《專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)馬鎖柱甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院甘肅·天水專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)是一門(mén)水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)重要骨干課程，該課程除課堂講授水文地質(zhì)勘察基本原理和工作方法外，還要特別加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐知識(shí)、動(dòng)手能力和分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力的訓(xùn)練。本課程設(shè)計(jì)的目的就是為了鞏固課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生實(shí)際分析解決問(wèn)題及編寫(xiě)報(bào)告的初步能力，為學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的編寫(xiě)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。一、課程設(shè)計(jì)名稱(chēng)1、東王村地區(qū)水文地質(zhì)條件及地下水資源供水意義分析2、編制3號(hào)專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)孔設(shè)計(jì)柱狀圖3、寶蘭高速鐵路ZK03

2、鉆孔巖心編錄二、方法與步驟1、認(rèn)真仔細(xì)閱讀東王村地區(qū)水文地質(zhì)資料。包括水文地質(zhì)圖（圖1），（平面圖、剖面圖）及相關(guān)資料（表1、表2、表3）；2、在系統(tǒng)分析東王村地區(qū)地質(zhì)背景（地形、地層、構(gòu)造）的基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析；3、東王村地區(qū)地下水資源供水意義分析；4、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。5、編制3號(hào)專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)孔設(shè)計(jì)柱狀圖。6、認(rèn)真閱讀寶蘭高速鐵路ZK03鉆孔資料，對(duì)巖心進(jìn)行編錄并繪制鉆孔柱狀圖。三、有關(guān)基本知識(shí)1、水文地質(zhì)圖水文地質(zhì)圖是反映一個(gè)地區(qū)地下水情況及其與自然地理和地質(zhì)因素相互關(guān)系的圖件。它是根據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查的結(jié)果繪制的。通常由一張圖(主圖)或一套相同比例尺的輔助圖件來(lái)表示含水層的

3、性質(zhì)和分布、地下水的類(lèi)型、埋藏條件、化學(xué)成分與涌水量等。主圖是為對(duì)區(qū)域地下水的形成與分布建立總的概念而編制的反映主要水文地質(zhì)特征的綜合性圖件，即綜合水文地質(zhì)圖。輔助圖件則包括基礎(chǔ)性圖件(如地質(zhì)圖、地貌圖、實(shí)際材料圖等)、地下水單項(xiàng)特征性圖件(如潛水等水位線(xiàn)及埋深圖、承壓水等水壓線(xiàn)圖、水化學(xué)類(lèi)型分區(qū)圖、地下水儲(chǔ)量分區(qū)圖等)以及專(zhuān)門(mén)性水文地質(zhì)圖(如供水水文地質(zhì)圖、礦區(qū)水文地質(zhì)圖、環(huán)境水文地質(zhì)圖、地下水開(kāi)采條件分區(qū)圖等)，一般是小面積大比例尺，針對(duì)某一方面或某一項(xiàng)自然改造利用而編制的圖件。綜合水文地質(zhì)圖一般由平面圖、鑲圖和剖面圖組成。平面圖為主圖。鑲圖是在條件復(fù)雜的地區(qū)，為減輕主圖負(fù)擔(dān)彌補(bǔ)其不足而編

4、制的，其比例尺要比平面圖小。剖面圖則是用以反映調(diào)查區(qū)主要方向的水文地質(zhì)變化規(guī)律，如含水層的結(jié)構(gòu)特征。其走向應(yīng)選在穿過(guò)地貌變化最大、橫切所有含水層的方向。盡能和勘探鉆孔控制性水點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。原則上水平比例尺與平面圖相同，垂直比例尺可適當(dāng)放大，但不能使地形嚴(yán)重失真。2、水文地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件是指有關(guān)地下水形成、分布和變化等條件的概括。一般包括地下水的埋藏分布情況、水質(zhì)、水量、補(bǔ)給、徑流與排泄等條件。這些條件受地區(qū)的自然地理環(huán)境、地質(zhì)條件以及人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的影響而變化。因此，實(shí)際上它包括了影響地下水各方面的因素的總和。3、氣候條件氣候是指某一地區(qū)多年的天氣特征。根據(jù)其年平均溫度可分為：熱帶(>2

