西北干旱缺水地区供水水文地质勘查技术方法探索

西北干旱缺水地区供水水文地质勘查技术方法探索
在干旱缺水地区实施水文地质勘查工作可以提高供水效率，科学的找水勘查技术对于干旱地区有着重要意义。

我国西北部宁、青、陕、新、甘、川等省份，缺水面积高达217万km ？，生活在这些地方的村民群众都面临着无法保障生活用水的窘态，部分村镇从村外拉水使用，这样的拉水方式对人力和财力消耗巨大，有些村镇的居民只靠雨水积存生活，干旱时几乎无水可用，有些地区的居民群众甚至靠饮用咸水和含有氟的水为生。

标签：干旱缺水地区地质勘查方法
我国西北地区缺水严重，尤其是甘肃、宁夏、陕西、青海、内蒙古、山西、新疆、四川、云南、重庆、广西、贵州等省市。

下面我们就根据西部干旱缺水地区的地下水找水勘查特点、地质特点以及可以运用的勘查方法进行分析，然后将水文地质不同地区的物探、遥感以及钻探等勘查技术和开采技术进行研究分析。

1西北干旱缺水地区水文地质特点和问题
1.1西北干旱缺水地区水文地质特点
西北干旱缺水地区地下水分布较为广泛，找寻可利用水资源难度较大，勘查技术的运用也需要消耗一定人力和技术。

准格尔盆地和塔里木盆地的边缘地带村含有巨厚细砂岩以及粉砂岩层，因为沉积岩的颗粒非常均匀，电性的差异很小，在咸水带广泛分布，在该地域寻找淡水资源的普通方法并不适用，必须利用高分辨率电法的勘查手段。

鄂尔多斯的深埋岩溶区和宁南山区以及塔里木盆地、祁连山等地的地下水位埋深普遍在300m之上，普通的勘查方法并不适用。

塔里木盆地的腹部以及山前地下水的深埋带等地区地表较干燥，接地电阻也很高，于水资源短缺区域适合形成井地段，在此类区域勘查运用物探手段较难实现。

甘肃中部的第三系盆地和河西走廊的山前以及鄂尔多斯盆地的周边的构造较为复杂，其构造性质和规模以及地下水的控制作用都是勘查地质构造中裂隙水的关键条件。

由于西南红层区域浅层风化裂隙水以及承压水具的量小且分散，调查其裂隙的发育特征和裂隙富水性是水文地下水勘查的重要内容。

西北干旱地区缺水严重，钻探时的用水要靠远距离供给，勘探施工时的用水非常困难。

祁连山的山前地下水区域富有大漂砾石地层，而鄂尔多斯附近和宁南山区的岩溶区有着地层破碎的现象。

由于漏失性给钻井工作带来很大困难，西南的红层地区钻孔深度较浅，该地区的交通条件较差，所以需要利于搬迁、便捷和适应该地区环境的钻探设备。

陕北黄土地区的河流富含大量泥沙，内陆盆地有着细颗粒层，具有泥质多、取水不易、富水性差的特点，因此，该地区需要运用可以增大出水量的开采技术。

1.2西北干旱缺水地区水文地质存在的问题
（1）隐伏构造的分布非常复杂，要对深埋岩溶区的构造空间的特征进行明确分析。

（2）干旱缺水地区山前含有大漂砾石的底层，由于地下水位的埋深较大，可以在岩性颗粒细腻和比较浅埋的地区进行地下水开采。

（3）干旱缺水地区泥沙河流和细颗粒底层非常多，河流富含大量的泥沙，富水性较差，可以运用增大出水量的开采方法。

（4）西北干旱缺水地区的底层漏失现象十分严重，根据这点，普通的钻探技术很难进行，找水要用新型的钻探技术。

2勘探方法解析
本次勘探方法主要利用遥感解译、物探、水文地质测绘、逐步逼近式以及水土养采集、探井和观测地下水动态等技术。

遥感解译就是利用BTM卫星的高分辨率特点，针对干旱地区的地貌特征、底层分布、水文特点、发育以及环境等方面进行解译，为接下来的路线调查工作提供重要依据。

物探是利用EH-4电导率的成像系统，查明钻探地区的地城结构以及地下水文的平面和垂直度的变化特征，控制深度是250m到300m之间，点距在250m 到500m范围内，在钻探范围内设置少量检查点加以协助。

