水文地质调查的主要内容及工作方法

第一节  观测路线和观察点的布置

水文地质地面调查工作是针对勘查地区的地质、地貌、水文地质等情况进行调查研究的重要方法，是认识和掌握水文地质规律的必要过程。进行水文地质地面调查时，首先要布置好观测路线和观测点。

一、观测路线的布置

应用最短的路线取得最多的成果，原则上要横穿地层走向或地貌单元，具体还要结合好露头及水点分布等情况灵活掌握（即垂直地层走向，构造线；垂直河流、阶地；穿过湖河沼泽地段，井泉分布点及分水岭等）。另外在露头好的地段，还应顺着构造线或河谷进行追索。总之应以看得多，见得全，最多获得地质、地貌及水文地质资料为原则。路线布置要有重点，又要照顾一般。在地质、地貌条件复杂或地质、地貌具有典型意义的地区，观测路线应当密些；相反在地质、地貌条件较为简单地区，观测路线可以适当稀一些。

二、观测点的布置

观测点应布置在观测线上最有意义的地方，即地层分界线、构造断裂带、破碎带、假整合面、不整合面、褶皱轴线，岩浆岩与围岩接触带、变质岩分带区、阶地边缘，地表水体、井、泉、钻孔、自然地质现象（滑坡）发育处及标志层，典型露头及岩性，岩相变化带等处。地质地貌观测点不能均匀布置，应视有无意义而定，不定可有可无的点。水文地质点布置，除考虑不同地貌单项元，不同含水层外，还需考虑水点的均匀性。如果缺乏水点，则应考虑进行人工揭露，弥补水点之不足或水点的不均匀性。

三、野外填图及定点描述

1、野外地质填图

（1）地质填图所用地形底图的比例，应比成图比例尺大一级，如不具备条件，至少也需同等比例尺的地形图做底图。

（2）在野外测绘过程中，要把观测点、线、试坑，地下水动态长期观测点等位置，准确地绘在地形图上；地质体、地质年代、构造线、地貌以及水文地质现象等，必须按规定的符号和线条勾出并严格区别实测与推测界线。

（3）对于具有水文地质、环境地质特殊意义的地质体即使小于前述规定亦应表示于图上。

（4）用手持GPS、地质罗盘、量角器和三角板等工具，视具体情况，运用交会法、方位距离法、地形地物法等将观测点准确地标绘在图上。

2、定点描述

定点时除了把点位准确标在地形图上外，还要把点、线上所见的一切地质现象全面、重点突出、简明扼要记在野外记录簿或记录卡片上。字迹要清楚，文图并用，不许潦草，错字只许划掉重写，不能断页，亦不能重抄。野外一律使用中等硬度（2H或3H）铅笔书写，不许使用钢笔或油笔。在横格页上记录文字部分。每点记录内容包括：

（1）编号及观测点类型

（2）位置

（3）高程

（4）地质

（5）地貌

（6）水文地质

（7）标本及其它（如水样、照相编号等）

（8）沿途描述

在厘米格页上作柱状图、剖面图、素描图。柱状图和剖面图一律使用统一图例。

第二节  地质调查

地质调查是地貌和水文地质测绘的基础，如有同比例尺或大于水文地质测绘比例尺的地形地质图，不进行地质测绘，否则必须进行研究地质测绘。一般地质测绘和水文地质测绘同时进行。地质测绘的主要目的是通过测绘工作全面了解这一地区的地质条件，从而正确地掌握这一地区水文地质特征和含水层分布规律，对这一地区的地下水资源作出正确评价。测绘精度应符合勘查设计的要求。

一、测制地层剖面

在尚未全面展开水文地质测绘工作之前，为了全面系统的掌握工作地区的地层、厚度、岩性特征、岩相变化、接触关系等，必须选择工作区内一处或几处露头较好的，地层较全，构造简单的地区进行地层剖面的实测。实测地层剖面的记录格式如表3。

