青白江城市供水水源地勘察设计报告.doc

青白江城市供水水文地质勘察设计书
目录
青白江城市供水水文地质勘察设计书 1
第一章 前言 4
1.1目的任务 4
1.1.1任务来源 4
1.1.2项目的目的及任务 4
1.2自然地理 5
1.3勘察区社会、经济发展与水资源需求 6
1.4水文地质调查研究程度 8
第二章 地质、水文地质概况 9
2.1区域水文地质概况 9
2.2勘察区地质概况 10
2.2.1地形地貌 10
2.2.2地层岩性及构造 10
2.3勘察区水文地质概况 11
2.3.1地下水类型 11
2.3.2地下水的补、径、排特征 13
2.4工作区存在的主要水文地质问题 14
第三章 工作部署 14
第四章 工作方法 15
4.1水文地质测绘 15
4.2遥感解译 16
4.3物探 17
4.4水文地质钻探与成孔 18
4.4.1水文地质钻探的任务 18
4.4.2水文地质勘探孔的布置原则 18
4.4.3水文地质勘探孔的布置 19
4.4.4水文地质勘探孔的结构 20
4.4.5抽水孔过滤器 21
4.4.6勘探孔施工 22
4.5稳定抽水试验 23
4.5.1勘察区抽水试验的目的 23
4.5.2一般规定 23
4.5.3稳定抽水试验 24
4.6地下水的动态监测 25
第五章 经费预算 26
5.1经费预算说明 26
5.1.1工作区的基本条件 26
项目编制依据 26
5.1.3预算编制方法 26
5.1.4项目预算合理性和可靠性分析 27
第六章 组织管理和保证措施 27
6.1工作进度表 27
6.2项目组人员组成及分工 27
6.3项目全面质量管理办法及措施 28
第七章 预期成果 28
第八章 设计附图 29
第一章 前言
1.1目的任务
1.1.1任务来源
青白江区位于四川省成都市北部，因境内流过的清白江而得名，东连四川省金堂县，南邻成都市龙泉驿区，西接成都市新都区，北靠四川省广汉市。全区幅总面积为378.94平方公里，2009年年末总人口408594人，主城区由大弯与红阳街道办事处所辖，建成区面积28.57平方公里，距成都市主城区25公里。青白江区是成都市乃至中国西部重要的工业区，化工、冶金，建材工业发达，同时青白江也拥有丰富的旅游资源。根据青白江区总体规划，预计到2020年，主城区面积将达到40平方公里、人口达30万人，加之经济迅速发展，城市规模的不断扩大，今夏青白江区最高日用水量已逼近130万立方米，这一数字已超过成都的日供水能力122.6万立方米
城市供水的主要问题是：市区地表水及浅层地下水污染较严重，水质无法满足供水要求；当前城市公共供水的水厂不够，一些自来水公司现采用水井直接供给用户使用，卫生条件差、供水能力低，无法满足群众生活既经济发展需要。为此，市委、市政府决定在青白江区西北部青白江右岸，扩建一个日供水能力为3.7×104m3/d的地下水集中供水水源地，从而缓解日益紧张的用水供需矛盾。
为加快水源地建设，受成都市水务局委托对青白江区城市供水水源地进行水文地质勘察与设计工作，勘探的目的层为埋藏深度在30~70m的浅层地下水。
1.1.2项目的目的及任务
主要目的是在详查及已有工作的基础上，查明水源地水文地质条件，进一步评价地下水资源，提出合理开采方案。探明的地下水允许开采量满足B级精度要求，为水源地施工图设计提供依据，“以探为主，探采结合”进行勘探，提交B级可开采资源3万m3/d。其主要任务是：
（1）查明含水层的岩性结构、分布规律与富水性，了解地下水的开发利用状况；
（2）查清青白江的水文特征，对地下水污染程度及发展趋势进行详细调查；
（3）利用水文地质钻探、物探、化验等综合手段查明水源地地下水的埋藏条件与水化学特征；
（4）建立临时青白江测流断面，确定青白江流量变化及与地下水的关系；
（5）进行地下水动态长期观测，查明水源地地下水的补径排条件；
（6）进行单孔与群孔抽水试验，求取水文地质参数，评价地下水的天然补给资源与可开采资源；
（7）开展渗水试验，求取青白江河床砂层的垂直入渗系数，确定开采条件下青白江的最大入渗能力；
（9）预测水源地建成投产后对相邻水源地的影响程度；初步建立区域地下水资源信息系统，制定水源地开采井的布置方案。
1.2自然地理
青白江城市供水水源址区位于成都市青白江区西北部，地处新华夏系四川沉降带成都断陷东部、南靠成都平原与川中丘陵分界线的龙泉山脉断褶束，向阳镇郑家河坝附近，地理坐标范围为北纬 30°54′18.55″～30°54′40.37″，东经104° 12′0.14″～104°12′32.32″,海拔451～480米；址区附近为农田与分布零散的少数居民住宅，没有涉及到任何行政区，勘察区主要流域是青白江及其北边的蒙阳河，蒙阳河是青白江的一条较大支流，另外还分布很多沟渠。址区地处内陆亚热带湿润季风气候带，气候温与，四季分明，根据青白江区气象站气象资料，年平均气温 14.9～16.7 ℃，全年无霜期 273 ～ 279 天，年平均降水量为 925.4 毫米，降雨量可参照图1—1，年平均日照1239.1 小时，年度极端最高气温为37.3度，年度极端最低气温为-5.9度。勘察区的地表水文情况比较单一，只有一条青白江由西边流入最终从东南边汇入沱江，青白江平均河宽120 米、水深3.5米、比降2.5‰，过洪能力1300立方米/秒，特大洪水1600立方米/秒；其流量随季节变化而变化，雨季江水要暴涨，发洪涝，旱季流量变小，多年平均流量54.56立方米/秒，在平原区还分布一些人工渠与小沟，渠水基本来自青白江。

