新时期水文地质调查的几个要点

Ⅲ 地质演变分析是水文地质调查的基础
随着海平面上升，地下水流穿透深度变小；河北平原的中部 平原形成不同时期地下水流系统的叠置，自下而上大体可分 为三层：年龄大于15000年的深层水；年龄约为12000-15000 年的中层水；年龄小于2500年的浅层水；各层水的交替能力 及可利用程度不同。 山前平原地下水交替迅速，平均贮留时间小于100年。 如果上述结论可靠，可以作为地下水合理开发的理论依据。 末次盛冰期以来（20000年以来）海平面上升，影响可能波 及全部外流区——外流区平原水文地质调查都需要考虑此重
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Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度
几千年农业社会的中国，形成了“重经验、 轻理论”，“重技术、轻科学”，“重功利、轻 基础”的传统； 问题导向，假设先行，思维与感官有机互动， 是高质量、高效率进行水文地质调查的前提。 正确理解并自觉进行思维与感官的有机互动， 必将从根本上提高你的认识能力，使你更加成功！
水文地质调查涉及三个系统： 水文系统，含水系统，地下水流系统
水文地质调查涉及四个方面： 资源—生态—环境—灾害
“地下水资源”是水文地质调查的突破口
评估地下水资源，确定地下水可持续开采量（永续开采 量），是保障地下水资源永续利用、保障生态环境良性运 行、避免引发地质灾害的基础——因而，是水文地质调查 的突破口。
…………
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Ⅰ 水文地质调查核心课题的演变
可持续发展理念的建立，对水文地质调查提出了 新的要求 地下水流系统理论的建立，为水文地质调查提供 了新的思路与方法
新时期水文地质调查的目标是： 为可持续发展提供水文地质依据 水文地质调查需要采用新的思路与方法。
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Ⅱ“地下水资源”是水文地质调查的突破口
（张人权等，2011）
此图根据带有地形图的地质图以及地 层等厚线图编绘了区域隔水底板等 高线图。 局部有双层水位处，同时编制局部隔 水底板等高线图以及断裂带两侧断 面投影图；后者用于确定分析出现 双层地下水(上部承压水，下部无压 水)的原因，并圈划其分布范围。
图10.1 山西郭庄泉及龙子祠泉岩溶水系统
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Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度
编制隔水底板等高线图，问题迎刃而解——第二个假设得 到实际资料的支撑[双层水说明第一个假设局部成立]。 其他信息通道的检验之一：地质队正在打钻孔，学生观察 得到的水位高出理论推断的几十米——继续观察，水位下 落到预测水位——早先测得的是泥浆堵孔的假水位。 其他信息通道的检验之二：郭庄泉系统区域饱水带岩溶水 水位高程是520m左右，钻孔深度到达预计水位以下20米， 干孔无水，废弃——经过分析认为，地下水位以下钻孔打 在不透水的泥质白云岩透镜体中——在十分接近废孔处， 钻孔打到水位以下50米，成功出水。
中国地质调查局培训班 2015.4 湖北兴山
新时期水文地质调查的几个要点
张人权
（中国地质大学 · 武汉）
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主要内容
Ⅰ 水文地质调查核心课题的演变
Ⅱ“地下水资源”是水文地质调查的突破口
Ⅲ 地质演变分析是水文地质调查的基础 Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度
不是规范 仅供参考
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Ⅰ 水文地质调查核心课题的演变
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新时期水文地质调查的几个要点
充分理解
抓住突破口 打好调查基础 采取多种措施
核心课题的演变
地下水资源 地质演变分析 保证调查信度
谢谢诸位 敬请指正
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（张人权等，1998） 17 17
Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度
图16.2 山西郭庄泉岩溶水系统示意剖面（张人权等， 1991，水基教材）
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Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度
奥陶系岩溶水是临汾盆地主要含水层，地下水位 变化莫测，前人无法解释，也无法掌握规律。
提出第一个假设是“多个含水层”，因断裂错断 导致地下水位不连续——假设不成立：缺乏厚度 足够的隔水层形成多层含水层；区域饱水带为统 一含水层。 提出第二个假设是“隔水底板起伏控制岩溶水水 位”。
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Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度
为了保证信度采取下列措施：
加强信息提取与组织； 问题导向 假设先行； 多通道信息核对 保证信度； 思维与感官有机互动是保证调查质量的前提。
通过山西郭庄泉及龙子祠的实例来说明
以上原则的实际应用。
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Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度
山西郭庄泉及龙子祠泉岩溶水系统