表3  实测地层剖面记录格式表

在测制地质剖面时，应根据调查区域地质、水文地质研究程度和实际需要选择测制剖面的方法。

1、罗盘导线测制法

（1）剖面测制一般由4—6人组成，1—2人在前面作地层划分，两人分别做前后测手，1人作记录并绘制剖面草图，1人作地质描述，1人采集标本兼测量岩层产状，1人查表计算。

（2）首先在地形图上（与水文地质填图同比例尺）参照地质图（前人区域地质图或水文地质测绘地质图）选出画出剖面线，用量角器在图上量出剖面线延伸方向，一般是把地势较低的一端或出露地层较新的一端作起点，用罗盘后方交汇法交出起点的实地的位置，由后测手用罗盘根据剖面线延伸方向，为前测手指示沿导线前进方向。

（3）前测手根据地形转折，大的地层界线确定测站（导线点）、前、后测手用测绳或皮尺测量两导线点间的距离（斜距），共同用罗盘的测斜仪相互描准对方的眼睛，取两者读数的平均值作为坡度角（接前进方向、仰角为正，俯角为负），测手要把测量数据报告记录者，为避免错误，记录者应向测手回述测量读数，并立即记录在剖面测量记录表中。

（4）分层者应沿着导线方向，在导线上及其附近，连续进行地质观察，根据岩性特点，古生物组合，接触关系进行分层，岩层划分以较详细为好，一般说来，只要岩层厚度按测图比例尺在剖面上达到1毫米时，都要求划分出来，对于那些具有特殊意义的岩层，即使达不到上述厚度，也要划分出来。并将分层界线到前一导线点的距离（斜距），在前、后测手之间的测绳或皮尺上读出，告知记录者或地质描述者，分别进行记录和描述。同时分层者应采用油漆或木桩将导线点进行实地标记，必要时每个岩层的界面也应用油漆标记下来。

（5）记录者根据各导线点之间的斜距和坡度角，算出其平距和高差，按测图比例尺确定各导线点在剖面上的位置，参照实际地形变化绘出剖面图地形线（不应机械地绘制成折线）。再根据分层者指出的分层位置，算出其到前导线点的平距，垂直投影在地形线上，又根据标本采集者测量的岩层产状，依剖面线和岩层（或岩层接触面）走向的夹角及剖面水平、垂直比例尺的相差倍数，计算之视角，划出岩层在剖面上的层面界线。

（6）按一般的贯例，东方或近东方，北方或近北方，应在剖面图的右端，西方或近西方，南方或近南方，应在剖面图的左端。剖面图上用纵坐标代表垂直比例尺，用横坐标作基线并代表水平比例尺，基线的高低是根据剖面高程而选择。

（7）剖面图上除应反映上述内容外，还应表示：剖面方向、岩性符号、导线点、岩层产状、标本采集地点、地下水露头点、地物点、图例、图名及责任栏等。

（8）描述者应逐层详细观察记录，对于某些重要的地质现象，不仅要有详细的文字描述，而且还要画素描图，或进行摄影，此外，还要把岩层产状，样品和标本的编号记录在相应层位上。

（9）在剖面上，一般都要采集一套系统的岩石手标本、岩石薄片标本、矿石标本和化石标本、水样、土样等。手标本的规格：一般3×6×9厘米或2×5×8厘米。化石标本的大小和形态无一定的规定，主要以化石完整为宜。标本要系统进行编号，岩石标本、化石标本、构造标本要分别编号。

（10）在剖面上要逐层测量岩层产状，如单层厚度较大，则应多取几个产状，以便控制产状的变化，保证厚度的精确性。

2、经纬仪导线测制法

主要用于高差不大的平原区，重点反映地形及地下水起伏变化的剖面测制。是采用经纬仪测量来控制导线方向、地形转折、地层与地貌界线、地下水露头及主要地物等，同时观察记录填绘地质、地貌、水文地质等内容，进而绘制成综合水文地质剖面图。

3、图切地形测制法

图切地形测制法，首先在室内预先在地形图上切出剖面的地形线，然后到野外用罗盘导线测制法进行局部校正，采用目测法确定地层与地貌界线点、地下水露头及主要地物点，同时沿导线详细观察记录填绘地质、地貌、水文地质等内容。

