水文地質(zhì)勘察分析與研究討論

范藝榮

廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)（廣東省湛江地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心） 廣東 湛江 524000

水文地質(zhì)勘察工作的主要任務(wù)是通過(guò)各種勘查方法的合理應(yīng)用對(duì)目標(biāo)區(qū)域的水文地質(zhì)特征進(jìn)行全面的勘測(cè)了解，準(zhǔn)確掌握各項(xiàng)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，并對(duì)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析研究，以判斷水文地質(zhì)對(duì)巖土工程的具體影響，從而為相關(guān)工程項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)提供可靠的參考依據(jù)和指導(dǎo)建議。水文地質(zhì)勘查是現(xiàn)代工程建設(shè)過(guò)程中的基礎(chǔ)性工作，對(duì)項(xiàng)目能否順利實(shí)施以及工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性等均會(huì)產(chǎn)生較大的影響。因此，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)水文地質(zhì)勘察工作的重要性，加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)勘察的研究，根據(jù)不同的項(xiàng)目要求準(zhǔn)確確定水文地質(zhì)勘察項(xiàng)目和內(nèi)容，合理選擇勘查方法，以確保能夠全面測(cè)定對(duì)地下水水位以及動(dòng)水壓力變化情況等相關(guān)數(shù)據(jù)信息。在此基礎(chǔ)上應(yīng)積極應(yīng)用先進(jìn)的研究方法科學(xué)分析水文地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的客觀規(guī)律，不斷提高水文地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量和效率，為保證工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全提供可靠的參考依據(jù)。

1 概述水文地質(zhì)勘察工作

所謂水文地質(zhì)勘察也是為了準(zhǔn)確全面了解目標(biāo)區(qū)域內(nèi)水位地質(zhì)條件的勘察、測(cè)量以及分析研究工作[1]。水文地質(zhì)勘察工作的主要目的是確定地表以及地下水的水文地質(zhì)特征，并對(duì)其形成條件、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和分布特點(diǎn)等開展相關(guān)的研究，從而為水資源的合理開發(fā)利用以及相關(guān)工程項(xiàng)目的建設(shè)提供參考數(shù)據(jù)。水文地質(zhì)勘察工作一般分為地下水水文地質(zhì)勘察以及地表水文勘察兩部分。其中地下水的水文地質(zhì)勘察工作是對(duì)全部各時(shí)間段地下水水位的變化情況、流向、分布、以及化學(xué)成分等進(jìn)行勘測(cè)，并要準(zhǔn)確掌握地下水埋藏條件，并對(duì)其是否具有侵蝕性進(jìn)行分析判斷，以便根據(jù)勘察結(jié)果提出相關(guān)的治理意見。而地上水文勘察則是對(duì)地表徑流信息等進(jìn)行調(diào)查。

2 現(xiàn)階段我國(guó)水文地質(zhì)勘察分析研究的主要開展方向

2.1 專項(xiàng)水文地質(zhì)勘查分析研究

專項(xiàng)水文地質(zhì)勘查是目前我國(guó)水文地質(zhì)勘察工作的重要類型之一，如供水水源的水文地質(zhì)勘察等。為保證我國(guó)城鄉(xiāng)居民飲水安全、滿足農(nóng)田灌溉、畜牧業(yè)發(fā)展以及城市生產(chǎn)生活的用水需求，在供水水源的水文地質(zhì)勘察工作中應(yīng)根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的實(shí)際情況合理選擇水文地質(zhì)測(cè)繪、水文地質(zhì)物探或鉆探以及其他勘察方法，也可以綜合采用多種勘察技術(shù)方法，對(duì)水層分布、埋藏條件、地下水水質(zhì)、形成條件、補(bǔ)給量和可采量、地下水動(dòng)態(tài)變化等進(jìn)行全面的勘察測(cè)量，并要根據(jù)勘測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果提出相應(yīng)的開采工藝建議以及保護(hù)措施建議，以確保供水水源開發(fā)利用的科學(xué)性和合理性[2]。在供水水源的水文地質(zhì)勘察工作中，為提高勘察效果，降低勘察成本，也可以根據(jù)測(cè)區(qū)的實(shí)際水文地質(zhì)條件采用探測(cè)結(jié)合以及采探結(jié)合等勘察方式，以有效兼顧供水和勘察需要。

