水文地质钻探与物探
浅谈煤矿防治水工作中“物探先行，钻探验证”的方法
浅谈煤矿防治水工作中“物探先行，钻探验证”的方法在煤矿防治水工作中，为确保巷道安全掘进，应开展水害预测预报以及井下探放水工作。
为确保探放水工作的准确性、可靠性以及对后续工作的指导性，可采用“物探先行，循环钻探跟进”的综合探测方法。
一、物探原理、设备、方法（一）物探原理通常使用瞬变电磁法开展物探工作，这种方法也叫做时间域电磁法，其是依托接地线源亦或不接地回线朝着地下方向进行一次脉冲电磁场发射，在一次脉冲电磁场间歇过程中，通过接地电极亦或不接地线圈观察、检测二次涡流场的方式。
其基础流程是：在井下面或者地表依托某种波形电流构建发射线圈，继而在其周边空域形成一次磁场，且在地面下部导电岩矿体中形成能够感应的电流。
电能供给中断以后，感应电流因为热损耗而逐渐减弱。
衰减过程通常分成三个阶段，分别是早期、中期、晚期。
初始阶段的电磁场等同于频率域内的高频部分，趋肤深度有限，衰减程度显著；晚期等同于频率域中的低频内容，趋肤深度重，衰减不显著。
经过总结电源中断后每个时间段二次场伴随时间变动而呈现出的一般性特点，能够归纳出各种深度的地电特点。
图1-3 瞬变电磁法工作原理在电导率为σ、磁导率为μ0的均匀各向同性大地表面铺设面积为S的矩形发射回线，在回线中供以阶跃脉冲电流I(t)，其中：（1）在断电以前，发射电流在回线周边的土地与空域中形成比较稳固的磁场。
在t与0相等时，实施断电操作，由此电流形成的磁场也立刻不在存在。
一次磁场的这种巨大改变依托地下导电介质与空气传输到回线周边的土地，且在土地中形成感应电流以让发射电流中断以前具有的磁场持续存在，确保空间磁场存续较长时间。
因为介质的热损耗，一直至把磁场能量全部耗费完截止。
因为电磁场在空气中传输的速率大幅快于导电介质中传输的速率，在一次电流中断的情况下，一次磁场的巨大变动先传输至发射回线周边地面的所有点，为此，初期产生的感应电流只存在于地表。
地表各个位置感应电流并非匀称分布，在靠近发射回线一次磁场程度最深的地表位置感应电流最为显著。
水文地质调查
水文地质调查的目的与任务一、水文地质调查工作的目的运用各种不同的技术方法和手段，经过一定的勘查程序，去查明某个地区的地下水在天然和人为影响条件下的状态，并阐明开发利用地下水的具体措施。
二、水文地质调查工作的任务1、查明水文地质条件、地下水开采和污染情况；2、对可供开采的地下水进行水量、水质评价；3、对地下水资源的合理开发利用和保护提出实施意见和措施。
水文地质调查工作的类型一、综合性水文地质调查目的：为制订远景规划提供水文地质依据。
任务：概略查明区域内地下水的基本类型、埋藏分布条件以及水量、水质的形成条件和地下水资源的概略数量。
比例尺：一般<1/10万二、专门性水文地质调查目的：为某项具体工程建设项目的设计提供所需的水文地质资料。
任务：较详细地查明区域内的水文地质条件。
比例尺：一般>1/5万三、地下水动态和均衡的监测目的：结合综合性水文地质调查、专门性水文地质调查或其他项目，对地下水的动态和均衡要素进行长期的观测和研究，为定性或定量评价水文地质条件提供资料。
监测项目：地下水水位、水温、水量、水质以及降水入渗补给量、蒸发量、地下径流量等。
监测持续时间：1）暂时性监测网：为综合性或专门性水文地质调查提供监测资料时，监测时间一般持续1~2年；2）永久性监测网：为国民经济建设的长远、综合目的而进行的检测工作时，监测时间应是永久性的水文地质调查工作阶段的划分一、水文地质调查阶段划分的必要性1、水文地质调查工作必须经历一个由面到点、由粗到细、由浅到深的过程。
2、水文地质调查工作阶段的划分必须与工程建设项目设计相一致，不同设计阶段所需水文地质资料的内容和要求是不相同的。
二、水文地质调查阶段的划分方案不同任务的水文地质调查工作，其阶段的划分一般是各不相同的；不同部门对同一任务，划分的阶段数和阶段名称也不尽一样。
《供水水文地质勘察规范》（GB50027--2001）把供水水文地质调查工作划分为四个阶段：1、普查阶段：概略评价需水地区的水文地质条件，提出有无满足设计所需地下水水量可能性的资料，初步推断可能富水地段的地下水允许开采量，为规划设计提供依据。
水文地质物探
第四章水文地质物探§1 水文地质物探方法的基本原理水文地质物探––––是根据地下岩层在物理性质上的差异，借助于专门的物探仪器，通过测量、分析其物理场的分布、变化规律来进行水文地质调查的一种勘探手段。
1．物探方法的特点成本低、速度快、用途广泛，是当前水文地质调查中不可缺少的勘查手段。
