水文地质勘查和工程地质勘查的基本任务

水文地质勘查和工程地质勘查的基本任务是什么？水文地质勘查为查明一个地区的水文地质条件而对地下水及与其有关的各种地质作用所进行的勘查研究工作。水文地质勘查包括水文地质测绘、物探、钻探、试验和水质分析、地下水动态长期观测等工作。根据不同的目的要求，可分为综合性水文地质勘查，综合性水文地质勘查是为了掌握区域性或地区的水文地质情况，为工农业建设提供基础资料；专门性水文地质勘查是为解决生产上某项与地下水有关的实际问题而进行的调查，如城镇、工矿供水水文地质勘查、矿床水文地质勘查及土壤改良水文地质勘查等。工程地质勘查为查明工程建筑场区的地质条件而进行的地质勘查工作。它的任务是评价各类工程建筑区的地质条件；预测工程建筑作用下可能出现的地质条件的变化及其影响；选定最佳建筑场地和提出为克服不良地质条件应采取的工程措施；为保证工程的合理设计，顺利施工和正常使用提供可靠的科学依据。工程地质勘查工作由于地质条件的复杂程度不同、具体建筑类型的不同、建筑物的结构形式的不同、以及工程条件的不同，对工程地质条件的要求和可能出现的工程地质问题的不同，其勘查的项目和内容也不相同。例如，对于水库坝址的勘查，主要是解决坝基的稳定性问题，水库渗漏和库区浸没与边坡稳定问题；对于道路、桥梁、隧洞，要解决路基稳定、塌陷、边坡稳定性、桥墩基础稳定性、隧洞围岩稳定性等问题；对于高层建筑主要是要了解地基稳定性、地面沉降问题等等。在勘查过程中，如发现新的地质问题，设计意图的修改，则勘查的目的与内容应作相应的更改，工程地质勘查是划分不同的阶段进行的。方法有野外地质调查、物探、钻探、坑探、现场测试和室内实验分析试验等。野外水文地质试验有哪几种基本方法？野外水文地质试验有以下三种基本方法：抽水试验，是一种测定含水层富水性和水文地质参数的试验。有稳定流抽水试验、非稳定流抽水试验；多孔抽水试验、单孔抽水试验、干扰孔抽水试验等，其方法是：在水井或钻孔中进行抽水，观测记录水量和水位随时间的变化；利用水位与流量之间的函数关系，计算含水层渗透系数和井、孔出水能力。同时，它还可以确定影响半径和降落漏斗形状、岩层给水度和含水层与地表水及含水层间的水力联系等。试验时要求对抽水时的水位和流量进行系统的观测和记录，并绘制水位与流量关系的曲线。注水试验，是往钻孔中连续定量注水，使孔内保持一定水位，通过水位与水量的函数关系，测定透水层渗透系数的水文地质试验工作，它的原理与抽水试验相同，但抽水试验是在含水层内形成降落漏斗，而注水试验是在含水层上形成反漏斗。其观测要求和计算方法与抽水试验类似。注水试验可用于测定非饱和水透水层的渗透系数。试坑渗水试验，是在地表挖试坑注水，在坑底保持一定水层厚度，使水在地下水面以上的干土层中稳定下渗，根据单位时间内试坑的稳定耗水量测算土层渗透系数的野外水文地质试验方法。在确定渠道、水库、灌区的渗漏水量时，多采用此法测定干燥土层的渗透系数。什么是孔隙水、裂隙水、孔隙裂隙水和岩溶水？孔隙水存在于土层或岩层孔隙中的地下水。它主要分布于松散的沉积层中，也存在于半胶结的碎屑沉积岩中。孔隙含水层一般含水比较均匀。在第四纪的冲积、洪积、湖积及冰水沉积的砂层或砂砾石层中，常有水量大、水质好、可作供水水源的孔隙水。裂隙水存在于岩层裂隙中的地下水。根据岩层含水裂隙的产状，裂隙水一般可分为：风化带裂隙水、层状裂隙水及脉状裂隙水三种类型。孔隙裂隙水多赋存于风化较强烈的岩石中，除裂隙含水外，风化后形成的大、小空隙中也含水。这种岩石的含水性较均匀，具有某些与孔隙水相近的特征，称为孔隙裂隙水。但在成岩作用较差的砂岩和砂砾岩中（如我国的第三系和白垩系砂岩、砂砾岩）含水组，则属以孔隙水为主的裂隙孔隙水。岩溶水原称喀斯特水，是存在于可溶性岩层的溶蚀空隙（如溶洞、溶隙、溶孔等）中的地下水。岩溶水可分为潜水、承压水。可溶性岩层大面积出露的地区，岩溶水常是潜水。由于岩溶发育不均匀，岩溶潜水分布亦不均匀。它既可以具有相互联系的统一自由水面，又存在径流相对集中的暗河通道。在岩溶强烈发育的山区，岩溶潜水比较集中存在于地下暗河系统中，地下水位较深，常形成地下富水而地表缺水现象。而在平原地区以及受某些地质结构控制所形成的汇水地区，由于暗河、溶蚀孔洞发育相连，岩溶潜水的分布相对比较均匀，水位也较浅。岩溶潜水的特点是：水量丰富而集中、富水程度不均、与地表水联系密切和具有较大的动态变化幅度。在可溶性岩层与非可溶性岩层相互成层的地区，则主要是层状岩溶承压水。它与一般承压水的特点不同的是水量大和含水均匀。岩溶水是良好的供水水源，但对矿坑和地下建筑工程施工，常造成灾害性突然涌水。大量抽取岩溶水时要注意防治地面坍陷。什么是包气带水、潜水、承压水？包气带水，是指地表面与潜水面之间的地带称包气带，或非饱和带。存在于包气中的地下水称包气带水，它一般分为两种：一是土壤层内的结合水和毛细水，又称土壤水；一是局部隔水层上的重力水，又称上层滞水。