5、5)、亞熱帶(2515)、溫帶(155)和寒帶(<5)；根據(jù)其水份狀況可分為：濕潤(rùn)(降水量>800mm)、半濕潤(rùn)(800500mm)、半干旱(500250mm)、干旱(<250mm)。4、地下水埋藏條件地下水埋藏條件是指地下水的類(lèi)型、分布和埋藏深度、含水層的數(shù)目、巖性、厚度和空間分布、含水構(gòu)造的特點(diǎn)等的統(tǒng)稱(chēng)。查明地下水的埋藏條件是水文地質(zhì)調(diào)查的一項(xiàng)基本內(nèi)容。5、地下水補(bǔ)給條件含水層中地下水從外部(如大氣降水、地表水等)或從其他含水層中不斷獲得水量補(bǔ)充的過(guò)程稱(chēng)為地下水的補(bǔ)給。地下水補(bǔ)給條件是指地下水的補(bǔ)給來(lái)源、補(bǔ)給方式、補(bǔ)給區(qū)的位置、補(bǔ)給量的大小和影響補(bǔ)給的因素等的統(tǒng)稱(chēng)。在開(kāi)采

6、地下水或疏干排水時(shí)，必須查明地下水補(bǔ)給條件，計(jì)算補(bǔ)給量。6、地下水排泄條件地下水從含水層中流出并轉(zhuǎn)化為地表水或大氣水的過(guò)程稱(chēng)為地下水的排泄。地下水排泄條件是指地下水排泄的地點(diǎn)、排泄方式、排泄量、形成這種排泄的環(huán)境和條件以及影響排泄的因素等。地下水的天然排泄方式有兩類(lèi)：一類(lèi)為通過(guò)毛細(xì)管作用到達(dá)地表蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為大氣水的垂直排泄；另一類(lèi)為通過(guò)以泉或泄流形式排向地表水的水平排泄。當(dāng)大量開(kāi)采地下水或礦井疏干排水時(shí)，人工排泄也是一種重要的方式。7、地下水動(dòng)態(tài)地下水動(dòng)態(tài)是指地下水在形成過(guò)程中水位、水溫、流量、化學(xué)成分、氣體成分和物理性質(zhì)等總的變化過(guò)程。它是在各種因素(氣候、水文、地質(zhì)、土壤、生物以及人工因素等

7、)的綜合影響下所形成的。了解地下水的動(dòng)態(tài)和影響因素，可以根據(jù)它的規(guī)律更合理地評(píng)價(jià)、利用、控制和防治地下水對(duì)人類(lèi)的危害。8、地下水資源是指某一地區(qū)地下水的儲(chǔ)藏量。它可分為補(bǔ)給量、儲(chǔ)存量和允許開(kāi)采量：(1)、補(bǔ)給量地下水補(bǔ)給量可分為天然補(bǔ)給量與開(kāi)采補(bǔ)給量。天然補(bǔ)給量是指天然狀態(tài)下，含水系統(tǒng)平均每年從大氣降水入滲、地表水入滲、地下徑流或越流流入等所獲得補(bǔ)給的重力水體積；開(kāi)采補(bǔ)給量是指在開(kāi)采過(guò)程中地下水位下降、水力坡度增大，從相鄰地表水體或相鄰含水系統(tǒng)中所獲得的補(bǔ)給水量?；蛴捎陂_(kāi)采使含水層儲(chǔ)水空間增大，而可接納更多的入滲水量。通常開(kāi)采補(bǔ)給量可大于天然補(bǔ)紿量。(2)、儲(chǔ)存量是指儲(chǔ)存于含水層或含水系統(tǒng)內(nèi)水

