李孝颐--1：5万区域水文地质调查方法.doc

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：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100采水样不少于10件。我们承担的调查面积约9000，需采水样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”也便自然解决了，而且对今后1:5万区域水文地质调查设计的编制也大有裨益。制定这样一个工作方法和操作细则，虽然很有必要，但目前也存在不少困难。首先是谁来完成它；其次是这项工作涉及面广，包括的内容多，工作量大，又要结合实际，又要可操作，又要在总结以往工作的经验教训的基础上来编制，实在很不容易，不大可能在短时间内就拿得出来；再次，因为它具有“队规、队范”的意义，编写要慎重，要集思广益，反复讨论和征求意见。现在大家都很忙，这也很难办到。如何决策，当由队的技术领导来定。（10）专业培训：包括熟悉规范和设计，了解图幅所在的大地构造分区，掌握地层层序、划分标志、地层岩性特征、标志层、含矿层。也要认识一些标准化石、常见矿物。要了解沉积岩的分类、命名，熟悉它的结构、构造特征。熟悉调查区褶曲和断层的分布、名称、性质。要能识判断层。掌握裂隙的分类，判断构造裂隙的力学属性。要熟悉含水层划分及所赋存的地下水类型。要了解和掌握水文地质填图和水文地质试验方法。包括地质、水文地质界线如何勾绘，如何用堰测法或断面法测泉及河溪流量，如何进行溶洞测量，如何进行连通实验、钻孔抽水试验。要能认识和简明扼要描述各种岩溶地貌，山地、丘陵、河谷地貌，要能识别河流阶地的类型、结构特征，并进行准确地描述。要能重点突出地绘制各种手剖面图，还要有地质素描的基本功。要熟悉地形图、地质图、水文地质图的读图，能根据地形地物特征判断所处位置。要掌握各种地质、水文地质基础图和综合图的编制方法。还要掌握综合研究的方法。要熟悉各种用于地质、水文地质测绘的仪器仪表的使用方法。比如前面提到的野外数据采集系统和简易水质分析箱的操作使用。要学习的方面还有很多，这些只是我想到的基本的方面。举办各种讲座，大家一起讨论，就像我们现在一样，都是在培训，都是一种学习方法。但我更主张、更推崇自学。学习，首先是学习者自己要有学习的愿望和迫切要求。“要我学”是绝对不如“我要学”的。学习不但要有自觉性，还必须有顽强、坚韧、始终一贯的毅力和意志。只要有这种决心便能在专业知识和其他方面有长足的进步。在专业理论和技术学习方面，我们还应形成一种大家相互切磋，甚至争论的开放的、生动活泼的氛围。要敢于亮明观点，发表自己的看法，同时又能虚心听取别人意见。对技术问题的深入研讨，应成为我队技术人员在学习上的一种风气。我还主张要在实践中学习。过去，对参加区域地质、区域水文地质调查的技术人员的技术素质要求都很高。要技术全面，要能独立发现、认识和解决调查中出现的技术问题，要有强的综合分析能力，还要能吃苦耐劳。这项工作也能锻炼人。认真参加这项工作，我们一定还能学到很多东西。1.1.4 人事组织准备区域水文地质填图在技术人员的组织安排上，通常的做法是：（1）由专门组建的一个队属二级单位或选定的现有某个二级实体负责完成1:5万区域水文地质调查这一项目工作；（2）二级单位以下除设置综合研究组、抽水试验组以外，为完成填图工作，应根据任务情况，组建若干区调组。每一区调组负责完成一幅1:5万的图幅，包括连通试验；（3）每一区调组下设24个作业组。每作业组2人，负责完成一幅或若干相邻图幅手图的填图工作。区调组组长应兼任某一主要作业组组长，参加野外实际工作；（4）图幅内的重点调查块段，由承担该图幅的区调组完成。