水文地質(zhì)勘查和工程地質(zhì)勘查的基本任務(wù)是什么？

  水文地質(zhì)勘查為查明一個(gè)地區的水文地質(zhì)條件而對地下水及與其有關(guān)的各種地質(zhì)作用所進(jìn)行的勘查研究工作。水文地質(zhì)勘查包括水文地質(zhì)測繪、物探、鉆探、試驗和水質(zhì)分析、地下水動(dòng)態(tài)長(cháng)期觀(guān)測等工作。根據不同的目的要求，可分為綜合性水文地質(zhì)勘查，綜合性水文地質(zhì)勘查是為了掌握區域性或地區的水文地質(zhì)情況，為工農業(yè)建設提供基礎資料；專(zhuān)門(mén)性水文地質(zhì)勘查是為解決生產(chǎn)上某項與地下水有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題而進(jìn)行的調查，如城鎮、工礦供水水文地質(zhì)勘查、礦床水文地質(zhì)勘查及土壤改良水文地質(zhì)勘查等。

 

  工程地質(zhì)勘查為查明工程建筑場(chǎng)區的地質(zhì)條件而進(jìn)行的地質(zhì)勘查工作。它的任務(wù)是評價(jià)各類(lèi)工程建筑區的地質(zhì)條件；預測工程建筑作用下可能出現的地質(zhì)條件的變化及其影響；選定最佳建筑場(chǎng)地和提出為克服不良地質(zhì)條件應采取的工程措施；為保證工程的合理設計，順利施工和正常使用提供可靠的科學(xué)依據。工程地質(zhì)勘查工作由于地質(zhì)條件的復雜程度不同、具體建筑類(lèi)型的不同、建筑物的結構形式的不同、以及工程條件的不同，對工程地質(zhì)條件的要求和可能出現的工程地質(zhì)問(wèn)題的不同，其勘查的項目和內容也不相同。例如，對于水庫壩址的勘查，主要是解決壩基的穩定性問(wèn)題，水庫滲漏和庫區浸沒(méi)與邊坡穩定問(wèn)題；對于道路、橋梁、隧洞，要解決路基穩定、塌陷、邊坡穩定性、橋墩基礎穩定性、隧洞圍巖穩定性等問(wèn)題；對于高層建筑主要是要了解地基穩定性、地面沉降問(wèn)題等等。在勘查過(guò)程中，如發(fā)現新的地質(zhì)問(wèn)題，設計意圖的修改，則勘查的目的與內容應作相應的更改，工程地質(zhì)勘查是劃分不同的階段進(jìn)行的。方法有野外地質(zhì)調查、物探、鉆探、坑探、現場(chǎng)測試和室內實(shí)驗分析試驗等。

 

  野外水文地質(zhì)試驗有哪幾種基本方法？

 

  野外水文地質(zhì)試驗有以下三種基本方法：

 

  抽水試驗，是一種測定含水層富水性和水文地質(zhì)參數的試驗。有穩定流抽水試驗、非穩定流抽水試驗；多孔抽水試驗、單孔抽水試驗、干擾孔抽水試驗等，其方法是：在水井或鉆孔中進(jìn)行抽水，觀(guān)測記錄水量和水位隨時(shí)間的變化；利用水位與流量之間的函數關(guān)系，計算含水層滲透系數和井、孔出水能力。同時(shí)，它還可以確定影響半徑和降落漏斗形狀、巖層給水度和含水層與地表水及含水層間的水力聯(lián)系等。試驗時(shí)要求對抽水時(shí)的水位和流量進(jìn)行系統的觀(guān)測和記錄，并繪制水位與流量關(guān)系的曲線(xiàn)。

 

  注水試驗，是往鉆孔中連續定量注水，使孔內保持一定水位，通過(guò)水位與水量的函數關(guān)系，測定透水層滲透系數的水文地質(zhì)試驗工作，它的原理與抽水試驗相同，但抽水試驗是在含水層內形成降落漏斗，而注水試驗是在含水層上形成反漏斗。其觀(guān)測要求和計算方法與抽水試驗類(lèi)似。注水試驗可用于測定非飽和水透水層的滲透系數。

 

  試坑滲水試驗，是在地表挖試坑注水，在坑底保持一定水層厚度，使水在地下水面以上的干土層中穩定下滲，根據單位時(shí)間內試坑的穩定耗水量測算土層滲透系數的野外水文地質(zhì)試驗方法。在確定渠道、水庫、灌區的滲漏水量時(shí)，多采用此法測定干燥土層的滲透系數。

 

  什么是孔隙水、裂隙水、孔隙裂隙水和巖溶水？

 

  孔隙水存在于土層或巖層孔隙中的地下水。它主要分布于松散的沉積層中，也存在于半膠結的碎屑沉積巖中?？紫逗畬右话愫容^均勻。在第四紀的沖積、洪積、湖積及冰水沉積的砂層或砂礫石層中，常有水量大、水質(zhì)好、可作供水水源的孔隙水。