2．物探方法的基本原理物探方法之所以能够探明某些地质、水文地质条件，主要是因为不同类型或不同含水量的岩石之间存在着物理性质上的差异（包括导电性、导热性，热容量、温度、密度、磁性、弹性波传播速度及放射性等）。
因此，我们可以借助各种物探测试仪器，测定出岩石或水体的某些物理特征值的变化，从而分析、推断出岩性、构造和岩层含水性能的变化。
例如，许多岩浆岩和石灰岩的视电阻率（ρs）常常可达n×（102—103）欧姆·米；而泥岩、粘土的视电阻率值只有十到几十Ω·m。
（1）在含水量方面：水是一种良导体，因此岩石的含水量及水本身的矿化度，对岩石的视电阻率值有很大的影响。
厚层石灰岩的无水地段的ρs值常常大于500Ω·m，比有水地段高很多。
（2）在磁性方面：不同种类的岩石之间也有较大差别，如许多岩浆岩中的金属元素含量相对较丰富，磁性较强；多数沉积岩的磁性均较弱。
因此，当磁法剖面跨过这两种岩石时，便会有显著的磁力差异。
（3）在放射性强度和热辐射强度方面：不同类型的岩石，以及岩石中富水和贫水地段之间，也常有较大的差异。
从图4—l所示的热行为剖面上可清楚地显示出断裂富水带的平均辐射温度（地面下0.8m）要比断裂两侧贫水地带低7一11℃。
§2物探方法在水文地质调查中的作用在水文地质调查中使用的物探方法有两大类：（1）地面物探方法，（2）地球物理测井。
现将各种物探方法在水文地质调查中的作用，即能解决的水文地质问题简介于下。
一、采用地面物探方法寻找地下水地面物探方法，已被证明是探测地下岩性、划分地层和确定构造的有效手段之一，几乎所有地面物探方法均可用于寻找地下水和判定某些水文地质特征。
综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用
综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用随着矿产资源的不断开发和利用，矿山水文地质勘探已成为矿山开发的重要环节。
传统的勘探方法虽然在一定程度上可以满足勘探的需求，但在效率和精度上存在着一定的不足。
而综合物探技术的应用，则成为了提高勘探效率和精度的重要手段。
本文将从综合物探技术的概念、原理以及在矿山水文地质勘探中的应用等方面进行探讨。
一、综合物探技术的概念和原理综合物探技术是指通过多种物理方法，如地震、电磁、地磁、重力、电阻率等，对地下岩层、矿体、构造等进行综合探测和解释的技术。
其原理是利用地球物理理论和方法，在地下进行探测，通过不同的物理现象来揭示地下的构造、岩性、矿体等信息。
综合物探技术的主要优点在于：可以综合利用不同的物理方法，从而获得更加全面和准确的地下信息；可以有效克服单一物理方法的局限性，提高勘探精度和可靠性；可以减少勘探成本和投入，提高勘探效率。
在矿山水文地质勘探中的应用具有重要的意义。
1.地震勘探地震勘探是通过地震波在地下介质中的传播特性，来研究地下构造、岩性、矿体等信息的一种物探方法。
在矿山水文地质勘探中，地震勘探可以应用于矿床勘探、岩溶水文地质勘探等方面。
通过地震勘探，可以了解地下构造、岩性的分布情况，从而为矿山的开发和利用提供重要的信息。
综合物探技术的应用，可以充分挖掘地下信息，为矿山的水文地质勘探提供全面和准确的地下信息。
通过综合物探技术的应用，可以提高勘探的效率和精度，减少勘探的成本和时间。
在矿山的水文地质勘探中，综合物探技术可以提供更加准确的地下水文地质信息，为矿山的水资源管理和开发利用提供了重要的依据。
水文地质勘查及勘查技术方法管理概述
水文地质勘查及勘查技术方法（手段）管理第一节水文地质调查的目的、任务、重要性及类型水文地质调查工作：方法——各种技术方法和手段；任务——揭示一个地区的水文地质条件，掌握地下水的形成、赋存、运动特征、水质、水量变化规律；目的——各类工程建设提供水文地质资料。
水文地质调查工作的目的：为国民经济建设、发展规划或工程项目设计提供水文地质资料。
水文地质调查工作的任务：运用各种技术方法和手段揭示一个地区的水文地质条件，掌握地下水的形成、赋存、运动特征、水质、水量变化规律。
水文地质调查是一项复杂而重要工作，复杂是因为地下水的流动性（水质水量随时空变化）；重要是因为一是地下水是重要的资源（水利资源、矿产资源、热能资源等），二是地下水严重影响各类工程活动，三是地下水活动可引发各类地质灾害。
水文地质调查工作，按其目的、任务和调查方法特点分为三类：1、区域性水文地质调查：即综合水文地质调查，其目的是为国民经济建设和某项国民经济的远景规划提供水文地质依据。
任务：概略查明区域性宏观的水文地质条件，特别是区域内地下水的基本类型及各类地下水的埋藏分布条件，地下水的水量及水质形成条件，以及地下水资源的概略数量。
2、专门性水文地质调查：是为专门目的或某项生产建设而进行的水文地质调查工作。