2.2 綜合性水文地質(zhì)勘查分析研究

綜合性水文地質(zhì)勘察是目前我國(guó)水文地質(zhì)勘察工作的主要方向之一。通過(guò)對(duì)水文地質(zhì)特征進(jìn)行綜合性的勘察以及分析研究，可以為我國(guó)相關(guān)工程項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)提供重要的參考依據(jù)，因此綜合性水系地質(zhì)勘察已經(jīng)成為很多工程立項(xiàng)以及規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性工作。在綜合性水文地質(zhì)勘察中一般其勘察重點(diǎn)是目標(biāo)區(qū)域的地下水埋藏、分布等水文特征，并要對(duì)地下水類型進(jìn)行劃分，判斷出水層的具體富水特點(diǎn)，觀測(cè)記錄地下水的補(bǔ)給情況以及相關(guān)徑流信息，測(cè)定地下水的主要化學(xué)組分，分析地下水動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，以便了解測(cè)區(qū)范圍內(nèi)地下水的基本概況。在綜合性水文地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)圖的測(cè)圖比例通常在1:200000-1:50000之間。

2.3 針對(duì)特殊項(xiàng)目的水文地質(zhì)勘查分析研究

為適應(yīng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加快以及環(huán)保、旅游等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，水文地質(zhì)勘察工作也增加了特殊項(xiàng)目的勘察類型。例如為地方病防治提供參考數(shù)據(jù)的水文地質(zhì)勘察類型，其主要是對(duì)地下水中的元素成分進(jìn)行勘測(cè)。為地下水環(huán)境治理開展的水文地質(zhì)勘察工作，能夠?yàn)榈叵滤廴局卫硪约暗叵滤毓喾桨傅闹贫ㄌ峁┲匾獢?shù)據(jù)。此外，在開發(fā)利用旅游資源、促進(jìn)礦產(chǎn)開發(fā)行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型等相關(guān)工作中均需要水文地質(zhì)勘察提供相關(guān)數(shù)據(jù)，因此水文地質(zhì)勘察分析研究類型不斷增加。

3 現(xiàn)階段水文地質(zhì)勘察工作中的常用勘查分析研究方法

3.1 勘查工作中的地球物理勘探方法分析

在水文地質(zhì)勘察工作中，為查明地下水情況，界定咸淡水體分界線并對(duì)含水層位置進(jìn)行測(cè)定，通常需要采用地球物理勘探方法。目前在水文地質(zhì)勘察實(shí)踐中較為常見的地球物理勘探方法主要包括地面物探方法以及鉆井物探方法。例如水文地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用較為廣泛的淺層地震法、電測(cè)深和電剖面法、以及自然電場(chǎng)法等均屬于地面物探方法；而鉆井物探法中則包括了放射性測(cè)井以及電測(cè)井等方法[3]。與其他水文地質(zhì)勘察方法相比，由于物探方法的應(yīng)用更為簡(jiǎn)便，且應(yīng)用成本相對(duì)較低，并能夠與其他勘察方法相互配合，因此其得到了普及推廣。在應(yīng)用物探方法開展水文地質(zhì)勘察工作時(shí)，勘察人員應(yīng)準(zhǔn)確把握不同物探方法的具體適用條件，以提高其應(yīng)用的有效性。例如水文測(cè)井方法主要適用于在勘察地下水出水段、含水層以及潛水層等水文地質(zhì)信息。此外，在勘察實(shí)踐中還應(yīng)將物探與水文地質(zhì)鉆探等其他勘察方法有機(jī)結(jié)合，并積極引進(jìn)數(shù)字化、信息化程度較高的先進(jìn)勘測(cè)設(shè)備，以提高水文地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量和效率。

