水文地质勘探实习报告.doc

水文地质勘探实习报告一、实习目的和任务 水文地质勘探是一种重要的勘探手段，主要应用在水文地质调查、地下水资源评价等领域，该课程除课堂讲授水文地质勘探基本原理和工作方法外，还要特别加强对学生野外实践和分析问题与解决问题能力的训练。 本次实习的目的就是为了巩固课堂学习的理论知识，理论联系实际，提高学生分析解决实际问题及野外勘探的初步能力，为学生毕业后从事水文地质勘探工作打下一个良好的基础。二、实习内容 1、水文地质钻探工作方法及野外钻探实践。 2、水文地质试验方法及抽水试验原理、现场抽水试验实践。 3、根据抽水试验结果计算水文地质参数。.4、水文地质勘探实验报告编制。三、实习地点简介张河湾抽水蓄能电站位于太行山深处井陉县境内，距石家庄市（负荷中心）直线距离为 52 km，公路里程 77 km，对外交通方便。工程总投资为41.2亿人民币，是河北省最大的抽水蓄能电站，也是河北省第一个利用亚行贷款建设的公益性电力项目。 装机总容量为100万千瓦，安装4台25万 kW的单级混流可逆式机组，以一回 500 kV线路接入河北南部电网，年发电量16.75亿kW/h，年抽水用电量 22.04亿 kW/h，电站综合效率为0.76。张河湾抽水蓄能电站为一等工程，上水库布置在山顶，开挖填围而成，正常蓄水位810m，总库容7854万立方米，调节库容720万立方米，工作水深 31m，坝顶高程812m，最大坝高57m，全库采用复式沥青混凝土全面防渗。下水库利用已建的张河湾水库，在原有未完建大坝上加高完建而成，正常蓄水位 488 m，保证抽水蓄能电站发电水位471m，总库容8330万立方米，具有年调节性能。拦河坝为浆砌石重力坝，按100年一遇洪水标准设计，1000年一遇洪水标准校核；坝顶高程490 m，最大坝高7735m。水道和地下厂房系统布置在上下水库之间的山体内，设竖井高压管道，钢板衬砌；采用一管两机布置方式，主管长约 570 rn，尾水洞长约170m，电站距高比为158。四、实习过程第一部分:水文地质钻探，是水文地质勘查的基本方法之一。它是用以查明水文地质条件、地下水赋存状态和含水层富水性、隔水层分布及其性能的一种最重要、最直接、最可靠的勘查手段，亦是进行各种水文地质试验的必备工程，也是水文池质化探和水文地质测绘成果所做地质结论的检验方法。（一）水文地质物探的重要性: (1)工作方法一直接揭露(示)目的层(含水层、隔水层)，因此最可靠，是水文地质测绘和水文物探成果进行验证的唯一方法。 (2)在各种水文地质调查中，均应设计相应的水文地质钻探工作量。 (3)除可直接揭露地下水(含水层)外.还可兼作取样、试验、开采和防治地下水之用。 (二)水文地质钻探的任务: 1、研究地质、水文地质剖面，揭露和确定含水层位、厚度、埋深，岩石成分、岩性结构，含水层的空隙性等。 2、测定各含水层的地下水位，确定含水层的水力性质，各含水层间以及含水层与地表水之间的水力联系。 3、采取岩心、土样和水样，测定岩石的水理性质和颗粒组成，测定地下水的物理性质、化学成份及气体成份。 4、利用钻孔进行水文地质试验，测定水文地质参数。5、利用钻孔进行地下水动态观测和监测，预测其动态变化趋势。 6、在水文地质勘探中，有时除完成勘深任务外，还要为开采地下水兼做生产开采井。 (三)水文地质钻探的特点: 1、为获得一定的涌水量和在钻孔中抽水试验，必须在钻孔中安装抽水设备，在孔壁不稳定的钻孔中耍下过滤器，其孔径要大，一般达127左右。 2、为了区别各含水层的水位、水温、水质和水量等基本水文地质资料，要对各含水层进行止水，隔离彼此之间的水力联系。