水文地質(zhì)鉆探與物探課件

1、水文地質(zhì)鉆探與物探內(nèi)容水文鉆探的基本任務(wù)1水文鉆探的技術(shù)要求2水文勘探鉆孔的布置原則3水文地質(zhì)物探4專門水文地質(zhì)學(xué)水文地質(zhì)鉆探與物探勘 探 工 程鉆 探物 探坑 探槽 探專門水文地質(zhì)學(xué)水文地質(zhì)鉆探與物探坑探： 地質(zhì)勘探工作的一種技術(shù)手段，是為了揭露地質(zhì)及礦產(chǎn)現(xiàn)象而在地表或地下挖掘不同類型坑道的工作,包括探糟、淺井、平巷、斜井和堅井等。 特點是人員可進(jìn)入工程內(nèi)部，對所揭露的地質(zhì)現(xiàn)象能進(jìn)行直接觀測及采樣，能檢驗鉆探和物化探資料或成果的可靠程度，獲得較精確的地質(zhì)資料。 槽探 為了揭露被覆蓋的巖層或礦體，在地表挖掘的溝槽。一般采用與巖層或礦層走向近似垂直的方向，長度可根據(jù)用途和地質(zhì)情況決定。斷面形狀一

2、般呈倒梯形 ，槽底寬0.6米，通常要求槽底應(yīng)深入基巖約0.3米，探槽最大深度一般不超過3米。專門水文地質(zhì)學(xué)1 水文鉆探的基本任務(wù)1、水文鉆探工作的重要性 (1) 直接探明地下水的一種最重要、最可靠的勘探手段；專門水文地質(zhì)學(xué)1 水文鉆探的基本任務(wù)1、水文鉆探工作的重要性 (3)是對地下水資源調(diào)查、水文地質(zhì)物探成果所作地質(zhì)結(jié)論的檢驗方法。 專門水文地質(zhì)學(xué)1 水文鉆探的基本任務(wù)基本任務(wù)（1）揭露含水層，探明水文地質(zhì)條件 包括：含水層的埋藏深度、厚度、巖性和水頭壓力，查明含水層之間的水力聯(lián)系；（2）獲取水文地質(zhì)參數(shù) 借助鉆孔進(jìn)行各種水文地質(zhì)試驗，確定含水層富水性和各種水文地質(zhì)參數(shù)；專門水文地質(zhì)學(xué)2 水

3、文鉆探的技術(shù)要求一、水文鉆孔的結(jié)構(gòu)和鉆孔設(shè)計水文鉆孔的特點(1) 鉆孔口徑較大一要滿足取巖芯，二要滿足抽水試驗或作為生產(chǎn)井取水; 地質(zhì)勘探孔直徑一般小于150mm,水文鉆孔或水井的直徑一般約為300-500mm.專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探的技術(shù)要求一、水文鉆孔的結(jié)構(gòu)和鉆孔設(shè)計水文鉆孔的特點(2)鉆孔的結(jié)構(gòu)復(fù)雜；分層取樣分層止水分層取水變徑下管專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探的技術(shù)要求一、水文鉆孔的結(jié)構(gòu)和鉆孔設(shè)計水文鉆孔的特點(3)洗井要求嚴(yán)格；沖洗液要求 一般要求盡量用清水鉆進(jìn)；在砂礫石含水層鉆進(jìn)時，泥漿黏度要求為18-25s。 洗井要求 城市生活和工業(yè)用水井，正常運(yùn)行時的井水含砂量要求小于百萬分之

4、一，而農(nóng)業(yè)灌溉水井則應(yīng)小于五十萬分之一 。專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探的技術(shù)要求一、水文鉆孔的結(jié)構(gòu)和鉆孔設(shè)計水文鉆孔的設(shè)計1)孔深 應(yīng)根據(jù)鉆探任務(wù)來確定，一般要求揭露或打穿主 要含水層。2)孔徑 開孔直徑：在松散巖層中一般應(yīng)大于450mm； 在堅硬巖石中應(yīng)大于290mm。 井徑變化：應(yīng)盡可能采用“一徑到底”； 必要時依據(jù)取水泵型號確定。專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探的技術(shù)要求一、水文鉆孔的結(jié)構(gòu)和鉆孔設(shè)計水文鉆孔的設(shè)計3)不同口徑井管的下置深度及所選用的井管材料。4)鉆孔中止水段的位置和止水方法。5)過濾器的類型和過濾器下置深度。專門水文地質(zhì)學(xué)專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探的技術(shù)要求一、水文鉆孔的結(jié)構(gòu)和鉆