为调查重点块段，可以专门组成重点块段调查小组，也可以根据情况选择两个作业组合并成重点块段调查小组。（5）简易水质分析员由填图技术人员兼任，内业期间或歇雨班时完成简易水质分析工作。（6）抽水试验组负责完成钻探岩心编录及抽水试验。1.2水文地质填图方法水文地质填图是在以地形地质图为基础的手图上进行的。如果某些地区没有地质图，则要进行地质、水文地质综合填图。加之，增加的含水层分界线也是用地质填图的方法勾绘的，所以还需要把地质填图的方法也做一些介绍。1.2.1 填图工作的基本要求（1）填图工作要以野外观察研究为基础，客观、真实、准确、清楚、重点突出并尽可能全面地获取第一性资料。所谓第一性资料，就是我们直接从野外看到的各种地质、水文地质现象的原始记录，包括文字描述、摄影、摄像、手剖面图、素描图、样品、标本等。原始记录中不应有个人对某些现象作进一步综合分析后所得出的推理、认识、结论等。这些方面的内容，应另作记录，并明确是自己的认识。野外的各类地质、水文地质现象，并不像教科书上画的那样清楚、典型。往往只能看到一些零星的露头，一些现象被掩盖被严重风化，或被人为破坏。为取得真实、准确的资料，除可用剥土、探槽等揭露外，我们提倡野外作业人员要认真做到“三勤三到位”。即腿勤、眼勤、手勤；身到位、心到位、观察记录到位。三勤三到位既是一种工作态度，更是一种工作要求、工作方法和工作经验的总结。希望大家重视并身体力行。(2)点上调查，面上归纳。区域地质、水文地质填图是通过按一定密度布满整个调查区的观测点和观测路线的调查来完成的。观测点上的资料是片面的，十分局限的。它既有个性，也有共性；它存在偶然性，也包含更多必然性的东西；它既有反映客观地质体本质的真相，又有易使人上当受骗的假相。调查者要想从感性认识达到理性认识，就必须对面上的大量点上调查的资料加以归纳，经过去粗取精、去伪存真、由表及里的综合分析研究。这一过程和方法，符合唯物论的认识论。唯物论的认识论认为，人对客观事物的认识，有一个发展的过程，是由浅入深、由片面到更多方面。先是感性认识，然后才有理性认识。在大量感性认识的基础上，经过人的加工改造，通过人的思维活动而达到规律性的、反映客观内在联系的本质的理性认识。“点上调查，面上归纳”既指出了各类地质调查的重要工作方法，也体现了人对客观事物认识的过程和顺序。(3)边调查、边整理资料、边综合研究，及时修改设计的“三边一及时”。边调查边整理资料，一方面是要求我们的工作不拖拉，另一方面在于能及时发现问题，便于及时补救。更重要的方面还在于只有边调查边整理了资料，才能做到“边综合研究”。而随着调查的进展进行的综合研究所得到的某些认识，有利于指导正在进行的调查工作。这就是理论来源于实践，又反过来指导实践这一作用在地质、水文地质调查工作中的体现。在各类调查勘探规范中提到的“一及时”都是指“及时编制报告”。我这里提的却是“及时修改设计”。为什么要这样提？对于整个调查项目而言，报告是最终成果，及时提交报告，当然是至关重要，必须强调的问题。但我们进行的填图工作只是整个调查项目中的一部分，而且是要求开展在先的工作。这个工作即便全部完了，可能还有相当多的其他工作还在进行之中。比如水文地质钻探和钻孔抽水试验。整个调查项目是要遵循一定作业顺序的。所以这里还谈不上及时提交报告。但及时修改设计则很有必要。可以说我们的设计好多工作是并不落实的。即便是相当周全的设计，也不可能和实际情况完全一致。我们过去常常说“设计的浪费是最大的浪费”，这不是没有道理的。因为设计如果不符合实际情况，按设计施工往往达不到地质目的，没有起到作用。但如果在进行面上填图的同时，用新取得的资料和认识，对那些不符合实际情况的工作布置及时予以调整修改，并按规定完善报批手续，则可避免因设计失误而给工作带来的损失。