8、位變動(dòng)帶以下的重力水體積?？煞譃闈撍莘e儲(chǔ)存量和承壓水彈性?xún)?chǔ)存量。是地質(zhì)歷史時(shí)期逐漸積存起來(lái)的，可對(duì)維持地下水量穩(wěn)定起調(diào)節(jié)作用。(3)、允許開(kāi)采量是指在一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，能從含水系統(tǒng)中開(kāi)采出來(lái)的最大水量。同時(shí)在整個(gè)開(kāi)采期間內(nèi)，其水質(zhì)、水量、開(kāi)采條件和環(huán)境不會(huì)出現(xiàn)顯著惡化。合理確定地下水的允許開(kāi)采量是地下水資源評(píng)價(jià)的核心問(wèn)題。9、含水層的透水性分級(jí)含水層的透水性是指含水巖石孔隙、裂隙或溶蝕空隙透過(guò)水的能力。它通常是以滲透系數(shù)大小來(lái)劃分：透水性等級(jí)名稱(chēng)滲透系數(shù)(m/d)良透水巖石>10透水巖石101微透水巖石10.01極微透水巖石0.010.001不透水巖石<0.001通常透水層是

9、指滲透系數(shù)>0.001m/d的巖層，隔水層(不透水層)是指滲透系數(shù)<0.001m/d的透水性非常低的巖層。10、單位涌水量單位涌水量是指抽水時(shí)，水井或鉆孔中水位每下降一米的涌水量，用升/秒·米來(lái)表示。它是對(duì)比單井出水或含水層富水能力的重要指標(biāo)：式中：q為單位涌水量；Q為井(鉆孔)抽(涌)水量；s為降深。11、含水層富水性分級(jí)含水層富水性是指含水層中地下水量的豐富程度。它取決于含水層的分布范圍、厚度、透水性和補(bǔ)給條件。一般是根據(jù)開(kāi)采時(shí)井、泉的最大涌水量來(lái)衡量。常見(jiàn)的富水性分級(jí)為：富水性等級(jí)名稱(chēng)井(泉)最大涌水量(m3/d)強(qiáng)(極)富水的>5000富水的50001000

10、中等富水的1000100弱(微)富水的10010貧水的<10富水性復(fù)雜的相差懸殊在巖溶區(qū)和基巖裂隙區(qū)有時(shí)在井(鉆孔)缺乏的情況下可采用地下水徑流模數(shù)來(lái)粗略劃分：富水性等級(jí)名稱(chēng)巖溶水或裂隙溶洞水(L/S·km2)基巖裂隙水(L/S·km2)強(qiáng)(極)富水的>6>3中等富水的6331貧水的<3<112、地下水埋深分級(jí)根據(jù)地下潛水面或承壓水含水層頂板距離地表深度，可將地下水埋深分為三個(gè)等級(jí)：埋深等級(jí)名稱(chēng)孔隙、裂隙、巖溶(潛)承壓水埋深(m)深層的>100中等深層的10050淺層的<5013、礦化度分級(jí)礦化度等級(jí)名稱(chēng)總含鹽量(g/L)淡水&l

11、t;1微咸水13半咸水310咸水>10四、報(bào)告編寫(xiě)主要內(nèi)容1、區(qū)域自然地理?xiàng)l件(1)地形：根據(jù)水文網(wǎng)的分布及剖面圖上的地形及標(biāo)高，分析本區(qū)地勢(shì)及匯水條件。(2)氣候：根據(jù)表2，分析本區(qū)降雨待征和氣溫特征。(3)水文：水系發(fā)育情況、水系分布與地形、巖性、構(gòu)造的關(guān)系，以及河水的補(bǔ)給來(lái)源，不同河段的流量變化等。2、區(qū)域地質(zhì)條件(1)地層：層序、時(shí)代、巖性、接觸關(guān)系、出露及分布情況(2)構(gòu)造：褶皺特征、斷層走向、斷距及性質(zhì)。構(gòu)造對(duì)地層分布、地形及水文網(wǎng)分布等的控制作用，以及構(gòu)造對(duì)地下水形成過(guò)程的控制作用。3、區(qū)域水文地質(zhì)條件(1)巖層含水性：從下列各方面逐層分析哪些是含水層，哪些是隔水層；對(duì)含水