二、素描图的作法

在野外工作过程中，有些地质现象，用文字描述显得累赘，照相又重点不突出，所以直观的地质素描述表示较好。常用的素描可分为远景素描、剖面素描、近物素描等。

1、远景素描对象是山水，目的在于记录地质构造或地貌特征，所以应是透视的，但不可注明比例尺，必须在图上表明地名或方向。

2、剖面素描图表示地层顺序、地质构造或地下水露头在构造上的位置。在精度不需要很高的情况下，可用剖面素描代替实测剖面。

3、近物素描是指天然露头素描，其范围不大，一般长几十米，最长不超过100—200米，最小3—5米，由于露头通常是立体的，素描图是透视或半透视的，在素描图中地质现象除了用线条和专用地质符号外，有时还画一些地物，如公路、房屋。

4、素描图的具体作法

步骤：

（1）选择对象，确定范围；

（2）用罗盘测量方位，并标定在素描上；

（3）确定素描图比例尺，物体相对比例；

（4）根据透视原理确定物体在图上的位置；

（5）画出轮廓线，利用不同线条和符号画出地质体的形状；

（6）突出图名，标上图例和比例尺。

方法：

（1）步测法：系用目测判断目的物的大小，按比例画入图中；

（2）皮尺法：操作方法用目测法，而目的物之间的距离要用皮尺、钢卷尺测定，角度是用罗盘测定的。

（3）素描图应注意以下原则：同样物体远小近大，远山轮廓粗，近山细节多，远山细节少。后山与前山之间要留一线空地。

三、地质测绘

（一）地层划分及对比依据

（1）在地理上分布很广泛的构造运动；

（2）古地理的变化，表现为海陆分布，海陆地形和气候变化；

（3）沉积和剥蚀作用的出现；

（4）岩浆活动和变质作用的出现；

（5）生物界变迁。

地层划分工作，首先是充分收集和研究前人资料。然后进行野外踏勘时可实测一些地质剖面，对这些资料进行详细研究和对比，然后提出这次工作对地层划分和对比的意见，确定填图单位，然后开始地质测量。

四、岩石的野外观测

在野外对岩石观测研究主要应解决：正确描述岩石，进行肉眼鉴定和命名，并采集不同种类标本进行实验鉴定。

对于沉积岩必须详细研究岩层顺序，成因、结构、产状、厚度、岩性和褶皱类型，断层性质等。且对每一岩层特征应详细描述，如：颜色、层次、组成成分，颗粒形状与大小，分选程度，岩相变化，化石的种属和分布情况，岩石的胶结程度。结核的性质和分布，上下地层的接触关系，岩石节理，裂隙的形状和发育程度，矿化程度及风化现象等。

在岩溶分布区，特别应查明岩溶发育的规律。通过地面观察，研究岩溶发育与岩性、层理、褶皱、断裂破碎带，以及新的构造关系等。同时还要调查溶洞大小、形状、高程、育填物以及其它各种溶蚀现象的特征。

火成岩分布区应查明：（1）火成岩的产状与分布范围；（2）岩石的构造和矿物成分，火成岩侵入或喷出时代及各岩体间的相互关系；（3）火成岩与围岩的接触关系和围岩的蚀变情况；（4）火成岩的原生和次生的构造特点。

对喷出岩应查明其产状、厚度、与上下地层的接触关系，以及气孔状、杏仁状、流纹状等原生构造和次生构造。

变质岩分布区必须详细鉴定岩石种类，确定变质因素，研究劈理、片理带状构造及小型褶皱与断裂现象等。

至于各类岩石定名及描述内容应查阅矿物岩石学及水文地质手册有关论述。

五、地质构造测绘

区域地质构造原则是利用前人资料，在地质测绘中，观测点处于基岩区，或属于第四系与基岩的分界点，应根据基岩的岩层产状，论述观测点附近的构造特征及其所处的构造位置。如观测点处于断层线上，则应从断层线两侧的地层时代，岩层产状，断层破碎带，断层磨光面、地貌、泉水等证据详细论述断层存在，并观测记录断层性质，断面产状，破碎带岩性及宽度，断层线延伸方向，断距及断层形成时代等。