其目的是某项生产建设提供所需的水文地质资料，为进行地下水某些方面的科学研究需进行专门性水文地质调查。
其任务是：较详细地查明调查区的水文地质条件，解决所提出的生产问题，为工程建设项目或其他专门目的提供水文地质资料依据。
如：供水水文地质调查范围，一般应包括水源地在开采条件下可能的补给范围；矿床水文地质调查范围，应根据矿井在最大疏干深度条件下可能补给矿坑的补给范围；环境水文地质调查范围，至少应包括地下水污染区和污染源分布区。
3、地下水动态与均衡监测：水文地质长期观测地下水动态：地下水的水位、水量、水化学成分、水温等随时间的变化情况。
地下水均衡：研究某一时间段内某一地段地下水水量（盐量、热量）收支平衡的数量关系。
水文地质钻探与水井钻探规程
水文地质钻探规程水文地质钻探规程1 主题内容与适用范围1.1 主题内容本规程规定了水文地质钻探与水井钻探各项生产活动的技术工作要求及有关工艺操作规定。
1.2 适用范围本规程适用于水文地质普查、水文地质初步勘探与详细勘探以及水井(含矿泉水井及低温地热井)钻探工程，是进行钻探设计、施工、管理等各项工作的基本依据和准则。
本规程不适用于高温地下热水和地热能开发钻井工程。
2 引用标准2.1 直接引用标准GBJ 202 地基与基础工程施工及验收规范GB 9808 水文水井钻探管材系列GB 9809 水文水井钻探用套管、岩心管、取粉管螺纹GB 9810 水文水井钻探用钻杆BG 9811 水文水井钻探用钻铤BG 9812 水文水井钻探用钻杆接头DZ 1.3 硬质合金岩心钻探管材螺纹DZ/T 0008 水文水井钻探用钻柱特种接头DZ/T 0017 工程地质钻探规程DZ/T 0055 水文水井钻探用硬质合金钻头DZ/T 0056 水文水井钻探用三牙轮钻头DZ/T 0057 水文水井钻探用钻粒钻头2.2 配合使用的标准GBJ 27 供水水文地质勘察规范水文地质普查、勘探规范岩心钻探规程3 总则3.1 目的、任务水文地质钻探是水文地质普查、勘探工作中取得地下水文地质资料的主要技术方法，也是开发利用深层地下水进行钻井工程的唯一技术手段。
它的基本任务是在水文地质测绘、水文地质物探的基础上，进一步查明含水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水温等水文地质条件、特征和参数，解决和验证水文地质测绘和物探遥感工作中难以解决的水文地质问题，为评价和合理开发利用地下水资源提供可靠的水文地质资料和依据。
同时，在“以探为主、探采结合”成井或专门打井后开采地下水，为工农业生产、国防建设和城镇居民及干旱地区人民提供生产生活用水或矿泉水饮料，直接为国民经济建设和人民生活服务。
3.2 钻探工作必须遵循的准则3.2.1 水文地质钻探工作必须贯彻执行先水文地质测绘与物探，后钻探施工以及坚持“先踏勘、后设计”和“先设计、后施工”的工作程序，即必须在水文地质测绘和物探工作的基础上布置水文地质钻孔，以及坚持没有地质、施工设计，不准施工开钻的原则。
[GB50027-2001]供水水文地质勘察规范条文说明
![[GB50027-2001]供水水文地质勘察规范条文说明](https://img.taocdn.com/s3/m/7bd352ef27d3240c8547ef34.png)
中华人民共和国国家标准供水水文地质勘察规范条文说明目次总则术语与符号术符号水文地质测绘一般规定水文地质测绘内容和要求各类地区水文地质测绘的专门要求水文地质物探水文地质钻探与成孔水文地质勘探孔的布置水文地质勘探孔的结构抽水孔过滤器勘探孔施工抽水试验一般规定稳定流抽水试验非稳定流抽水试验地下水动态观测水文地质参数计算一般规定渗透系数给水度和释水系数影响半径降水入渗系数一般规定补给量的确定储存量的计算允许开采量的计算和确定地下水水质评价地下水资源保护供水水文地质勘察报告编写提纲附录地层符号附录供水水文地质勘察常用图例及符号总则多年来由于过量开采地下水各地相继出现了诸如水量为了把有限的水资源合理开发而保增由于地下水具有许多地表水不可比事实上不少单位已承担过这方面的任务并按本规范的要求向委托鉴于上述情况故本规范的适应范围也相考虑到勘察纲要用语在许多部门和系统已习用多年同时又为避免与设计部门的有关设计书相混淆察纲要由于勘察纲要内容涉及许多方面纲要内容提纲实际工作中可一是必二是现场踏勘必须认真数值法要求勘探孔应在勘察区有控制性的布置强调资源评价方法与勘察工作的内容和原规范第度应综合考虑的诸多因素作了规定其中水文地质条件的复杂程但是在实际工作中如何具体判定水文地质条件复为了正确指导供水济效果的统一本次修订时采纳了各单位的意见详见表并辅这与传统的水文