李孝颐--1：5万区域水文地质调查方法 - 图文

1:5万区域水文地质调查方法

李孝颐

这个题目很大，如果要详细讲，可能要花好几十个小时。1956年翻译出版了一本由前苏联全苏地质研究所编的书，叫《地质测量与普查方法指南》，有25万字，讲的就是各种比例尺的地质调查方法。过去高等地质院校有一个专业，叫地质测量与找矿勘探专业，和其他专业一样，也要学四年。可见地质调查涉及的广泛内容以及它在实际工作中的地位。

广义的区域水文地质调查包括水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质试验、物探、遥感、水文地球化学调查、地下水动态观测等。今天要讲的只是水文地质测绘。

1、怎样进行1:5万区域水文地质测绘 水文地质测绘通常称水文地质填图。

当我们的1:5万区域水文地质调查设计已获批准，调查队伍已经组建，资金已经到位，为完成野外水文地质填图工作，我们该从何做起，又该做哪些工作呢？

1.1调查前的准备工作

所谓“工欲善其事，必先利其器”，通俗的说法是“磨刀不误砍柴工”，都是说的干一件事情之前，要充分做好准备，才能顺利地完成要干的事。区域水文地质填图比砍柴、比进行大比例尺专门地质、水文地质填图要复杂得多，困难得多，涉及的面也广得多。因此，更要做好各方面的准备工作。

从完成和服务于技术工作考虑，准备工作主要包括物资准备、资料准备、技术准备和人员组织准备。

1.1.1物资准备

包括野外工作需要用的汽车、设备、仪器、工具、个人野外装备、野外记录簿和各种记录表。鉴定岩石和矿物所需的一些化学试剂，如盐酸、硝酸、磷酸、黄血盐、钼酸铵等。个人随身携带的防暑防蚊叮蛇咬的药品等。要从水文地质填图需要出发。比如，要对泉点测流量测水温，便需要准备三角堰、梯形堰和酒精温度计，对河溪测流要秒表或流速仪，观测点定位要GPS仪，某些特殊分析项目的水样需要添加的稳定剂，如大理石粉、盐酸、硫酸、醋酸等。还应该注意不同类型的地区，调查内容不完全相同，使用的仪器、用具也不同。比如岩溶地区便可能要进行溶洞测量，连通试验等，则需要准备照明的用具、指示剂、皮尺等。此外，还需要考虑区调组人员生活如何安排，做出相应的准备。

在物资准备方面，我建议使用野外数据采集系统和简易水质分析箱。

野外数据采集系统是目前区域地质填图最先进的、必不可少的一套智能系统。它是把野外用手图数字化，输入笔记本电脑，再集GPS仪与专门软件于一体。野外调查时，带上笔记本电脑，观测点的坐标会自动显示，图上定位会自动完成。观测点和观测路线的描述和其他资料，即以前要记录在各种表格上或野外记录簿上的内容，都可直接输入电脑。相邻的观测点距离可以直接读出，走过的观测路线会自动标示于图上。非常省事。速度又快，质量又好。

水文地质填图时，要采大量的简分析水样。按照《１：50000水文地质调查规范》的规定，在丘陵山区、岩溶地区和红层地区，地区类别以水文地质条件中等对待，每100ｋ㎡采水样不少于10件。我们承担的调查面积约9000ｋ㎡，需

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采水样900件，若按其中70%作简分析，也有630件以上。1:5万比例尺每一幅图则需采水样45件以上，其中简分析样至少32件。如果这些水样完全送出去分析，不但费时、费事、占用人手、花费资金，资料可能还不及时。如果自备简易水质分析箱，在野外完成简分析，则可避免集中送样带来的诸多弊端。连通试验时，如果使用化学指示剂，简易水质分析箱也能发挥在现场及时检测的作用。

1.1.2资料收集

1：5万水文地质调查规范已详细罗列了应收集整理的资料。在编制项目设计时，很多资料都已收集，并为设计所利用。资料收集和整理，在项目最终成果编制前的整个阶段都可进行。但野外填图时需要利用和参考的资料，则必须在这一阶段收集。它们主要有：

(1)最新版的1:5万地形图，地形地质图，地形地质图的野外手图； (2)最新版的作手图用的1：2.5万或1:1万地形图，地形地质图；

什么叫手图? 手图就是我们在野外调查时所用的图。我们调查的比例尺是1:5万。这是指要按1:5万的精度要求进行填图，并提交1:5万的最终成果图。为便于野外工作，又要达到要求的精度，手图比例尺一般都大于成图比例尺，也允许最新版的同比例尺图作手图。

(3)各种比例尺等于或大于1:5万的地质、水文地质、工程地质、环境地质图及报告或编图说明；

(4)供水井、地热水井及各类勘探、勘察工作中施工的专门水文地质钻孔； (5)隧道和矿井涌水量资料，对地表水、地下水的疏干资料； (6)调查区或与调查区有关的水文地质方面的科研成果。 1.1.3技术准备