12、層則進(jìn)一步分析其相對(duì)含水性和導(dǎo)水性并區(qū)分強(qiáng)含水層和弱含水層。巖性(根據(jù)巖層含水性說(shuō)明表中的描述)；裂隙發(fā)育情況(根據(jù)說(shuō)明表中的描述以及鉆孔資料)；巖溶發(fā)育特征(根據(jù)說(shuō)明表中的描述；鉆孔資料；圖面上巖溶發(fā)育及分布狀況；巖溶地區(qū)水系發(fā)育特征)；泉的出露情況及流量；鉆孔單位涌水量。(2)各含水層的主要水文地質(zhì)特征：根據(jù)巖性、裂隙或巖溶發(fā)育情況、泉的流量及出露情況、鉆孔單位涌水量等方面的資料（補(bǔ)充到表1中）；泉、鉆孔的水化學(xué)及水溫資料(表3)；分析不同地層的富水性，區(qū)分強(qiáng)含水層、弱含水層和隔水層，總結(jié)它們的水文地質(zhì)特征。東王村地區(qū)水文地質(zhì)圖及剖面圖，分析下列各項(xiàng)：各含水層的出露分布特征；泉的出露條件、

13、類(lèi)型及命名；二疊系合水層的水溫及水質(zhì)變化特征；中侏羅統(tǒng)含水層的水溫及水質(zhì)變化特征；各含水層的補(bǔ)給、排泄、徑流條件(包括補(bǔ)給來(lái)源、補(bǔ)給方式、排泄方式、徑流強(qiáng)度等)。(3)斷裂帶的水文地質(zhì)特征：根據(jù)兩盤(pán)巖性、出露于斷裂帶上泉的流量、水質(zhì)、水溫以及河水流量等，分析斷裂帶的導(dǎo)水性能及其對(duì)二疊系和中侏羅統(tǒng)含水層的影響。(4)地下水資源供水意義在綜合分析全區(qū)水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，依據(jù)降雨量（表2）和排泄量，初步分析該地區(qū)地下水資源的特點(diǎn)及其供水意義。(5)地下水資源的概略估算：在對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)條件建立清晰概念的基礎(chǔ)上，估算東王村盆地地下水的補(bǔ)給量及二迭系含水層的年補(bǔ)給量五、鉆孔設(shè)計(jì)柱狀圖的編制：1、圖名：

14、3號(hào)專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)孔設(shè)計(jì)柱狀圖。2、比例尺：1：1000。3、圖頭內(nèi)容：鉆孔方位；設(shè)計(jì)孔深；開(kāi)口、終孔口徑；開(kāi)孔、終孔日期；鉆機(jī)類(lèi)型及抽水設(shè)備等。4、正圖內(nèi)容：（見(jiàn)表4）5、圖尾內(nèi)容：施工程序：按設(shè)計(jì)要求，從開(kāi)孔起至抽水完畢封孔的全過(guò)程的鉆探及水文地質(zhì)內(nèi)容，進(jìn)行合理的安排。責(zé)任表：參考礦床水文地質(zhì)圖責(zé)任欄，大小及內(nèi)容基本相同6、要求：參考過(guò)去所學(xué)過(guò)的知識(shí)，提出每一項(xiàng)設(shè)計(jì)，做到既要查明水文地質(zhì)問(wèn)題，又要節(jié)省開(kāi)支，達(dá)到內(nèi)容準(zhǔn)確，圖件美觀、整齊。7、鉆探部分：（1）鉆孔坐標(biāo)：X=2739.840 Y=11256.221 H=468.12（2）鉆機(jī)類(lèi)型：油壓300型；（3）鉆孔方位：設(shè)計(jì)直孔90；（4）