图1—1 青白江多年降雨量（a）年际的变化曲线图

1.3勘察区社会、经济发展与水资源需求
　青白江区加大对公路基础配套设施建设力度，积极培育、发展与规范统一、开放、竞争、有序的道路运输市场，在铁路建设方面也很发达。因此，青白江供水水源址区交通便利，区内公路网络纵横，全区已实现村村通公路、镇镇通水泥路，附近交通有主要的宝成铁路、国道川陕公路、108线、省道成绵高速等。供水水源区交通位置见图1—2。
工作区的产业包括：新型工业、现代服务业、现代农业。 青白江区是成都市重要的生态工业高地，近年来，在做大做强冶金建材制造业主导产业以及化工机械等传统优势产业的同时，还积极推动企业实施技术改造、技术创新，着力改造提升传统产业、发展高新技术产业、壮大支柱产业，工业产业布局进一步优化，已具备了发展高端产业、产业高端的资源禀赋、产业基础与科技实力；随着西部铁路物流中心的建设，青白江区的现代服务业优势已初步显现，目前成都市已将该区确定为现代物流商贸产业功能区，下一步将充分发挥现代物流业的引擎作用，高标准编制与完善发展规划，带动现代生产性服务业产业集群发展，不断完善主城区、乡镇与产业园区商业配套，积极推进商贸流通、电子商务、中介服务、旅游休闲、体育娱乐等服务业向高端化发展； 大工业、大物流的发展对现代农业提出了更高的要求，围绕全区经济社会发展实际，青白江区提出了构建“都市型现代农业”的目标，将坚持“生态化、科技化、精准化”不断推进现代农业走