降水入渗要通过包气带，才达到潜水面，补给潜水。潜水，是指地表以下，第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。潜水的自由水面称潜水面，潜水面相对于基准的高程称潜水位，地面至潜水面间的距离为潜水埋藏深度。潜水层以上没有连续的隔水层，潜水面可自由升降，不承压或仅局部承压，同时可直接得到降水和地表水通过包气带的下渗补给。潜水位易受当地气候影响而有季节性的变化。潜水是重要的供水水源，通常埋藏较浅，分布较广，开采方便。但易受污染，应注意保护。承压水，是指充满于上下两个隔水层之间的具有承压性质的地下水。当井（孔）凿穿上部隔水层时，井中水位的压力作用下会上升超过出含水层的顶面而稳定在一定的高度上。这种上升的地下水面称承压水面，它的标高称承压水位或测压水位。从承压水位到含水层顶板的距离称承压水头。当承压水位高出地面时，就能喷出地表形成自流水。承压水由于有稳定的上覆隔水层，不直接受降水和蒸发的影响，距补给区常较远，因此对气候变化的反应不及潜水灵敏，其水质水量和水位的变化也较小。承压水是良好的供水水源，但它对矿坑和地下工程施工常造成程度不同的危害。除上述的层间承压水外，还存在着脉状承压水。基本的水文地质参数有哪些？水文地质参数，反映含水层或透水层水文地质性能的指标。如渗透系数、导水系数、水位传导系数、压力传导系数、给水度、释水系数、越流系数等，都是基本的水文地质参数。水文地质参数是进行各种水文地质计算时不可缺少的数据。一般是通过勘探试验测求水文地质参数。渗透系数，又称水力传导系数，是水力坡度为1时，地下水在介质中的渗透速度。为表征介质导水能力的重要水文地质参数。渗透系数不仅与介质性质有关，还与在介质中运动的地下水的粘滞系数、比重及温度等物理性质有关。根据达西定律：V＝－KH／I式中，V为渗透速度；H为地下水水头；I为渗透距离；K为介质的渗透系数，量纲为（L／T）。其与渗透率的关系为K＝r•k／μ（K为渗透系数；k为渗透率；r为地下水的比重；μ为地下水动力粘滞系数）。从关系式中可知渗透系数与水的粘滞系数成反比，而后者随温度的升高而减小，因此，渗透系数随温度的升高而增大。在地下水温度变化较大时，应作相应的换算。在地下水矿化度显著增高时，水的比重和粘滞系数均增大，渗透系数则随之而变化。在这种情况下，一般采用与液体性质无关的渗透率较为方便。导水系数，表示含水层全部厚度导水能力的参数。通常，可定义为水力坡度为1时，地下水通过单位含水层垂直断面的流量。导水系数T等于含水层渗透系数K与含水层厚度m的乘积。量纲为（L／T）。压力传导系数，又称水力扩散系数，为导水系数与释水系数之比。它表征在弹性动态条件下承压含水层中水头传递速度的参数。压力传导系数a＝T／s（T为导水系数；S为释水系数）。量纲为（L2／T）。水位传导系数，也称水力扩散系数。它表征在弹性动态条件下潜水含水层中水位变化传播速度的参数。水位传导系数aw＝Kh／μ（K为渗透系数；h为潜水含水层平均厚度；μ为给水度）。量纲为（L2／T）。释水系数，又称贮水系数或弹性给水度。水头下降一个单位时，从单位面积含水层全部厚度的柱体中，由于水的膨胀和岩层的压缩而释放出的水量；或者水头上升一个单位时，其所贮入的水量。它是表征含水层（或弱透水层）全部厚度释水（贮水）能力的参数。含水层释水系数S（对承压含水层常用μ表示）等于含水层厚度m与单位释水系数Ss的乘积，即S＝mSs。对潜水含水层总释水系数S＝μ＋hSs，μ为给水度；h为含水层厚度，Ss为潜水含水层单位释水系数，一般因μ》hSs，所以通常以给水度近似代表潜水含水层的总释水系数S。有效孔隙度，相互连通的孔隙体积与土或岩石总体积之比，一般用百分数表示。有效孔隙体积不包括结合水和气体所占的体积，仅指地下水可以在其中流动的部分。越流系数表征弱透水层垂直方向上传导越流水量能力的参数。即当抽水含水层（主含水层）与上部（或下部）补给层之间的水头差为一个单位时，垂直渗透水流通过弱透水层与抽水含水层单位界面的流量。换言之，是指含水层顶（底）板弱透水层的垂直渗透系数K′与其厚度m′之值，即K′／m′。量纲为（1／T）。什么是稳定流和非稳定流抽水试验？稳定流抽水试验要求在一定持续的时间内流量和水位同时相对稳定（即不超过一定的允许波动范围），可进行1—3个落程的抽水，抽水后还要对水位恢复情况进行观测和记录，稳定流抽水试验主要用于计算含水层的渗透系数。非稳定流抽水试验，是在抽水钻孔中仅保持水量稳定并使水位不断改变，或仅保持水位稳定使水量不断改变的抽水试验。非稳定抽水试验的目的是用人工控制的方法，使钻孔周围含水层中发生地下水的非稳定运动，通过测定水位随时间的变化过程（或水量随时间的变化过程），来测求含水层中地下水在非稳定运动时的水文地质参数。通过非稳定抽水试验可以测求含水层的导水系数（T）、压力传导系数（a）、渗透系数（K），及给水度（μ）或释水系数（S）。