水源地勘查工作方法与技术要求

水源地勘查工作方法与技术要求

一、勘查工作技术路线

勘查工作技术路线为：收集资料、编写项目设计→遥感解译→地质、水文地质调查、水文地质物探、水文地质钻探与成井、抽水试验、孔口坐标与高程测量、地下水动态监测、水质分析与测试、综合研究与报告编制→提交成果。

二、勘查工作方法与技术要求

为提高工作效率和精度，本次勘查要求尽量采用新技术新方法，拟采用资料收集、遥感解译、地质、水文地质综合调查、水文地质物探、水文地质钻探、工程测量、抽水试验、地下水动态监测、水质测试、数值模拟、综合研究等技术手段。

（一）资料收集

全面系统地收集工作区自然地理、地质和水文地质资料，重点收集前人宿北岩溶研究成果和宿州市城市供水勘查成果，以及近年来安全饮水工程施工的供水井资料。

对收集到的资料进行系统分析和综合研究，提炼出对工作区地质条件和水文地质条件的认识，编制相关图件，为勘查工作部署提出科学依据。

（二）遥感解译

进行地表填图，解译地形、地貌、地层、构造、水文、村庄、道路、植被等，重点关注地下水的补给、径流、排泄条件。

为减轻地面调查工作量，提高工作精度，尽可能地利用google

图片进行解译，对以往的地理底图上的村庄、道路、水系、植被等进行修正，对地形地貌、地层构造进行解译。必要时收集或购买高分卫星影像数据，如SPOT－5或QICKBIRD等。

在进行遥感解译之前，首先应建立该地区解译标志，野外核查地质点数不少于解译点数的30%，水文地质点数不少于解译点数的70%。

（三）地质、水文地质测绘

工作目的是地质、水文地质填图。主要任务是开展地形地貌调查、地层构造调查、水文地质调查。

1．地形地貌

重点调查地貌的形态成因类型，各地貌单元间的界线和相互关系；地形、地貌与含水层的分布及地下水的埋藏、补给、径流、排泄的关系；新构造运动的特征、强度及其对地貌和区域水文地质条件的影响。

2．地层岩性

重点调查地层的成因类型、时代、层序及其接触关系；地层的产状、厚度及分布范围；不同地层的透水性、富水性及其变化规律。

3．地质构造

重点调查测区所属的地质构造类型、规模、等级及测区所在的构造部位及其富水性；断层的位置、类型、规模、产状、断距、力学性质和活动性；断层上、下盘的节理发育程度；断层带充填物的性质和胶结情况。断层带的导水性、含水性和富水地段的位置。

4．水井调查

重点调查水井的类型、深度、井壁结构、井周地层剖面、开采量、水位、水质及其动态变化；地下水的开采方式、开采量、用途和开采后出现的问题；选择有代表性的水井进行简易抽水试验。

5．水质调查

本次施工的勘查井在抽水试验结束前采取全分析水样，结合城市污染源的分布情况，选择部分机民井采样进行水质全分析水样，分析项目包物理指标、化学指标和污染组分，查明地下水的质量和污染状况。

调查方法采用穿越法或追索法，调查路线要求垂直构造带穿越，沿构造带追踪。重点开展基岩出露区地层构造调查与地下水污染调查。

（四）水文地质物探

物探工作作为一项新的探查手段已越来越多地应用于水文地质工作中。本次水文地质物探工作在城西水源地主要用于探采结合孔孔位的确定。在符离-夹沟后备水源地、永安-栏杆后备水源地布设电法剖面用于探查地质构造和隐伏岩溶分布情况。工作方法为地面电法中的电阻率测深。

电阻率测深法是在地面的一个测深点上(即MN极的中点)，通过逐次加大供电电极AB极距的大小，测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。电测深法多采用对称四极排列，称为对称四极测深法（图1）。在AB极距