图1—2青白江供水水源区交通位置图
向高端，力争建成一批以无土栽培等高端生产技术为标志、以彩色植物为特色的高端农业生态园区，不断拓展现代农业为吸引高端人才营造环境、为可持续发展提供环境容量、为现代服务业提供广阔空间等功能。此三大产业快速发展对水资源的需求量都很大，特别是工业用水与农业用水，水资源不足将很大程度阻碍此三大产业的发展。
1.4水文地质调查研究程度
青白江区位居成都平原，自1977年以来，主要开展了一些区域水文地质工作与水井施工工程。这些成果对了解勘察区的地质、水文地质条件有较高的参考 价值。尤其是《成都东部台地区供水水文地质勘察报告》、《成都幅1／20万区域水文地质普查报告》与《新都县农业水文地质区划报告》，三成果对区域及勘察区浅层、中深层与深层地下水水文地质条件有较详细的研究。同时，通过收集分析研究青白江区近年施工的供水管井资料，基本查明了区域及勘察区内浅层、中深层与深层地下水含水层的结构、岩性、富水性及水化学特征等。以上成果对本次勘察工作起到了明显的借鉴作用，水文地质研究程度见表1—1。
水文地质研究程度一览表1—1
序号
成果名称
提交单位
提交时间
1
1:20成都幅区域水文地质普查报告
四川省地质局水文工程地质大队
1977年
2
成都东部台地区供水水文地质勘察报告
四川省地矿局成都水文工程地质大队
1984年
3
新都县农业水文地质区划报告
四川省地矿局成都水文工程地质大队
1984年
4
成都平原地下水资源分布的初步分析
四川省水文水资源局
2005年
5
略论成都地区第四系潜水污染的形成
四川地质学报
1980年
6
四川省广汉地区水文地质工程地质综合勘察评价报告
四川省地矿局成都水文工程地质大队
1984年
第二章 地质、水文地质概况
2.1区域水文地质概况
工作区位于成都平原的东部，成都平原居扬子地层四川盆地分区的西北部，出露地层几乎全为中、新生代陆相地层，主要有侏罗系、白垩系、第四系，地层总厚度达7475m。平原区因第四系以来龙门山继承性的急剧上升、龙泉山的相对隆起与多期冰川活动，使得作为平原基底的成都断凹沉积了200～300m余米厚的第四系、并形成了冰碛、冰水、冲洪积等多种成因的含水层结构。平原区上部含水层一般在1～5米，由全新统冲积、冲洪积与上更新统冰水堆积砂卵砾石层组成；下部含水层，据物探与钻孔资料，埋深在40～80米，由中下更新统冰水堆积含泥砂卵砾石层组成。上层水富水性严格受地貌的控制，水量较富的集中在成都平原中下游，单孔出水量1000～3000m3/d.傍河漫滩取水可达到3000～5000m3/d。中、上更新统第四系粘土层呈红色、褐黄色网状，并含铁锰胶膜及豆粒与含少量钙质结核，局部地区粘土层顶部具铁质硬壳。由于堆积物中富集铁、锰元素，致使第四系孔隙水的铁、锰离子含量较高，造成第一环境污染。
地下水流向与地形坡向相近视，大体有北西向南东上部含水层在平原上游除接受大气降水、山区地下水补给外，还接受河渠水的补给，在平原区下部则补给河水。在接受河水补给地区、河道干枯，到平原中下部，河水水量则异常丰富。平原区全新统含水层的动态随季节的变化而变化，下降泉的分布较为普遍，泉流量一般在0.01～1升/秒
平原区挽近构造活动明显，全区呈现五级台面：一级阶地、冰水二级阶地Ⅰ—Ⅱ级台地。平原东西两侧均呈阶梯状上升的地貌景观，中部则迭置埋藏阶地，反映出周边抬升，腹部沉降的构造特征。成都平原地质构造上处四川沉降带西侧，介于龙门山推覆造山带与龙泉山隆起带之间，属川西新华夏构造体系。区内构造带主要包括龙门山推覆造山带、成都凹陷、龙泉山隆起褶皱带。主要断裂有邛崃
—大邑—彭县断裂、蒲江—新津断裂（及其延伸部分），断裂多为北东—南西走向，断裂间存在一系列箱状短轴背斜及其间宽缓向斜。平原内岩层产状多为水平或近水平，只在背斜核部或构造应力作用较大区域岩层倾角较大。
2.2勘察区地质概况