井探就是运用综合水文物井探设备，作用是可以划分地层，勘查水资源地点，给成井的钻探提供依据。

水文地质测绘就是在勘探地区运用1：100000的比例尺参与地质水文调查，面积控制在2200km之内，可沿谷地和冲沟方向展开调查测绘，按照地层的岩性特点和浅水的埋藏规律以及周围植被的生长状态和覆盖情况进行水文勘探。

地下水的动态观测过程要根据规范要求进行，水文地质勘查时的观测资料最少要有一个在枯水季时地下水文的动态观测资料，资料可以提供给地下水资源技术支持。

由于观测地区的研究程度相对较低，可以安排多一点的时间进行地下水的动态观测。

3西北干旱缺水地区“逐步逼近式”找水方法的运用
3.1概况
很多水文地质学家通过研究总结出针对不同地区缺水程度不同的找水方法，例如航片解译法，根据区域的地质特征和水文地质特点的解译并分析，对地下有水的地段进行判断。

还可以根据地表植被的生长覆盖情况判断地下有水地段。

于
基岩山地段可以运用地球物理电阻率技术，通过判断岩层的含水性判断地下含水段。

然而，随着时代的发展和水资源匮乏速度的增加，严重缺水的村镇遇到的水文地质问题越来越严重，与过去相比难度有所增加。

在缺水严重的基岩山区寻找水含量富集地段具有一定难度，第四系松散层具有咸淡水交错的特点，在此处寻找可以长期利用的淡水比较困难，利用传统的勘查技术并不能克服这些难题。

而物探、遥感技术以及钻探技术为这些难题提供了科学的技术支持，将這些钻探技术很好的利用到实际钻探工作中成了现在首要解决的问题，1999年开始，很多勘查学者在我国的西北部地区和辽西缺水山区展开了水文地质调查，最后创造出了“逐步逼近式”找水技术。

3.2“逐步逼近式”的详细过程
“逐步逼近式”简单说就是根据缺水村镇，以打井供水为目标，展开水文质地调查的过程。

勘查时首先要缩小调查范围，最后确定可以取水的水井位置。

步骤大致为：预定方向、遥感找靶区、初探地段、详细调查井位、钻探验井。

（1）钻探开始要先预定钻探方向，根据地质和水文的调查资料，研究该干旱地区的找水可能性，确定找水方向。

（2）不同地质在不同的水文地质地区运用不同的遥感数据，利用遥感解译为中心运用手段对干旱地区进行水文地质的解译，筛选富有找水前景的靶区。

（3）确定靶区后可以用1：5万以及1：10的精度进行水文地质勘查，利用快速单一的物探勘查技术进行初步的地下水勘查。

（4）不同的含水体要运用不同的勘查技术，利用抽水试验、探井以及实验水质分析等步骤，得出勘查地区出水量、水位埋深以及水文水质参数，确定勘查的供水井是否具有利用价值。

4不同干旱地区运用的不同水文地质勘探方式
根据地下水介质西北内陆盆地具有平原多层结构和山前深埋带区两种结构类型。

平原多层结构区的地下水类型有四种，分别是冲洪积扇前缘和平原地段交接孔隙水、扇前平原区孔隙水、盆地沙漠区孔隙水以及山前冲洪积扇孔隙水。

针对扇前平原区孔隙水、平原区交接地段的孔隙水以及冲洪积扇前缘类型区，可以运用微波图像通过较浅地层地下水的微波变化解译含水量多的靶区，可以将核磁共振、频率域测探以及激发极化结合起来进行井位确定。

对于盆地腹地沙漠区孔隙水可以根据微波遥感产生的数据和多光谱，构建古河道和低洼水系，并且解译该区域周围的植被特征，当地下水埋深不足100m时，可以利用激发极化和频率探测以及核磁共振的勘查方法。

如果地下水埋深超过100m，可以利用交流激发极化以及频率探测的勘查方法。

并确定含水段的范围，
分析地下水的矿化程度，分析含水地段的含水量，明确含水量的地层，之后可以通过气举反循环钻探法，可以有效提高地下水钻探效率。

宁南和陕北的黄土高原地带是较为典型的干旱缺水地区，该地区的水介质可以分为河谷松散孔隙水以及徽地貌黄土裂隙水，勘查时要调查该地区含水层的分布情况，明确该地区含水量多的地层。