离短时，电流分布浅，ρS曲线主要反映浅层情况；AB极距大时，电流分布深，ρS曲线主要反映深部地层的影响。

图11 电阻率测深系统示意图

本次电阻率测深法工作使用仪器为重庆地质仪器厂研制的DZD-6多功能电法勘探系统。该仪器采用全数字化自动测量，可对自然电位漂移及电极极化进行自动补偿；该仪器测量、计算、显示、存储整个过程自动化，采用了模拟与数字二重滤波技术，多次信号迭加增强技术以及超程显示等措施，提高了系统的抗干扰能力和数据的准确性。其主要技术指标为:

a）接收部分:

电压测量范围：±6V；

电压测量精度：±1%±1个字；

输入阻抗：>30MΩ；

视极化率测量精度：±1%±1个字；

电流测量范围：5A；

电流测量精度：±1%±1个字；

对50HZ工频干扰压制优于80dB；

SP补偿范围： 1V。

b）发射部分：

最大供电电压：900V；

最大供电电流：5A；

供电脉冲宽度：1～59s，占空比1:1。

c）野外采集参数为：

电极距：ABmax=680m，ABmin=6m；

测量极距MNmax=50m，MNmin=2m；

点距：20m；

供电电压：400V（可调）。

（五）水文地质钻探与成井

1．钻探

钻探是水文地质勘查最为重要的手段，通过钻探可验证水文地质测绘及地面物探成果，更是了解地层岩性、厚度、埋深、分布的直接手段，同时它也是抽水试验、动态观测、取样测试等得以实施的前提。钻探工作任务是查明工作区地质、水文地质条件，取得有关水文地质参数和地下水资源评价所需资料。

1）钻机选择、定位与安装

钻机的选择应能保证钻探质量和正常成井要求，宜选择回转型钻机进行施工，具体机型由施工单位根据实际情况选定。施工前由总工或总工委托的相关科室及市站会同施工单位人员勘查现场定孔，孔位确定后非特殊情况不得移动。钻机安装时应保持地基坚实、稳固和钻

机机台水平，找准“三点一线”，在钻塔起落范围内不得有障碍物。

2）钻孔深度与孔径

探采结合孔（16个）：设计钻孔深度为100m，采用φ110mm小径全孔取芯。

含水层“天窗”勘查孔（10个）：设计钻孔深度为50m，采用φ110mm小径全孔取芯。

河流剖面监测孔（8个/2组）：设计钻孔深度为30m，采用φ110mm 小径全孔取芯。

3）岩芯采取

所有探采结合孔、含水层“天窗”勘查孔、河流剖面监测孔均全孔取芯。为保证岩芯采取率，严禁超管钻进，单回次进尺控制在2.00-3.00m。全孔取芯，正确填写岩芯牌并装箱保存。岩芯采取率粘性土不小于85%，砂性土不小于65%，全孔平均岩芯采取率不小于75%。岩芯箱以木质或塑料为主，以利长期保存。

4）冲洗液

采用清水或泥浆钻进，在钻进中遇复杂地层可用优质泥浆护壁，并应适当控制冲洗液泵量，成井时应及时换浆，成井后采取有效的洗井措施。

5）孔深校正与孔斜测量

钻进中每50m，进行一次孔深校正，终孔后、下管前均应探测孔深，孔深误差应小于0.2%。

钻探进尺小于100m钻孔孔斜误差不大于1°。

6）岩芯编录与保管

a 划分地层岩性、含水层层位及其埋深、厚度等，并应进行现场详细的观测、描述和记录。

b 岩芯应按顺序装入岩芯箱，不得乱放或倒置，并及时用红漆在现场对岩芯箱进行编号，每一回次均应认真填写岩芯牌，岩芯牌字迹应工整、清晰、数据准确。终孔后由施工单位按要求运至指定地点并交相关部门保管，等待验收。