(4)一般调查和重点调查相结合区域水文地质调查都布置有一定数量的重点调查块段。布置重点调查块段的意义有两方面：一是对典型的、具有代表性的地区进行重点调查。对这类地区进行精度更高、更详细的调查，就像解剖麻雀一样，无疑会提高我们对这类地区水文地质规律的认识。二是对有开发利用前景的地下水水源地、隧道或矿井疏干区、矿山开发引起严重环境地质问题的地区，地下水严重污染区，三峡水库蓄水后两岸地下水位变动带及水动力条件改变了的典型地区，深井过度开采引起地下水位下降、水质恶化的地区进行专门调查。也就是具有特殊性的专门地段，选择其有代表性者作为重点调查块段。重点调查块段要求工作更详细，精度更高。比例尺应大于1:5万。可选用1：2.5万或1:1万。1:2.5万的重点调查，手图可用1:1万比例尺。1:1万的重点调查，手图可用原比例尺。重点调查块段面积不宜过大，以能达到重点调查的目的为原则。一般是数平方公里至一二十平方公里。重点块段的数量，一定要根据实际情况确定。不要在一般调查区划很大面积的重点调查块段。如果把没有代表性、典型性和特殊性的地区也作为重点调查块段，而且面积划很大，不但失掉了设置重点调查块段的意义，也毫无必要地提高了项目调查的精度，使工作量大幅度增加。（5）调查与整编相结合在研究程度高的地区，要充分利用前人的资料编图。可用于编图的资料，比例尺要大于或等于项目调查的比例尺，才能保证编图的精度。还要注意用于编图的资料的调查时间。水文地质条件往往随着时间不同而可能发生改变，特别是人类工程活动对地下水的影响更加明显。对以往的资料不能完全照搬，要经过综合研究，有分析地利用。比如水点，如果调查的时间已经很久，补、径、排条件有很大改变，未经破坏的水点位置可以利用，但流量需重测，水样需重采。过去的流量还是有用的，它可用来证明这里的动态变化，或地下水被疏干、部分疏干的情况。我们常说的“编调结合”其实包含了两层意思。一是说调查和利用前人资料编图相结合；二是说在编图中也要结合调查工作，对原有资料进行核实、补充或部分重作。1.2.2 地区类型与地区类别1.2.2.1 地区类型地区类型是根据含水岩组性质及结构，地貌条件，所处自然地理区位而进行的水文地质调查区的分类。各类型地区的水文地质条件，既有共性，也有各自不同的个性。为查明各自不同的水文地质条件，在工作部署、工作方法、工作内容、工作手段以及投入的工作量上也随之而又所不同。1:5万水文地质调查规范划分了平原地区、丘陵山地地区、岩溶地区、滨海地区、内陆盆地区、黄土地区、红层地区、冻土地区八个类型。而我们的调查区只有丘陵山地地区、岩溶地区和红层地区三种类型。地区类型的划分，因涉及到工作部署、工作方法、工作内容、工作手段、工作量，应在设计阶段便确定下来。水文地质填图时，则应特别注意不同类型地区，工作方法和工作内容是不完全相同的。比如在岩溶地区进行调查，除了调查水点以外，还特别注重对个体和组合岩溶形态的调查，如对溶蚀洼地、岩溶漏斗、落水洞、溶洞、竖井、石芽、石林、地下河、峰林、峰丛等等的调查。要对典型的溶洞进行测量，要研究洞穴沉积物，要进行连通试验。要研究构造裂隙与岩溶发育之间的关系。要调查不同高程的水平溶洞的发育情况，分析新构造运动对岩溶发育的影响等。还可能涉及到古岩溶。而这些工作在丘陵山地地区和红层地区是没有的。1.2.2.2 地区类别是指调查地区水文地质条件的复杂程度。规范将地区类别划分为水文地质条件简单地区（I类），水文地质条件中等地区（类），水文地质条件复杂地区（类）三个类别。在同一地区类型中，可能存在不同的地区类别。不同的地区类别，调查工作量也不尽相同。简单地区，工作量相对少些；复杂地区，工作量则相对多些。