3.2 勘查工作中的水文地質(zhì)鉆探方法分析

在水文地質(zhì)勘察工作中，水文地質(zhì)鉆探方法是確定地下水含水層位置、走向以及分布的重要方法之一。在應(yīng)用鉆探方法時(shí)，勘察人員應(yīng)準(zhǔn)確把握水文地質(zhì)鉆探與其他普通鉆探方法之間的差異性，根據(jù)水文地質(zhì)測(cè)繪以及水文地質(zhì)物探數(shù)據(jù)合理布設(shè)鉆孔位置以及勘探線。在確定鉆孔孔徑時(shí)應(yīng)結(jié)合水文地質(zhì)勘察工作特點(diǎn)適當(dāng)加大孔徑，且應(yīng)采用清水鉆進(jìn)成孔作業(yè)方式，避免對(duì)水文地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾。而在采集芯樣時(shí)，勘察人員應(yīng)嚴(yán)格遵守水文地質(zhì)勘察技術(shù)規(guī)范要求，準(zhǔn)確控制芯樣的完整性。例如在對(duì)粘性土以及巖石進(jìn)行鉆進(jìn)采樣時(shí)，芯樣的完整率應(yīng)達(dá)到65%以上，在對(duì)碎石土、破碎帶以及融蝕帶采樣時(shí)，其芯樣完整率則應(yīng)控制在35%以上。在鉆進(jìn)成孔過(guò)程中，勘察人員應(yīng)準(zhǔn)確控制鉆進(jìn)速度以及進(jìn)尺，避免出現(xiàn)涌水返漿等現(xiàn)象。采集的芯樣應(yīng)按照采集時(shí)間順序排列編號(hào)，并要詳細(xì)記錄相關(guān)勘察信息。

3.3 勘查工作中的水文地質(zhì)測(cè)繪方法分析

在水文地質(zhì)勘察工作中，水位地質(zhì)測(cè)繪是最為常用的勘察分析研究方法之一。通過(guò)水位地質(zhì)測(cè)繪方法的應(yīng)用，能夠較為準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)區(qū)域內(nèi)地下水以及相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)水文地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)完成填圖等工作，為水文地質(zhì)特征的分析研究提供重要的參考?，F(xiàn)階段比較常見的水文地質(zhì)測(cè)繪方法主要包括現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘測(cè)以及遙感勘測(cè)等。在應(yīng)用水文地質(zhì)測(cè)繪方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察時(shí)，勘察人員應(yīng)在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇具有較強(qiáng)代表性和典型性的地點(diǎn)，合理確定觀測(cè)線以及測(cè)點(diǎn)位置，并利用泉以及測(cè)定井對(duì)露頭地下水的水質(zhì)及流量進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)其成因以及形成條件進(jìn)行分析研究，以便準(zhǔn)確掌握地下水的埋藏條件、走向和分布特征以及相關(guān)巖土的實(shí)際含水性能等。同時(shí)，勘察人員還應(yīng)通過(guò)實(shí)地勘察方法對(duì)地下水富集段進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查勘測(cè)，以便為后續(xù)的詳細(xì)勘察以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。隨著水文測(cè)繪技術(shù)的不斷進(jìn)步，以航空以及衛(wèi)星影像資料為基礎(chǔ)的遙感測(cè)繪技術(shù)在水文地質(zhì)勘察工作中獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。遙測(cè)方法的應(yīng)用進(jìn)一步提高了水文地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)的精度和勘察效率，有力地促進(jìn)了水文地質(zhì)勘察工作的現(xiàn)代化發(fā)展。此外，在應(yīng)用水文地質(zhì)測(cè)繪方法開展水文地質(zhì)勘察工作時(shí)，勘察人員還應(yīng)準(zhǔn)確掌握測(cè)繪數(shù)據(jù)以及遙感影像的內(nèi)業(yè)處理方法，通過(guò)外業(yè)實(shí)地勘測(cè)數(shù)據(jù)與內(nèi)業(yè)研判結(jié)果的相互補(bǔ)充驗(yàn)證提高水文地質(zhì)勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性?？辈烊藛T還應(yīng)有機(jī)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查走訪、跟蹤測(cè)繪以及穿越測(cè)繪等方法，以充分了解測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的水文地質(zhì)信息。而在填圖作業(yè)時(shí)，勘察人員在選擇基礎(chǔ)圖時(shí)應(yīng)根據(jù)不同繪圖要求選擇相應(yīng)比例尺的地質(zhì)圖。若受客觀天井限制無(wú)適當(dāng)?shù)刭|(zhì)圖可用時(shí)，底圖也可用采用地形圖，并測(cè)繪相應(yīng)的水文地質(zhì)信息。