7）简易水文地质观测要求

钻探过程中应认真做好简易水文地质观测工作。观测内容包括：水位、水温、冲洗液消耗量、漏水位置、自流水的水头高度和自流量、孔壁坍塌、涌砂和气体逸出情况等。

2．水文测井

为能准确划分含水层与弱透水层的位置，为下管、成井提供依据，拟在16个探采结合孔和8个河流剖面监测孔中安排专门的测井工作（视电阻率测井法），深度与成井深度一致，以便与钻探资料进行对比和验证。

3．扩孔

城西水源地勘查区的16个探采结合孔和2组8个河流剖面监测孔均需扩孔成井，其中探采结合孔扩孔孔径450mm，河流剖面监测孔扩孔孔径350mm。

4．成井

16个探采结合孔成井井深100m，下管与成井管径219mm，采

用无缝钢管或球墨铸铁管。40-100m为滤水管，下管后在井管与井壁间充填滤料，滤料应沿井管四周均匀连续填入，当发现填入数量及深度与计算有较大出入时，应及时找出原因并排除。0-40m为实管，按要求采用粘土球进行止水，止水效果检查可采用孔内外压力差法。

2组8个河流剖面监测孔成井井深30m，下管与成井管径146mm，采用无缝钢管或球墨铸铁管，5-30m为滤水管，下管后在井管与井壁间充填滤料，滤料应沿井管四周均匀连续填入，当发现填入数量及深度与计算有较大出入时，应及时找出原因并排除。0-5m为实管，按要求采用粘土球进行止水，止水效果检查可采用孔内外压力差法。

5．洗井

在成井后、抽水试验前应及时洗井，以清除井底沉渣和井壁泥皮。投入胶磷酸钠浸泡24h，后采用空压机交替洗井，洗1h停0.5，直至水清沙净、水位变化反映灵敏，洗孔结束前的出水含砂量不大于1/20000（体积比）。

（六）孔口坐标与高程测量

勘查区内所有钻探成井的钻孔及选择利用的机民井均应进行孔口坐标和高程测量。

坐标与高程测量采用RTK GPS卫星定位系统测量，测量工作布置、测量方法及测量精度要求符合“全球定位系统（GPS）测量规范”（GBT18314－2001）“等相关技术规范。

（七）抽水试验

1．单孔稳定流抽水试验

查明含水层的富水程度，判断地下水的补给方式，求取含水层水文地质参数，为生产井水泵安装提供技术参数，在成井与洗井结束后应进行抽水试验工作。

（1）单井抽水试验方法采用稳定流反向抽水，先抽S3最大降深，其余2次降为最大降深S3的2/3和1/3。抽水试验稳定时间探采结合孔为24h、8h、8h；河流剖面监测孔为1个落程的稳定流抽水试验，抽水试验稳定时间为24h。

（2）抽水试验前应按要求下入足够长度的测管、风管（空气压缩机抽水）和出水管，并保证在抽水时测管中水位不受送风影响。

（3）抽水试验时动水位、出水量和水温的观测频率应按1、3、5、7、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120min各观测1次，以后每30min观测1次，直至抽水试验结束。

（4）做好抽水前的静止水位和抽水结束恢复水位观测工作，抽水试验最后1个落程结束时进行恢复水位观测，观测频率参照抽水试验要求执行。

（5）抽水试验所抽水应排放至孔外的地方，若有可能重新渗入含水层时，必须做好防渗漏措施。

（6）抽水试验时水位应采用电测水位计（探棒、导线、电表）进行量测，同一试验中应采用同一方法和工具，抽水井水位量测应精确至0.5cm。

（7）抽水试验时水量量测应采用堰箱法或水表法，并应保证堰箱摆放稳固，排水应通畅。堰箱出水口水位量测应精确至mm。

（8）抽水试验结束后应探孔深和检查井内沉淀情况，如有淤塞时应对沉淀物进行处理。

（9）水样采集，在钻孔抽水试验终止前进行，取水质全分析水样1组。

（10）抽水试验时水温、气温1次/1h。

2．多孔非稳定流抽水试验

了解含水层的各向异性，了解含水层的边界条件，准确求取含水层的水文地质参数。计划在城西水源地开展1组多孔非稳定流抽水试验，充分利用已施工的勘查钻孔作为观察孔。

抽水孔的出水量保持常量，抽水试验延续时间根据水位下降与时间关系曲线确定，如果曲线没有拐点，延续时间以达到试验目为准；如果曲线出现拐点，则延续时间宜至拐点后水位趋于稳定。