地质理论值得说明的是由于实际工作中研究对象的多样性和中所列的各种特征往往难以准确判断因此在可把复杂程度提高一个时可按表中注因此本次修订时增补了该条文中按需水量大小将拟建水源世纪所以施行各单位普遍反映上述划分不适合供水勘察的实际情况与鉴于下述基本事实年止全国区域水文地质调查工作已全部完成区域水文地质条件作到的近十年来各地所完成的本次修订删除但与供水设计阶程于倘在此类地区为城一是删除了二是对供水勘察年颁发了市政设计前期工作主要包括项目可行设计阶段包括初步行无疑供水设计的全过程也应基所以为满足供水设计全过程各期工作对供水勘察基础条文中强调各阶段提出的地下水允许开采量应相应满足本规范第条对此已有明确以推断的控制的探明的验证的提出的估算的提出的据了解美国等国外有关的分类标准但对于简化与合并可谓层出不如此实例这不仅束缚和阻碍着水文地质勘察科学术语与符号术语对同一概念的冠名与解释往往不尽相同不仅如此例如称为抽水试验孔抽水试验钻孔四个不同名称而且孔和诸如此类所以术语必须指出符号水文地质测绘一般规定城镇和工矿企业的供水水文地质勘察工作一般所以第条可理解为应根据不同的勘察阶段搜集相应精度的水文地质测绘鉴于这种情况也是为了对被利用的地质和水文地质测绘资料进行研究和观测点数量和观测路线长度是表征水文地质测绘工作精自世纪在不影响工作精度的前提下减少了野外工作量因此若仍按原规范中的定额指标要求布置工作量近十年来纳对原规范表但从修不多常进行大比例尺的水文地质测并且在本部门的水文地质勘的水文地质测绘的观测点数和考虑到这方面的实际需要在本规范表中增加了比例尺关于遥感影像比例尺的选用所选用的后使用但放大倍数不宜大于表表航空地质测量使用的航片比例尺规定可选用不同时间的陆地卫星像片旨在放宽像片的陆地卫星像片的影像最佳放大倍数为美国地质调查所和我国的经验证明影像放大倍在地质应用中也有把影像放大成热红外图像规定的比例尺是根据表中有关资料的统计热红外图像比例尺一般不小于遥感影像填图的检验需要强调的是尤其是那些在遥感遥感影像填图的野外工作量利用遥条文中有关观测点数和路线长度的数量要求是根据我国个应用航片填图的有关技术数据水文地质测绘内容和要求这样与一般规定的内容不致混淆与后节的专门要求各类地区水文地质测绘的专门要求水文地质物探也有不必须指出采用多种物探方法进行探测时应考虑被探测体本身具备的各种可被利用的物理条件和其他条件这是应用物探方法获得成功的基本条件在解决某些特定问题上考虑到各种物探方法的适用条件不尽一致在此只能对被探测体的共性要求精度在抽水水文地质钻探与成孔水文地质勘探孔的布置如何合理地布置勘探孔二是本条为强调勘探孔的布置应满足与地下水资源评价方法的需求当察并满足计算区水文地质参数分区的要求以避免以往采用传统的解析方法评价资源时勘探孔的布置侧重在拟建布井的范围内从大量工程实例来取渗透水时通过多年来大量的基岩地区勘探找水工作然而应如何合理在这些储水构造布置勘探方案经验的总结因此基本规范对松散层地区勘从收水文地质勘探孔的结构勘探孔深度是根据任务的要求和勘察区的水文地质条件为此本条文只作了原则的这样规定是基于正确取得水文地质数据和参数及评价地下水资源但是本条文不能理解为在勘探工程中所有的勘探孔都要条文中的应理解为是针对任务的需水量本条文对止水的规定与要求同样提高抽水孔过滤器基于上述情况本次过滤器非填粒过滤器于言而且由于抽水孔当直径增加到一定限度时出水量增加的幅度逐渐减如图号孔组为地层渗透系数最小号孔组为地层渗透系数最过滤器抽水孔的出水量去推算大口从施工条件来看为在松散层地区设置钻凿但考虑到基岩勘探为至少能所以本条文仍规定宜大于图过滤器直径与出水量关系曲线图在相同条件下但当过滤器长度达到某一数值后由此从实用的角度可以引出一个过滤器有效长度即指抽水孔的出水量增加强度有效长度图出水量与过滤器长度关系示意图表扩散段本理解为可采用原规范第条对抽水孔过滤器骨架管的孔隙率所作次修订时将其由不小于对非填砾的包网过滤器的网眼尺寸及缠丝过滤器的缠丝从规定的必须指出如原苏联规范规定井水含砂量标准为两者相差悬不仅直接反映成孔质量的好我国多年的勘察实践条第一款规定的为此本次修订时对原规范第使用寿实根据含水层的颗分资料确定的标准粒径对砂土类含水层通过国内确定适合我国的为由此值大于直至否则确定经确定碎石土类含水层的滤料粒径为现两种情况当时计算确定的滤料粒径均小于规范不少当时计算确定的滤料粒径均大于规范的碎石类含水层时可充填粒径一般来说为较好地保证滤料的过水性能故规定滤料的不均匀系数值应为了保证缠丝或骨架管的穿孔孔径能阻挡规证明是合适的勘探孔施工在松散层地区工作可采用水压钻进当采用泥浆护关于洗孔的质量标准规定学洗孔的方法或者说既有机械功能又有化学功能的洗孔法如焦磷酸钠和