所以，在设计阶段，应根据前人的资料和踏勘结果在各类型地区中划分出不同的地区类别，以便确定水文地质调查的技术定额。1.2.3 观测路线、观测点的布置地质填图时，观测路线的布置采用穿越法、追索法和穿越追索相结合这三种方法。1:5万和小于1:5万比例尺的地质填图，多采用穿越法，即垂直岩层走向和构造线方向按一定间距布置观测路线进行穿越。这个方向是地层和地质构造出露最完整、变化最大、可以观察到更多地质现象的方向。大于1:5万比例尺的地质填图，多采用顺层追索法，即观测路线顺岩层走向沿填图单位的分界线进行追索。这是因为大比例尺填图，着重研究的是小范围内的地质特征。调查区的地层岩性及地质构造都已相对清楚，调查的重点在各层位的平面分布和空间展布。沿分层界线追索，能最准确、最有效地勾绘出分界线，观察到层与层之间的分层特征的变化，省去了不十分必要的地层内穿越路线，观测路线布置的针对性更强。实际填图时，极少单独使用一种方法，而经常都需要把穿越法和追索法结合起来使用。例如小比例尺填图是以穿越法为主，但对于某些矿体的圈定，了解规模不大的断层的分布，则需要用追索法。大比例尺填图时，是以追索法为主，但如果两条或多条地层分界线相距不远，为了减少工作量，也会在这一范围内把追索法和穿越法结合起来，把观测路线变成一条城垛形的路线，以便一次完成相邻地层分界线的勾绘。地质填图的观测点是布置在地层分界线、构造线和矿体的边界线（顶底板分界线）上，只要观测路线布置合理，我们总会穿越地层分界线，比较方便的找到布置观测点的地方。水文地质界线上的观测点也是这样。但各类水点、重要地貌点和地貌分界线、自然地质现象发育的地点，钻孔、地表水体、重要水利工程的分布，不具备像地层分界线、构造线那样沿各自走向呈线状分布的特点，总的显得比较凌乱，虽然也有一些分布规律，但随机性仍很突出。并不是布置了观测路线，像水点之类的观测点，便一定会出现在观测路线上。这类观测点会在什么地方出现，我们事先并不知道，需要我们去寻找。因此，水文地质填图时观测路线的布置有很大的不同。它不存在按严格意义上的穿越法或追索法布置观测路线。观测路线的布置要从能发现或找到尽可能多的水点和其他水文地质观测点出发，灵活地把穿越法和追索法结合起来。或者说观测路线要迁就于观测点的寻找，不要囿于是穿越或者是追索，什么方向什么位置能找到尽可能多的水点和其他水文地质点，我们便把观测路线布置在这样的方向和位置上。前面已经谈到，地质填图用穿越法时，地质观测点总必然会出现在观测路线上，观测路线上出现的作为填图单位的分界线和构造线上的点，即可定为地质观测点。含水层的界线点也是这样定下来的。用追索法时，因观测路线就沿着地层分界线，观测点应布置在什么地方，主要应考虑以下两点：（1）为便于勾绘分界线，应布置在沟中、山脊上或地层界线有明显转折变化的地方；（2）按填图定额要求，不使观测点过稀或过密。水文地质填图很多时候是在寻找观测点。那么，各类水文地质观测点的分布有些什么规律可循呢？我们又该如何去寻找？（1）岩溶区：我们要调查的岩溶区，差不多都分布在条形背斜的两翼或核部，在地貌上形成高位岩溶槽谷，也有一些岩溶山地。因可溶岩层厚度最多500600m，且顶、底部均为非可溶岩所夹持，岩层倾角又大，故它们也是沿走向呈条带状分布的。这些条形背斜常被河流横切，高位岩溶槽谷也在河溪的两侧形成倾向河溪的斜坡。这些条件使岩溶发育及岩溶地下水呈现出这样一些特点：a. 在岩溶槽谷区岩溶管道主要顺岩层走向发育，有时顺层面发育。有时也受序次在先的构造裂隙的影响而穿层发育；b.地面上可以看到较多的沿槽谷分布的落水洞、岩溶漏斗、岩溶洼地等。它们之下往往是有水的水平溶洞。地下水流向横切的河溪；c.在被河溪深切的横断面上，往往发育有数层水平溶洞，有时有地下河出口，也可见到悬挂泉，这里是岩溶地下水的排泄区；d.