第三节  地貌及第四纪地质调查

一、地貌野外观测

地质调查的目的在于研究地球表面形态的外在特征及其发生、发展。研究地貌成因以及它的分类，地理分布与地下水分布的关系。

在地貌观测过程中，对每种典型的地貌单元都应进行形态描述和测量。如观测点处于同一个地貌划分单元内，应记录观测点附近的地形倾斜方向、坡降、形态及其它微地貌特征。观测点如处在两个以上地貌单元的界线上，则应按各地貌划分单元相对于观测点不同方向，分别描述，并描述接触界线，延伸方向。对地貌描述，应注意尽可能采用定量数据，避免一般论述。如：阶地宽度、阶地台面倾斜方向及角度，阶地前缘高度；冲沟宽度（顶宽、底宽）及深度，山坡倾斜方向及坡度，山脊走向，相对高差等。重要的地貌现象应当测制素描或拍摄照片。

二、第四纪地质野外观测

1、研究第四纪松散沉积物的主要任务是：

①确定第四纪沉积物的分布规律及成因类型；

②查明不同成因类型第四纪沉积物的地层层序及时代；

③了解第四纪沉积物的成分，结构及厚度变化；

④确定岩相变化的规律及第四纪地质发展史，从水文地质角度出发，最终目的是查明第四纪沉积物的水文地质特征。

2、为了确定第四纪沉积物的地层层位和年代，必须采用综合研究的方法，即采用古生物学、地貌学、岩石地层学以及考古学等方法进行综合研究。一般是首先根据地貌方法，如利用阶地进行划分。确定相对年代，在分层对比确定相对年代的基础上，选择典型剖面分层采取古孢粉或古地磁，同位素样品经过分析才能确定。

3、地层年代符号及第四纪地层成因类型符号见附录A表A-1、表A-2。

4、第四纪地质野外观测和描述

①松散碎屑描述内容及顺序见表4，并确定成因类型和相对年代。

名称的确定：可分为基本名称和混合名称，命名原则见表5。基本名称,原则上根据某粒级碎屑绝对含量大于50%者定名。假如各粒级碎屑均未达到50%时，选含量最高的碎屑作为基本名称。混合命称，可分为两种情况，一种凡含有25%以上的混合物时用复合命名，主词在后，如：中细砂：中砂（0.25~0.5mm）占25~30%，细砂(0.05~0.25mm)大于50%。另一种凡有5~25%混合物时用“含”字形容，主词在后面，如含砂砾石：砂砾（0.05~2mm）占5~25%，砾石(2~20mm)大于50%。

表4  土样和岩样(岩芯)的描述内容

分选性：分选良好、分选较好、分选性较差、分选性差。

磨圆度：圆的、次圆的、次棱角的、棱角的。

透水性：透水性良好、透水较好、透水较差、隔水的。

天然湿度：干、稍湿、湿、饱和。

矿物成分：用放大镜详细观察。

②粘性土的描述内容及顺序详见表4。隔水程度分三级：隔水性良好、隔水性较差、隔水性差。含砂砾数量：只记含砂数量（%）及直径。密度以手捏岩石感觉划分为紧密、中密、稍密。

第四节  水文地质调查

水文地质调查除了进行必要地形地貌调查、地层岩性调查、地质构造等调查外，对地下水、地下水水文地球化学特征及与地下水有密切相关的气象水文要素等应作详细全面的调查。对各种卡片填写要求项目齐全，内容丰富，数据准确，整齐清洁，切记仅有编号而没有内容的现象。主要调查内容为：

一、地下水类型、含水层、隔水层调查

1、 调查地下水类型，查明潜水、浅层承压水、深层承压水的分布，含水层及区域隔水层的分布，地下水埋藏条件，含水层厚度与岩性，含水介质类型、导水性及水力性质，地下水水质，分析地下水的赋存和富集规律，寻找富水层和富水地段。