压风机联合洗孔法液压二氧化碳洗孔法二氧化碳关于洗孔出水含砂量其数值计算有质量比和体积比两种形式且前者约为后者的国内不少勘察部规定孔斜的要求不仅能保证抽水试验正常进行而且也本条文规定孔斜不宜大于是考虑到目前我国常用的井斜仪的精度该数据包括因此本规范首先提出工具在取样数量方面尤其是砂土类和碎抽水试验一般规定应用人工放射性同位素稀释法是确定地下水运动状态要近年来我国已有不少单位对放射性同位素技术在水文地质勘察方进而可确定含水层的渗透文地质参数观测线常垂直地下水流向布置以减少水力坡度对计算参数的影响若测量含水层不同方向的非均匀性和实测抽水的影响范围可根据具体目的布置观测线若需要查明边界条件时为计算参数用的观测孔距抽水孔的距离应取决于从观测孔中测得的水位下降值是否符合是假设地下水为层流和二维流的情况下推导出来的而没有因此从观测孔紊流三维流的影响与抽水孔的出水量及过滤器直径的大小有关如抽水孔出水量很小过滤器直径比较大时关于远观测孔的距离一般要求从孔中测得的水位尽量不受含水层边界的影响且易于达到稳定以便于资料的分析和采用多为此距离不宜太远上述规定主要是为了利用观测孔中的水位下降值求水文地观测孔的数量与所采用的计算公式为了能使用同一资料采用多种方法进行计算相互比较因此规定同一观测线上的观测孔数宜为对观测孔过滤器的设置要试验所为所以本次修订时此处用词为宜表示允许选通过常规勘察手段能够查明补给利用地下水自然动态资料能满足数值法计算要求就考虑到利用稳定流抽水试验的恢复水位资料计算水文地质参数的需要的测量一词前加了同步故稳定流抽水试验稳定流抽水试验不宜少于次下降其理由是可以获得孔的抽水试验特性曲线以便正确选择计算水有可能验证水文地质参数的计算是否准确例如采用对可不作本条文没有采用通常的间的间隔内不超过某一数值因为抽水试验中时常遇到由孔达到稳定延续但在补给条件较差的地区应特别注意是否达到了稳定必要时应延长稳定延非稳定流抽水试验事实上量而选用相适应的抽水试验技术要求公式瞬时现象由于含水层的释放总存在考虑到便观测数据在稳定流抽水试验抽水试验开采性抽水试验勘察实践表明且往往需要经历相当长的非稳定期所以理应放在非稳定流抽水试验节一般都是所以分析和应用试验资料时均着重与非但有时在有而定一款的规定开采性抽水试验由于这类地区评价地下水资源比较困难用一般除特殊情况需在地下水动态观测一般来说本规范考虑了采用数值法计算和评价证对计算区各分区参数的控制按时进行地下水动态的观测并取得有关资料对于正确如自然条件变化大时和变化小时不一样因此本条文规定的期观测条水文地质参数计算一般规定水文地质参数是计算和评价地下水资源必不可少的数为了准确地求得参数不仅应对抽水试验的技术要求作出规定往这说明对计鉴于目前对参数计算的经验总结和科研作得还不够加之自所因此本规范只如承压以及非稳定流的越流公式基岩裂隙含水层和岩溶含水层的参数计算方本规范所列的潜水井计算公式的渗透系数利用稳定流抽水试验资料计算渗但实际应用的结果问出现这些问题的原因及抽水试验时都本选用范公式试验孔损较大若要计算单孔计算为此本条文采用截距法和插值法多项式所谓孔损系指由于孔壁与滤水管的阻力以及地下水自孔周含水层的水平运动转化为滤水管内的垂直运动而产生孔壁内外项式表示式中而一次项系数可用下式表达由此可知当求得以四组抽水试验资料表均差表表中则求得待定系数以取代相应公式中的多项式的阶数一般只要阶即能准确地描述水段落在图上取等当线时可采用作图截距法求待定系数图关系曲线示意图应做一次小下降的抽水以使关另外作图截距法的应用条件是抽水试验资料的曲线关系应为抛物当的高次方项且曲线的截距的多项式是为描述抽本规范列出的两个非完整井公式由我国利用带观测孔的单孔稳定流抽水试验资料计算值的规范推荐的公式是常用的裘布依蒂姆公式应成直线关系只有利用因为靠近抽水孔的观测孔由于边界的形状和性质的影响因此在采用本公式时要求观测孔内的图抽水试验获得的关系曲线可能不出现理想的直线段这时选择的计算数据具有一但是自然界完全符合当采用配线法时不应少于本规范列举了汉度士的拐点计算公式无界含水层中任按照关系曲线上拐点的特性可知式中关系曲线上拐点处的水位下降值使用该方法的要点是则有各种模型的公图由于采用非稳定流公式计算非完整型时采用恢复水位资料计算由于水位没有波动等干扰在选用根据动水位已稳故本次修订时图求可采用下列公式当为填砾过滤器时时上述公式可简化为下式当为基岩裸孔不下入滤水管时一般均直接采用式中的求取分述如下注此式仅适用于塑料管材其他材质情况下的值则应另选算式一般可取式中取舍度根据也可根据实际经验值直接估算或用迭代法试算求给水度和释水系数实验室法需要的原状土样难于采取烦败的总之影响半径但由于裘布依公此外在没有观测孔的情况下可以断言随着非稳定流抽