 

  裂隙水存在于巖層裂隙中的地下水。根據巖層含水裂隙的產(chǎn)狀，裂隙水一般可分為：風(fēng)化帶裂隙水、層狀裂隙水及脈狀裂隙水三種類(lèi)型。

 

  孔隙裂隙水多賦存于風(fēng)化較強烈的巖石中，除裂隙含水外，風(fēng)化后形成的大、小空隙中也含水。這種巖石的含水性較均勻，具有某些與孔隙水相近的特征，稱(chēng)為孔隙裂隙水。但在成巖作用較差的砂巖和砂礫巖中（如我國的第三系和白堊系砂巖、砂礫巖）含水組，則屬以孔隙水為主的裂隙孔隙水。

 

  巖溶水原稱(chēng)"喀斯特水"，是存在于可溶性巖層的溶蝕空隙（如溶洞、溶隙、溶孔等）中的地下水。巖溶水可分為潛水、承壓水?？扇苄詭r層大面積出露的地區，巖溶水常是潛水。由于巖溶發(fā)育不均勻，巖溶潛水分布亦不均勻。它既可以具有相互聯(lián)系的統一自由水面，又存在徑流相對集中的暗河通道。在巖溶強烈發(fā)育的山區，巖溶潛水比較集中存在于地下暗河系統中，地下水位較深，常形成地下富水而地表缺水現象。而在平原地區以及受某些地質(zhì)結構控制所形成的匯水地區，由于暗河、溶蝕孔洞發(fā)育相連，巖溶潛水的分布相對比較均勻，水位也較淺。巖溶潛水的特點(diǎn)是：水量豐富而集中、富水程度不均、與地表水聯(lián)系密切和具有較大的動(dòng)態(tài)變化幅度。在可溶性巖層與非可溶性巖層相互成層的地區，則主要是層狀巖溶承壓水。它與一般承壓水的特點(diǎn)不同的是水量大和含水均勻。巖溶水是良好的供水水源，但對礦坑和地下建筑工程施工，常造成災害性突然涌水。大量抽取巖溶水時(shí)要注意防治地面坍陷。

 

  什么是包氣帶水、潛水、承壓水？

 

  包氣帶水，是指地表面與潛水面之間的地帶稱(chēng)包氣帶，或非飽和帶。存在于包氣中的地下水稱(chēng)包氣帶水，它一般分為兩種：一是土壤層內的結合水和毛細水，又稱(chēng)土壤水；一是局部隔水層上的重力水，又稱(chēng)上層滯水。降水入滲要通過(guò)包氣帶，才達到潛水面，補給潛水。

 

  潛水，是指地表以下，第一個(gè)穩定隔水層以上具有自由水面的地下水。潛水的自由水面稱(chēng)潛水面，潛水面相對于基準的高程稱(chēng)潛水位，地面至潛水面間的距離為潛水埋藏深度。潛水層以上沒(méi)有連續的隔水層，潛水面可自由升降，不承壓或僅局部承壓，同時(shí)可直接得到降水和地表水通過(guò)包氣帶的下滲補給。潛水位易受當地氣候影響而有季節性的變化。潛水是重要的供水水源，通常埋藏較淺，分布較廣，開(kāi)采方便。但易受污染，應注意保護。

 

  承壓水，是指充滿(mǎn)于上下兩個(gè)隔水層之間的具有承壓性質(zhì)的地下水。當井（孔）鑿穿上部隔水層時(shí)，井中水位的壓力作用下會(huì )上升超過(guò)出含水層的頂面而穩定在一定的高度上。這種上升的地下水面稱(chēng)承壓水面，它的標高稱(chēng)承壓水位或測壓水位。從承壓水位到含水層頂板的距離稱(chēng)承壓水頭。當承壓水位高出地面時(shí)，就能?chē)姵龅乇硇纬勺粤魉?。承壓水由于有穩定的上覆隔水層，不直接受降水和蒸發(fā)的影響，距補給區常較遠，因此對氣候變化的反應不及潛水靈敏，其水質(zhì)水量和水位的變化也較小。承壓水是良好的供水水源，但它對礦坑和地下工程施工常造成程度不同的危害。除上述的層間承壓水外，還存在著(zhù)脈狀承壓水。

 

  基本的水文地質(zhì)參數有哪些？

 

  水文地質(zhì)參數，反映含水層或透水層水文地質(zhì)性能的指標。如滲透系數、導水系數、水位傳導系數、壓力傳導系數、給水度、釋水系數、越流系數等，都是基本的水文地質(zhì)參數。水文地質(zhì)參數是進(jìn)行各種水文地質(zhì)計算時(shí)不可缺少的數據。一般是通過(guò)勘探試驗測求水文地質(zhì)參數。

