工作区的水文地质问题有哪些
❶ 水文地质测绘的基本工作方法
（一）准备工作与野外踏勘
主要工作内容为：①收集与研究工作区已有的自然地理、地质地貌及水文地质资料，对研究区的水文地质条件有初步认识，了解其水文地质研究程度及存在问题，以便有针对性地进行测绘工作；②凡是有航、卫片的地区，必须充分利用，认真判读和解译；③根据需要，选择有代表性的路线，进行野外踏勘；④做好有关地质、器件等方面的准备。
（二）研究或实测控制性（代表性）剖面
野外水文地质测绘，应首先从研究或实测控制性（代表性）剖面开始。其目的是查明区内各类岩层的层序、岩性、结构、构造及岩相特点，裂隙岩溶发育特征、厚度及接触关系，确定标志层或层组，研究各类岩石的含水性和其他水文地质特征。
剖面应选在有代表性的地段上，沿地层倾向方向布置，要在现场进行草图的测绘，以便发现问题及时补作，按要求采取地层、构造、化石等标本和水、土、岩样等样品，以供分析鉴定之用。在水文地质条件复杂的地区，最好能多测1～2条剖面，以便于对比。如控制剖面上的某些关键部位掩盖不清，还应进行一定量的剥离或坑探工作。
（三）布置野外观测线、观测点
1.观测线的布置原则
按照用最短的路线观测到最多内容的原则，沿地质、水文地质条件变化最大的方向布置观测线，并尽可能多的穿越地下水的天然露头（泉、暗河出口等）和人工露头（井、孔等）以及关键性的水文地质地段。实际工作中，观测线的布置方法主要有以下3种：
（1）穿越法：即垂直或大致垂直于工作区的地质界线、地质构造线、地貌单元、含水层走向的方向布置观测线。该种方法效率高，可以最少的工作量获得最多的成果，在基岩区或中小比例尺测绘时多用该种方法。
（2）追索法：即沿着地质界线、地质构造线、地质单元界线、不良地质现象周界等进行布点追索（顺层追索）。该种方法可以详细查明地质界线和地质现象的分布规律，但工作量较大。该种方法主要用于大比例尺水文地质测绘。
（3）综合法（亦称均匀布点法，全面勘查法）：即在工作区内，采用穿越法与追索法相结合的方法布置观测线。例如，在松散层分布区，则垂直于现代河谷或平行地貌变化的最大方向布置观测线，并要求穿越分水岭，必要时可沿河谷追索，对新构造现象要认真研究；在山前倾斜平原区，则应沿山前至平原，从洪积扇顶至扇缘（或溢出带）布置，平行山体岩性变化显著的方向也应布置观测线；在露头较差的地段，有时可用全面勘查法，以寻找地层及地下水露头；在第四纪地层广泛分布的平原地区，基岩露头较少，可采用等间距均匀布点形成测绘网络，以达到面状控制的目的。
2.观测点的布置原则
观测点的布置要求既能控制全区，又能照顾到重点地段。通常，观测点应布置在具有地质、水文地质意义和有代表性的地段。通常，地质点可布置在地层界面，断裂带、褶皱变化剧烈部位、裂隙岩溶发育部位及各种接触带；地貌点布置在地形控制点、地貌成因类型控制点、各种地貌分界线，以及物理地质现象发育点；水文地质点布置在泉、井、钻孔和地表水体处，主要的含水层或含水断裂带的露头处，地表水渗漏地段，水文地质界线上，以及布置在能反映地下水存在与活动的各种自然地理、地质和物理地质现象等标志处，对已有取水和排水工程也要布置观测点。观测线、观测点的技术定额参见有关规范。例如，《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001），见表2-1。
（四）进行必要的轻型勘探和抽水
轻型勘探就是使用轻便工具如洛阳铲、小螺纹钻、锥具等进行勘探。
图2-2 小螺纹钻（单位：cm）
（3）锥探：即用锥具向下冲入土中，凭感觉来探明疏松覆盖层厚度。探深可达10m以上。用它查明沼泽和软土厚度、黄土陷穴等最有效。
水文地质测绘中，除全面搜集区内现有的井孔及坑道（矿井）的资料外，还要求在测区进行一些轻型勘探和抽水。例如为取得被掩埋的地层、断层的确切位置，裂隙或岩溶的发育地段，揭露地下水露头等资料时，可布置一些坑、槽、浅钻或物探工作。为取得含水层的富水性资料，需布置一些机井抽水试验，为取得松散层厚度及被覆盖的基岩构造等，可布置一些物探工作。