水试验和数值法在地下水资源计算和评价中的推广和应用影响半径在实际降水入渗系数地下水均衡场可以直接观测降水入渗量其观测数据比较精确可靠水文地质勘察工作中应充分利用这些可根据水本条款列举的计算公式是根据降水入渗系数结合平原区地下水运动的特点得出的此外还应注意下列几点不考虑毛细水对值的影响应分区分段没有地下水水量评价一般规定此分类方法突出了补给径流是补给的运动形勘察区地下水水量的评价是多因素综合评所以并论证其动用后的可恢复竟能动用多少汲取超过年补例如截流法等水文分析方法时计算和评价地下水允许开采量时其精度与计算时段的选择有着在水量计算的一般规定采用多年平均目前实际工作中大致有如下三种方法算时段年或这是在不考虑储存量或储存量小如以岩溶泉作或这是目此类河水补给量往往占允许开采量的所以合理确定河量的递减系数的序号为计算各项的经验频而补给量的确定水对地下水的补给作用故本次修订时将第五款的规定修改为其他途径渗入补给降水入渗补给量和地下径流补给量的计算公式都应尽量准确断面法亦涉及断面流量的根据地下水均衡原理范作了推荐且避免有储存量的计算储存量系指储存于含水层内的重量力水体积随时允许开采量的计算和确定原规范条文内容为定义性的解释现改为技术法规性的内容保持不变所以当能确定勘察区及其邻近地区地下水在应首先采用此法计算和评条文中的用词为当采用水均衡法时选择均衡区一是以水源地或取水地段作为均衡区二是将整个水文地质单元均衡要素项目同时应注意均衡要素在开采前后可能发生的变化均衡计算时段因素具体选择可参考本规范第在选用计算允许开采量的方法时应注点厚度不大使用这种方法的大致有两种情况一种是已系足时量时采用有关允许开采量响根据群孔抽水试虑由于一般的解析公式没有有两种可能的情况一种是含此时水源地的动水位始终不能稳定保持持续下降的趋势到丰水上述两种情况鉴于这种试验方法工故只适用于孔数不多当世纪地质计算软件的迅速开发数值法在地下水资源计算和评价中的应用已趋普遍水源地原规范仅对勘探试验工作应如何取得满历时十年之后许多单扩充为三款现将建模过程中应注意的两个问题强调如下一是关于水文地质条件的概化这是直接影响所建数值模型精度的关键所以应对勘察区水文地质条件作深入细致的了解合理概化使模型复杂化所以一般采即拟合校正反求参数的方法又由于识别和检验是仅对数值法的实际应用作了必要的较为具体的规定至于细节性的技术事项在实际工当勘察区邻近地区有开采水源地的长观资料时的允许开其精度直接取决于水文地质条件的相似程以个不这是对勘本条文对级允许开采量与级允其次是水文年以上的地下水动态观测资料并进行群孔抽水或开采性抽对于直接利用较大的泉水天然流量作为勘探阶段的允许开采量要求具有为直接由泉流量长期观测资料确定其开采量相当于第资料应具有譬年以上的流量观测资料其预报的流量误差一般在当勘察区范围较大时其不同地段水文地质条件的研究程度必须强调指出本条文对允许开采量精度的分级对水源地地下水水质评价有地关于生产用水的水质要求由于企业用水目所以地下水资源保护原规范本章有关条文中所涉及到的地下水人工补给不论为何目的而施始必须强调化害为利在已采水源地的邻近地段勘察新水源或扩大已有水源时立新水源或扩大已有避免形成袭夺同一补给量的格甚至成为人为污染地下水的捷径据此为了做好地下水资源的保护一项重要的基础工作是对尤其是水源地投产后进一步开展地下。
水文地质钻探技术初探
水文地质钻探技术初探作者：轩吉善王若锋来源：《建筑工程技术与设计》2014年第29期【摘要】水文地质钻探是勘探开发地下水的一个重要技术手段，其任务就是在地面水文地质调查的基础上，进一步查明地下水的埋藏条件、运动规律和含水层的水质、水量以及水温等水文地质规律，为合理的开发利用、保护或补给地下水提供所需的资料。
本文主要探讨钻探工作必须遵循的准则及钻探工作的基本要求，并且深入研究了水文地质钻探技术的多种方法。
关键词：水文地质钻探；钻探技术水文地质钻探是水文地质普查、勘探工作中取得地下水文地质资料的主要技术方法，也是开发利用深层地下水进行钻井工程的唯一技术手段。
它的基本任务是在水文地质测绘、水文地质物探的基础上，进一步查明含水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水温等水文地质条件、特征和参数，解决和验证水文地质测绘和物探遥感工作中难以解决的水文地质问题，为评价和合理开发利用地下水资源提供可靠的水文地质资料和依据。
1钻探工作必须遵循的准则（1）水文地质钻探工作必须贯彻执行先水文地质测绘与物探，后钻探施工以及坚持“先踏勘、后设计”和“先设计、后施工”的工作程序，即必须在水文地质测绘和物探工作的基础上布置水文地质钻孔，以及坚持没有地质、施工设计，不准施工开钻的原则。