15、開(kāi)孔日期：1985年9月2日； 終孔日期：1985年 月 日；（5）鉆孔設(shè)計(jì)深度：250米；（6）鉆孔結(jié)構(gòu)：孔徑：040.00米 150毫米 40.00126.00米 130毫米 126.00250.00米 110毫米鉆孔結(jié)構(gòu)：010.00米 146毫米套管（孔口管） 10.0031.00米 146毫米過(guò)濾管（7根）31.0040.00米 146毫米套管第試段040.00米 146毫米套管 40.00126.00米 127毫米套管126.00250.00米 裸孔抽水第試段（7）抽水設(shè)備：壓風(fēng)機(jī)抽水。六、東王村地區(qū)水文地質(zhì)資料1、東王村地區(qū)地層及其含水性：該區(qū)地層及其含水性見(jiàn)表1及圖1所示；2、

16、東王村地區(qū)降雨量資料：降雨量資料見(jiàn)表2所示。3、東王村地區(qū)地下水化學(xué)成分資料：地下水成分見(jiàn)表34、東王村地區(qū)水文地質(zhì)圖（圖1）表1 東王村地區(qū)巖層含水性代號(hào)時(shí)代巖 性裂隙及巖溶發(fā)育情況泉流量（L·s-1）鉆孔單位涌水量(L·s-1·m-1)巖層含水性質(zhì)接觸關(guān)系Qal第四系沖積砂礫石與老地層呈角度不整合接觸J3上侏羅統(tǒng)砂巖與砂質(zhì)頁(yè)巖互層裂隙閉合J2中侏羅統(tǒng)長(zhǎng)石石英砂巖裂隙張開(kāi)J1下侏羅統(tǒng)頁(yè)巖，距底部15m處夾厚度3-5m的可采煤層裂隙閉合P二疊系純質(zhì)石灰?guī)r巖溶發(fā)育與上覆地層呈角度不整合接觸C石炭系頁(yè)巖夾薄層砂巖Al-S前泥盆系片麻巖及片巖構(gòu)造裂隙閉合，發(fā)育風(fēng)化裂隙與

17、上覆地層呈角度不整合接觸表2 東王村地區(qū)多年平均(19711990)降水量及氣溫資料月份項(xiàng)目1234567降水量(mm)35.560.5104.5144.4161.2218.0179.0占年降水量(%)2.84.88.311.512.817.314.2氣溫()1.85.112.316.421.626.027.8月份項(xiàng)目89101112全年降水量(mm)133.480.653.256.633.51260.4占年降水量(%)10.66.44.24.52.6100.0氣溫()28.723.418.09.27，316.5表3 東王村地區(qū)地下水化學(xué)成分泉號(hào)庫(kù)爾諾夫表示式鉆孔號(hào)含水層庫(kù)爾諾夫表示式61J2

18、12P103J213P14表4 水文地質(zhì)孔設(shè)計(jì)柱狀圖項(xiàng)目?jī)?nèi)容內(nèi) 容序 號(hào)圖中寬度（厘米）鉆孔深度（米）11地層年代21柱狀圖與終孔結(jié)構(gòu)（1：1000）33地層厚度41巖性描述54鉆孔結(jié)構(gòu)62鉆進(jìn)要求鉆進(jìn)方法71巖芯采取率81孔斜要求91簡(jiǎn)易水文觀測(cè)水位觀測(cè)101沖洗液觀測(cè)111巖芯編錄121物探測(cè)井測(cè)斜131井溫測(cè)井141井液電阻率測(cè)井151止水要求技術(shù)要求161檢查方法171抽水試驗(yàn)預(yù)測(cè)靜止水位181抽水試段191預(yù)測(cè)降深201抽水方法211抽水時(shí)間221恢復(fù)水位231觀測(cè)孔觀測(cè)孔號(hào)241觀測(cè)方法及時(shí)間251取樣水樣261巖樣271備 注282七、寶蘭高速鐵路ZK03鉆孔資料1、ZK03鉆孔

