均勻的地層中、部分發(fā)育著構(gòu)造裂隙、當(dāng)鉆孔鉆至接近破碎帶的上部時,耗費水量會顯著添加;當(dāng)鉆孔穿過含水層時必然漏水,其漏水量之大小,是決議於含水層流量之大小,因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)漏水時應(yīng)要求開動水泵,用水泵最大排量向井底送水,以測定其最大耗費水量。根椐耗費水量的測定和水位觀測結(jié)果相比較,可以決議能否遇到了含水層。假設(shè)用泥漿鉆進時,也要發(fā)生泥漿變稀或漏水景象,這都闡明遇到了含水層。而含水層的厚度,那么可以根椐簡易水文資料和巖心采取率結(jié)合對巖心檢查加以確定;在鞏固裂隙巖層中(裂隙少、分布比校均勻),其耗費水量的變化是隨鉆孔的加深而減少,緣由是裂隙愈往深部越趣於閉合,其沖洗液主要從裂隙流失,因此在
47、這種情況下耗費水量是很小的。4.3鉆孔水文地質(zhì)柱狀圖的做法 水文地質(zhì)柱狀圓,除專門水文地質(zhì)鉆孔要單獨做以外,普通探礦鉆孔都是將筒易水交地質(zhì)資料繪制於地質(zhì)柱狀圖上,構(gòu)成地質(zhì)柱狀圖內(nèi)容的一部份。現(xiàn)將簡易水文資料的整理和計算表達如下:水位鉆探簡易水文觀測資料得到的水位並不是真實的地下水面(有時也可以測得真實地下水面),而是根椐這個水位確定地下水靜止水位終究在那兒。所以用間隔時間內(nèi)所測定的回次水位加以比蛟,可初步了解靜止水面是在知水位的上面還是下面。做圖時可根椐兩次水位之比較假設(shè)是下降時、那么用第二次水位深度(橫座標),和鉆孔當(dāng)時深度(縱座標),定一點用符號表示之。反之水位上升用符號表示之。如兩次水位
48、一樣時,那么用符號表示之。 假設(shè)從開孔到終孔,一切側(cè)定水位的間隔時間都一樣時5分鐘或10分鐘,那么可以將剛兩次水位的差數(shù),表示在所畫箭頭的短線上,這樣就可以明顯看岀不同深度的浸透性。在同一深度或間距很短側(cè)定數(shù)次水位時,由于圖上劃不下,為防止反復(fù),可以選擇代表性的畫上。這樣將在不同深度所測得的水位結(jié)果,繪於柱狀圖上后,就.可以確定近似安定水面的位置。 耗費水量 耗費水量系指在鉆進過程中,單位時間內(nèi)沖洗液耗費數(shù)量(升/時)。將這個數(shù)字以曲線描畫在同一時間的標(橫軸線)尺長度上。計算方法如下: 原有水量Q1(升),水泵開動時間T(小時),現(xiàn)有水量Q2(升),耗費水量Q(升小時),新增水量Q3(升)Q
49、=Q1Q2Q3T 單位吸水性(含水層的單位吸水量) 單位吸水性普通與鉆孔之含水層的涌水量成正比例,因此可以代表該含水層的普通情況,同時可以做出對各含水層的比較性評價。其計算方法如下:q=QHQ耗費水量(升小時);H靜止水位深度(如下有套管或止水管應(yīng)減掉)常未打到靜止面時即指淮尺深度而言;q單位吸水量(升小時米) 將所測得的單位吸水量數(shù)字,用不同圖例表示在柱狀圖相應(yīng)的深度上,但由於我們的鉆孔大部用泥漿洗井,真正靜止水位很難測得,因此對計算單位吸水性,產(chǎn)生很大困難,可是單位吸水量性對鑒定含水層的富水性是有重要意義的。如以下圖所示。 鉆孔水文地質(zhì)柱狀表示圖5.水文地質(zhì)實驗任務(wù)5.1滲水實驗試坑單環(huán)注