（五）作好野外时期的内业工作和室内工作
野外测绘时期，每天都应把当日的野外各项原始资料进行编录和整理，其内容主要包括：原始记录的整理、野外草图的清绘，泉、井、孔等资料的整理，水、土、岩样的编录登记，并逐步总结出规律性的认识，野外工作进行一段时间，应当进行阶段性的系统整理，一旦发现问题或不足，应立即进行校核或补充工作。
此外，为避免测绘时期组与组之间或相邻图幅之间，对一些现象认识不一致或某些界线不衔接，要求各测绘组的调查范围深入邻区（组）内一定距离，并常与邻组进行野外现场接图。
室内工作的主要内容是：①认真、细致、系统的整理测绘资料，如发现有误或不足，还应进行补充工作；②完成实验室水、土、岩样分析、实验和鉴定及有关资料整理工作；③做好勘探、野外试验等资料的整编工作；④编制水文地质图件（包括具有代表性的水文地质剖面）以及水文地质测绘报告（或图幅说明书）。通常把水文地质测绘成果纳入水文地质调查总的报告中。
传统的地质、水文地质填图一般在纸图上进行，由于野外用纸图的频繁使用，所填的地质图还必须进行清绘，然后再用水彩上色。这种方法的主要缺陷是所填地质图缺少地质属性数据，另外还有修改困难、上色不均匀、效率低、不易保存及数据共享性差等缺点。而基于GPS、RS、GIS（简称“3 S”技术）的计算机辅助地质填图具有图形附带地质属性数据的特点，实现了传统地质图表达信息的彻底变革，同时还具有随时修改、高效、实现数据共享、易于保存和传输等优点。因此，在水文地质调查工作中，应尽量采用以“3S”技术为基础的数字化地质填图。
❷ 水文地质调查工作的程序（工作步骤）
水文地质调查工作，应按一定的工作程序有计划、有步骤地进行。一般的原则是：先设计后施工，先普查后勘探。一般的工作程序为：
1.接受调查任务
调查任务分为纵向任务（上级下达的）和横向任务（地方委托的）。纵向任务既可以是上级主管部门下达的指令性任务，也可以是生产单位立项经上级主管部门批准后下达的任务。如为横向任务，则需和任务委托单位（一般称甲方）签订委托任务合同，方算正式确定调查任务。
2.准备工作
接受调查任务后，要进行准备工作，主要是人员组织准备、技术准备、物质后勤等方面的准备。其中技术准备中编写设计书是水文地质人员的主要工作。在设计书编写前，应充分收集调查区已有自然地理资料，地质水文地质资料及图件等，对调查区的水文地质条件和问题有初步认识，并确定调查区的研究程度。必要时，应进行野外现场踏勘，踏勘路线应力求穿过调查区地层发育比较完整、水文地质条件有代表性的剖面，并了解调查区的自然和工作条件，使编写的设计书更加符合实际。
设计书是布置和进行各项调查工作的基本依据，是水文地质调查的“作战方案”。设计书的类型一般可分为整体设计、年度设计、单项设计等。设计书的主要内容为：
（1）调查区的自然地理、地质、水文地质条件，内容包括：①调查工作的目的、任务、调查区位置，面积及交通条件、调查阶段和调查工作起止时间；②自然地理及经济地理概况；③已有地质、水文地质研究程度及存在问题；④调查区地质、水文地质条件概述。
（2）调查工作设计，主要内容包括：①调查工作拟投入的工种、工作布置方案、工作依据的主要技术规范、工作量及每项工作的主要技术要求。布置调查工作时，既要满足有关规范对工作量定额及工作精度的要求，又要考虑查清重要地段和完成关键任务，防止平均使用勘查工作量；②物质、设备计划，人员组织分工、经费预算及施工进度计划书；③预期调查工作成果。
3.野外工作