抽水试验时，动水位和出水量观测时间选在抽水开始后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min 各观测一次，此后每隔30min观测一次；恢复水位观测也按停止抽水后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min各观测一次，随后每隔30min观测一次，直到水位稳定为止。

多孔非稳定流抽水试验的其它要求参见单孔稳定流抽水试验。

（八）地下水动态监测

为能查明地下水与地表水、降水之间的水力联系，查明浅深层含水层之间的水力联系，结合国家地下水监测网建设布置监测孔点，获

取水文地质模型建设所需的地下水动态资料。

所有水文地质钻孔施工结束后均立即开展地下水动态监测工作。机民井调查完成后，选择部分机民井、探采结合孔与河流剖面监测孔、原有的地下水动态监测孔，开展动态监测。

地下水水位监测频率6次/月，地下水水温监测频率6次/月，累计时间不少于一个水文年。

（九）水质分析与测试

实验测试是勘查工作的重要组成部分，以取样测试为主要工作手段，通过开展水化学分析，对勘查区地下水水质进行评价。

1．常规水质全分析样

1）水质测试项目

a．现场测定项目：电导率、PH值、溶解氧和氧化还原电位等4项指标。

b．感官性状测定项目：色、浑浊度、嗅和味、肉眼可见物。

c．化学分析测定项目：PH值、钾、钠、钙、镁、氨氮、重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硝酸盐（以氮计）、亚硝酸盐、磷酸盐、氟化物、铜、铅、镉、锰、钴、钼、钡、铝、锶、二价铁、三价铁、锌、碘、硒、侵蚀性二氧化碳、可溶性二氧化硅、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬（六价）、硫化物、化学耗氧量、总硬度（以碳酸钙计）、永久硬度、暂时硬度、总碱度、可溶解性总固体、高锰酸盐指数、阴离子合成洗涤剂、六六六、DDT等，以上项目共计50项。

2）水样采集方法与要求

a．水样采集前，对监测孔进行抽水，排除孔内积水，待含水层中的新鲜水流完全流入孔内后才能进行水样采集（开采井可在离井口最近的出水口处直接取样）。取样容器应用原水冲洗3-5次后再取样，及时填写、粘贴水样标签。

