地下水資源的勘探及水文地質(zhì)試驗(yàn)

■趙志江

（新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì) 新疆烏魯木齊 830091）

地下水資源的勘探及水文地質(zhì)試驗(yàn)

■趙志江

（新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì) 新疆烏魯木齊 830091）

水文地質(zhì)調(diào)查是水文地質(zhì)學(xué)中的重要研究內(nèi)容之一，在制定地下水資源開發(fā)利用的措施過程中，提供水文地質(zhì)依據(jù)。水文地質(zhì)調(diào)查通常分為普查、詳查和勘探三個(gè)階段，并在各階段的水文地質(zhì)調(diào)查中，配合開展水文地質(zhì)測繪、勘探、試驗(yàn)和地下水動(dòng)態(tài)觀測，從而取得精度性較高的水文地質(zhì)資料。基于此本文主要探討了鉆孔水文地質(zhì)觀測，并對(duì)地下水動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究。[關(guān)鍵詞]地下水資源水文地質(zhì)勘探

地下水資源是一種穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)的天然水庫，有著時(shí)間調(diào)節(jié)性特點(diǎn)。在使用地下水資源時(shí)增減便利，一次性利用投資很少，但運(yùn)輸成本很高。因?yàn)榈叵滤Y源具有以上特點(diǎn)和用途，所以全國近年來加快了地下水工程建設(shè)，并進(jìn)行了大規(guī)模的開采與利用，但這也帶來了一系列環(huán)境問題。因此，做好地下水資源勘探及水文地質(zhì)試驗(yàn)工作，有利于對(duì)地下水資源進(jìn)行更合理的開發(fā)與利用。

1 鉆孔水文地質(zhì)觀測

1.1 水質(zhì)分析內(nèi)容

水質(zhì)分析也可稱作水化學(xué)分析，主要是通過化學(xué)方法和物理方法，對(duì)水中各化學(xué)成分含量進(jìn)行測評(píng)，之后在對(duì)水質(zhì)作出評(píng)價(jià)。水質(zhì)分析一般包括放射性元素與化學(xué)成分分析、測壓與測溫、氣體成分分析、水質(zhì)動(dòng)態(tài)研究等多個(gè)方面。

1.2 鉆孔水文地質(zhì)觀測內(nèi)容

鉆孔水文地質(zhì)觀測內(nèi)容為地下水物理和化學(xué)性質(zhì)、地下水動(dòng)力所含要素。其中地下水物理和化學(xué)性質(zhì)主要包括熱水與蒸汽的壓力、水化學(xué)成分，孔底和孔口的含熱量、溫度，取樣過程中水與氣體的質(zhì)量比。而地下水動(dòng)力所含要素主要包括在水頭壓力不同的條件下，鉆孔發(fā)生的涌水量情況，以及水位、水壓的大小[1]。

1.3 觀察方法與要求

在對(duì)水頭進(jìn)行觀察的過程中，必須測量各個(gè)鉆孔的靜止水位和初見水頭。要按照標(biāo)準(zhǔn)的高度，設(shè)定合適的鉆孔水位，針對(duì)自流鉆孔來說，還要增加高套管在水頭高度穩(wěn)定后進(jìn)行測量。如果含水層有著較高的變化頻率，還要對(duì)鉆具進(jìn)行提升。而在測量鉆孔涌水量的過程中，可以通過直接放水的方法，對(duì)自流水的流量進(jìn)行測定。針對(duì)非自流地下水來說，要通過抽水試驗(yàn)對(duì)其涌水量進(jìn)行確定。此外，在觀測地下水物理和化學(xué)性質(zhì)的過程中，要對(duì)鉆孔中的水壓和水溫進(jìn)行測量，同時(shí)分析樣品中的氣體成分，從而確定出其性質(zhì)與類型。

2 地下水動(dòng)態(tài)的研究

2.1 地下水的長期觀測

在長期觀察地下水的過程中，在布置觀測孔時(shí)要結(jié)合觀測目的、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)條件等因素，因地制宜的進(jìn)行考慮，一般觀測孔最好是利用已有的勘探孔。同時(shí)為了更好的對(duì)開采區(qū)區(qū)域漏斗擴(kuò)展進(jìn)行研究，還要將觀測孔在生產(chǎn)孔附近及其影響范圍外進(jìn)行布置。對(duì)于存在地表水的地區(qū)，要將觀測點(diǎn)分別設(shè)置在流經(jīng)本區(qū)段的上下游中，這樣有利于對(duì)地下水與地表水相互影響程度和補(bǔ)給關(guān)系進(jìn)行觀測，水質(zhì)、水溫、水量、水位都是主要的觀測內(nèi)容。在觀測過程中，通常情況下要5~10天觀測水位一次，水量觀測時(shí)間和水位一樣。而在水質(zhì)觀測過程中，先要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加密取樣，之后一個(gè)月取樣一次。在觀測水溫時(shí)主要是對(duì)孔口與孔底溫度進(jìn)行測量，并且溫度測量要和水位觀測同時(shí)進(jìn)行。