野外工作就是在野外现场进行各项水文地质调查工作。水文地质调查投入的工种顺序为：水文地质测绘→物探→勘探→试验→长期观测。前者是后者的基础，所揭示的问题也是逐步深入的。各工种投入的工作量，应根据具体条件，做到经济技术上合理可行，又能取得高质量的成果。野外工作中，要保质保量地进行观察、测量，做好原始资料的编录，正确地绘制野外工作各种图件。工作中应加强综合分析，注意各工种间的有机配合，要注意做好有关室内的实验、分析、鉴定等工作。野外工作期间，也可再分若干时段，按时段组织勘查、检查和总结，在野外工作期间，可根据实际情况，对设计书作适当修改，但作重大改变，应提出补充设计。有关野外调查的工作方法和内容，将在以后有关章节进行介绍。
4.室内工作
室内工作主要是将野外调查获得的资料，进行认真地校核、整理、分析，编写水文地质调查工作成果。调查成果一般包括水文地质图件和文字报告两部分。
最后，按规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作。
小结
通过本章学习，应掌握以下重点内容：①水文地质勘查所使用的10种主要方法，掌握每种方法的应用和优缺点；②水文地质调查阶段划分：一般分为普查、详查、勘探、开采四个阶段；③水文地质调查工作的程序（工作步骤）：一般为：接受调查任务→准备工作→野外工作→室内工作→鉴定验收。
复习思考题
1.水文地质调查的目的、任务是什么？
2.进行水文地质调查工作有何意义？
3.水文地质调查工作有几种类型？各有什么特点？
4.水文地质调查方法手段有哪些？各有什么特点和作用？
5.试比较水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质物探三种方法的优缺点？
6.水文地质试验中最主要的试验是哪种试验？
7.什么是“3S”技术？各有什么作用？
8.为什么要划分水文地质调查阶段？各行业（部门）水文地质调查阶段是如何划分的？
9.通常水文地质调查如何划分调查阶段？各阶段的任务和要求是什么？
10.水文地质调查工作的工作程序（工作步骤）是什么？
❸ 水利工程建设需要解决哪些水文地质问题
水利水电工程和水文与水资源工程同隶属于水利类的工科。两者虽然都有个“水”字，但却各有各的侧重点。
水利水电工程主要是学习水利水电工程建设所必需的数学、力学和建筑结构等方面的基本理论和基本知识，学习工程设计方法、施工管理方法和科学研究方法，让毕业生具有水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的基本能力。因为这个专业主要就是培养具备水利水电工程的勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面知识，能在水利、水电等部门从事规划、设计、施工、科研和管理等方面的工作的高级人才。水利水电工程专业开设的课程主要有：工程力学、水力学、河流动力学、岩土力学、工程地质及水文地质学、工程测量、工程水文学、工程经济学、建筑材料、钢筋混凝土结构和钢结构等。
如果选择了这个专业，毕业时要求掌握流体力学、工程地质、河流动力学、工程结构设计等基本理论；还要具有针对大中型水利水电枢纽、河道治理工程的勘测、规划、设计、施工和管理技术；具有水利水电工程所必需的测绘制图、运算和基本工艺操作技能。
水文与水资源工程主要培养从事水文及水资源评价、开发、研究和管理等方面工作的高级工程技术人员和研究人员。
可以从它主要课程的设置看出它的侧重点，其专业课程一般包括了自然地理学、气象与气候学、工程测量、河流动力学、水利工程、水文学原理、水资源评价与管理、水化学及水质分析、水文信息采集处理、水文预报、水利计算及水资源规划、地下水文学、环境化学等。另外，还有水力学实验、水文测验实验，河流动力学实验、自然地理实验、气象实验等专业试验。
这个专业的毕业生要求掌握数学、物理、水力学、气象与气候学及自然地理学等方面基础理论，掌握水文预报方案、水文分析与计算、水文信息采集与处理、水资源评价、规划与管理及水环境监测预报的设计方法，具有从事工程规划、勘测、设计和管理的基本能力。