b．采样容器使用硬质玻璃瓶和无色聚乙烯塑料桶；用硝酸溶液（1+1）对容器进行浸泡一昼夜后，再用盐酸溶液（1+1）洗涤，最后用自来水冲洗干净。

c．原水样采集：用2.5L无色聚乙烯塑料桶，水样充满容器，不加任何保护剂，现场用纱布和石蜡密封，粘贴水样标签。

d．酸化水样采集：用1.0L硬质玻璃瓶，先加入（1+1）硝酸溶液5ml，再取满水样，现场用纱布和石蜡密封，粘贴水样标签。

e．碱化水样采集：用1.0L硬质玻璃瓶，取满水样，立即加入固体氢氧化钠1g，摇匀，现场用纱布和石蜡密封，粘贴水样标签。

f．铁和亚铁水样采集：用500mL硬质玻璃瓶，取满水样，加入（1+1）硫酸溶液5ml，硫酸铵1-2g，现场用纱布和石蜡密封，粘贴水样标签。

g．侵蚀性CO2水样采集：用500mL硬质玻璃瓶，取水样250mL，加入碳酸钙粉末（或大理石粉末）2g，现场用纱布和石蜡密封，粘贴水样标签。

3）水样的保存和送检要求

水样一经采取后，存放在阴凉处，注意防震、防晒。常规水样、有机氯水样3日内送检。所有水样均送至通过国家级计量认证的单位

测试，送样时填写一式3份送样单。

2．有机污染样

1）水质测试项目

a 现场检测指标（5项）

水温、气温、pH值、电导率、氧化还原电位。

b 有机组分检测指标（39项）

挥发性有机物：氯乙烯、1,1-二氯乙烯、二氯甲烷、甲基叔丁基醚、1，2－二氯乙烯、氯仿、1,1,1-三氯乙烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、苯、三氯乙烯、1,2-二氯丙烷、溴二氯甲烷、甲苯、1,1,2-三氯乙烷、四氯乙烯、二溴氯甲烷、氯苯、乙苯、p-二甲苯/m-二甲苯、o-二甲苯、苯乙烯、溴仿、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯。

有机氯农药：总六六六、六氯苯、α-六六六、γ-六六六、β-六六六、δ-六六六、总DDT、p,p'-DDE、o,p'-DDT、p,p'-DDT。

多环芳烃：苯并[a]芘。

2）水样采集方法与要求

a 现场检测指标的采集

现场检测地下水水温、气温、pH值、电导率、氧化还原电位等5项指标，并记录在采样表中。

b 挥发性有机物样品的采集

旋开40mL挥发性有机物测定的VOA瓶螺旋盖，用玻璃滴管加入4滴1:1盐酸溶液。盐酸溶液也可在洁净实验室或办公室预先加入。

注意，密封圈上内衬有聚四氟乙烯膜较为光亮的一面接触水面。

将出水水管口伸入VOA瓶底部，使水样沿瓶壁缓缓流入瓶中，同时不断提升管口，直至在瓶口形成一向上的弯月面，迅速旋紧螺旋盖。避免水流过快、过多溢出样品瓶，如果溢出，需更换新VOA瓶重新采集。

将VOA瓶倒置，轻轻敲打，观察瓶内有无气泡和渗漏现象，如发现气泡或渗漏现象，则该瓶水样作废，换一个新VOA瓶，重新采样。

采样合格的VOA瓶贴上标签后放入带密封条的塑料袋中密封保存。

然后迅速将密封好的VOA样品瓶倒置放入内装有冰袋的冷藏箱中保存，有条件可使用电冷藏箱更好。样品放入冷藏箱后半小时注意检查VOA小瓶瓶盖是否松动。如有松动应再次拧紧。

填写现场记录表，对采样中出现的异常现象，应简要记录在采样卡片中，如样品混浊、气泡，可能受到什么污染等，同时采样人员应在采样表上签字并对采样负责。

c.半挥发性有机物样品采集

旋开1000mL半挥发性有机物采样瓶的螺旋盖，将出水管的端口伸入瓶底，使水样沿瓶壁缓缓流入瓶中，同时不断提升管口，直至在瓶口形成一弯月面，迅速旋紧螺旋盖。

在SVOC瓶上贴上标签，并以透明胶带覆盖标签。

迅速将检查合格的SVOC样品瓶倒平放入内装有冷冻好的冰袋冷

藏箱中,有条件可使用电冷藏箱更好。

同一样品采集双样，必要时可采集更多平行样。

填写现场记录表，对采样中出现异常现象，应简要记录在采样卡片中，如样品混浊、气泡，可能受到什么污染等，同时采样人员应在采样表上签字并对采样负责。

3）水样的保存和送检要求

a 样品的保存

有机样品采集后必须采用冷藏或冷冻的保存方式。样品应在4℃条件下冷藏或将水样迅速冷冻，贮存于暗处，这样可以抑制生物活动，减缓物理挥发作用和化学反应速度。

冷藏是短期内保存样品的一种较好方法，对测定基本无影响，但冷藏温度必须控制在4℃左右，温度太低，水样结冰体积膨胀会使玻璃容器破裂，或样品瓶盖被顶开失去密封，样品受污；温度太高则达不到冷藏的目的。