2、调查城镇及工矿地下水水源地的位置和用途，水源地类型、开采井数、开采层位、开采量，开采历史与地下水水位（水量）、水质、水温动态。

3、机、民井调查。机、民井调查除按机、民井调查逐项内容认真调查填写外，在记录本上应重点记录其所处的地质、地貌位置，并将特征写清楚。

调查管井和民井的分布（位置和地面高程），井的深度、结构、地层剖面、开采层位，水位、水量、水温、水质及其动态变化，开采方式、开采量、用途和开采中存在的水文地质问题，选择有代表性的井进行简易抽水试验，确定单井涌水量和水文地质参数，选择代表性井进行地下水动态监测。

4、泉的调查。 调查泉的类型、分布（位置和出露高程）、出露条件，含水层、补给来源，泉的流量、水温、水质，搜集或访问泉水动态及利用情况，对于大泉（岩溶泉、溢出带泉群等）应查明泉域范围或主要补给区（或补给源），选择代表性泉进行泉水动态监测。

应按泉水调查表内容逐项认真填写外，还应在记录本上把调查重点内容详细记录下来：如泉的露头处地形（沟底、沟壁、山麓、山坡等），涌水量（原则上是实测）、泉的类型及流出形态（应说明是上升泉还是下降泉，是流出的、涌出的、喷出的……有无间歇流量变化等），泉水的物理及化学性质、有无气体溢出，又如泉水的变化，所在地质、地貌、水文地质情况，泉的成因类型都应详细描述，同时还要做剖面图、素描图或照相。

二、地下水补给、径流、排泄调查

1、调查地下水的补给来源、补给方式或途径，补给区分布和补给量；地下水的径流条件、径流分带规律和流向；地下水的排泄形式、排泄途径和排泄区（带）分布；不同含水层之间、地下水和地表水之间水力联系；选择代表性河段通过地表测流查明地表水与地下水之间的转化关系和转化数量。

2、 调查地下水人工补给区的分布，补给方式和补给层位，补给水源类型、水质、水量，补给历史，地下水水位、水温、水质动态及存在的问题。

3、 有条件时，应统测枯水期区域地下水位，绘制地下水等水位线和埋藏深度图。

三、地下水系统、边界条件调查

1、 调查确定区域性地下水系统的空间分布（范围），外部边界条件，内部边界的类型与位置，划分地下水系统；

2、 地下水系统边界类型可分为以下几类：

——隔水边界，

——侧向补给边界，

——侧向排泄边界，

——地表水分水岭边界，

——地下水分水岭边界，

——活动边界（迁移边界），

——人工边界。

四、地下水人工调节调查

调查宜建设地下水库进行地下水人工调节地区的位置、范围和建库条件，估测调节库容量。

五、地下水开发利用调查

1、 调查统计地下水年开采总量，分别统计潜水、浅层承压水和深层承压水开采量。

2、 统计地下水开采量在不同水文地质单元、不同开采层位及行政（以地、市、县为单位，分别统计市中心区、郊区、农村开采量）区域的分布特征。

3、 开采井（配套的）数量、密度，机井出水量变化。

4、 地下水利用状况（工业用水、农业用水、生活用水中地下水供水比例）。对取得的调查数据，可用其它相关资料，如灌溉面积、灌溉次数、灌溉定额、复种指数、用电量、单井出水量、井数等进行检查。对收集的开采量资料，要了解其调查方法、数据获得的方法，对农业开采量可从供电量、单井出水量、灌溉亩数、灌溉次数等方面相互验证开采量的可靠程度。