对于河谷松散孔隙水介质的地下水调查，可以采取微波图像产生的数据源和多光谱影响，构建水系并进行隐伏构造解译步骤，通过松散层以及浅水层遥感中产生的特点明确靶区，利用直流电探测法以及核磁共振法确定地下水的分布范围，确定含水量多的地层，通过渗流井的取水方式促进井的出水量。

对于低洼出的徽地貌黄土裂隙水的勘探，可以采用高分辨率的红外、热红外以及可见光影响数据，根据地貌和断裂特征解译，通过遥感的水信息产生异常，对黄土塬进行解译，之后通过核磁共振以及电测深法的勘查方案确定地下水的分布情况，明确含水量大的地层。

通过回转钻进以及大口井开挖的方法促进出水量。

鄂尔多斯盆地的周边岩溶区的地下水可以划分成浅层岩溶水以及深埋岩溶水，这两种类型在勘查时要先检查其构造以及地质性质，充分了解灰岩界面的埋深度，将每种构造间的水利关系进行分析，然后明确水体的含水量，最后解决地层漏失情况。

浅层岩溶水的勘查过程，开始可以通过高分辨率的红外、可见光以及热红外影响空间中的叠加解译法，将该地貌的溶斗以及落水洞进行详细解译，之后可以利用放射性法、直流电测以及电剖面法的勘查技术，调查该地区构造的规模、性质以及规律，明确该地区地层的基本结构，然后根据调查所得的规律、规模和性质，明确该地区含水体的含水量，然后确定空位，利用空气泡沫潜孔锤以及空气潜孔锤、气举反循环以及空气泡沫增压的钻探方法，可以提高该地岩层的钻进效率，防止地层发生破碎倒塌的现象，还能很好解决介质漏失等问题，同时解决了该地区供水困难的问题。

内蒙古高原地区也是西北地区干旱缺水的典型地带，内蒙古高原地区的地下水有泉水、河谷川以及盆地边缘、构造裂隙水、山间盆地河谷川松散孔隙水等地下水类型。

针对构造裂隙水可以先调查该地段的主要构造，解析构造的性质。

产状以及规模，明确该地段的含水量。

改善基岩地层的钻进速度和效果，解决施工的供水问题。

主要勘查手段是通过微波遥感和多光谱产生的数据，针对断裂带建设解译标志，然后运用放射性法、激发极化法、解剖面法等勘查方法分析构造的性质、规律以及规模，调查该地段的地下水含量，之后通过空气泡沫潜孔锤以及空气潜孔锤的开采方法进行地下水开采。

泉水以及盆地边缘河谷川等地带的勘查，要先调查该地段水体的含水量，调查水资源分布趋势以及位置，采取热红外图产生的数据源以及多光谱波段等勘查手段，进行水溢出带和泉水的分布以及形成原因，然后通过激发极化、核磁共振以及直流电阻率的勘查方法，勘查水体的分布规律和分布范围，明确该地段的含水量，确定含水量多的地层，为了充分开发和利用该地区的地下水资源，可以利用引泉引流的工程解决这一难题。

红层盆地的地下水包括构造裂隙水以及浅层风化裂隙水。

勘查构造裂隙水的水体结构时需要明确水体的空间分布规律，对咸淡水界面展开调查工作，解决勘查施工中的用水问题。

首先可以根据多光谱图像建设红层中褶皱的解析标记，对其构造裂隙再次解析，并根据该地区的地貌特点以及岩石地层的含水性质确定构造的发育地带，利用瞬变电磁法、频率域电磁测深法以及激发极化的勘查方法，勘查该地区的构造特点，充分了解咸淡水界面的基本构造，然后对该地段的含水量做出分析，并通过普通的转钻法，在环境条件适宜的地方利用空气钻进的方法进行地下水的开采工作。

5结语
由于西部干旱缺水地带地下水的复杂和地球物理的多解性，通过物探勘查水资源好需要更多的时间和方法，这样对人力和财力会造成较大的消耗。

可以通过不同方法在不同地区展开研究，继续研究经济适用的水资源勘查技术。

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