淺析地下水資源分類及地下水觀測(cè)

2016-04-14 12:26:25蔣南杰權(quán)國(guó)蒼

地球 2016年2期

■蔣南杰權(quán)國(guó)蒼

（青海省水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院青海西寧810008）

淺析地下水資源分類及地下水觀測(cè)

■蔣南杰權(quán)國(guó)蒼

（青海省水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院青海西寧810008）

隨著近年來(lái)我國(guó)工程勘察工作的不斷展開，對(duì)地下水勘察的相關(guān)工作也引起了非常廣泛的重視。本文對(duì)地下水資源勘探及水文地質(zhì)試驗(yàn)的鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)分析及水質(zhì)分析等問題進(jìn)行了分析探討，具有較強(qiáng)的意義和價(jià)值。

水文地質(zhì)地下水水資源

水文地質(zhì)勘察工作的主要任務(wù)就是了解水文地質(zhì)條件和對(duì)地下水資源進(jìn)行開發(fā)利用，通過不同的勘探方法進(jìn)行的水文地質(zhì)工作。主要在野外進(jìn)行勘察工作，在工作結(jié)束后需要進(jìn)行附有調(diào)查圖案的水文地質(zhì)勘察報(bào)告。地下水的水文地質(zhì)試驗(yàn)方法包括：鉆孔的水文地質(zhì)觀測(cè)，動(dòng)態(tài)研究，水化學(xué)成分分析等等。

1　地下水資源類型

1.1四大儲(chǔ)量分類方案

四大儲(chǔ)量是我國(guó)廣泛使用的地下水資源分類，它是上個(gè)世紀(jì)從蘇聯(lián)引進(jìn)的地下水“儲(chǔ)量分類”，也就是將地下水分成靜儲(chǔ)量、動(dòng)儲(chǔ)量、調(diào)節(jié)儲(chǔ)量以及開采儲(chǔ)量。動(dòng)儲(chǔ)量，是單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過含水層的地下水體積；調(diào)節(jié)儲(chǔ)量，是潛水位在變動(dòng)帶內(nèi)部的重力型水體積；靜儲(chǔ)量，又稱永久性儲(chǔ)量，它是充滿承壓水層以及潛水位變動(dòng)帶內(nèi)部空隙的重力型水體積。這三種儲(chǔ)量由于代表一定時(shí)間內(nèi)自然環(huán)境下的地下水總量，所以又稱天然儲(chǔ)量。開采儲(chǔ)量，則是在經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理的情況下，引水工程從地下水資源得到的水量，并且在預(yù)定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生水質(zhì)惡化或者水量減少的情況。

1.2企、排、補(bǔ)分類方案

該方案是從地下水的角度出發(fā)，依靠地下水均衡基礎(chǔ)，對(duì)地下水資源的分類，近年來(lái)，已經(jīng)廣泛利用。補(bǔ)給量，主要是通過地表水、降水以及灌溉水入滲等途徑，讓其轉(zhuǎn)換成儲(chǔ)存量的水量。補(bǔ)給量作為水資源的變量，會(huì)隨著水文條件、氣象以及人類活動(dòng)等外界補(bǔ)給源變化而變化；當(dāng)排泄的基準(zhǔn)面和補(bǔ)給量相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，補(bǔ)給量變?yōu)槌?shù)。在這過程中，根據(jù)補(bǔ)給量的具體形式，又包括：開采補(bǔ)給與天然補(bǔ)給兩種情況。

排泄量，則是通過蒸發(fā)、溢出、開采、排泄等途徑脫離含水層的具體水量。如果地下水動(dòng)態(tài)是穩(wěn)定的，地下水補(bǔ)給量和排泄量就會(huì)均等；如果地下水變化形式呈周期性動(dòng)態(tài)形式，年補(bǔ)給量就會(huì)等于儲(chǔ)存量年增量與年排泄量之和。儲(chǔ)存量，則是賦予含水層的體積，它和礦產(chǎn)儲(chǔ)量最大的差異是水體是運(yùn)動(dòng)的。當(dāng)排泄補(bǔ)給始終平衡時(shí)，儲(chǔ)存量以常量的形式存在；當(dāng)補(bǔ)給以周期形式變化時(shí)，儲(chǔ)存量會(huì)隨著時(shí)間變化而變化，從而也以周期性變化而變化，出現(xiàn)調(diào)節(jié)、動(dòng)、靜儲(chǔ)量三種變化形式。