随着地下水开发利用加强，水文地质学的核心课 题改变（扩展）： 找水水文地质学：核心课题是寻找供水水源，突 出富水性——传统水文地质图； 资源水文地质学：地下水并非用之不竭的，“一 个含水系统长期而稳定地提供的最大水量，原则 上便是它从外界所获得的补给量”【王大纯等 .1986.水文地质学基础:124页】。
新构造运动对岩溶水系统发育的控制
岩溶水系统的发育，不仅取决于岩性、地质构造，还 取决于新构造运动发育史
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Ⅲ 地质演变分析是水文地质调查的基础
构造不断隆升条件下，溶蚀基准面不 断下切，只能发育溶蚀裂隙为主的若 干局部性水流系统（a） 稳定的构造活动条件下，发育初始裂 隙的可溶岩，才有可能通过持续不断 的溯源溶蚀演变为统一的区域性地下 水流系统——地下河系（c） 隆升—稳定相间的构造活动，会形成 若干层岩溶水管道系统（d） 将新构造活动分区及岩溶现象（泉流 量大小及其统计分布，地下河凹谷等 ）结合分区，可以提高调查信度、精 度及速度。
图8.3.5 末次盛冰期以来河北平原地下水流系统演 变示意剖图（张人权等，2013） 14
Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度
调查的最终目标是建立水文地质模型；模型是简化而不 失真的摹本(图件、文字报告；物理模型、数学模型)。
水文地质调查具有研究性质，稍有疏忽，可能得出错误 结论
20世纪60年代在北京南口进行教学实习准备，包括第四纪及 地貌的老师。一个剖面，会产生六七种不同的看法——有的 老师提出一种以上可能。 水文地质点的研究中，不同看法相持不下，十分常见。 精度再高，不符合实际，毫无意义；因此，必须在保证信度 基础上提高精度。
下水资源属性，才Hale Waihona Puke Baidu可能指导合理开发、
保障资源永续利用、保障生态环境优化运 行，为可持续发展提供科学依据。
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Ⅲ 地质演变分析是水文地质调查的基础
从地下水角度进行地质演变分析的必要性
水文地质调查并非地质条件的单纯水文地质解译 时空四维的地下水流系统是区域自然地理—地质演变 的产物 地质演变分析是宏观把握水文地质条件的必要前提
图8.14 岩溶水流系统演化过程示意图
（张人权等，2011） 11
Ⅲ 地质演变分析是水文地质调查的基础
末次盛冰期以来海平面变化对外流区孔隙水流的意义
末次盛冰期以来（20000年以来），冰盖融化，海平面上升，总量 达到120m。
图8.26 中国东部二万年以来海平面绝对变化曲线
（据杨怀仁和谢志成，1984；简化） 12
将“地下水天然补给量－地下水开采量”当作 “地下水开发潜力”是错误的。
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Ⅱ“地下水资源”是水文地质调查的突破口
地下水可持续开采量定义：资源及生态环境承载力允许 条件下可以永续开采的地下水量。
目前，并没有确定地下水可持续开采量的成熟办法； 试错及类比是目前确定可持续开采量的方法； 开采量小于“永续开采量”的那部分才是“地下水开采潜力”。
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Ⅰ 水文地质调查核心课题的演变
生态环境水文地质学：开采地下水，即使不超过其补 给量，也将引起生态环境退化，导致地质灾害：
河水自净能力降低 河流基流减少 河水携带盐类能力降低 水土盐分积累
地下水开采降低地下水位—— 地表水支撑的生态系统退化
地下水支撑的生态系统退化 湿地缩小或消失 沙漠化 地面沉降 地裂缝 岩溶塌陷 海水入侵 损害物种多样性
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Ⅳ 保证信度的基础上提高调查精度


思维与感官有机结合是认识客观世界的唯一途径
根深蒂固的错误观点：感官获得的经验材料经过思维加 工形成科学认识； 认识阶段论：首先是感性认识，然后提升为理性认识； 水文地质调查：信息收集——信息加工（图件、报告）； 信息浩如烟海，而人的注意力是一种稀缺资源——无目 标的盲目“观察”，淹没于信息海洋之中； 问题导向，假设先行，使得注意力集中于关键问题； 假设是“聚光灯”：集中注意力； 假设是“晶核”，吸引有用信息，构建概念模型；
尽可能查明地下水资源的调节能力
地下水资源的调节能力可以用平均贮留时间（年龄）表征； 地下水年龄过小（如西南岩溶水）缺乏调节能力；地下水年龄过大 （如华北平原深层地下水），缺乏可恢复性，储存资源不可偿补， 调节能力不断降低。
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Ⅱ“地下水资源”是水文地质调查的突破口 查明不同时期、不同级次地下水流系统地
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Ⅱ“地下水资源”是水文地质调查的突破口
地下水可持续开采量（永续开采量）
以往的地下水开采潜力图以地下水开采潜力系数表示； 地下水开采潜力系数＝地下水开采量／地下水开采资源量； 原先的规范中：地下水开采资源量相当于地下水天然补给量 —这是“资源水文地质学”阶段的概念，已经不再适用； 可以而且需要评估地下水天然补给量。但是，
要事件的后果。
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Ⅲ 地质演变分析是水文地质调查的基础
a:18-15ka B.P(阶段Ⅰ)； b:15-12ka（阶段Ⅱ）； c:距今2.5ka-现今（阶段Ⅲ）； 实线表示活动的水流系统，虚线表示衰亡 的水流系统；中部平原局部水流系统及滨海 平原水流系统，资料不足，未予表示。 1-基岩；2-第四系；3-盆地底界； 4-咸水（TDS＞2g/L）；5-山前平原局部水流 系统流线；6-区域水流系统流线； 7-中部平原早期中间水流系统流线； 8-中部平原晚期中间水流系统流线； 9-地下水流域分界线；10- 山前平原局部水 流系统流域；11-区域水流系统流域； 12-中部平原早期中间水流系统流域； 13-中部平原晚期中间水流系统流域。