50、水法:試坑單環(huán)注水法適用于地下水位埋深大于5m的砂土層、砂卵礫石層。主要設(shè)備包括:鐵環(huán)一個,高20cm、直徑305Ocm;水箱一個;流量水桶一個;膠皮管和鐘表等。實驗預(yù)備任務(wù)宜按以下步驟進展:在擬定的實驗位置上,挖一個方形或圓形試坑至預(yù)定深度,在坑的底部一側(cè)再挖一注水試坑,深度1520cm,坑底應(yīng)修平,并確保土層的原狀構(gòu)造;放人鐵環(huán),使其與試坑底嚴密接觸,在其外部用粘土填實,確保周圍不漏水。也可用邊長5Ocm、高2040cm的正方形木框,木框下部與試坑底嚴密接觸,使其不漏水;在坑底鋪厚度為23cm的小礫石作為緩沖層;將流量桶程度放置在注水試坑邊,接上膠管,將鉗夾夾于膠管下部,然后向流量桶注滿清
51、水。實驗方法應(yīng)符合以下要求:松開鉗夾,向試坑內(nèi)注水,待坑內(nèi)水頭高度到達10cm時,實驗即正式開場,記錄時間和流入坑內(nèi)的水量;實驗時必需堅持坑內(nèi)lOcm水頭高度,其動搖幅度允許偏向為正負O.5cm;實驗開場后,按第5,10,I5,20,30min的時間間隔測記滲水量,以后每隔30min測記一次,直至實驗終止記錄表應(yīng)符合規(guī)程規(guī)范要求;每次觀測流量Q的精度應(yīng)到達O.1L;實驗過程中,隨時繪制流量Q與時間t的關(guān)系曲線,當(dāng)每隔30min觀測一次的流量與最后2h內(nèi)平均流量之差不大于10%,即可視為穩(wěn)定,終了實驗。如以下圖: Q=f(t)曲線圖根據(jù)實驗結(jié)果,按下式計算浸透系數(shù):K=QF式中:k浸透系數(shù)(cm
52、/min) ; Q穩(wěn)定流量(cm3 /min );F浸透面積,即試坑的底面積(Cm2 )。試坑雙環(huán)注水法:試坑雙環(huán)注水法適用于粘性土和粉土層。實驗的主要設(shè)備包括:鐵環(huán)兩個,直徑分別為25cm和5Ocm、高為20cm; 流量水桶一個;膠皮管和計時鐘表等。流量水桶外壁設(shè)置一透明塑料膠管,在透明塑料膠管旁豎直設(shè)置一根帶有mm刻度的鋼尺;計時鐘表等。實驗預(yù)備任務(wù)宜按以下步驟進展:在擬定的實驗位置上,挖一試坑至預(yù)定深度;將兩個鐵環(huán),按同心圓壓人坑底,深約5 8cm,并確保實驗土層的原狀構(gòu)造;在內(nèi)環(huán)及內(nèi)、外環(huán)之間鋪上23cm的小礫石; 將流量桶程度放置在注水試坑邊,接上膠管,將鉗夾夾于膠管下部,然后向流量
53、桶注滿清水;在距試坑約3 4m處打一個比坑底深3 4m的鉆孔,并每隔20cm取擾動試樣一件,測定天然含水量。實驗方法應(yīng)符合以下要求:向內(nèi)環(huán)及內(nèi)、外環(huán)之間同時注人lOcm的水頭,當(dāng)堅持10cm的常水頭時,實驗正式開場。在整個實驗過程中必需使內(nèi)環(huán)和內(nèi)、外環(huán)之間的水頭高度堅持一致;實驗開場后,按第5,10,I5,20,30min的時間間隔測記滲水量,以后每隔30min測記一次;實驗過程中,應(yīng)隨時繪制流量Q與時間t的關(guān)系曲線(與單環(huán)注水法Q=f(t)曲線圖一樣),當(dāng)每隔30min觀測一次的流量與最后2h內(nèi)平均流量之差不大于10 %,即可視為穩(wěn)定,再延續(xù)4h實驗即可終了;實驗終了后,立刻淘出環(huán)內(nèi)積水,在