 

  滲透系數，又稱(chēng)水力傳導系數，是水力坡度為1時(shí)，地下水在介質(zhì)中的滲透速度。為表征介質(zhì)導水能力的重要水文地質(zhì)參數。滲透系數不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與在介質(zhì)中運動(dòng)的地下水的粘滯系數、比重及溫度等物理性質(zhì)有關(guān)。根據達西定律：V＝－KH／I式中，V為滲透速度；H為地下水水頭；I為滲透距離；K為介質(zhì)的滲透系數，量綱為（L／T）。其與滲透率的關(guān)系為K＝r•k／μ（K為滲透系數；k為滲透率；r為地下水的比重；μ為地下水動(dòng)力粘滯系數）。從關(guān)系式中可知滲透系數與水的粘滯系數成反比，而后者隨溫度的升高而減小，因此，滲透系數隨溫度的升高而增大。在地下水溫度變化較大時(shí)，應作相應的換算。在地下水礦化度顯著(zhù)增高時(shí)，水的比重和粘滯系數均增大，滲透系數則隨之而變化。在這種情況下，一般采用與液體性質(zhì)無(wú)關(guān)的滲透率較為方便。    導水系數，表示含水層全部厚度導水能力的參數。通常，可定義為水力坡度為1時(shí)，地下水通過(guò)單位含水層垂直斷面的流量。導水系數T等于含水層滲透系數K與含水層厚度m的乘積。量綱為（L／T）。

 

  壓力傳導系數，又稱(chēng)水力擴散系數，為導水系數與釋水系數之比。它表征在彈性動(dòng)態(tài)條件下承壓含水層中水頭傳遞速度的參數。壓力傳導系數a＝T／s（T為導水系數；S為釋水系數）。量綱為（L2／T）。

 

  水位傳導系數，也稱(chēng)水力擴散系數。它表征在彈性動(dòng)態(tài)條件下潛水含水層中水位變化傳播速度的參數。水位傳導系數aw＝Kh／μ（K為滲透系數；h為潛水含水層平均厚度；μ為給水度）。量綱為（L2／T）。

 

  釋水系數，又稱(chēng)貯水系數或彈性給水度。水頭下降一個(gè)單位時(shí)，從單位面積含水層全部厚度的柱體中，由于水的膨脹和巖層的壓縮而釋放出的水量；或者水頭上升一個(gè)單位時(shí)，其所貯入的水量。它是表征含水層（或弱透水層）全部厚度釋水（貯水）能力的參數。含水層釋水系數S（對承壓含水層常用μ表示）等于含水層厚度m與單位釋水系數Ss的乘積，即S＝mSs。對潛水含水層總釋水系數S＝μ＋hSs，μ為給水度；h為含水層厚度，Ss為潛水含水層單位釋水系數，一般因μ》hSs，所以通常以給水度近似代表潛水含水層的總釋水系數S。

 

  有效孔隙度，相互連通的孔隙體積與土或巖石總體積之比，一般用百分數表示。有效孔隙體積不包括結合水和氣體所占的體積，僅指地下水可以在其中流動(dòng)的部分。    越流系數表征弱透水層垂直方向上傳導越流水量能力的參數。即當抽水含水層（主含水層）與上部（或下部）補給層之間的水頭差為一個(gè)單位時(shí)，垂直滲透水流通過(guò)弱透水層與抽水含水層單位界面的流量。換言之，是指含水層頂（底）板弱透水層的垂直滲透系數K′與其厚度m′之值，即K′／m′。量綱為（1／T）。

 

  什么是穩定流和非穩定流抽水試驗？

 

  穩定流抽水試驗要求在一定持續的時(shí)間內流量和水位同時(shí)相對穩定（即不超過(guò)一定的允許波動(dòng)范圍），可進(jìn)行1—3個(gè)落程的抽水，抽水后還要對水位恢復情況進(jìn)行觀(guān)測和記錄，穩定流抽水試驗主要用于計算含水層的滲透系數。

 

  非穩定流抽水試驗，是在抽水鉆孔中僅保持水量穩定并使水位不斷改變，或僅保持水位穩定使水量不斷改變的抽水試驗。非穩定抽水試驗的目的是用人工控制的方法，使鉆孔周?chē)畬又邪l(fā)生地下水的非穩定運動(dòng)，通過(guò)測定水位隨時(shí)間的變化過(guò)程（或水量隨時(shí)間的變化過(guò)程），來(lái)測求含水層中地下水在非穩定運動(dòng)時(shí)的水文地質(zhì)參數。通過(guò)非穩定抽水試驗可以測求含水層的導水系數（T）、壓力傳導系數（a）、滲透系數（K），及給水度（μ）或釋水系數（S）。