要求下套管、变换孔径，钻孔结构复杂化。 3、在水文地质钻探中，为不破坏含水层的天然状况(水位、水质等)，冲洗液要求较为严格。4、水文地质钻探除完成钻进、取心外，为了分层观测地下水的稳定水位，进行抽水试验，还要求下套管止水，安装过滤器和抽水设备及洗孔等辅助工作，因此钻探工序复杂，周期长。5、观测项目多，钻进中除了描述岩性外，要观测孔内水位、水温、冲洗液消耗以及涌水等多种项目。 (四)水文地质钻孔的基本类型 水文地质勘探孔:又称一般水文地质孔，主要用于了解矿区地质和水文地质情况，如地层的岩性、构造、含水层数、厚度、埋深和结构等。 试验孔:主耍用于抽水试验，也可用于了解水文地质情况。 观测孔:主要用于指定层段抽水试验时地下水位观切和地下水长期动态观测，同时了解水文地质条件或采取水样、岩样。 开采孔:主要用于地下水开采或矿区地下水水位疏降。 探放水孔:主要用于探明掘进巷道前方一定距离内的水文地质条件，或用于矿井地下水疏降、井下水文地质试验等。试验孔、观测孔、开采孔和探放水孔统称专门水文地质孔。 (五)水文地质钻孔的布置 基本原则:以线为主，点线结合:以疏为主，疏密结合;以浅为主，深浅结合:以探为主，探采结合:一般任务与专门任务相结合;设计与施工相结合即用最少的工程量、最低的成本、最短的时间，获得质量最高、数量最多的水文地质资料。 (六)水文地质钻探的技术耍求一隔离止水 止水:在水文地质钻探工作中，为封闭和隔离目的含水层与其它含水层的水力联系所做的处理工作。 止水部位:应选择在目的含水层与需隔离的含水层之间的隔水层中，并尽量选择在隔水性能好、厚度大和孔壁较完整的孔段。 水文地质钻探的技术耍求一一冲洗液在水文地质钻探中，应尽可能地使用清水钻进。在松散层和强烈破碎带，使用清水钻进技术上有困难时，仍需使用泥浆作冲洗液。注意：泥浆钻进后，要求在抽水试验前进行洗孔，以消除泥浆对孔壁周围岩层水文地质性质的影响。第二部分:抽水试验是指通过水文地质钻孔抽水确定水井出水能力，获取含水层的水文地质参数、判明某些水文地质条件的野外水文地质实验工作。抽水试验的目的是研究、评价含水层的水文地质特征和富水性，确定含水层的水文地质参数，为计算地下水允许开采量、矿井涌水量和制订地下水综合利用方案提供依据。(一) 抽水试验的任务1、含水层的钻孔涌水量及其与水位下降之间的关系.2、求含水层的水文地质参数：渗透系数、导水系数、给水系数和弹性储水系数等。3、影响半径的大小，降落漏斗的形状及其扩展情况。4、地下水与地表水之间、含水层与含水层之间的水力联系.5、判断含水层的边界条件以及隔水层参数等。(二) 抽水试验的类型1、稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验类型2、单孔、多孔、互阻钻孔及区域干扰性抽水试验类型3、完整井抽水和非完整井抽水试验4、分层、分段及混合抽水试验5、试验抽水、抽水试验和试验开采抽水类型按生产上对抽水试验目的和精度要求不同可分为： 试验抽水:在钻孔中进行一次最大水位下降，时间短，作为初步水文地质评价资料，兼作冲洗孔功能。 抽水试验:通常是三次的水位下降，其中每次下降的抽水时间，取决于降落漏斗的形成速度，有时要达几天，水位恢复阶段。试验开采抽水:主要用于供水水文地质勘察中，为确定开采资源进行的。(三)抽水试验的场地布置观钡叮孔的平面布置 (四)抽水试验的技术要求1、稳定流抽水的技术要求： 当钻孔抽水时，从天然水位到任一动水位的距离称为水位下降值，也叫降深或落程。 