这是各项准备工作中最重要的一项，往往易被忽略或做得不到位，因而严重影响到野外工作进度和工作质量，甚至引起混乱，造成返工。要细心地、尽可能周全地做好技术准备工作。归纳起来，技术准备要做好“六统一、两完成、一制定、一培训”。

(1)统一地层和含水层划分：要按区域地质调查资料和最新的研究成果划分地层和命名。在同一地层分区范围内，地层划分和地层名称应统一。比如二叠系过去是二分，只分上统和下统。现在是三分，把原先划归下统的茅口组、栖霞组定为中统。我们就应统一用三分。再如须家河组，一般分为六段，但也有将其分为上亚组和下亚组的。在重庆主城区周围，还是分为六段好，因各段岩性差异明显，易于划分。再有三叠系飞仙关组过去有分为五段的，有分为四段的，也要定下来。最好沿用分四段。有的单位把我们附近的飞仙关组第三段的石灰岩叫“大冶组”。我不赞成这样的改法。因为飞仙关组和大冶组是同一时期的沉积物。岩性的变化是沉积环境、所处海盆位置不同造成的。早三叠世早期的上扬子海的陆源区是在西边，即康滇古陆。西边是以碎屑岩和泥岩为组，称飞仙关组。向东，碳酸盐岩逐渐增加，渝东和湖北地区则是以石灰岩为主，称大冶组。我们这里则处于两者的过渡带，泥岩和石灰岩都有，占的比例也差不多。如果把飞仙关第三段称为大冶组，两者的关系便不是水平方向的相变，而变成层序上的新老关系了。让大冶组夹在飞仙关组之间，就更不通了。这样称呼还不如把过渡带创立一个新组名合适，比如北碚组或观音峡组。当然，我们不是搞区域地质调查或专门地层工作的，还是立足于前人的资料好。

含水层划分也应明确。其情况比地层划分更复杂，问题更多。除了一些厚度较大，岩性单一，与其上、下的隔水层界线明显的含水层易于统一以外。有些含

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水层该如何划分，应仔细斟酌。例如侏罗系的沙溪庙组、遂宁组、蓬莱镇组，都是在泥岩、粉砂质泥岩中，夹厚度不等、多少不一的砂岩层。构造裂隙发育的砂岩便成为含水层，泥岩则是相对隔水层。但我们该如何划分含水层？以沙溪庙组为例，是把它划成一个含水岩组，还是在详细测量地层剖面的基础上，把主要的砂岩单独分出来作为含水层？1:20万区域水文地质普查便是将其作为一个含水岩组对待。但我们现在搞的是1:5万的调查，精度高得多，再划做一层，恐怕太粗略。也可以把主要砂岩单独分出来作含水层。我队过去搞的1:5万歇马地区农田供水勘察就是这样单独分出来的。这样做一是工作量大，二是有些砂岩出露宽度不足50m的，在图上还得夸大表示。三是这些砂岩并不稳定，常变薄或尖灭，需顺层追索才能搞清楚。四是还存在一个砂岩对比问题。当露头不清楚时，则有可能将相邻的两层砂岩错误的连成一层。也还可以根据砂岩和泥岩不同的组合特征，将其划分成多个含水岩组。不同含水岩组有各自不同的特征，分界线较明显，易于划分。但能否这样划分，应在详细测量多个地层剖面的基础上，经对比后确定。

再举遂宁组为例来谈含水层的划分。中侏罗统遂宁组，以泥岩为主，夹厚层砂岩少。但其中有部分泥岩富含膏盐，经溶蚀后便在岩石中形成蜂窝状溶孔和溶隙，在地貌条件合适的地方，含地下水丰富。我们把它称含膏盐泥岩溶孔溶隙水。无疑，这种特殊的“岩溶含水层”，应单独分出来。但要单独分出来并不容易。因为它和上下层位岩性相似，未发现分层的明显标志（当然，也可能因我们研究不够造成的）。要把这样的含水层划分出来，也应去现场测量地层剖面，详细加以研究。

当我们调查的比例尺大了，精度高了，对含水层划分要求也就细了，但同时麻烦也就来了，非做细致的工作不可。有时做了很细的工作，也可能一时还是找不到解决问题的办法。这就需要不断探索，不断改变思路，提出新的见解和办法。这种时候，就更加突显综合研究工作的必要性和重要性。据我多年野外工作的经验，有些看似相似的地层，只要详细地加以研究，总是能找到各自不同的宏观特征并用以分层的。