5、孔設(shè)計水文鉆孔的設(shè)計6)對水井中的非開采含水層段，提出井壁與井管間隙的回填封堵段的位置、使用材料及要求。7)鉆進(jìn)方法及技術(shù)要求，包括對沖洗液質(zhì)量、巖芯采取率、巖土水樣采集、洗孔及孔斜等的要求，以及對觀測和編錄方面的技術(shù)要求。專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探的技術(shù)要求二、鉆進(jìn)過程中的水文地質(zhì)觀測工作觀測工作的主要目的1）及時發(fā)現(xiàn)孔底地層巖石的變化，并進(jìn)行觀測以彌補(bǔ)巖芯采取率的不足；2)及時發(fā)現(xiàn)鉆孔是否揭露了某個含水層（帶）；3)幫助確定含水層（帶）的埋藏深度、厚度及其富水性；4)分別取得不同含水層的水頭、水溫和水化學(xué)成分的資料；5)為最終確定水井的成井結(jié)構(gòu)提供所需的地質(zhì)依據(jù)。專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探

6、的技術(shù)要求二、鉆進(jìn)過程中的水文地質(zhì)觀測工作鉆進(jìn)過程中水文地質(zhì)觀測1)觀測沖洗液的消耗量及其顏色、稠度等特性的變化，記錄其增減變化量及位置；2)鉆孔中水位的變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)含水層時，要測定初見水位和天然穩(wěn)定水位；3)及時描述巖芯，統(tǒng)計巖芯采取率，測量其裂隙率或巖溶率；4)測量鉆孔的水溫變化及其位置；專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探的技術(shù)要求二、鉆進(jìn)過程中的水文地質(zhì)觀測工作鉆進(jìn)過程中水文地質(zhì)觀測5)觀測和記錄鉆孔的涌水、涌砂、涌氣現(xiàn)象及其起止深度和數(shù)量；6)觀測和記錄鉆進(jìn)速度、孔底壓力及鉆具突然下落（掉鉆）、孔壁坍塌、縮徑等現(xiàn)象和其深度；7)按鉆孔設(shè)計書的要求及時采集水、氣、巖、土樣品；8)在鉆進(jìn)工作結(jié)束后

7、，按要求進(jìn)行綜合性的水文地質(zhì)物探測井工作。專門水文地質(zhì)學(xué)2 水文鉆探的技術(shù)要求專門水文地質(zhì)學(xué)3 水文勘探鉆孔的布置原則3)代表性的原則 無論是查明水文地質(zhì)條件、求取水文地質(zhì)參數(shù)，還是進(jìn)行地下水動態(tài)觀測，在確定其鉆孔位置時，均應(yīng)考慮其代表性和控制意義。4)以線為主，點線結(jié)合的原則 為分析、認(rèn)識區(qū)域水文地質(zhì)條件的變化規(guī)律，水文鉆孔應(yīng)布置成勘探線的形式。專門水文地質(zhì)學(xué)1)為查明區(qū)域水文地質(zhì)條件，鉆孔一般布置成勘探線的形式主要勘探線應(yīng)沿著區(qū)域水文地質(zhì)條件（含水層類型、巖性結(jié)構(gòu)、埋藏條件、富水性、水化學(xué)特征等）變化最大的方向布置；對區(qū)內(nèi)每個主要含水層的補(bǔ)給、徑流、排泄和水量、水質(zhì)不同的地段均應(yīng)有勘探鉆孔

8、控制。 3 水文勘探鉆孔的布置原則專門水文地質(zhì)學(xué)3)以供水為勘察目的的勘探孔，按總原則布置鉆孔時，應(yīng)考慮勘探-開采結(jié)合，鉆孔一般應(yīng)布置在含水層（帶）富水性最好、成井把握性最大的地段。 3 水文勘探鉆孔的布置原則專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探基本原理： 依據(jù)不同類型或不同含水巖石、不同礦化度水體之間存在著物理性質(zhì)上（導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱容量、溫度、密度、磁性、彈性波傳播速度及放射性等）的差異，借助各種物探測量儀器探明這些差異，進(jìn)而分析判斷巖性、構(gòu)造及其含水性能，為分析水文地質(zhì)條件和進(jìn)一步布置勘探工作提供依據(jù)。 專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探用途：勘查供水水源地含水層的埋深、層厚、產(chǎn)狀以及賦存范圍；

9、區(qū)分咸水、淡水含水層；探測含水層之間或地表水與地下水之間的補(bǔ)給關(guān)系；求取地下水流速、流向和鉆孔抽水漏斗的影響半徑等水文地質(zhì)參數(shù)；探測古河床含水層的分布規(guī)律；探測巖溶、裂隙富水帶的賦存形態(tài)；探測基巖埋深和新地層、疏散層的厚度；勘探區(qū)的構(gòu)造形態(tài)，斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn)狀，追蹤地質(zhì)構(gòu)造的延伸和展布方向，為劃分水文地質(zhì)單元、研究水文地質(zhì)問題提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。 專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探1、地面物探 是水文地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)用最廣泛的物探方法，具有設(shè)備輕便、效率高、解釋方法成熟等優(yōu)點。（1）電阻率法 巖石的電阻率與巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、孔隙度、含水量及地下水的礦化度有關(guān)。專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探1