因为可溶岩中夹有泥岩泥灰岩夹层或其他原因，岩溶槽谷的低洼处也常有泉水出露；e. 当标高低的采矿平硐、隧道等通过其下时，两侧数百米至千余米范围内的地表水及岩溶泉被疏干；f.如果在岩溶槽谷中有小溪，则其源头或沿途可能有泉水补给。（2）丘陵山地地区：因很多时候是含水层与隔水层相间产出，故泉水往往出露在两者的接触带上，无论是横沟还是纵沟，只要切割较深，都可能有泉出露。如果纵沟分布在成顺向坡的含水层的顶部，有时地下水还以泉群的形式出现。（3）红层地区：泉少，有也多是风化带网状裂隙水形成的泉，水量少、分散、动态变化大。但有时在砂岩与泥岩的接触面上，或砂岩形成的顺向坡下，也能找到上升泉。人工开凿的浅井可能更多一些。红层地区的泉与地貌关系密切，以相对较低的地方发现泉的可能性较大。这些并不是规律，不是一成不变的，不确定性很大。所以最根本的办法还是在有人的地方多访问。当地的人，哪里有泉水，哪里有井，哪里有龙洞，哪里有消坑，他们都清楚。用当地居民能听懂的语言问他们，就可找到很多我们要调查的内容。归纳起来，水文地质填图时观测路线应根据我们要调查的内容和要想解决的问题灵活地布置在这些方向上：（1）垂直岩层、构造线走向；（2）沿地貌变化显著方向；（3）沿河谷、沟谷、低洼地带；（4）农村居民点相对集中地带；（5）沿含水层走向；（6）沿岩溶漏斗、落水洞、岩溶洼地等呈线状排列的方向。必须再次强调，调查中一定要不断访问。当地居民对他们世世代代居住的地方的一切情况都非常熟悉。重视访问，不但少走很多弯路，还会调查到只凭我们在布置的路线上根本无法调查到的内容。每天的观测路线如何布置，应在出发工作前计划好。实际调查时，可根据具体情况加以修改或调整。应尽量避免在一条路上重复往来。为此，调查组和作业小组不应总住在一个地方，应随填图工作的进展而不断搬迁，即走到哪里便住到哪里。1.2.4 观测路线和观测点的基本技术定额按1:5万水文地质调查规范中表3所列基本技术定额，丘陵山地地区、岩溶地区和红层地区这三种类型的地区，对相同地区类别的观测路线间距和100km2面积上的观测点数的要求是相同的。以水文地质条件中等地区为例，观测路线间距为0.91.2km。大约在1km左右。在1:5万的图上，这个间距约2cm。若用1:1万的图作手图，这个间距在图上是10cm左右。简单地区可以放宽至1.5km，即手图上间距15cm；复杂地区最小为0.6km，在手图上只有6cm。观测路线上的观测点，中等地区每100km2是5070个。计算一下便知道，观测路线上的观测点间距是1.42km。1:1万的手图上是1420cm。如何对待规范规定的这一技术定额？有两点我们要注意。一是要防止机械地均匀布置观测路线和观测点。水文地质填图的内容，我们要观察研究的各类地质、水文地质现象，本来便不可能是均匀分布的。在富水区、地下水的排泄区，出露的泉点可能比较密，我们调查的水点也就会相对多一些。反之，在贫水区、地下水的补给区，泉点可能就很少，我们观测点布置也会少一些。此外，地貌条件、通行条件等，都能影响我们布置观测路线和观测点。均匀布点，没有重点。按照实际情况布点而出现的不均匀，反而反映了客观真实。二是要防止观测路线和观测点过稀。线和点过稀，说明我们的填图精度达不到要求。比如，将1km间距的观测路线放大成2km，观测点减少到25个左右，那就只能达到1:10万的填图精度要求，这也是不允许的。有时候找不到水点，为了不使观测点过稀，应定成其他类型的观测点，如地貌点，裂隙点等。水点占观测点比例是在一个大的面积上来计算的，是可以适当调整的。1.2.5 地质界线、水文地质界线的勾绘地质界线是指按填图单位确定的地层分界线，断层线，褶曲轴线；这里的水文地质界线则专指的含水层分界线。