冷藏保存也不能超过规定的保存期限。要求挥发性有机样品14天内完成测定；半挥发性有机物样品7天内完成提取，40天内完成测定。

b 样品的送检

样品采集后迅速冷藏，尽快送实验室检测，如不能尽快送实验室，需在4℃冰箱中保存。

样品贮存和送检过程中，要保持样品瓶的密封，同时要远离具有潜在有机物污染的外界环境。

（十）综合研究与报告编制

对取得的各类资料进行及时整理，登记造册。以MAPGIS、ACCESS 等系统为平台，开展综合研究，进行地下水资源数量和质量评价，编制成果报告和图件。

（1）地下水水质评价

采样点水质评价将采取实验室测试结果与生活饮用水水质标准对比方法进行评价；水源地地下水总体质量将采用综合指数法对地下水物理性质、化学成分、卫生条件进行评价，并预测开采后地下水质可能发生的变化，提出卫生防护措施。

（2）地下水水量评价

拟采用数值法和均衡法对地下水的补给量、储存量和水源地的允许开采量进行计算。地下水数值模拟计划采用MODFLOW软件。

1）MODFLOW软件简介

Visual MODFLOW是由Water水文地质公司在MODFLOW 的基础上开发研制的，可利用有限差分法进行地下水流动正反演计算。该系统在无缝集成MODFLOW、MODPATH、MT3D等软件的基础上，建立了合理的Windows菜单界面和可视化功能，增强了模拟数值的可操作性，在建立模型和显示结果的任何时候，都可以用剖面图和平面图的形式将模型网格、输入参数和结果加以可视化显示。界面设计包括三大彼此联系但又相对独立的模块，即前处理模块、计算模块、和后处理模块

2）资料准备

a．应在查明或基本查明评价区水文地质条件的基础上，掌握主要含水层的空间分布、岩性结构特征、含水层的顶底板标高、地下水类型、导水性、储水性、边界条件、与相邻含水层的水力联系、地下水现状开采量和地下水的补给、径流、排泄条件；

b．对计算评价区内地下水水位和水质的空间分布和动态变化应有足够的控制资料，关键部位应有地下水动态观测孔。地下水动态观测孔的分布配置，应保证对各参数分区和主要补给、排泄边界的控制；

c．应掌握计算区内地下水开采量、降水量、泉水流量和其它源汇项的时空分布和变化规律。地下水开采量应以实测资料为主，推测资料的依据必须予以论证。对计算区内的河流应掌握历年地表水水文资料，并对其进行必要的分析；

d．水文地质条件变化较大的区段的各种水文地质参数和数据获取，应安排一定数量的单井非稳定流抽水试验、孔组非稳定流抽水试验、河渠渗漏试验、井灌回归试验、示踪试验等水文地质试验获取渗透系数、导水系数、给水度、弹性释水系数、蒸发系数、弱渗透层的越流系数、地表水体和含水层的水量交换参数、降水入渗系数等水文地质参数；

e．水文地质、环境地质、开发利用资料主要应通过调查的方法获取；

f．社会经济、自然地理、水文气象、水利工程、基础地质资料主要应通过搜集的方法获取。

（3）报告编制

在上述工作成果的基础上，按《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）要求，编制勘查报告、普查报告和调查报告。

三、勘查工作技术依据

本项目工作主要下列执行标准：

2．《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）。

1．《地下水动态监测规程》（DZ/T0133-94）。

3．《水质采样样品的保存和管理技术规定》（GB12999-91）。

4．《水质分析质量要求和检查办法》（DZ01304-1994）。

5．《地下水质量标准》（GB/T14848-93）。

6．《生活饮用水卫生标准》（GB5749-1985）。

7．区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范（GB/T 14158-93）(1∶50000)

8．《水文地质钻探规程》DZ/T 0148-1994。