2.2.1地形地貌
青白江城市供水水源地址区地貌类型为侵蚀堆积地貌，位于青白江右岸，地面起伏不大，总体地形平缓，高程480m左右。供水水源地分布于青白江之凸岸呈弧状出现，此处为河漫滩；而青白江两岸的平原区高出青白江水面2～3米，此处为河流堆积一级阶地，另外还分布有冲洪积扇及冰水堆积扇状平原。平原区多为农田，分布有人工渠穿越。
2.2.2地层岩性及构造
青白江城市供水水源地的区域地层主要有：沿青白江两侧分布的全新统冲洪积层（Q4al+pl）及上更新统冰水堆积层（Q3-2fgl）；供水水源址区的基岩为白垩系天马山组上段（K1t2）。
根据1:20万成都幅区域水文地质普查报告，全新统冲洪积层（Q4al+pl）的岩性特征：上部为灰色、黄色砂土、粘质砂土，下部为灰至灰白色砂卵砾石层、或卵砾块石层；该层厚度0—20米左右，固结程度松散，所处地貌部位河漫滩一级阶地、冲洪积扇。上更新统冰水堆积层（Q3-2fgl）为水源地址区的出露地层，此处的岩性特征：上部为棕黄色粘土、粉砂粘土、粘砂土，其下有泥炭透镜体；中部是黄色、棕黄色砂层；下部为褐黄色、褐色含泥质的砂卵砾石层；该层厚度0—40米，估计程度：粘土较致密、砂卵石层微固结，所处地貌部位冰水堆积平原；天马山组上段（K1t2）的岩性特征：浅黄—浅灰白色块状含长石石英砂岩、灰黄—灰白色块状长石石英砂岩与紫红色泥岩互层、浅黄色块状钙质胶结长石石英细砂岩、棕红色—砖红色含砂质泥岩，岩层总厚度达259米，产状近水平。
供水水源地址区地层单一，根据1:20万成都幅区域水文地质普查报告，供水水源址区构造属于新华夏系构造体系的成都断陷（新生代盆地），另外，有性质不明及推测断层。
2.3勘察区水文地质概况
2.3.1地下水类型
成都市青白江区平原除周边浅丘及低山基岩出露外，大部分地区为第四系松散堆积所覆盖，根据1:20万成都幅水文地质报告，水源址区地下水类型主要分布有第四系松散堆积砂砾石层（Q）孔隙水与红尘砂泥岩（K）孔隙裂隙水。青白江供水水文地质图如图,2—1。
（1） 第四系松散堆积砂砾石层孔隙水
按松散堆积物的成因类型、岩性结构、相互迭置关系，可将青白江城市供水水源地第四系松散堆积砂砾石层孔隙水划分为：①全新统冲洪积砂砾卵石孔隙潜水含水层；②上更新统冰水—流水堆积含泥砂砾石孔隙潜水含水层；③中下更新统冰水—流水含泥砂砾石孔隙含水层。全新统冲洪积砂砾卵石孔隙潜水含水层与上更新统冰水流水堆积沙砾石孔隙潜水含水层遍布平原表层，河谷处主要为全新统冲洪积砂砾卵石孔隙潜水含水层，两者相互迭置，全新统冲洪积层切割了上更新统的冰水流水堆积层，其间两者无明显隔层，相互水力联系密切，但由于渗透性有差异，从而在相互迭置部分又构成一个新的含水单元——迭置型含水层，因此，上述两种成因不同的松散堆积层，构成了平原的“上部含水层”——第一含水层。在中、下更新统泥砾层中，存在冰水流水堆积含泥沙砾石层大透镜体，赋存地下水即所谓“下部含水层”——下部含水层。
上部含水层埋深在5～8米左右，一般厚 37～40 m，可见图2—1，分布在整个工作区。其富水性很好，单孔出水量介于2000m3 /d～5000m3 /d,地下水以潜水为主，矿化度一般小于0.5克/升，属于HCO3-Ca与HCO3-Ca·Mg型水；根据成都幅水文地质图，下部含水层的埋深60米左右，厚度受平原基底起伏的影响，但目前资料不多，从物探与钻探的初步资料揭露本层厚40米，水量较大，水质较好。在水源址区这两类含水层没有直接接触，中间夹有第四系黄色砂质粘土层作为隔水层，使下部含水层具有承压性。
（2） 红尘砂泥岩孔隙裂隙水
这一类型地下水覆盖在第四系松散堆积砂砾石层之下，在水源地埋深较大，含水厚度大，分布整个工作区，由于白垩系天马山组上段（K1t2）岩性疏松、易风化，且具一定的含水孔隙，故其富水性较其他段好，水量中等，单孔出水量在100m3 /d～500m3 /d。