3.4 勘查工作中的水文地質(zhì)試驗(yàn)方法分析

在水文地質(zhì)勘察工作中還需要通過(guò)水文地質(zhì)試驗(yàn)以測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，從而為地下水評(píng)價(jià)以及涌水量預(yù)測(cè)分析提供參考依據(jù)。目前在水文地質(zhì)勘察實(shí)踐中注水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)、彌散試驗(yàn)以及壓水試驗(yàn)等是開展最為廣泛的試驗(yàn)項(xiàng)目。而抽水試驗(yàn)則是水文地質(zhì)試驗(yàn)中最為常見的試驗(yàn)方法，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)在地下水含量測(cè)算中具有較高的參考價(jià)值。在開展抽水試驗(yàn)時(shí)，勘察人員應(yīng)合理確定探測(cè)范圍，并應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)試，以確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)客觀準(zhǔn)確。

3.5 勘查工作中的實(shí)驗(yàn)室分析方法分析

實(shí)驗(yàn)室分析是水文地質(zhì)勘察研究工作中的重要方法之一。實(shí)驗(yàn)室分析主要是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘查中所采集的各類樣本進(jìn)行檢測(cè)分析，以測(cè)定其水文地質(zhì)特征。目前在實(shí)驗(yàn)室分析中較為常見的檢測(cè)方法包括水質(zhì)測(cè)定、同位素檢測(cè)、微體古生物分析以及孢粉分析等。在完成了實(shí)驗(yàn)室分析后，勘察人員還應(yīng)繪制水文地質(zhì)勘察圖件，并出具水文地質(zhì)勘察報(bào)告。

3.6 勘查工作中的地下水觀測(cè)方法分析

在水文地質(zhì)勘察工作中，觀測(cè)地下水是一項(xiàng)重要的勘測(cè)內(nèi)容，在現(xiàn)階段的地下水觀測(cè)中主要采樣的是動(dòng)態(tài)觀測(cè)方法。在對(duì)地下水水質(zhì)、水位以及水文變化情況進(jìn)行長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)觀測(cè)時(shí)，應(yīng)充分利用水文地質(zhì)鉆探以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中所設(shè)置的鉆孔，在完成這兩項(xiàng)勘測(cè)任務(wù)后應(yīng)對(duì)部分鉆孔加以保留，并將其所謂地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)孔，以獲取相關(guān)的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)。采用動(dòng)態(tài)觀測(cè)方法對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的地下水變化情況進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，勘測(cè)人員應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)勘察工作的具體要求合理確定觀測(cè)頻率、間隔時(shí)間、測(cè)回?cái)?shù)量以及觀測(cè)周期等，在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行定期觀測(cè)，并要詳細(xì)記錄水文地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)，以便對(duì)水文地質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行分析研究。

4 目前水文地質(zhì)勘查分析研究的主要內(nèi)容

4.1 勘查分析地下水靜態(tài)水文特征

在水文地質(zhì)勘察工作中，對(duì)地下水的靜止水位進(jìn)行勘測(cè)是基礎(chǔ)性的勘察內(nèi)容?？辈烊藛T可以根據(jù)實(shí)際情況采取設(shè)置觀測(cè)孔或者利用抽水孔觀測(cè)等方式準(zhǔn)確測(cè)定靜止水位數(shù)據(jù)。當(dāng)目標(biāo)區(qū)域情況較為復(fù)雜時(shí)，也可以采取設(shè)置測(cè)水管的方式測(cè)定靜止水位，并為地下水水位變化幅度的分析研究提供可靠的參考數(shù)據(jù)。

4.2 勘查分析地下水動(dòng)態(tài)水文特征

在水文地質(zhì)勘察工作中查明地下水的動(dòng)態(tài)信息是重要的勘察內(nèi)容之一?？辈烊藛T在水文地質(zhì)勘察時(shí)間中應(yīng)根據(jù)對(duì)地下水靜態(tài)水文數(shù)據(jù)的分析對(duì)其進(jìn)行類型劃分。通常地下水主要包括裂隙水、孔隙水以及熔巖水等類型。之后應(yīng)根據(jù)地下水類型以及其埋藏條件等水力特征信息對(duì)地下水的動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行分析研究，以便準(zhǔn)確掌握承壓水、上層滯水以及潛水的變化特點(diǎn)。

