水文地質特征及地下水系統類型分析

尹 哲

（安徽省煤田地質局第三勘探隊，安徽 宿州 234000）

水文是針對地下水的研究，包括地下水的物理特性與化學組成成分，通過水文地質特征的研究能夠直觀表現出勘查區的水文綜合條件，為后續工作的科學開展提供基礎地質數據。隨著近年來國家對于自然環境調研的深入，延展了對水文地質特征的調研范圍[1]。在我國，針對水文地質特征相關研究受到了有關部門的重點關注，因此相關文獻十分普遍，主要針對水文地質特征進行研究，能夠取得一定的研究成果。但由于部分區域由于受到地下水害的影響較大，經濟發展一直止步不前，針對水文地質特征中地下水系統的研究普遍存在局限性。為了有效的降低水文地質對環境保護的抑制作用，需要掌握地下水系統類型。但目前學術界針對地下水系統類型方面的研究可謂少之又少，僅有的文獻主要是針對具體地區的地下水系統類型加以分析，證明其研究存在很大的局限性，不能夠適用于廣泛的地下水系統類型劃分。基于此，本文提出水文地質特征及地下水系統類型分析，在明確水文地質特征的基礎上，分析地下水系統類型，致力于加大地下水系統的調研力度，合理的劃分地下水系統類型，全面落實水文地質調查工作。

1 水文地質特征

結合《防治水有關規定》等相關文件的實施，本文針對水文地質中存在的5點主要特征加以詳細研究。水文地質特征相關研究整體框架圖，如圖1所示。

圖1 水文地質特征相關研究整體框架圖

結合圖1所示，本文通過以上5方面進行細致研究，致力于確定水文地質特征。具體內容，如下文所述。

1.1 地下水位

在總結前人的水文地質勘查資料的基礎上，分析地下水的變化情況。地下水位不是一成不變的，會隨著外界的影響而發生升降變化，可以通過鉆探的方式，確定地下水位的升降變化情況。以此為基礎，分析不同勘查區域的地下水的賦存狀態，初步推測出該研究區域的地下水位高度，由此得出，地下水的水位變化直接影響水文地質勘查工作，做好地質勘查準備工作可以進一步掌握其水文地質特征。

1.2 地下水壓力

地下水壓力作為水文地質的重要特征，作為一項力學參數，能夠表明地下水所能夠承受的最大壓力。在本質上來講，地下水壓力屬于地下水的內力[2]。結合以往相關研究資料表明，影響地下水壓力最為關鍵的兩個參數即為地質體的干重度以及地下水應力，地質體的干重度越高，地下水壓力越小；而地下水應力越高，地下水壓力也會隨之升高。地下水壓力不同于普通的水壓力，是水文地質特征中較為復雜的因素，勘查區水體流速也會在一定程度上影響地下水壓力，在判斷地下水壓力的過程中，一定要充分考慮到相關因素。一般情況下，在分析勘查區地下水壓力問題時，應該遵循由淺入深的原則，從地表逐漸向深層地質勘探，但勘探深度越深，也會提高地下水壓力分析的難度，對地下水的勘查精度也有了更高的要求。若沒有將地下水的壓力問題納入到勘查工作中，礦區地質勘查區土體結構勢必會受到一定的影響。明確地下水壓力的數值范圍，規避地質勘查工作中多發的水文地質問題。特別是對于水文地質環境復雜區域勘查，如果未及時發現潛在的地下水壓力問題，對地質勘查工作人員人身安全造成一定威脅。另外，在此次研究中建議在測定地下水壓力工作中，可以配備相關的專業設備，通過對地下水水壓的全方面掌控，才能向更深的地層進行水文地質勘查工作，控制其危險性。

1.3 含水層厚度

含水層厚度作為水文地質特征，能夠揭示地層中蘊含的巖溶發育情況。由此可見，含水層厚度與巖溶發育兩者之間存在辯證關系，也就是說通過分析巖溶發育情況，能夠確定含水層厚度。本文選取巖溶率作為評價巖溶發育情況的指標，此指標可通過計算的方式得出。設巖溶率的計算表達式為e，則有公式（1）。

公式（1）中，k指的是鉆孔數量，m為實數；指的是鉆孔揭露的可巖溶厚度，單位為m。通過公式（1），計算得出巖溶率，巖溶率越高，證明含水層厚度越大，本文通過對水文地質的細致研究，致力于確定含水層厚度，并選擇與之最匹配的水文地質勘察方案。