（2）对于探采结合钻孔，应本着“以探为主，探采结合”的原则进行，即应满足“探”为主，在获取准确可靠的水文地质资料的同时结合成井。
（3）水井钻探工程应在有充分水文地质资料的地区进行，并在钻探过程中采取必要措施收集和论证水文地质资料，严格按照成井工艺规程要求成井。
2钻探工作的基本要求（1）水文地质钻探是以获取准确可靠的水文地质资料，满足地质设计要求，达到地质设计目的进行的，因此，要本着需要与可能的精神，在进行钻探设计和施工中采取切实可行的最优方法与工艺，满足地质设计要求。
同时，要努力提高地质、施工设计的准确程度，以便最大限度地减少因设计不当而造成的损失。
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① 洗井要求
城市生活和工业用水井，正常运行时的井水含砂量要求小于 百万分之一，而农业灌溉水井则应小于五十万分之一 。
专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的特点
(4)孔深斜度要求严格；
为保证水泵顺利下入井中，并长期安全地工作，一般 要求孔身斜度每深l00m小于1º
专门水文地质学
§4 水文地质物探 2、地球物理测井法 所能解决的问题： 2)井液电阻率测井
其中的扩散法，能可靠地确定钻孔中含水层（出水 段）的位置和厚度，比较推断含水层的富水性，求地下 水的渗透速度和间接计算渗透系数。
专门水文地质学
§4 水文地质物探
2、地球物理测井法
所能解决的问题：
3)自然电位测井
主要应用：
① 主要是用于寻找掩埋的古河道、基岩中的含水破碎带； ② 确定水库、河床及堤坝的渗漏通道； ③ 测定抽水钻孔的影响半径等。
专门水文地质学
§4 水文地质物探
（二）自然电场法
使用条件：
主要决定于地下水渗透作用所形成的过滤电场的强度。 一般只有在地下水埋藏较浅、水力坡度较大和所形成的 过滤电位强度较大时，才能在地面测量到较明显的自然电位 异常。
6)对水井中的非开采含水层段，提出井壁与井管间隙的
回填封堵段的位置、使用材料及要求。
7)钻进方法及技术要求，包括对冲洗液质量、岩芯采取
率、岩土水样采集、洗孔及孔斜等的要求，以及对观
测和编录方面的技术要求。
专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求 二、钻进过程中的水文地质观测工作 观测工作的主要目的
专门水文地质学
§4 水文地质物探 1、地面物探 （1）电阻率法的主要应用：
① 确定含水层的分布、厚度及埋深、寻找古河道、古冲洪 积扇等； ② 寻找断裂破碎带和岩溶发育带的分布、位置、圈定富水 带，确定覆盖层及风化层的厚度等；
③ 划分咸淡水界面，寻找淡水透镜体；
④ 估算水文地质参数等。
专门水文地质学
确定地下水的矿化度和咸淡水界面，估计地层的含泥量。
4)伽玛-伽玛测井
可按密度区分岩性、划分剖面，确定含水层和岩石的孔隙度。
5)中子测井
用于划分岩性，查明含水层，确定孔隙度和测定含水量。
专门水文地质学
§4 水文地质物探
2、地球物理测井法
所能解决的问题：
6)放射性同位素测井
是目前测定地下水流向、流速、渗透系数和水质弥散系数的主要方法， 还可用于确定井内出水和套管破裂位置，检查井管外封堵质量和寻找水库 （坝下）渗漏通道。
专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求
二、钻进过程中的水文地质观测工作 钻进过程中水文地质观测
5)观测和记录钻孔的涌水、涌砂、涌气现象及其起止深 度和数量； 6)观测和记录钻进速度、孔底压力及钻具突然下落（掉 钻）、孔壁坍塌、缩径等现象和其深度； 7)按钻孔设计书的要求及时采集水、气、岩、土样品； 8)在钻进工作结束后，按要求进行综合性的水文地质物 探测井工作。
槽探
为了揭露被覆盖的岩层或矿体，在地表挖掘的沟槽。一般采用 与岩层或矿层走向近似垂直的方向，长度可根据用途和地质情况决 定。断面形状一般呈倒梯形 ，槽底宽0.6米，通常要求槽底应深入 基岩约0.3米，探槽最大深度一般不超过3米。
专门水文地质学
§1 水文钻探的基本任务 1、水文钻探工作的重要性
(1) 直接探明地下水的一种最重要、最可靠的勘探手段；
（4）动态监测
利用钻孔监测地下水动态或将钻孔作为供水井。
专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的特点
(1) 钻孔口径较大
一要满足取岩芯，二要满足抽水试验或作为生 产井取水; 地质勘探孔直径一般小于150mm,水文钻孔 或水井的直径一般约为300-500mm.