我们的填图工作总会遇到在野外把这些界线勾绘到手图上的时候。1:5万水文地质调查规范规定，地质、水文地质的标绘误差不得大于50m。也就是说，在1:5万的图上不得大于1mm，1:1万的手图上不得大于5mm。这一要求是很严的。因此，应该学会如何正确勾绘这类界线。图1-1 a 岩层倾向与沟谷坡向相同，且岩层倾角小于坡角时，V字形尖端指向沟谷上游。图1-1 b 岩层倾向与沟谷坡向相同，岩层倾角大于坡角，V字形尖端指向沟谷下游。图1-1 c 岩层倾向与沟谷坡向相反，V字形尖端指向沟谷上游。图1-2岩层倾向产状图解的地层分界线。X点为实测地层分界线上产装点。岩层产状为倾向180，倾角20。填图时，地质点、含水层分界点只是这类界线上按一定间距分布的点。如何把这些点连成一条与实际的界线基本吻合的线呢？我们绝不能简单地、不分实际情况的将两点之间用直线连接起来，那样做多数情况下都是错误的。两点之间勾绘成一条什么样的线，必须根据岩层的产状和两点之间的地形。勾绘地质界线要应用V字形法则，这是很多人都知道的。所谓V字形法则，实际上说的就是在地形成沟谷时非直立岩层的露头在地形图上的形态。但实际的地形复杂而多变。岩层的产状也在变化。这就不是一个V字形法则所能完全概括的。不同产状的地层分界线与不同的地形之间有些什么样的关系呢？我总结了以下几点：（1）当岩层直立时，不管是什么样的地形，地层分界线都是与岩层走向一致的直线。当岩层走向变化时，地质界线也随之而变化；（2）当地形十分平坦时，不管岩层产状如何，地层分界线也是一条与岩层走向一致的直线；（3）水平岩层的分界线平行地形等高线；（4）当地形等高线的走向与岩层的走向一致时，无论岩层的倾角大小，地层分界线都平行等高线；（5）当地形等高线的走向与岩层走向垂直（即与倾向一致）时，倾斜岩层的分界线切过地形等高线，并向岩层倾斜一方降低。倾角愈小，它与地形等高线的夹角愈小，倾角愈大，其夹角也愈大，最大为直立岩层，夹角达90。这时各倾斜岩层出现的与地形等高线的夹角，也是该倾角该地形坡度条件下的最大夹角。（6）当地形等高线的走向变化在平行岩层走向与垂直岩层走向之间时，不同倾角岩层的地层分界线，也在平行地形等高线到各自斜切垂直岩层走向的地形线之间变化。它们与地形等高线的夹角，均不会超过相同地形坡度条件下当地形等高线垂直岩层走向时的最大夹角。当遇到沟谷时，地层分界线从高到低，或从低到高斜切地形等高线至沟谷底部，然后在另一侧又从低到高，或从高到低斜切地形等高线，形成一V字形的界线。这便是V字形法则。它有三种情况：a.当岩层倾向与沟谷坡向相同，且岩层倾角小于坡度时，V字形尖端指向上游。b.岩层倾向与沟谷坡向相同，岩层倾角大于坡角，V字形尖端指向下游。c.岩层倾向与沟谷坡向相反，V字形尖端指向上游。（7）当地形等高线的走向变化在平行岩层走向与垂直岩层走向之间时，在岩层倾角相同的情况下，地形坡度愈缓，地层分界线与地形等高线的夹角愈大。所有地层分界线在地形图上的形态变化都概括在这七条之中。我们要弄清楚这七条内容的意义，记住它们之间的关系。便能较准确地勾绘出两个相同层位且相邻的地质点之间的地质界线了。在构造地质学中，还有利用地形地质图图解岩层产状的方法。反之，也有利用已确定图上位置的分层界线点及其岩层产状图解绘制地质界线的方法。这两种方法都是基于（1）同一地层界线与同标高地形等高线相交的两个点的连线，即岩层的走向线；（2）两条相邻走向线之间的距离，是倾斜岩层在相邻两走向线高差下的水平投影长度；（3）走向线高差和水平投影长度的余切即是岩层的倾角。了解和会运用这两种方法，对勾绘地质界线也是大有好处的。地层界线勾绘不准确便会出现图解产状和实测产状差异很大的现象，或者相邻的两条图解的岩层走向不平行，如果产状测量正确，产状又未发生急剧变化，便是勾绘的界线错误。 