10、、地面物探 （1）電阻率法的主要應(yīng)用：確定含水層的分布、厚度及埋深、尋找古河道、古沖洪積扇等；尋找斷裂破碎帶和巖溶發(fā)育帶的分布、位置、圈定富水帶，確定覆蓋層及風(fēng)化層的厚度等； 劃分咸淡水界面，尋找淡水透鏡體；估算水文地質(zhì)參數(shù)等。 專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探（二）自然電場法 工作原理： 以地下存在的天然電場作為場源。由于天然電場與地下水通過巖石孔隙、裂隙時的滲透作用及地下水中離子的擴(kuò)散、吸附作用有關(guān)。因此，可根據(jù)在地面測量到的電場變化情況，查明地下水的埋藏、分布和運(yùn)動狀況。專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探（二）自然電場法 主要應(yīng)用：主要是用于尋找掩埋的古河道、基巖中的含水破碎帶；確定水庫、河床

11、及堤壩的滲漏通道；測定抽水鉆孔的影響半徑等。 專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探（二）自然電場法 使用條件： 主要決定于地下水滲透作用所形成的過濾電場的強(qiáng)度。 一般只有在地下水埋藏較淺、水力坡度較大和所形成的過濾電位強(qiáng)度較大時，才能在地面測量到較明顯的自然電位異常。 專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探（三）地震勘探 原理： 根據(jù)土和巖石的彈性性質(zhì)，測定人工激發(fā)所產(chǎn)生的彈性波在地殼內(nèi)的傳播速度來探測地質(zhì)結(jié)構(gòu)及含水界面的物探方法。 優(yōu)點： 勘探深度大、探測精度高 應(yīng)用： 確定覆蓋層和風(fēng)化層的厚度、潛水面埋藏深度，劃分巖層結(jié)構(gòu)，探測斷層和巖溶發(fā)育帶位置。 專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探1、地面物探2、地球物

12、理測井法 主要應(yīng)用：鉆孔剖面的巖性分層；判斷含水層（帶）；巖溶發(fā)育帶；咸淡水分界面位置（深度）；確定水文地質(zhì)參數(shù)。 專門水文地質(zhì)學(xué)專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探2、地球物理測井法 所能解決的問題： 1)普通（視）電阻率測井 除劃分鉆孔地層剖面外，主要用于確定含水層的位置及厚度，測定巖石電阻率參數(shù)和巖石孔隙度。專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探2、地球物理測井法 所能解決的問題： 2)井液電阻率測井 其中的擴(kuò)散法，能可靠地確定鉆孔中含水層（出水段）的位置和厚度，比較推斷含水層的富水性，求地下水的滲透速度和間接計算滲透系數(shù)。 專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探2、地球物理測井法 所能解決的問題： 3)自然

13、電位測井 確定地下水的礦化度和咸淡水界面，估計地層的含泥量。 4)伽瑪-伽瑪測井 可按密度區(qū)分巖性、劃分剖面，確定含水層和巖石的孔隙度。 5)中子測井 用于劃分巖性，查明含水層，確定孔隙度和測定含水量。 專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探2、地球物理測井法 所能解決的問題： 6)放射性同位素測井 是目前測定地下水流向、流速、滲透系數(shù)和水質(zhì)彌散系數(shù)的主要方法，還可用于確定井內(nèi)出水和套管破裂位置，檢查井管外封堵質(zhì)量和尋找水庫（壩下）滲漏通道。 7)聲波測井 測定巖石的孔隙度、劃分巖性，進(jìn)行地層對比，劃分含水破裂帶等。 8)熱測井 測地溫梯度、測定井內(nèi)進(jìn)（漏）水位置。專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探3、水文地質(zhì)人員在物探工作中的任務(wù)（一）掌握物探方法的使用條件 1)探測對象（巖層或含水帶）與圍巖之間存在比較顯著的物性差異；2)這種物性差異，要有一定的異常幅度，并在所探測的深度內(nèi)能被目前使用的物探儀器測量出來；3)探測對象呈現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，能與其他自然和人為干擾因素引起的異?，F(xiàn)象很好地區(qū)別開來；4）要求被探測對象具有一定的規(guī)模（厚度或范圍），埋藏不能太深，其他自然 和人為干擾因素（地形坡度、切割程度、浮土厚度、工業(yè)地電、地下金屬管道等）的影 響不能太強(qiáng)烈。專門水文地質(zhì)學(xué)4 水文地質(zhì)物探3、水文地質(zhì)人員在物探工作中的任務(wù)（二）提出水文地質(zhì)物探工作的探測任務(wù)通