19、資料（1）鉆孔坐標(biāo)：X=4586.250 Y=9836.126 H=1134（2）鉆機(jī)類(lèi)型：GZ5型工程鉆；（3）鉆孔方位：設(shè)計(jì)直孔110；（4）開(kāi)孔日期：2009年4月21日； 終孔日期：2009年 5 月 2 日；（5）鉆孔設(shè)計(jì)深度： 50米；（6）孔徑：050.00米 110毫米2、巖心資料巖心編錄的目的是最大可能的提取巖心中的巖土信息，結(jié)合巖石物性、測(cè)井、地球物理及區(qū)域地質(zhì)背景資料，樹(shù)立巖心剖面柱。根據(jù)規(guī)則，巖石編錄包括對(duì)巖心劃分巖性單元，觀察和描述不同巖性單元之間的接觸關(guān)系、各種巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成及含量。表5 巖心資料表層次層頂深度（M）層底深度（M）取樣標(biāo)號(hào)地下水（M

20、）試驗(yàn)103.52米、3米處標(biāo)貫試驗(yàn)23.59.55米處00139.511.810米處0029.5米處見(jiàn)地下水，2009.4.25穩(wěn)定水位1125m411.820.715米處003、20米處00418米處重觸探試驗(yàn)520.726.825米處005626.831.830米處006731.835.335米處007835.342.540米處00836米處重觸探試驗(yàn)942.55045米處009編錄內(nèi)容見(jiàn)下表：表6 巖心編錄項(xiàng)目?jī)?nèi)容內(nèi) 容序 號(hào)圖中寬度（厘米）地層代號(hào)11巖土分層序號(hào)21層頂深度31層底深度41層厚51地層描述65巖土取樣713、標(biāo)貫試驗(yàn)資料該鉆孔中的標(biāo)貫試驗(yàn)進(jìn)行了兩次，分別在2米和3米

21、深度上進(jìn)行，標(biāo)貫試驗(yàn)原始資料見(jiàn)下表： 表7 標(biāo)貫試驗(yàn)原始資料表試驗(yàn)前深度（m）試驗(yàn)后深度（m）擊入深度（m）桿長(zhǎng)（m）標(biāo)貫擊數(shù)修正后標(biāo)貫擊數(shù)2.002.100.10332.102.200.10352.202.300.10343.003.100.10453.103.200.10463.203.300.10474、重觸探試驗(yàn)資料 在鉆孔中18米、36米處進(jìn)行了重觸探試驗(yàn)，其原始資料見(jiàn)下表：表8 18米處重觸探試驗(yàn)原始資料表試驗(yàn)前深度（m）試驗(yàn)后深度（m）擊入深度（m）動(dòng)探桿長(zhǎng)（m）動(dòng)探擊數(shù)修正后動(dòng)探擊數(shù)18.0018.100.10202018.1018.200.10201818.2018.300.

22、10202318.3018.400.10202618.4018.500.10201518.5018.600.10202018.6018.700.10201718.7018.800.10202818.8018.900.10202418.9019.000.10201619.0019.100.10221519.1019.200.10221819.2019.300.10222219.3019.400.10222019.4019.500.10222019.5019.600.10221919.6019.700.10222119.7019.800.10222319.8019.900.10222619.9020.000.102228表9 36米處重觸探試驗(yàn)原始資料表試驗(yàn)前深度（m）試驗(yàn)后深度（m）擊入深度（m）動(dòng)探桿長(zhǎng)（m）動(dòng)探擊數(shù)修正后動(dòng)探擊數(shù)36.0036.100.10384036.1036.200.10383836.2036.30