正式开展填图工作之前，应组织测量或详细观察地层剖面。选择调查区内一处或数处地层出露完全，露头清楚，便于观察的剖面，熟悉各层岩性特征、标志层、标准化石、分层标志、接触关系、含矿特征等。在此基础上，明确含水层与隔水层的划分，各含水层赋存的地下水类型及特征。通过实测或观察研究地层剖面，在野外要能根据自己掌握的各层位岩性特征及层序，判断出所处层位。因为只有这样，才算是有了开展野外填图的最起码知识和技能。有的人在野外不知如何判断断层，最根本的原因就是对地层的岩性特征、地层厚度、地层层序不熟悉。断层的最主要表现便是地层的重复或缺失。地层不熟，你如何知道是否重复和缺失。判断层位、判断断层都是野外地质工作者的基本功，都要切实掌握。 （2）统一地质图及水文地质图填图单位

什么叫“填图单位”？图上相邻两条地层分界线所夹的地层、含水层，或者说图上应标示出来的最小地层、含水层单位便是填图单位。

地层和含水层的划分我们统一了，清楚了，但在1:5万的水文地质图上，要把哪些地层界线和含水层界限标示出来，则是另外一回事，也需要统一。《1:5万区域地质调查总则》规定，地质填图基本的填图单位是组。因受填图的比例尺限制，还规定地质填图只标定直径大于100m的闭合地质体；宽度大于50m, 长度大于250m的线状地质体；长度大于250m的断层、褶皱构造。《1:5万水文地

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质调查规范》也有相同的精度要求。如果某某组的出露宽度小于50m，在1:5万的图上宽不足1mm,无法表示。例如上奥陶统的五峰组和临湘组，总厚数米至二十余米，不但无法分组填图，就是分统也填不出来。有的层位分到组厚度还很大，便需要进一步分到段。段可单独标定，也可合并标定。

确定填图单位的原则，一是看它出露的宽度；一是看它的重要性。重要的层位，宽度不足50m，允许夸大表示。还要考虑现在填图单位的划分，尽可能与过去的资料一致，以便充分利用以往的资料。

含水层的填图单位也要统一。规范规定要划分到组或段。我建议不同地下水类型的含水层应划开。同一地下水类型的含水层，只要中间有隔水层阻断了两者间的水力联系，也要划开。比如飞仙关组第三段为岩溶含水层，嘉陵江组也是岩溶含水层，但它们之间的飞仙关组第四段有厚30余米的钙质泥岩。两个岩溶含水层互不相关，它们中间应有一条含水层界限。飞仙关组第三段与第二段的界也应填出来。

填图工作是若干作业组分别完成的。如果不事先统一地层和含水层填图单位，各按各的主张办，势必引起混乱而不得不返工。

地层、含水层划分，地层、含水层填图单位划分，应由负责区调的单位拟定一个方案，报大队总工审批后执行。 （3）统一制定各类调查表（卡片）：表中要填写的内容应齐全，每一填写项目意义应明确，避免引起歧义。对表中各项内容的理解应一致。

（4）统一各类观测点代号：此次调查观测点的种类很多，均应在编号前冠以字母以资区别。

（5）统一观测点、观测路线编号的分配安排：同一幅或联测的多幅1:5万图幅的观测点和观测路线的编号不允许重复。当多个作业组工作时，为避免编号重复，应事先对如何编号进行分配安排。 （6）统一图式图例。

（7）完成遥感影像的解译工作。

遥感影像不是一个收集资料的问题，而是一个委托专业单位解译的问题。有了解译成果，也便有了遥感影像图、各类解译图、其他需要的资料和解译报告。

遥感影像解译成果需要在开展野外填图之前完成。一方面需要把地质解译、水文地质要素解译的内容转绘到手图上，以便野外填图时参考利用；另一方面，遥感解译的成果需要野外验证。一般情况下，验证工作可与填图工作一起完成。 （8）完成手图上地质、水文地质及其他相关内容的转绘工作。 水文地质填图是在地形地质图的基础上进行的。应把可利用的地质图上的和遥感地质解译图上的地层界线、断层线、背向斜轴线、岩层产状等转绘于作为手图用的地形图上。可利用的水文地质内容，包括泉、井、暗河出口，水文地质钻孔、机井、地热水井、隧道口及坑口、老窑等，也要转绘上去，以便寻找、检查和校核。

在准备手图时，还应把存在疑问的内容特别标明或另行记录，以便有针对性地观察研究，以求得正确的答案。

（9）制定我队《重庆市1:5万区域水文地质调查方法及操作细则》。应结合重庆市地质、水文地质具体情况和我队在这方面的工作经验，编制这样一个队的标准，以指导和统一我队进行的1:5万区域水文地质调查。它应比规范更详细、更具体、更具可操作性。它不但要适用于现在这20幅图，也要适用于重庆市其他地区的同类工作。有了这样一个“细则”，上面谈到的“六统一”也便自然解

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