由于地下水水位往往會(huì)隨著季節(jié)和氣候的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變，并進(jìn)而引起動(dòng)水壓力的變化。因此在水文地質(zhì)勘察工作中，還應(yīng)將地下水水位的動(dòng)態(tài)變化以及動(dòng)水壓力變化等均納入到勘察內(nèi)容中。導(dǎo)致地下水發(fā)生改變的原因較為復(fù)雜，既有自然的氣候環(huán)境因素，也包括人類活動(dòng)因素。當(dāng)降水量增加或者減少時(shí)，以水作為補(bǔ)給的地下水水位就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的升降改變。而人類的抽取地下水、灌溉農(nóng)田以及開挖隧道等工程活動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致地下水水位產(chǎn)生較大幅度的升降變化。當(dāng)?shù)叵滤怀霈F(xiàn)明顯的改變時(shí)，會(huì)直接影響其周圍巖土體結(jié)果強(qiáng)度，因此這是水文地質(zhì)勘察工作的重要內(nèi)容。而地下水的動(dòng)水壓力變化則不僅有可能給一些工程項(xiàng)目的施工安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)隱患，甚至?xí)T發(fā)嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，造成人員傷亡和重大經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。特別是在一些大型水利工程的建設(shè)中，地表水位被人為抬高，此時(shí)巖土層滲水率明顯增加，地下水原始動(dòng)水壓力平衡被破壞，有可能對(duì)工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。因此在此類工程項(xiàng)目的建設(shè)中必須開展水文地質(zhì)勘察，加強(qiáng)對(duì)地下水、動(dòng)水壓力變化情況的勘測(cè)。

4.3 勘查分析地下水化學(xué)性質(zhì)

在水文地質(zhì)勘察工作中，測(cè)定地下水組分，分析地下水的化學(xué)性質(zhì)特征也是一項(xiàng)關(guān)鍵性的勘察內(nèi)容。隨著我國(guó)地下水污染情況的加劇，地下水的原始成分以及其化學(xué)性質(zhì)通常會(huì)產(chǎn)生較大的改變，特別是當(dāng)具有腐蝕性、強(qiáng)酸強(qiáng)堿性以及其他有毒有害成分進(jìn)入地下水環(huán)境后，地下水會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)巖土體結(jié)構(gòu)以及工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均會(huì)產(chǎn)生不利的影響，并給工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。因此，水文地質(zhì)勘察工作應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地下水化學(xué)性質(zhì)的具體改變情況進(jìn)行分析研究。

4.4 勘查分析地下水排泄補(bǔ)給情況

在水文地質(zhì)勘察工作中，還應(yīng)獲取目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的徑流信息、地下水的排泄和補(bǔ)給條件等。在勘察實(shí)踐中往往會(huì)通過(guò)抽水實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行勘測(cè)。抽水實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定實(shí)踐一般控制在8h-24h之間，以確保測(cè)定的滲透系數(shù)較為準(zhǔn)確。而在對(duì)勘測(cè)數(shù)據(jù)精度要求較高的水文地質(zhì)勘察項(xiàng)目中，則應(yīng)布設(shè)觀測(cè)孔，且降深抽水實(shí)驗(yàn)的重復(fù)次數(shù)應(yīng)不少于2次，以確保各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)定準(zhǔn)確、客觀。

5 總結(jié)

水文地質(zhì)勘察單位應(yīng)充分認(rèn)識(shí)水文地質(zhì)勘察的重要性，加強(qiáng)對(duì)各種勘查方法的學(xué)習(xí)和掌握，并根據(jù)不同的水文地質(zhì)勘察類型以及具體的勘查要求合理采用相應(yīng)的勘查方式，以全面、準(zhǔn)確、客觀的勘測(cè)地下水性質(zhì)、地下水靜態(tài)水位以及動(dòng)態(tài)變化以及其補(bǔ)給和排泄條件等，并要對(duì)勘測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析研究，編制水文地質(zhì)勘察報(bào)告，為相關(guān)工程項(xiàng)目的建設(shè)提供重要的參考依據(jù)和科學(xué)的指導(dǎo)，以保證工程項(xiàng)目能夠順利實(shí)施。勘察人員應(yīng)不斷總結(jié)水文地質(zhì)勘察經(jīng)驗(yàn)，大膽創(chuàng)新勘察方法，積極引進(jìn)先進(jìn)的勘察技術(shù)設(shè)備，全面提高水文地質(zhì)勘察技術(shù)水平和質(zhì)量，使水文地質(zhì)勘察工作能夠更好為我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。