图2—1青白江供水水文地质图
2.3.2地下水的补、径、排特征
工作区地下水的补给、径流、排泄特征主要受地形地貌控制，同时也受到地层岩性特征、孔隙发育特征的影响，另外，本区构造属于新华夏系构造体系的成都断陷（新生代盆地），它一定程度上也影响地下水的赋存与运动规律。根据含水层特征、地下水流动特征及构造的影响，将对水源地不同含水系统地下水补、径流、排泄特征分别进行分析，可参照青白江水源地剖面如图2—2。

图2—2青白江拟建水源地剖面图
第四系松散堆积砂砾石层孔隙水中的“上部含水层”，埋藏浅，在1～5米，与地表水关系密切，主要有青白江水（见图2—2）、渠水与农灌溉水，且青白江区的年降雨量较丰富，因此，地表水与大气降水是地下水主要的补给来源，其次是工作区外相同含水层的补给。工作区地形较为平缓，植被覆盖一般，地表水与降雨除了在地表径流外 ，部分沿松散堆积层的孔隙垂直入渗到“上部含水层”。“上部含水层”的地下水的排泄方式有：向工作区外地势低的相同含水层径流，蒸发作用流向地表，向下部含水层发生越流，流向民井。
第四系松散堆积砂砾石层孔隙水中的“下部含水层”，主要受到工作区外相同含水层与“上部含水层”的补给；由于砂砾石层的孔隙发育，该类型地下水径流条件好，主要向深部含水层及工作区外地势低的相同含水层进行径流；其排泄方式除了径流排泄，还有一部分以井水排泄。红尘砂泥岩孔隙裂隙水主要受第四系松散堆积砂砾石层孔隙水与工作区外相同含水层的补给；由于砂岩疏松，该类型地下水径流条件较好，其排泄方式为：向深部相邻含水层及工作区外地势低的相同含水层进行径流。
2.4工作区存在的主要水文地质问题
由于资料不多，工作区砂砾石层孔隙水中的“下部含水层”厚度不够明确，只能通过参考附近的广汉钻孔揭露本层厚56米。城市发展的需要与大量开采地下水,地下水的补给、径流与储存环境变差,水量减少，地下水位不断变化,导致工作区地下水系统边界的确定受影响。工作区的水质总体上比较好，与国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）与国家饮用天然矿泉水标准（GB8537-1995）对比，此地下水除在上更新统冰水流水堆积沙砾卵石层中铁锰元素含量略高外，其余理化指标均达到生活饮用水标准，出现地下水含铁或锰较多的原因可能是冰水堆积中局部铁锰富集的结果，作除铁、锰离子处理后，适于生活饮用。
第三章 工作部署
本次勘查工作部署,依据与委托单位签订的勘查合同,参照国家现行的《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001)与《供水管井技术规范》(GB50296),并遵循以下基本原则：
1.坚持在充分收集与研究前人成果资料及遥感解译基础上合理布置勘查工作,在供水前景较好地段加密布置;
2.勘查工作以寻找水源为目的,在可能与兼顾情况下,尽量满足有关规范要求但不拘泥于规范要求;
3.勘查工作以地下水系统理论为指导,充分采用遥感、物探、信息分析等手段,吸收引进地下水勘查与评价的新技术、新方法,相互补充与验证,以提高勘查工作的科技含量与成果表达方式的现代化。
成立项目部，下设若干测绘小组，每小组人员配备三至四人。其工作部署：1.准备阶段、确定水文地质填图单元、统一测绘工作方法，10天左右；2.野外测绘阶段（组织勘探试验），测绘26天左右，并进行钻探及物探等工作，总共预计时间两个月。3.室内资料整理阶段，对于调查期间所取得的相应的水样进行测定，同时通过试验所得的资料，对其进行处理，编写报告，预计20天。
第四章 工作方法
简述本项勘查设计采用的调查方法、精度要求以及侧重解决的水文地质问题。对水文地质测绘、遥感解译、水文地质钻探、物探、野外试验、资源计算等各项工作提出具体的技术要求。
青白江城市供水勘察是以地下水作为供水水源的勘察工作。在该地区已完成了1：20万－1：100万区域水文地质调查，因而本次地下水资源勘查应在区域水文地质调查的基础上进行，按照水文地质单元开展区域地下水资源勘查。 一般采用1:5000~1:50000的比例尺，用水文地质测绘、遥感解译、水文地质钻探、物探、野外试验、资源计算等多种手段，查明含水层的分布、埋藏条件、地下水的形成条件、水质、动态变化、补给量、可采量与采水地段，以及开采工艺手段、地下水的保护措施，为开采地下水提供依据。
4.1水文地质测绘
本次进行1:5000比例尺的水文地质测绘，先用1:20万比例尺的成都平原地形图作为外作业的底图，通过点、线、面的观测与记录，查明或了解有关问题，进行地质、水文地质测绘。外作业完成后，再缩制成1:25万比例尺水文地质图作为正式提交的质料。注意三点：
（1）充分利用遥感影像，提高测绘质量与效率，注意室内判释与野外验证的结合；
（2）向当地居民、单位调查了解有关情况；
（3）注意点、线的控制程度与代表性，以穿越法为主，追踪法为辅。水源地为平原地区，复杂程度中等，一般来说，观察路线是每100Km2布置20～50Km，每100Km2布置10～30个观测点。
观测路线宜按下列要求布置：
（1）沿地貌变化显著方向；
（2）沿青白江、沟渠与地下水露头多的地带；
（3）沿第一含水层（带）走向。
观测点宜布置在下列地点：
（1）地层界线、断层线、标志层、典型露头与岩性岩相变化带；
（2）地貌界线；
（3）地质灾害点；
（4）井、泉、钻孔；
（5）溪沟。
本次水文地质测绘工作尽量安排在旱季进行，便于青白江及沟渠的测流。雨季复查重要井、泉，以便掌握地下水动态变化规律。
4.2遥感解译
青白江城市供水水源地的地形、地貌具有明显的水平分带性，利用遥感技术解译不同地貌类型的水平分布区范围，建立不同地貌类型地下水解译标志，达到勘察松散岩类孔隙水的目的，并用遥感确定：每个排泄流域与子流域、沿每一水道各点的流量、每个干股平均河道面积，最终圈定勘察区的富水段。
在水源地水文地质勘察中的遥感解译步骤如下：
（1）数据源选取方法。通过对水源地不同数据源光谱分辨率、空间分辨率等特征参数，在本区地下水勘察应用现状及效果，数据源价格等多种因素综合对比，来确定数据源的选取顺序。
（2）数据源及光谱波段选取。在盆地周边冲积扇区松散岩类孔隙水的勘察，应以秋、冬季节可见光、红外波段影像为主要数据，源然后结合航空相片选出勘察区遥感图的数据源。
（3）遥感图像处理方法。利用相应解译比例尺比例尺地形图，将所选用的图像数据进行地理位置配准，统一图像的空间分辨率；利用三个波段的多光谱数据进行假彩色合成对勘察区遥感图像进行增强处理，来增强勘察区遥感图像的光谱分辨率。
（4）地下水信息的提取。利用遥感图像提取各种水源地地下水信息，除了地下水溢出带与泉水出露点，还可以提取地表土壤含水较高的“湿地”与可能存在浅层水的信息，并对水源地的地形地貌、植被、构造进行解译分析，最终圈定出水源地地下水富水段。本次勘察区的遥感图像如图4—1.