笼统来说水文与水资源工程专业多偏向于“水的监测”方面，而水利水电工程专业多偏向于“工程”。如果以一个水利工程项目来做说明的话：水文与水资源工程专业的同学主要为这个工程的水文信息（如多年洪水流量，最高洪水位，降雨量等）方面服务，提供和分析各方面的水文资料，以及以后水库的监测。大多数工作都是这个工程的前期和工程修筑完成之后的。而水利水电工程专业的同学要根据他们提供的各种水文信息来进行对此工程的设计和施工。
❹ 地质工程中水文地质现象有哪些
水文地质，地质学分支学科，指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来，水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域。《水文地质学》是地质工程专业一门必修的专业基础课。课程的主要任务是培养大家从水文循环的基本原理出发，获得水文地质学的基础知识和基本研究方法，能初步运用所学知识解决工程地质工作中与地下水有关的问题，要求大家掌握地下水形成、分布和运移规律，地下水的动态与均衡以及水化学相关问题；了解该领域研究状况及与其他学科的关系。为今后从事与地下水有关的实际工作或科学研究打下基础。
《水文地质学》是地质学的一个分支，是研究地下水(Groundwater)的一门学科，它是对地质环境中地下水的发生、运动及其水化学特性上的研究。水文地质学研究的是：地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈和人类活动相互作用下，其水量与水质在时间和空间上的变化，以及对各圈层产生的影响，从而服务于人与自然相互协调的可持续发展。
❺ 当前水文地质研究中存在哪些热点和难点
水文复地质勘察是工程地质勘察制工作的核心部分，是保障建筑物质量和稳定性的重要手段。因此开展工程地质勘察工作中必须对其有正确的认识，做好工程地质勘察中水文地质问题的勘察和防治，真正做到防患于未然。
主要包括如下几个方面:①海潮波动引起的滨海含水层系统地下水位波动的定量解析及其应用;②潮间带海水—地下水相互作用的定量模拟及其在海滩漏油污染治理中的应用;③滨海近岸包气带中海潮波动引起的地下水气两相流及其生态和工程效应;④海底地下水排泄量的定量估计。
❻ 水文地质中常见的不确定性问题
1.1.1 来自随机性的不确定性
在研究一个水文地质问题时，总会遇到大量的和我们所研究问题密切相关的随机性因素，即事物实际发生的结果（在一定程度上）具有不可预见性。事物的发生具有不可重复性，每次观测结果存在着一个范围，在这一范围内事物每次发生的结果不尽相同，如某地区每月的降水强度在不同年份中的变化情况（图1.1至图1.3）虽在一定的范围内遵循大致相同的变化规律，但不完全相同。
某河流流量及其水位标高的变化情况（图1.4至图1.5）。
1.1.2 来自量测误差的不确定性
一定的信息总是来自特定的量测仪器和量测方法，不同的量测仪器和量测方法往往会获得对同一物理量的不同量测结果。这种来自量测误差的不确定性在实际工程中屡见不鲜。如某矿井在放水试验时来自不同量测方法所获得的放水量结果（图1.6）。
图1.1 1990年月平均降水量
图1.2 1992年月平均降水量
图1.3 1995年月平均降水量
图1.4 某河流6月份流量频率分布图
图1.5 某河流6月份水位标高频率分布图
图1.6 不同测点水量测量结果直方图
1.1.3 模型不完善性带来的估计误差不确定性