勾绘地层分界线和含水层界线时，还应对照我们能看见的远处的界线通过处的地形特征和可供参考的地物标志，以使界线更准确。 1.2.6观测点种类和观测内容根据1:5万水文地质调查规范要求调查的各个方面以及各自不同的调查重点、调查内容，可将水文地质填图时的观测点分为13种。它们的观测记录内容有的是共同具有的，有的则不同。1.2.6.1共同具有的观测记录内容：项目名称，1:5万图幅名称（图幅编号），手图名称（图幅编号）、比例尺，观测点编号，图上编号，位置（市、县、区、镇、乡、村及小地名），坐标（x、y、z），平、剖面示意图，素描图、照片、摄像编号，调查日期、天气、调查人。图上编号是指编成的1:5万水文地质图上的编号。最终的成果图上要采用部分观测点，这些被利用了的观测点要根据它们的种类统一分别另外编号，而不能用野外编号。在成图后应将图上编号补填到卡片上，并将图上编号和野外编号列成对照表，以便查找。1.2.6.2各类观测点的观测内容（1）地质观测点：包括按填图单位划分的地层分界点，特殊地质现象，如不整合面、岩层岩性突变、分岔、尖灭等观测点，专门的岩石、化石、矿物标本采集点，岩层产状测量点等。观察描述内容：所处地质构造部位，界线点上、下层位，分别描述它们的岩性特征，接触关系，含古生物化石情况。测量岩层产状。当为不整合接触时，应分别测量不整合面上、下的岩层产状。采集化石、矿物、岩石标本。对重要的、特殊的地质现象，应拍照、摄像或作素描图，绘手剖面。（2）水文地质界线观测点：包括含、隔水层分界线点，地下水系统分界线点，地下水分水岭界线点，地下水埋深界线点，地下水富水等级界线点等。观察描述内容：所处地质构造部位，地貌特征，层位，含、隔水层的岩性特征，接触关系，产状。含、隔水层风化裂隙、构造裂隙、孔隙、岩溶发育情况。拍照、摄像、绘手剖面，必要时采集标本。（3）地质构造观测点：包括断层、构造裂隙（节理）、劈理、褶曲轴、挠曲、构造盆地、穹窿等。 观察描述内容：对断层要描述所处地质构造部位，断层名称（编号），上、下盘层位及岩性、产状，断层面特征、产状，断层擦痕规模、方向、阶步指向（上、下盘相对位移方向），破碎带宽度、产物（断层角砾岩、断层泥、糜棱岩）特征。断层规模、延展方向，上、下盘牵引现象，低序次构造名称、性质、特征。如果是新发现的断层，应沿断层走向适当追索。通过穿越和追索，要能确定断层两端消失的位置。对褶曲轴要描述褶曲名称、层位、岩性、产状，形态特征，枢纽起伏情况，低序次构造名称、性质、特征。对构造裂隙要描述所处构造部位、层位、岩性、裂隙组数，发育程度（长度、宽度、张开度、线或面裂隙率），各组裂隙的产状，力学性质、序次，裂面特征，充填物。对劈理应描述所处构造部分、层位、岩性、分布、规模、密度、产状。所有地质构造均应拍照、摄像或作素描图，沿垂直断层走向、褶曲轴向绘手剖面。裂隙的发育情况及分布应有平面示意图或剖面示意图。（4）地表水体观测点：包括河溪、湖泊、水库、沼泽、湿地、水塘、渠道、屯水田等。 观察描述内容：所处构造部位，周围地貌特征，水体长度、宽度、深度及形态，湖泊、水库、水塘、屯水田的面积、容积。水体所在位置的层位、岩性、产状。河溪的水位、流量、流速、含砂量，河床坡降，河流沉积物规模、性质、厚度、分布。水的物理性质，必要时采水样。调查访问动态变化及水的用途。规范要求调查地表水与地下水的补排关系。如何调查？对于河溪，应在它们通过含水层组的河段上、下游的隔水层段，分别观测河的流量，比较它们的增减量。下游水量（应扣除观测段的其它地表来水）增加，表明有地下水补给；反之，下游水量减少，表明河水补给地下水。湖泊、水库则应在计算流入、流出和蒸发的水量后，结合观测的水位变化情况作出判断。这种观测均应在枯季进行。