图4—1青白江水源地遥感图
4.3物探
物探是一种先进的勘察手段，它具有成本低、速度快、用途广的优点，应用时应注意其针对性、适用性，应尽量采用多种方法，并注意配合水文地质测绘及钻探验证。常用水文地质物探方法有电法、电磁波法、地震勘探法震、天然放射性法、声波法等。
对于第四系孔隙水地区，利用物探方法在本次地下水勘察方面的目的有以下方面：
（1） 确定第一含水层、第二含水层及相应隔水层的埋深与厚度；
（2） 确定基岩的埋藏深度；
（3）划分地层组，编录钻孔柱状剖面，并根据全部测井资料，进行区域性地层对比，以了解地层纵横向的变化规律；
（4）确定第一含水层与第二含水层之间的水力联系；
（5）测定各含水层水文地质参数，主要是孔隙度、渗透系数、地下水渗透速度、地下水矿化度、天然流向、涌水量等。
（6）指导勘探孔的布置，减少工作量，提高钻探工作效果与水文地质勘探质量。
物探测线、测点布置应重点考虑地质构造线的分布特征，选择垂直构造线方向布置测线与测点，对于重点查明某一特殊问题也可平行或斜交构造线方向布置；其线密度与点距密度视水文地质条件复杂程度而定。本次水源地勘察物探测线、测点的布置为：在垂直于青白江流向上布置五条物探线，每条物探线上布置30个物探测点。
4.4水文地质钻探与成孔
4.4.1水文地质钻探的任务
青白江供水水源地完成水文地质测绘与水文地质物探以后，通过水文地质钻探最直接的对本区地下水进行勘察，以便取得地下水的各种资料。本次水文地质钻探的任务主要有以下方面：
（1） 揭露水源地地下水含水层，进一步查明含水层的空间分布与变化特征，主要是查明含水层的岩性、结构、构造及邻近含水层、上下隔水层的关系；
（2） 进一步查明水源地第一含水层及第二含水层水位，确定本区个含水层的初见水位与天然水位，确定第一含水层与第二含水层的水力联系；
（3） 利用钻孔对水源地进行水文地质试验，直接测定第一含水层与第二含水层的水文地质参数；
（4） 采取水源地的岩芯，并详细进行水文地质现象观测，提取水文地质信心，然后根据水源地水文地质分析的需要，采取相应岩土样作岩土的水理性质与物理力学性质实验，取钻孔内水样作水质分析，测水温；
（5） 在水源地的钻孔进行地下水动态观测，了解地下水的补径排关系与动态变化特征。
4.4.2水文地质勘探孔的布置原则
勘探工作应以最少的工作量、最低成本与最短时间来获取完整的水文地质资料，为此，青白江水源地水文地质勘探孔的布置要遵循以下原则：
（1） 在系统完成水文地质测绘与水文地质物探的基础上，结合勘察剖面，把勘探孔布置在重点需要查清水文地质问题的地段，并尽可能与勘探线一致；
（2） 按勘探阶段或勘探任务设计钻孔的原则：本区要根据供水水文地质勘探，在不同阶段要解决相应的水文地质问题来布置钻孔；
（3） 要结合将采用的地下水资源评价布设钻孔，避免布置的勘探工程严重脱离地下水资源评价的需要，以防造成计算上的困难与失误；
（4） 布孔要“先疏后密，点线结合，深浅结合”，可根据新的情况改变原布孔方案，以便得到更准确、更丰富的水文地质资料；
（5） 设计勘探孔应考虑“一孔多用”、“探采结合”、“探排结合”、长期观测、水资源管理及实验的需要。
4.4.3水文地质勘探孔的布置
在物探的基础上，对水源地按照《供水水文地质勘察》GB50027的规范进行钻孔布置。水源地位于冲洪积平原，其地层为松散堆积地层，因此，勘探孔还是按传统的剖面线布置方式作为前提来考虑的，本区勘探线（剖面线）的布置基本上都是垂直于地下水流向或者青白江方向。
另外，沉积规模愈大，含水层总的分布愈有规律，层位愈稳定；对于冲洪积扇地区，沿水流方向，岩相的变化也比较大，但与相应地区的垂直水流方向相比，规律性仍相对较好。因此，为掌握地层的变化，水源地的孔距应小于线距。普查阶段，搜集现有资料达不到精度要求，基本没有布置勘探孔。本次水源地勘探线、及勘探线上的勘探孔布置距离为：勘探线的距离为1Km，勘探孔的距离为0.5Km，勘探孔可布置6个，其具体的布置方案如图4—2。
冲洪积平原地区按规定要在需查明的部分地区(勘探区)内垂直地下水流向布置勘探线。很明显,重点是放在勘探区内。因为只有在勘探区这样一个有限范围内,才有可能按规定布置工作量。但是,问题在于钻孔集中布置在勘探区内,虽能较清楚地掌握住勘探区内的地层,而对勘探区周围的地层,则仅能通过抽水试验资料作些粗浅的分析,这样对地下水资源评价有时就会造成困难。因为,地下水的补给是更大范围的,地下水开采后的影响也绝不局限在勘探区的范围内,这两者都要受到勘探区外围地层性质的影响。因此,条件允许的情况下，还可以在勘探区外的地方布置少量钻孔,以掌握勘探区外围含水层的分布、渗透性与化学性质等情况。这些布在勘探区外围的钻孔应在初勘时钻进,以便及时地建立对勘察区的总的概念。
4.4.4水文地质勘探孔的结构
水文地质勘探孔的结构设计，是根据钻探的目的、任务、钻进地点的地质、水文地质剖面以及现有的钻探设备等条件，对钻孔的深度、孔径的变换以及止水要求等提出的具体设计方案。钻孔结构设计是关系到水文地质钻探的质量、出水量、能耗、安全等方面的重要环节。勘探孔的具体结构可见表4—2。
表4—2五号钻探结构图表
钻进的地层
各段孔深
（m）
各段孔径
（mm）