54、試坑中心打一個深34m的鉆孔,并每隔20cm取擾動土試樣一個,測定實驗后土的含水量。根據(jù)實驗結(jié)果,按下式計算浸透系數(shù):K=(QS) F0(ZSHa) 式中 k浸透系數(shù)(cm/min );Q穩(wěn)定流量(cm3 /min ); F0內(nèi)環(huán)面積(當(dāng)D=25cm時,F(xiàn)=491cm2); Z水頭高度(Z = 10cm) ;Ha 實驗土中的毛細壓力值,它大約等于毛細上升最大 高度的50%其值可查規(guī)范,各種土層的毛細壓力值m:粘土為1.00、粉質(zhì)粘土為0.80、粉土為0.400.60、粉砂 0.30、細砂0.20、中砂0.10、粗砂0.05。S從試坑底算起的滲入深度,可經(jīng)過實驗前后兩個鉆 孔土的含水量變化對比確
55、定。須闡明的是:無論是試坑單環(huán)注水法還是雙環(huán)注水法,要留意注入滲水量滲水流量的觀測及觀測精度。大冶鐵礦補充水文地質(zhì)勘探進展單環(huán)注水法滲水實驗時,量筒采用127mm地質(zhì)鋼管加工而成,在量筒外壁設(shè)置一透明塑料膠管,在透明塑料膠管旁豎直設(shè)置一根帶有毫米刻度的鋼尺,水位標尺觀測讀數(shù)準確到毫米,這樣每1毫米的水量為10.94毫升(相當(dāng)于0.01094升),規(guī)范要求是每次觀測流量Q的精度應(yīng)到達O.1升,顯然滿足規(guī)范要求。在選擇加工量筒的時候,量筒直徑選擇得越小滲入流量觀測的精度越高。采用127mm地質(zhì)鋼管加工的量筒,容易加工,又摔不破,很適宜野外施任務(wù)業(yè)。5.2鉆孔壓注水實驗鉆孔壓水實驗指在鉆孔中,用專門
56、的止水設(shè)備隔離實驗段,以一定水頭向孔中壓水,丈量其所吸收的水量,以確定裂隙巖體透水性的一種原位實驗方法。根據(jù)止水栓塞型式的不同,有單管水壓式、單管預(yù)壓式、氣壓式和雙管循環(huán)式四種。5.2.1鉆孔壓水實驗的主要儀器設(shè)備鉆孔壓水實驗的主要儀器設(shè)備有止水栓塞、供水設(shè)備、量測設(shè)備等:止水栓塞,止水栓塞與孔壁應(yīng)有良好的順應(yīng)性,止水可靠,栓塞長度應(yīng)大于8倍的孔徑,操作方便;止水栓塞用得較多的有單管水壓式、單管預(yù)壓式、氣壓式和雙管循環(huán)式四種。供水設(shè)備,實驗時可根據(jù)詳細情況選擇,當(dāng)?shù)匦螚l件答應(yīng)時,宜采用自流供水方法;勘探鉆孔多采用雙缸或三缸往復(fù)式水泵供水,因此壓水實驗多采用鉆探用供水水泵,在水泵出口處應(yīng)安裝穩(wěn)壓