专门水文地质学
§1 水文钻探的基本任务 1、水文钻探工作的重要性
(2)是进行各种水文地质试验的必备工程；
专门水文地质学
§1 水文钻探的基本任务 1、水文钻探工作的重要性
(3)是对地下水资源调查、水 文地质物探成果所作地质结论 的检验方法。
专门水文地质学
§1 水文钻探的基本任务
基本任务
（1）揭露含水层，探明水文地质条件
量计算断面布置。对于傍河取水水源地，为计算河流侧向补给量，必 须布置平行与垂直河流的勘探线。
当采用数值模拟方法评价地下水资源时，为正确地进行水文地质参数
分区，正确给出预报时段的边界水位或流量值，勘探孔布置一般呈网 状形式并能控制住边界的水位或流量变化。
专门水文地质学
§3 水文勘探钻孔的布置原则
专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求 一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的设计
3)不同口径井管的下置深度及所选用的井管材料。 4)钻孔中止水段的位置和止水方法。 5)过滤器的类型和过滤器下置深度。
专门水文地质学
钻孔结构图
专门水文地质学
专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的设计
⑤ 勘探区的构造形态，断层、褶皱等地质构造的产状，追踪地质构造的
延伸和展布方向，为划分水文地质单元、研究水文地质问题提供基础 地质资料。
专门水文地质学
§4 水文地质物探 1、地面物探 是水文地质调查中应用最广泛的物探方法， 具有设备轻便、效率高、解释方法成熟等优点。
（1）电阻率法 岩石的电阻率与岩石的矿物成分、结构、孔 隙度、含水量及地下水的矿化度有关。
专门水文地质学
§4 水文地质物探 （三）地震勘探
原理：
根据土和岩石的弹性性质，测定人工激发所产生的弹性波在地 壳内的传播速度来探测地质结构及含水界面的物探方法。
优点：
勘探深度大、探测精度高
应用：
确定覆盖层和风化层的厚度、潜水面埋藏深度，划分岩层结 构，探测断层和岩溶发育带位置。
专门水文地质学
§4 水文地质物探
水文地质钻探与物探
内容
1
水文钻探的基本任务
2
3 4
水文钻探的技术要求
水文勘探钻孔的布置原则 水文地质物探
专门水文地质学
水文地质钻探与物探
勘 探 工 程
钻 探
坑 探
槽 探
物 探
专门水文地质学
水文地质钻探与物探
坑探：
地质勘探工作的一种技术手段，是为了揭露地质及矿产现象而在 地表或地下挖掘不同类型坑道的工作,包括探糟、浅井、平巷、斜井 和坚井等。 特点是人员可进入工程内部，对所揭露的地质现象能进行直接 观测及采样，能检验钻探和物化探资料或成果的可靠程度，获得较 精确的地质资料。
专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的特点
(2)钻孔的结构复杂；
分层取样 分层止水 分层取水 变径下管
专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的特点
(3)洗井要求严格；
冲洗液要求
一般要求尽量用清水钻进；在砂砾石含水层钻进时，泥浆黏 度要求为18-25s。
1、地面物探 2、地球物理测井法
主要应用：
① ② ③ ④ 钻孔剖面的岩性分层； 判断含水层（带）； 岩溶发育带； 咸淡水分界面位置（深 度）； ⑤ 确定水文地质参数。
专门水文地质学
专门水文地质学
§4 水文地质物探
2、地球物理测井法
所能解决的问题：
1)普通（视）电阻率测井
除划分钻孔地层剖面外，
主要用于确定含水层的位置及 厚度，测定岩石电阻率参数和 岩石孔隙度。
专门水文地质学
§3 水文勘探钻孔的布置原则
1)为查明区域水文地质条件，钻孔一般布置成勘探 线的形式
主要勘探线应沿着区域水文地质条件（含水层类型、岩性结构、埋藏 条件、富水性、水化学特征等）变化最大的方向布置； 对区内每个主要含水层的补给、径流、排泄和水量、水质不同的地段 均应有勘探钻孔控制。
3)以供水为勘察目的的勘探孔，按总原则布置钻孔
时，应考虑勘探-开采结合，钻孔一般应布置在含
水层（带）富水性最好、成井把握性最大的地段。
专门水文地质学
§4 水文地质物探 基本原理：
依据不同类型或不同含水岩石、不同矿化度水体之 间存在着物理性质上（导电性、导热性、热容量、温度、 密度、磁性、弹性波传播速度及放射性等）的差异，借 助各种物探测量仪器探明这些差异，进而分析判断岩性、 构造及其含水性能，为分析水文地质条件和进一步布置 勘探工作提供依据。
§4 水文地质物探
（二）自然电场法 工作原理： 以地下存在的天然电场作为场源。由于天然电场 与地下水通过岩石孔隙、裂隙时的渗透作用及地下水 中离子的扩散、吸附作用有关。因此，可根据在地面 测量到的电场变化情况，查明地下水的埋藏、分布和 运动状况。
专门水文地质学
§4 水文地质物探 （二）自然电场法
如既是水文地质勘探孔，又可保留作为地下水动态观测孔；或 者既是勘探孔，又可留用为开采井。
专门水文地质学
§3 水文勘探钻孔的布置原则
3)代表性的原则
无论是查明水文地质条件、求取水文地质参数，还是进行地下水
动态观测，在确定其钻孔位置时，均应考虑其代表性和控制意义。
4)以线为主，点线结合的原则
为分析、认识区域水文地质条件的变化规律，水文钻孔应布置 成勘探线的形式。
使用的物探仪器测量出来；
3)探测对象呈现的异常现象，能与其他自然和人为干扰因素引起的异常 现象很好地区别开来；
4）要求被探测对象具有一定的规模（厚度或范围），埋藏不能太深，
其他自然 和人为干扰因素（地形坡度、切割程度、浮土厚度、工 业地电、地下金属管道等）的影 响不能太强烈。