为研究井(孔)抽水特征曲线(e-S关系曲线)，正确选择水文地质参数计算公式，一般耍三次降深。其中最大降深主要取决于潜水含水层厚度，承压含水层的水头，动水位及抽水设备的能力.潜水最大降深介于1/3-1/2H(含水层厚度)，承压水最大降深=3m。其中三次降深关系可取S1=Smax , S=2/3Sm , S=1/3Smax。各次下降顺序与含水层岩性有关，一般松散砂质含水层为便于自然滤层形成，降深可由小到大:对于卵石层或基岩含水层，应由大到小，可冲洗疏通渗流通道。2、非稳定流抽水试验要求 非稳定流一般要求水量一定，水位是随时间改变的变量，有定流量和定降深两种，多采用定流量。基本上同于稳定流观测，但具体有一些特殊情况。(五)抽水试验设备 最常用的抽水设备是空气压缩机。空气压缩机又叫风泵，是煤田水文地质勘察中使用最多的一种抽水设备。 空气压缩机抽水的工作原理:将压缩空气压入钻孔中，通过混合器与水混合成一种乳状水汽混合物，因其比重比水轻，故沿水管上升溢出地面，达到抽水目的。 抽水时必须适当选取空气量和空气压力，保证抽水效果，小则水气达不到充分混合，为单纯气体，而大了则只出气不出水。(六)抽水试验参数的计算1、稳定流参数的计算承压含水层抽水和潜水含水层抽水直接用公式计算2、非稳定流参数的计算(1)配线法:泰斯(承压)、越流、潜水（2) 直线图解法计算参数五、实习感受和收获 在实习之前，我对水文地质物探和水文地质抽水试验的认识完全源自教材及相关书籍，仅仅是理论层面的，即使老师在讲课的时候给我们放映过相关的视屏，对它们也没有太深刻的认识.直到这次水文地质勘探实习，首次现场观摩了水文地质钻探和水文地质抽水试验，对其认识有了一定的提高 我们首先观摩的现场是水文地质钻探，通过专业课的学习我们知道水文地质钻探是水文地质勘查的基本方法之一。水文地质钻探是水文地质调查中最重要、最可靠的勘探手段和方法，亦是进行各种水文地质试验的必备工程，也是水文地质物探、水文地质化探和水文地质测绘成果所做地质结论的检验方法本次实习的项目是河北井陉张河湾水库断层导含水性探查.在现场我们参观了钻探的全套设备:钻塔、钻机、泵、钻杆、套管、钻头和动力装置等(如图1所示)。图1各种钻头经理介绍了一系列工作流程及相关知识.本次钻探在落差190米左右探明断层导水性。利用抽水试验检测水质，探明水是松散层的水还是下部灰岩的水，从而判定断层导水性及受哪种水补给.本项目沿断层走向布置了13个孔。水文孔一般用来做断层抽水及水资源评价工作，地质孔用来做地质普查及煤层发育情况，其布置呈网状分布，为矿物开采服务，其中包括枚关煤矿开采安全的瓦斯工程。做抽水试验时要注意止水检查，否则可能造成试验失败，导致所得数据失真此外我们还观看了所取岩心，其中包括风化泥岩、砂质泥岩等，岩性描述员还介绍了岩性描述的相关信息岩心如图（2）所示 图2岩心 第二站我们观摩了水文地质抽水试验现场。有所学可知抽水试验的目的是研究、评价含水层的水文地质特征和富水性，确定含水层的水文地质参数，为计算地下水允许开采量、矿井涌水量和制订地下水综合利用方案提供依据.水文地质抽水试验一般历时9天，期间经历了洗井、试抽真抽阶段洗井合格的标志是水变清澈、水温变化单一。试抽时，当单位涌水量q=0. OIL/S时取一次降深.真抽时，新生界由浅到深抽水，基岩层由深到浅抽水。该试验现场含水层约为109米，单位涌水量q=0. 028L/S，降深为S=47. 7米。 通过水文地质勘探观摩实习，对水文地质钻探和水文地质抽水试验有了新的认识，不再局限于书本，不再局限于基本原理和工作方法的理论认识，同时巩固了课堂学习的理论知识，由理论联系到实际，并且