工程实际问题中的不确定性，并不完全由前述的不确定性引起，即观测中基本变量的可变性所引起，特别是像水文地质中常用的数学模拟、参数识别、预测预报、管理与决策之类的工程问题，往往使某些变量的值取决于具有不确定性的观测数据，这样误差就不可避免（尤其在数据有限的情况下），基于不同次的观测资料所获的参数结果自然会不相同，如表1.1所示某水源地利用不同年份观测资料所获的水文地质参数相差极大（计算方法完全相同）。同时，为了简化处理一些问题而建立的物理模型或数学模型（如公式、方程、算法、计算模拟程序等），甚至一些模型实验都是实际问题的某种理想化代表，因此总会存在某种程度的不准确性或信息不完善性。这也是构成问题不确定性的重要因素之一。诸如上述种种原因所造成的不确定性问题都需要采用基于概率论与随机理论的方法来处理。
表1.1 依不同年份资料所获的水文地质参数反演结果表
❼ 存在的主要水文地质问题
工作区地处豫西山区，地形切割强烈，地层发育较齐全，地质构造条件复杂，受地层岩性和构造控制，各种类型地下水分布及富水性差异较大，存在的主要水文地质问题就是因资源型和水质型缺水引起的人畜饮水短缺问题。工作区广泛分布前新生界变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩等。地形起伏大，地表径流迅速，地下水资源分布不均。该区又是河南省主要黄土分布区，地层中多不含水，是该区资源型缺水的主要自然原因。此外，豫西地区是河南省矿业最发达的地区，以煤铝及多金属矿产为主，矿山开采造成区域地下水位下降，部分基岩含水层被疏干，加之矿坑排水、采矿选矿造成的污染，使本已缺水的地区雪上加霜，部分地区人畜饮水非常困难。饮水安全已成为制约该区经济发展和社会主义新农村建设的瓶颈。但要想从根本上解决该区饮水安全问题，特别是广大农村的分散供水，还必须从地下水上下功夫，从找水方法和地下水赋存规律研究方面寻找突破口。显然，地下水资源分布不均、过量开采、水质污染、水资源浪费等问题进一步加剧了巩义市水资源的短缺。
一、地下水储量分布不均
巩义市地貌上从南往北由低山丘陵渐变为河谷平原。对应于地貌类型的变化，地下水储量在不同区域存在明显差异。北部的黄河和伊洛河滩地，地下水储量丰富，取水相对较容易。但是在中南部的大片基岩低山丘陵区以及伊洛河与黄河平原中间的邙山黄土丘陵等区域，地下水储量小，凿井投资大，成井率低，取水则相对困难。
二、地下水过量开采，地下水位快速下降
巩义地区地下水出现过量开采主要存在两个因素：一是工业发展致使用水集中、过量地抽取地下水，二是开发地下矿产资源，疏干含水层，从而使区域地下水位出现下降。
巩义地区作为工业强县，工业逐渐发展壮大，用水量也在不断增大。巩义市工业布局相对集中和高速发展加剧了地下水的开采强度，致使出现了地区集中、层位集中的开采方式，使主要开采含水层长期处于过量开采状态，造成地下水水位持续下降，出现了大面积超采地下水区域，在局部地区甚至形成了开采降落漏斗。典型降落漏斗中心主要出现在康店镇、西村镇、巩义市区、回郭镇、鲁庄镇等地。
市区地下水位多年来降幅较大，已形成以市人民政府、印刷厂、铁匠炉村等为中心的降落漏斗。漏斗中心水位自1970年至1989年下降幅度较大，达29.7m，平均每年下降1.7m。北山口镇汽车站东50m 机井（井深11 7m）在1974年至1980年期间，呈持续下降状态，平均每年下降1.04m。2011年北山口镇铁匠炉村地下水位为88.26m，孝义镇龙尾村为55.25m。受二电厂大量开采地下水的影响在芝田镇也出现了一个集中开采型小漏斗，观测井的水位逐年下降，从1999年的43.57m 降至2000年的55.73m 以及2001年的59.73m。
在康店镇张岭村、叶岭村和康北村本次工作实施的水井地下水位分别为120.31m、11 2.81m和75.22m，西村五岭地下水位为135.8m。
在河洛镇胡坡村水井（井深128m）与鲁庄镇鲁庄村水井（井深70m）中，地下水水位亦可见逐年下降。从图3-5和图3-6中可以看出，从2000年至2009年两地的最大下降幅度分别达到3.2m 与9.5m，其中水位变化最大的月份主要出现在1、2、6、7月份。而2011年受干旱无雨的影响，河洛镇胡坡村水井的水位进一步下降，水位与2009年相比下降近1.5m。本次工作在河洛镇源村实施的水井地下水位为106.2m（井深201.6m），鲁庄镇虎山坡村水井（井深300m）中，地下水水位为130m，显示了地下水位明显下降的态势。