2　地下水水文試驗(yàn)觀測(cè)辦法

對(duì)于地下水的水文地質(zhì)試驗(yàn)方法包括：鉆孔的水文地質(zhì)觀測(cè)辦法、動(dòng)態(tài)研究辦法、測(cè)溫和測(cè)壓觀測(cè)辦法、水化學(xué)成分分析辦法、氣體成分和放射性元素的分析辦法。

2.1鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)內(nèi)容

在鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)中，主要影響他的就是地下水動(dòng)力要素：這些要素包括水位高低、水壓的大小，利用不同水頭壓力條件下鉆孔涌水量等。對(duì)于含蒸氣的高溫地?zé)徙@孔，還要觀測(cè)不同流量下產(chǎn)生蒸氣形成的部位，在孔口不同的蒸氣壓力下，汽水混合物的噴出動(dòng)態(tài)等。在對(duì)地下水進(jìn)行物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)的觀測(cè)中，這部分主要包括孔內(nèi)溫度和孔底的溫度、壓力、含熱量、熱水和蒸汽的化學(xué)成分，和這些物質(zhì)中取樣時(shí)水和氣體的質(zhì)量比等。

鉆孔水文試驗(yàn)他的觀察方法和試驗(yàn)要求：對(duì)于水位觀察中，每個(gè)鉆孔的孔內(nèi)都應(yīng)測(cè)量最初能看到的水位和水流在靜止時(shí)的水位。鉆孔水位應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)標(biāo)高來(lái)定，對(duì)自流鉆孔就加高套管測(cè)定其穩(wěn)定水頭高度。如果水層變化比較大就應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行觀察。

2.2水文動(dòng)態(tài)研究辦法

對(duì)于水文動(dòng)態(tài)研究要進(jìn)行長(zhǎng)期的觀察，觀測(cè)孔的布置必須結(jié)合地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和觀測(cè)目的因地制宜的考慮，一般觀測(cè)孔應(yīng)盡量利用已有的勘探孔。此外，為了研究開采區(qū)的區(qū)域漏斗擴(kuò)展，應(yīng)盡可能使非生產(chǎn)孔布置在生產(chǎn)孔的附近及其影響范圍之外。其中影響地下水動(dòng)態(tài)的基本因素包括：氣象、水文、地質(zhì)、生物、宇宙及人為活動(dòng)等。

3　地下水資源進(jìn)行水質(zhì)分析

水質(zhì)分析亦可稱為化學(xué)分析，指利用物理和化學(xué)方法來(lái)測(cè)評(píng)水中各化學(xué)成分的含量，然后再進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。地下水資源是水文地質(zhì)試驗(yàn)的核心問題，需要著重調(diào)查和研究。其方法主要包括：動(dòng)態(tài)研究、鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)、化學(xué)成分和放射性元素分析、測(cè)溫和測(cè)壓以及氣體成分等方面的分析。接下來(lái)主要介紹的是鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè)方法。

首先要介紹的是觀測(cè)內(nèi)容，主要包括地下水動(dòng)力所含要素和地下水物理化學(xué)性質(zhì)的觀測(cè)。前者主要包括水壓或者水位的大小以及在不同水頭壓力的條件下進(jìn)行鉆孔出現(xiàn)的涌水量。若對(duì)含蒸氣的高溫低熱進(jìn)行鉆孔時(shí)，要仔細(xì)觀察不同流量蒸氣的形成部位。對(duì)于后者而言，主要包括孔口與孔底的溫度、含熱量、蒸氣和熱水的化學(xué)成分、壓力以及在取樣時(shí)氣體和水的質(zhì)量比。

其次要介紹的是觀察的方法及要求。在進(jìn)行水位的觀察時(shí)，每個(gè)鉆孔都應(yīng)測(cè)量出初見水位與靜止水位。鉆孔的水位應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)高度進(jìn)行設(shè)定，對(duì)于自留鉆孔則應(yīng)加高套管來(lái)測(cè)其穩(wěn)定后的水頭高度。若含水層變化頻率較高，則需要提升鉆具。在進(jìn)行鉆孔涌水量的測(cè)定時(shí)，可直接放水來(lái)測(cè)定自流水的流量。而對(duì)于非自流地下水則需進(jìn)行抽水試驗(yàn)來(lái)確定涌水量。在對(duì)地下水進(jìn)行物理和化學(xué)性質(zhì)的觀測(cè)時(shí)，應(yīng)測(cè)量鉆孔中的水溫、水壓，還要對(duì)樣品進(jìn)行氣體成分的分析，確定其類型和性質(zhì)。