1.4 導水能力

由于不同斷裂帶的形成方式不同，因此不同勘查區的水文地質導水能力也必然有所區別。本文以導水系數作為衡量勘查區導水能力的重要指標，通過單位水力梯度以其水流通量表示水文地質的導水能力。但大部分勘查區地質斷裂的表現形式基本一致，由于斷裂帶通常橫穿多層地質，以此地質填充規模差異性較大，造成水文地質地層的導水能力不同。由此可見，地質填充規模越大，整體巖層張性越強，勘查區綜合性導水能力越強。

1.5 地下水排泄與供應條件

地下水排泄與供應條件也是水文地質特征之一，能夠反映出地下水失水的過程以及來水的過程[3]。另外地下水的水位持續上升也是受到大氣環境的影響。因進行水文地質勘查工作過程中勘查區地下水的流動方向與礦體傾斜方向相類似。超出水位方位的數量排泄到溝谷中，在地球化學特征的持續影響下，地下水位上漲是由于大氣講述的排泄與供應，分析該研究區全年的平均降水情況、持續降水的時間，能夠得出地下水的實際供應量。

2 地下水系統類型

根據上述分析的水文地質特征，為了切實際的降低水文地質調研工作難度，將從水文地質水層的宏觀組合分析，按照地質層由表層至深，從三個方面，開展地下水系統類型的詳細劃分。地下水系統類型總述表，如表1所示。

表1 地下水系統類型總述表

結合表1所示，為地下水系統類型總述表，下述將對以上3中地下水系統類型展開具體分析，詳見下文。

2.1 開放型地下水系統

開放型地下水系統構成主要來水方向的特點，水位動態必須是高靈敏度，較高變幅、高水位，并具有一定的水力坡度。當底板突水和礦井排水后，此方向水位迅速下降，但很快又回升。如“三高”方向是一個水力坡度，則補給水源在北部“谷型”邊界末端，就是補給水源邊界；如“三高”方向不是一個水力坡度，但是連續的，則補給水源在水位等高線的變緩處。巖溶裂隙地下水呈帶狀分布 降壓漏斗向外擴展的速度，反映出不同方向的巖石滲透性能與含水性大小，漏斗形狀反映出地下水的產狀。已揭示的情況說明，地下水主要呈帶狀分布，特別是沿斷裂破碎帶呈似帶狀富集[4]。通常情況下，大型礦區地質層的夾凝灰質砂巖作為其主要構成。于此同時，地下水儲量大主要原因是大氣降水滲透到地下結果，礦山勘查區地質環境較為復雜，所以處于礦山風化帶上的地下水的補充方式主要為側面供給，部分斷裂帶出現裂縫增大的情況，不同地層中的水資源的滲透為礦山地下水的循環提供了有利條件。

2.2 半封閉型地下水系統

半封閉型地下水系統構成主要來水方向的特點 水位動態靈敏度小，水位高度大，水力坡度大，是巖石導水性差，同時又有些補給來源，但補給量不大。當井下底板突水和排水后，此方向水位下降緩慢，變幅減小。水位動態靈敏度高，水位低平，水力坡度小，此方向是巖石導水性強，而補給量小之表現。當井下底板突水和排水后，此方向水位迅速下降，并稍有回升。

2.3 封閉性地下水系統

封閉性地下水系統，地下水主要是直線補給邊界 當灰巖水位降低幅度不大，凈貯量開始消耗時，漏斗是不規則的多邊形。當水位大幅降低，凈貯量得到消耗時，漏斗不斷向外擴展，并顯示出直線補給輪廓，直線補給展現在時間上直線的終點，即地下水動水位的邊界點，展現在空間中的直線，正是突水斷裂破碎帶的存在。勘查區域的生態環境變化形態主要是根據涌水量進行判斷的，在大氣降水的持續影響下礦區地質勘查中發現地下水的總量有明顯增長，協助地質劃分的同時也為地質勘查工作的深入進行帶來相應問題。通過實地調查研究得出，勘查區內部地段蝕變情況較為劇烈，主要表現為礦石綠化、金屬組合化等趨勢，蝕變能力越強，說明勘查區涌水活躍程度越高。

3 結束語

本文通過水文地質特征及地下水系統類型分析，證明了分析在實際應用中的適用性，以此為依據，證明此次水文地質特征及地下水系統類型分析的必要性。因此，有理由相信通過本文設計，能夠解決傳統水文地質勘查中存在的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現為未對本次水文地質特征及地下水系統類型分析結果，應用到實例分析中，通過設計實例分析的方式，進一步證明分析結果在實際應用中的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對水文地質勘查方法的優化設計提出深入研究，以此為提高水文地質勘查質量提供建議。