(壹)準備工作與野外踏勘
主要工作內容為:①收集與研究工作區已有的自然地理、地質地貌及水文地質資料,對研究區的水文地質條件有初步認識,了解其水文地質研究程度及存在問題,以便有針對性地進行測繪工作;②凡是有航、衛片的地區,必須充分利用,認真判讀和解譯;③根據需要,選擇有代表性的路線,進行野外踏勘;④做好有關地質、器件等方面的準備。
(二)研究或實測控制性(代表性)剖面
野外水文地質測繪,應首先從研究或實測控制性(代表性)剖面開始。其目的是查明區內各類巖層的層序、巖性、結構、構造及巖相特點,裂隙巖溶發育特征、厚度及接觸關系,確定標誌層或層組,研究各類巖石的含水性和其他水文地質特征。
剖面應選在有代表性的地段上,沿地層傾向方向布置,要在現場進行草圖的測繪,以便發現問題及時補作,按要求采取地層、構造、化石等標本和水、土、巖樣等樣品,以供分析鑒定之用。在水文地質條件復雜的地區,最好能多測1~2條剖面,以便於對比。如控制剖面上的某些關鍵部位掩蓋不清,還應進行壹定量的剝離或坑探工作。
(三)布置野外觀測線、觀測點
1.觀測線的布置原則
按照用最短的路線觀測到最多內容的原則,沿地質、水文地質條件變化最大的方向布置觀測線,並盡可能多的穿越地下水的天然露頭(泉、暗河出口等)和人工露頭(井、孔等)以及關鍵性的水文地質地段。實際工作中,觀測線的布置方法主要有以下3種:
(1)穿越法:即垂直或大致垂直於工作區的地質界線、地質構造線、地貌單元、含水層走向的方向布置觀測線。該種方法效率高,可以最少的工作量獲得最多的成果,在基巖區或中小比例尺測繪時多用該種方法。
(2)追索法:即沿著地質界線、地質構造線、地質單元界線、不良地質現象周界等進行布點追索(順層追索)。該種方法可以詳細查明地質界線和地質現象的分布規律,但工作量較大。該種方法主要用於大比例尺水文地質測繪。
(3)綜合法(亦稱均勻布點法,全面勘查法):即在工作區內,采用穿越法與追索法相結合的方法布置觀測線。例如,在松散層分布區,則垂直於現代河谷或平行地貌變化的最大方向布置觀測線,並要求穿越分水嶺,必要時可沿河谷追索,對新構造現象要認真研究;在山前傾斜平原區,則應沿山前至平原,從洪積扇頂至扇緣(或溢出帶)布置,平行山體巖性變化顯著的方向也應布置觀測線;在露頭較差的地段,有時可用全面勘查法,以尋找地層及地下水露頭;在第四紀地層廣泛分布的平原地區,基巖露頭較少,可采用等間距均勻布點形成測繪網絡,以達到面狀控制的目的。
2.觀測點的布置原則
觀測點的布置要求既能控制全區,又能照顧到重點地段。通常,觀測點應布置在具有地質、水文地質意義和有代表性的地段。通常,地質點可布置在地層界面,斷裂帶、褶皺變化劇烈部位、裂隙巖溶發育部位及各種接觸帶;地貌點布置在地形控制點、地貌成因類型控制點、各種地貌分界線,以及物理地質現象發育點;水文地質點布置在泉、井、鉆孔和地表水體處,主要的含水層或含水斷裂帶的露頭處,地表水滲漏地段,水文地質界線上,以及布置在能反映地下水存在與活動的各種自然地理、地質和物理地質現象等標誌處,對已有取水和排水工程也要布置觀測點。觀測線、觀測點的技術定額參見有關規範。例如,《供水水文地質勘察規範》(GB50027-2001),見表2-1。
(四)進行必要的輕型勘探和抽水
輕型勘探就是使用輕便工具如洛陽鏟、小螺紋鉆、錐具等進行勘探。
表2-1 水文地質測繪的觀測點數和觀測路線長度
註:①同時進行地質和水文地質測繪時,表中地質觀測點數應乘以2.5;復核性水文地質測繪時,觀測點數為規定數的40%~50%;②水文地質條件簡單時采用小值,復雜時采用大值,條件中等時采用中間值。
(1)洛陽鏟勘探:可以完成直徑較小而深度較大的圓形孔,可以取出擾動土樣。沖進深度壹般土層中為10m,在黃土中可達30m。針對不同土層可采用不同形狀的鏟頭(圖2-1)。弧形鏟頭適用於黃土及粘性土層;圓形鏟頭可安裝鐵十字或活葉,既可沖進也可取出砂石樣品;掌形鏟頭可將孔內較大碎石、卵石擊碎。
(2)小螺紋鉆勘探:小螺紋鉆(圖2-2)由人力加壓回轉鉆進,能取出擾動土樣,適用於粘性土及砂類土層,壹般探深在6m以內。
圖2-1 洛陽鏟(單位:cm)
圖2-2 小螺紋鉆(單位:cm)
(3)錐探:即用錐具向下沖入土中,憑感覺來探明疏松覆蓋層厚度。探深可達10m以上。用它查明沼澤和軟土厚度、黃土陷穴等最有效。
水文地質測繪中,除全面搜集區內現有的井孔及坑道(礦井)的資料外,還要求在測區進行壹些輕型勘探和抽水。例如為取得被掩埋的地層、斷層的確切位置,裂隙或巖溶的發育地段,揭露地下水露頭等資料時,可布置壹些坑、槽、淺鉆或物探工作。為取得含水層的富水性資料,需布置壹些機井抽水試驗,為取得松散層厚度及被覆蓋的基巖構造等,可布置壹些物探工作。
(五)作好野外時期的內業工作和室內工作
野外測繪時期,每天都應把當日的野外各項原始資料進行編錄和整理,其內容主要包括:原始記錄的整理、野外草圖的清繪,泉、井、孔等資料的整理,水、土、巖樣的編錄登記,並逐步總結出規律性的認識,野外工作進行壹段時間,應當進行階段性的系統整理,壹旦發現問題或不足,應立即進行校核或補充工作。
此外,為避免測繪時期組與組之間或相鄰圖幅之間,對壹些現象認識不壹致或某些界線不銜接,要求各測繪組的調查範圍深入鄰區(組)內壹定距離,並常與鄰組進行野外現場接圖。
室內工作的主要內容是:①認真、細致、系統的整理測繪資料,如發現有誤或不足,還應進行補充工作;②完成實驗室水、土、巖樣分析、實驗和鑒定及有關資料整理工作;③做好勘探、野外試驗等資料的整編工作;④編制水文地質圖件(包括具有代表性的水文地質剖面)以及水文地質測繪報告(或圖幅說明書)。通常把水文地質測繪成果納入水文地質調查總的報告中。
傳統的地質、水文地質填圖壹般在紙圖上進行,由於野外用紙圖的頻繁使用,所填的地質圖還必須進行清繪,然後再用水彩上色。這種方法的主要缺陷是所填地質圖缺少地質屬性數據,另外還有修改困難、上色不均勻、效率低、不易保存及數據***享性差等缺點。而基於GPS、RS、GIS(簡稱“3 S”技術)的計算機輔助地質填圖具有圖形附帶地質屬性數據的特點,實現了傳統地質圖表達信息的徹底變革,同時還具有隨時修改、高效、實現數據***享、易於保存和傳輸等優點。因此,在水文地質調查工作中,應盡量采用以“3S”技術為基礎的數字化地質填圖。