粘土层
1
330

第一含水层

30

219

成都粘土层

15

219

第二含水层

20

219
白垩系砂岩
4
219
（1）钻孔深度的确定
本次钻探主要目的是进一步查明水源地含水层的岩性、层次、构造，厚度、埋深分布及水量、水质、水温等水文地质条件。根据区域性水文地质资料，青白江富水区内的松散堆积层含层厚度一般为30m，为孔隙潜水含水层即第一含水层，第二含水层的厚度一般为15m。因此，本次钻探要揭穿第一含水层及第二含水层至基岩4m，其钻孔深度可确定为70m。
（2）勘探孔的孔径
对于本次的水文地质勘探试验孔，设计的钻孔直径要以将来能在孔内顺利地安装过滤器很抽水设备，并能使抽水试验正常进行为原则，因此，要根据预计的出水量、过滤器的拟用类型及拟用的抽水设备等，来确定其终孔直径。由于松散堆积的含水层需要填滤料，所以勘探孔必须有足够大的钻孔直径。本次勘探孔的孔径设计如下：
1、开孔直径：330mm；
2、孔身各段直径及变径的位置：包气带及第一含水层孔径330mm，打到第二含水层时开始变径，变径的位置在38米处，第二含水层孔径采用219mm；
3、终孔直径：219mm
（3）勘探孔的止水
为了查明第一含水层与第二含水层的水位、水质、水温、透水性，应进行止水工作，并检查止水效果。止水方法可选用管外异径止水，其效果好且便于检查。
（4）抽水孔过滤器的下端，应设置管底封闭的沉淀管，其长度宜为2～4m。
4.4.5抽水孔过滤器
（1）滤水管的类型
水源地含水层的岩性为第四系松散砂砾石层，因此，对于抽水孔，可以选用缠丝过滤器或填砾过滤器；而抽水试验的观测孔，宜采用包网过滤器。
（2）滤水管长度的确定
水源地含水层厚度在45m左右，根据GB50027—2001《供水水文地质勘察规范》，本次抽水孔过滤器的长度为第一含水层厚度，即30m，而抽水试验观测孔过滤器的长度采用2～3m。
（3） 滤水管直径的选择
水源地处于松散堆积层中，因此，其抽水孔过滤器骨架管的内径宜大于200mm，抽水试验观测孔过滤器骨架管的外径，不宜小于75mm。
4.4.6勘探孔施工
本次水文地质勘探孔的钻进与成孔工艺，应符合下列要求：
1、水源地的钻孔属于松散层勘探孔，根据其含水层特性与勘探要求，可采用水压或泥浆钻进。
2、冲洗介质的质量应符合国家现行的《供水管井技术规范》GB 50296 的有关规定。
3、在钻进有供水意义的第一含水层时，严禁采用向孔内投放粘土块代替泥浆护壁。
4、在下过滤器与填滤料前，应将勘探孔内的稠泥浆换为稀泥浆。
5、抽水孔必须及时洗孔；抽水试验观测孔，也应进行洗孔，宜洗至水位变化反映灵敏。
本次水文地质勘探孔的成孔质量，应符合下列要求：
1、孔身各段直径达到设计要求；
2、孔身在100 米深度内其孔斜度不太于1.5°；
3、孔深误差不大于0.2％；
4、洗孔结束前的出水合砂量不大于1／20000（体积比）；
本次钻探过程中采取土样、岩样，宜符合下列规定：
1、取出宜能正确反映原有地层的颗粒组成的土样；
2、采取鉴别地层的岩、土样，非含水层宜每3～5m 取一个，含水层宜每2～3m 取一个，变层时，应加取一个；
3、厚度小于4m 时，应取一；
4、试验用土样的取样质量，宜大于下列数值：
砂 1kg
圆砾（角砾） 3kg
卵石（碎石） 5kg
按粒径及颗粒的质量，将水源地松散堆积层土进行分类，可分为碎石土类、砂土类、粘性土类，并对各类岩土进行描述，要描述的内容如表4—2。
表4—3土样与岩样的描述内容
类别
描述内容
碎石土类
名称、岩性成分、磨圆度、分选性、粒度、胶结情况与填充物（砂、粘性土的含量）
砂石类
名称、颜色、矿物成分、分选性、粒度、胶结情况与填充物与包含物（粘性土、动植物残骸、卵砾石等含量）
粘性土类
名称、颜色、湿度、有机物含量、可塑性与包含物
4.5稳定抽水试验
4.5.1勘察区抽水试验的目的
（1）直接测定含水层的富水程度并评价井（孔）的出水能力。
（2）确定含水层的水文地质参数（K，T，μ等）。