2.2 地下水的動(dòng)態(tài)分析

在鉆孔沒有揭露地下水前，在巖層中地下水處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。但鉆孔揭露地下水以后，就破壞了地下水原有的動(dòng)態(tài)平衡。因此，在分析地下水動(dòng)態(tài)時(shí)，主要應(yīng)在日常動(dòng)態(tài)觀測與整個(gè)水文地質(zhì)勘探試驗(yàn)過程中進(jìn)行，通過綜合研究，將各觀測孔在時(shí)間變化過程中，其水溫、水量和水質(zhì)等曲線圖作出來。另外，在作出動(dòng)態(tài)變化曲線的同時(shí)，也可以將一些必要的平面分析圖作出來。在新疆典型盆地地下水動(dòng)態(tài)分析過程中，先要從已有觀測孔進(jìn)行，觀察該地區(qū)內(nèi)十多個(gè)觀測孔的水溫、水量和水溫，在對(duì)各觀測孔水位動(dòng)態(tài)的分析過程中，發(fā)現(xiàn)其都和主孔有著較為密切的聯(lián)系。在主孔止水后，周圍觀測孔會(huì)出現(xiàn)水位普遍上升的情況。在對(duì)地下水動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析后，將地下水區(qū)主孔影響半徑圖作出來，這樣能夠?yàn)榈叵滤畠?chǔ)量評(píng)價(jià)與補(bǔ)給、地質(zhì)構(gòu)造情況、對(duì)地下水的合理開發(fā)與利用等提供可靠依據(jù)。

2.3 影響地下水動(dòng)態(tài)的基本因素分析

人為活動(dòng)、生物、地質(zhì)、水文、宇宙以及氣象是地下水動(dòng)態(tài)的主要影響因素。其中宇宙屬于間接因素，主要是通過地表水圈和大氣圈的影響轉(zhuǎn)換而成的[2]。這些因素自身是不斷變化的過程，并在對(duì)地下水產(chǎn)生作用后，能夠讓地下水呈現(xiàn)出不同的動(dòng)態(tài)特征。通過歸納對(duì)地下水動(dòng)態(tài)產(chǎn)生作用的各類因素后，將這些因素共分為5種不同的成因組合。然而因?yàn)檫@些因素不僅自身是不斷變化的過程，同時(shí)變化速度差異也很大，相互之間還有著一定的影響，這就讓對(duì)地下水的研究變得更加復(fù)雜。

2.4 地下水水文過程線

地下水文過程線也被稱為地下水動(dòng)態(tài)觀察曲線。對(duì)于在觀測孔或井泉中測到的地下水水文過程線來說，很多都是眾多影響因素共同作用所致的。一般情況下，在定量分析地下水水文過程線時(shí)，主要對(duì)水文曲線和影響因素的相關(guān)性與同步性進(jìn)行對(duì)比，也可以深入對(duì)這兩者間結(jié)構(gòu)頻率的相似性進(jìn)行分析。在人類經(jīng)常接觸到的3~5km深度的地殼中，在垂直方向共有兩大含水系統(tǒng)，即淺部具自由水面的淺水和深部承壓的地下水，這兩大含水系統(tǒng)的地下水過程線屬于兩個(gè)不同的類型。其中淺部具自由水面屬于開放性含水系統(tǒng)，會(huì)受到區(qū)域排水系統(tǒng)、地表徑流補(bǔ)給等多種因素的影響，其最大的水文特點(diǎn)為在時(shí)間流動(dòng)中，每年雨季補(bǔ)給期呈現(xiàn)出不對(duì)稱“偏態(tài)”形式，淺層地下水水文過程線能夠?qū)⒌叵滤呐c補(bǔ)給的平衡關(guān)系反映出來。而深部承壓含水層是一種半封閉或全封閉的含水系統(tǒng)，通過能量傳播造成水文波動(dòng)曲線，整體上為對(duì)稱的“正態(tài)”形式。

3 結(jié)語

近年來新疆地區(qū)地下水資源存在著嚴(yán)重浪費(fèi)與過度開發(fā)的情況，并且地下水資源呈現(xiàn)出不均勻分布狀態(tài)。所以，要做好對(duì)水資源管理工作，在水文地質(zhì)勘查中要合理分析水資源各項(xiàng)影響因素，對(duì)水資源進(jìn)行優(yōu)化和合理調(diào)度。另外，要加強(qiáng)對(duì)地下水環(huán)境、水質(zhì)、地下水調(diào)查的研究，為地下水勘探提供可靠水文地質(zhì)依據(jù)。

[1]代影.農(nóng)安縣地下水資源特性及開采潛力分析 [J].吉林水利,2014,12:40-41.

[2]張立芳.礦區(qū)水文地質(zhì)勘探的水文地質(zhì)圖件與地質(zhì)報(bào)告 [J].黑龍江科學(xué),2014,11:227.

P641.4+3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-270-1