图3-5 河洛镇胡坡村井内水位变化图
图3-6 鲁庄镇鲁庄村井内水位变化图
巩义市赋存煤、铝土矿、硫铁矿、熔剂灰岩、耐火粘土、水泥灰岩、镓、陶瓷土、水泥配料用粘土等21种地下矿产资源。矿产资源主要分布在大峪沟镇至米河镇、涉村镇至鲁庄镇两条成矿带上。矿业开发涉及米河、新中、小关、竹林、大峪沟、北山口、涉村、夹津口、西村、鲁庄等10个镇。丰富的地下矿产资源，为巩义地区带来了巨大的经济效益，但对地下水资源亦造成了严重破坏。
如新中煤矿的开采过程中，大量抽取地下水以降低地下水水位与水压力导致新中、茶店、苇园、温堂、楼子沟、口头、小关等的机井遭到严重破坏（机井水位下降或枯竭），地下水水位的大幅度下降，也切断了地表水与地下水之间的水力联系，造成降水大量下渗难以形成径流，山谷小溪甚至河流都出现枯竭现象，山地植被遭到严重破坏。而大峪沟、庙沟、水地河煤矿的地下开采不仅对区域地下水资源造成了破坏，上部层位地下水甚至已经疏干，局部已经引起地面下降。上庄煤矿采煤则直接导致涉村水东沟8眼机井干涸。米河镇双楼村一口刚实施完的深井，在2008年汶川地震后因封闭含水系统边界条件受到破坏而发生地下水位突然降低78m（原静水位167m，突变为245m），原因是地处20km 外的大裕沟煤矿因地震发生突水。因此，从整体看，地下矿产资源开采过程中疏干地下水对巩义市地下水资源具有极大的破坏作用。
三、水质污染
随着巩义市工农业的发展，工业“三废”大量排放，城市生活污水不断排入河渠，使地表水、地下水、大气降水遭受污染。2002年巩义污水排放总量为1652万t,2010年为8423万t，污水排放量增加了近5倍，而污水处理能力和污水年处理量则呈下降状态（表3-2）。2002～2008年污水处理能力为3.5万t/d,2002～2005年污水年处理量为971万t,2010年污水处理能力和污水年处理量分别为2.0万t/d、346万t。据不完全统计，巩义市几十家国营、私营企业往河道排放污水，几乎100%的沟河受到不同程度的污染，其中，伊洛河水功能区断面回郭镇火车站、石灰雾和伊洛河入黄河口2010年水质均为Ⅴ类（表3-3）。
表3-2 2002～2010年巩义市城镇污水排放量和处理量统计表
表3-3 2010年巩义市伊洛河水功能区断面水质概况
地表水的污染势必影响地下水的水质安全，进而对地下供水水源地产生威胁。2005年对巩义市地下供水水源水质的调查 张琰如.2006.巩义市水资源短缺现状及应对措施。
四、水资源浪费
由于节水意识和节水方法限制等原因，生产用水重复利用率低，生活用水浪费严重，巩义市近年耗水量在5195万～7602万m3之间（表3-4），耗水主要发生于工业用水、农业灌溉和居民生活用水。以农业灌溉为例，耗水量近年一般在1295万～3544万m3之间。巩义市有效灌溉面积约22万亩，大部分农田灌溉依旧采用大水漫灌方式，未采用更为节水的灌溉方式如喷灌与滴灌。漫灌的用水量是喷灌用水量的2～3倍，是滴灌的5～8倍。如果采用喷灌或滴灌的灌溉方式，仅农业灌溉一项每年即可节水近1300万～2300万m3。
表3-4 2002～2010年巩义市耗水量统计表
❽ 水文地质问题
水文地质勘查主要是抄争对区域内的水环境进行调查，了解地下水的补给、径流、排泄特征，进行的工作主要是抽水试验、长期观测及示踪法等；工程地质勘查主要是调查工程的岩土体性质，持力层等，解决边坡的稳定性及地基承载力和地下水的内水压力等问题。
❾ 什么是区域水文地质调查
为调查区域地下水类型、埋藏、分布、形成条件、物理及化学性质、运动规律，区域地下水资源及其开发利用与保护和区域环境地质问题所进行的综合性水文地质工作。