（3）为取水工程设计提供所需水文地质数据，主要是影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰系数等。
（4）评价水源地的可允许开采量。
（5）查明其他手段难以查明的水文地质条件，主要是地表水、地下水之间以及各含水层之间的水力联系或地下水补给通道与强径流带的位置等
4.5.2一般规定
（1）抽水孔的布置，应根据勘察阶段，地质、水文地质条件与地下水资源评价方法等因素确定，并宜符合下列要求： 详查阶段，在可能富水的地段均宜布置抽水孔；勘探阶段，在含水层（带）富水性较好与拟建取水构筑物的地段均宜布置抽水。
（2）在松散含水层中，可用放射性同位素稀释法或示踪法测定地下水的流向、实际流速与渗透速度等，了解地下水的运动状态。
（3）勘察区抽水试验观测孔的布置，应根据试验目的与计算公式的要求确定。
（4）对富水性强的大厚度含水层，需要划分几个试验段进行抽水时，试验段的长度可采用20～30m。
（5）对多层含水层，需分层研究时，应进行分层（段）抽水试验。
（6）抽水试验前与抽水试验时，必须同步测量抽水孔与观测孔、点（包括附近的水井、泉与其他水点）的自然水位与动水位。如自然水位的日动态变化很大时，应掌握其变化规律。抽水试验停止后，必须按要求测量抽水孔与观测孔的恢复水位。抽水试验结束后，应检查孔内沉淀情况。必要时，应进行处理。
（7）抽水试验时，应防止抽出的水在抽水影响范围内回渗到含水层中。
（8）水位的观测，在同一试验中应采用同一方法与工具。抽水孔的水位测量应读数到厘米，观测孔的水位测量应读数到毫米。
（9）出水量的测量，采用堰箱或孔板流量计时，水位测量应读数到毫米；采用容积法时，量桶充满水所需的时间不宜少于15s，应读数到0.1s；采用水表时，应读数到0.1m3。
4.5.3稳定抽水试验
本次勘察区做抽水试验时，水位下降的次数应根据试验目的确定，宜进行3 次，其中最大下降值可接近孔内的设计动水位，其余2 次下降值宜分别为最大下降值的1/3 与2/3，各次下降的水泵吸水管口的安装深度应相同。
本次抽水试验的稳定标准，应符合在抽水稳定延续时间内，抽水孔出水量与动水位与时间关系曲线只在一定的范围内波动，且没有持续上升或下降的趋势。本次抽水试验的稳定延续时间，要符合下列要求：
1、卵石、圆砾与粗砂含水层为8h。
2、中砂、细砂与粉砂含水层为16h。
注：根据含水层的类型，补给条件、水质变化与试验的口的等因素，稳定延续时间。
另外，在抽水试验时，动水位与出水量观测的时间，宜在抽水开始后的第5、10、15、20 、25、30min 各测一次，以后每隔30min 或60min 测一次。水温、气温观测的时间，宜每隔2～4h 同步测量一次。
4.6地下水的动态监测
本区地下水动态监测的主要目的是：监测本区地下水水位、水量、水温与水质的变化规律及发展趋势，分析地下水动态变化的影响因素，确定地下水的动态类型，并研究地下水有关的环境问题。地下水动态观测点，宜利用已有的勘探孔、水井与泉。因此，本区地下水观测孔、线的布置如下：
1、对第一含水层、第二含水层要分层布置观测孔，在垂直青白江的岸边布置布置相应观测线，以便查明这两含水层之间的水力联系；
2、在本次边界有代表性的地段布置观测孔，可以获得边界地下水动态资料时；
3、需要获得用于计算地下水径流量的水位动态资料时，观测线宜垂直与平行计算断面布置。
4、需要获得用于计算地区降水入渗系数的水位动态资料时，观测孔宜在有代表性的不同地段布置。
5、查明水源地在开采过程中下降漏斗的发展情况时，宜通过漏斗中心布置相互垂直的两条观测线。
根据地下水监测的内容，对本区观测井、孔的出水量、水位、水温、气温与泉的流量，要每隔10d 观测一次，当其变化剧烈时应增加观测次数，对有特殊意义的观测孔，要加密观测。各观测点的观测，应定时进行。水位测量要精确到厘米，水温测量的误差要小于0.5℃，同时观测气温。对于本区地下水水质可以每年监测2次 ，应在丰水期、枯水期各采样一次，初次采样必须做全分析，以后可做简分析。对于地下水动态观测孔的过滤器，应下至所需观测的