57、空氣室,其容積應(yīng)大于5L;供水水泵應(yīng)出水均勻,壓力穩(wěn)定,并能堅持壓力表指針的擺動幅度允許偏向為正負2格最小刻度。量測設(shè)備包括壓力表、流量計、水位計與時鐘。壓力表精度應(yīng)到達2.5級,卸壓后指針應(yīng)歸零。壓力表的總壓力值應(yīng)在壓力表極限壓力值的1 /3一3 /4之內(nèi);流量計宜采用水表或量桶。運用水表測流量時,所測流量應(yīng)在相應(yīng)規(guī)格的公稱流量與分界流量之間。水表應(yīng)定期進展專門性的校驗。運用量桶丈量流量時,量桶斷面上下應(yīng)均一,面積不應(yīng)大于0.5m25.2.2實驗方法 普通技術(shù)要求壓水實驗鉆孔必需采用清水鉆進,嚴禁用泥漿或渾水鉆進。預(yù)定安頓栓塞部位的孔壁應(yīng)保證平直完好。覆蓋層與基巖之間應(yīng)下套管隔離,套管接頭不
58、得漏水,管腳處應(yīng)嚴密止水。鉆孔沖洗:壓水實驗前,實驗段必需先進展沖洗。洗孔方法有采用壓水法和抽水法。如鉆孔內(nèi)巖粉、沉淀物比較多,應(yīng)先用帶取粉管的鉆具撈粉,取粉管頂端到鉆具底部的全長不應(yīng)大于2m;鉆孔沖洗 壓水法用的比較多,用清水并以水泵的最大流量沖洗鉆孔,沖洗過程中導(dǎo)水管應(yīng)經(jīng)常上下挪動;采用抽水法洗孔時,應(yīng)根據(jù)試段的透水性選用抽水設(shè)備,運用提筒抽水時,提筒應(yīng)置于孔底,并延續(xù)提水。洗孔的總時間不應(yīng)少于1h,同時應(yīng)符合:鉆孔底部無沉淀的巖粉;回水或抽出的水清潔,經(jīng)肉眼鑒定無沉淀物。鉆孔壓水實驗方法:宜采用自上而下的分段壓水法進展。實驗段長度:實驗段長度宜為5m,對透水性較強的巖層和某些特殊孔段,實
59、驗段長度可根據(jù)詳細情況確定,同一實驗段不應(yīng)跨越透水性相差懸殊的幾種巖層。在鉆進中,如沖洗液忽然消逝或耗水量急劇增大,應(yīng)停鉆進展壓力實驗。相鄰實驗段之間應(yīng)相互銜接,可少量重疊,不應(yīng)漏段。當(dāng)栓塞止水無效時,應(yīng)將栓塞向上挪動,但不宜超越上一實驗段栓塞的位置。我們在礦山帷幕注漿工程中,由于鉆孔較密,實驗段長度采用530m,如鉆進過程中遇到溶洞,那么穿過溶洞就停鉆壓水、注漿。實驗壓力階段與壓力值: 壓力階段按一個壓力階段進展;壓水實驗的總壓力值和設(shè)計水頭高度相順應(yīng),當(dāng)設(shè)計水頭低于30m時,宜采用30m垂直水柱的壓力。當(dāng)實驗段漏水量過大而達不到預(yù)定壓力,或水位不能到達井口,那么應(yīng)改為鉆孔注水實驗。壓水實驗
60、的總壓力可采用下式計算: P= Pa PZPS 式中 P實驗段的實踐平均壓力(MPa) ; Pa壓力表壓力(MPa) ; PZ壓力表中心至壓力計算零線的水柱垂直壓力(MPa) ;PS壓力損失(MPa)壓力計算零線確實定: 地下水位在試段以下時,壓力計算零線為經(jīng)過試段1/2處的程度線;地下水位在試段以內(nèi)時,壓力計算零線為經(jīng)過地下水位以上試段1/2處的程度線;地下水位在試段以上時,壓力計算零線為地下水位線。靜止地下水位觀測:每次壓水實驗前,均應(yīng)觀測孔內(nèi)的相對靜止水位,每10min觀測一次,當(dāng)延續(xù)三次觀測讀數(shù)的變化速度均小于0.01m/min時即每相鄰兩次水位觀測動搖誤差不大于1公分任務(wù)即可終了,并
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