还可通过访问，了解地表水体是否有泉水补给或向地下漏失的现象。（5）泉水观测点：包括各种类型的泉点，也包括岩溶泉、温泉。观察描述内容：所处构造部位，泉的类型、名称（泉的分类及命名应统一），地貌特征，含、隔水层层位、岩性、产状、泉产出形状，泉周围沉积物，测流方法（若为堰测法，应有堰的种类、规格及过堰水头高h值的记录）、流量、水温、气温，观察泉水的物理性质，了解泉水的用途，访问动态变化情况。摄影、摄像、素描，绘平、剖面示意图，采水样，记录天气。若遇泉样，应以流量最大的主泉定位，还应对所有泉点按顺序进行临时编号并表示在平面示意图上。分别测量记录各泉的流量、水温、产出形状。示意剖面除应通过主泉外，应尽可能通过更多的泉，以表示它们之间的相互关系。（6）民井观测点：指揭露到地下水位的天然的或人工的浅井。有一种形状似井，其实是围泉成井，井中的水可以自然流出，即地下水位高于地表的，应以泉对待。但若是人工揭露至含水层而出现的自流井，则应以井对待。观察描述内容：井名，所处构造部位，层位，地貌特征，周围岩性、产状。出水含水层埋深、层位、产状，井的形状、深度、井壁结构，地面至水面深度（水位），周围地表水情况，井水的物理性质、用途，访问和实测水量，访问水位、水量变化情况（动态），测量水温、气温，记录天气。摄影摄像，作手剖面，采水样。井的出水量可通过访问使用情况而获得一个粗略的数据。也可以用水桶进行简单的提水试验，用所谓的恢复水位法算出一个水量。这虽然也不准确，但这种方法计算的结果一般都偏小，保证程度较高。（7）机井、钻孔观测点：指以往施工的供水井、热水井及有水文地质资料的钻孔。观察描述内容：所处构造部位，井位及周围地貌特征，周围地层、岩性、岩层产状，还应收集以下资料：包括机井、钻孔原编号，开、终井层位，井深，含水层顶、底板埋深，岩心分层编录资料，成井时静止水位，抽水试验资料，成井时间、目前静水位、动水位、出水量，开采至今水位、水量变化情况。水的用途。可能时，选择有代表性的机井进行抽水试验，以取得最新的水文地质参数。（8）地貌观测点：除岩溶地貌、河流阶地地貌以外的所有地貌，包括侵蚀剥蚀形成的山地地貌、丘陵地貌、河谷地貌等。观察描述内容：所处构造部位、层位、周围岩性，岩层产状，所属地貌单元，地貌类型，微地貌形态及组成要素特征，地貌与地质构造之间的成因关系。如果是地貌单元的分界线，应指出是哪两种地貌单元的分界线。摄影、摄像，作素描图。在观察研究地貌时，要注意它们和新构造运动之间的关系。特别是河谷地貌，它往往保存了新构造运动的痕迹。地貌观测点的描述不应局限于点上，应扩大到一定范围，把周围的地貌特征和点上的地貌联系起来。素描图比照片更能反映出地貌特征。（9）岩溶形态观测点：或者称岩溶地貌形态。包括溶沟、溶槽、溶穴、石芽、石林、落水洞、溶斗、溶洞、天生桥、窗洞（也称穿洞）、干谷、盲谷、暗河、岩溶湖、孤峰、岩丘、峰林、峰丛、岩溶洼地、岩溶槽谷等。岩溶形态的命名及其含义有些混乱。比如有的文献未将盲谷列为岩溶形态。岩溶洼地和溶蚀洼地虽所指不同，但名称较易混淆。溶斗有的又称漏斗，建议统一岩溶形态名称。观察描述内容：岩溶形态名称，构造部位、层位、岩性、岩层产状，周围岩溶地貌特征。个体岩溶形态的长度、宽度、深度、形状，有无地表水流入及流入水量或地下水位埋深。构造裂隙发育情况及与调查的岩溶形态之间的成因关系，周边其它岩溶现象、沉积物或堆积物，拍照、摄像、作素描图、手剖面图。如果周围还有其它的岩溶形态，可分别描述，并用平面示意图表示它们之间的位置关系和距离。如果是分布面积较大的组合岩溶形态，还应该描述它们之中包含的个体岩溶形态的分布、数量、相对位置、地表水与地下水相互转换关系，它们的流量、水的物理性质、用途，必要时采水样。面积大于0.1km2的岩溶