5、 地下水开采历史和现状，地下水年开采量和地下水位、水质的动态变化。

6、调查地下水开采诱发的环境地质问题。

7、 对地表水开发利用的历史和现状进行概略调查，内容包括：

（1）实测河川引水灌溉量、天然灌溉量（还原的），河川径流量的变化；

（2）径流期和断流期河流水质和被污染状况；

（3） 库塘修建时间、位置、调蓄库容；

（4） 引水工程、引水渠道长度、分布；

（5） 渠道引水量，渠道衬砌工程，渠道有效利用系数；

（6） 地表水灌区分布、范围、面积；地表水灌区（或井渠混合灌区）每年渠灌次数、定额、单位面积年灌水量、灌溉方式、节水措施和节水前景；

8、调查地下水取水工程的类型与效率。

六、地下水水文地球化学和同位素调查

地下水水文地球化学和同位素调查可以同野外地质、水文地质调查同时进行，也可以在地质、水文地质工作的基础上单独进行，主要调查内容为地下水化学成分与物理性质及其变化规律。其主要方法是野外采集水样和岩土样、化验分析测试鉴定、野外调查访问等。野外采样工作包括布置采样点，确定采样数量，样品的编录、包装、保管和运送等事项。采样、送样和化验工作一定要严格按照相应操作规程和技术进行。对不能在现场进行分析但含易变组分的水样，必须添加相应的稳定剂。

七、地下水温度调查

地下水温度调查应同地质、水文地质调查、水文地球化学调查同时进行。凡是地下水露头、机民井、地表水体等都应测量其水的温度，同时测量当时的气温。在水文地质钻孔中，除测量水温外，还应测量地温并计算出地温梯度。凡进行综合水文测井的钻孔，都应作温度测井。在进行地下水温度调查的同时，应搜集调查区域内气温资料。如最高、最低气温、年平均气温、月平均气温等。温泉出露的地区，除调查泉水的温度外，还应进行浅层地温调查。

八、水文气象调查

1、水文调查

地表水体调查的目的是为地表水与地下水转化关系研究，以及地表水、地下水资源评价与综合利用提供依据。需要收集调查地表水系、水库、湖泊的分布；主要河流的流域面积、径流量、流量、水位、水质及水温资料；水库、湖泊的面积、容量、水质。

（1）河流、溪沟调查

河流、溪沟调查按河流、溪沟调查卡片内容认真填写，同时在记录本上记录调查河流、溪沟的所在位置及地形标高、发源地、有那些支流汇入，流往何处，调查时水面宽度及深度，访问洪水期（一般洪水及特大洪水）上升高度及灾害情况。调查河流的流量（一般采用流速仪或浮标法观测，如实测有困难也可估计）及丰、枯水期变化情况，有无干涸（干涸时间）、冻结现象等，河流渗漏补给率，调查引水工程及引用情况，水质及污染情况，地质地貌条件等。

（2）水库调查

水库调查应认真填写水库调查卡片，同时应在记录本上详细记录调查水库位置，了解水库建立时间及最后一次清理时间，调查水库的形状、深度、水面积、库容、库水的补给源（尽可能实测补给量）等。访问有涸竭及冻结深度，库水用途及效益。调查筑坝材料，堤坝规格，边坡稳定，受洪水影响，有无渗漏等情况，库水的物理性质及化学成分，库区地质，构造及地貌条件等。

（3）湖泊调查

湖泊调查应认真填写湖泊调查卡片，还应详细记录如下内容：调查湖泊所在位置及地形、标高、湖泊形状大小，是否干涸及冻结深度，四周有无沼泽化，盐碱化，植被生长情况，湖水用水情况，湖水的物理性质，化学成分，污染情况，湖泊及周围的地质、构造及湖泊成因。

2、气象调查

收集调查区及周边县及县级以上气象站的降水量、蒸发度、气温、湿度、冻结深度及暴雨等气象要素值。

九、生态－环境地质调查

1、植被生态调查

生态调查应填写生态调查卡片和样方调查卡片，同时应在记录本上详细记录调查植被类型、分布，植被覆盖度，根系发育深度；调查地下水埋深，包气带岩性、结构、厚度；植被对地下水敏感程度，地形地貌、水文特征、地下水与地表水水质等；了解区域地带性植被分布特征和主要植物生长习性。

2、土壤盐渍化调查

土壤盐渍化调查应填写土壤盐渍化调查表，同时应在记录本上详细记录调查盐渍化土壤分布地貌部位、范围，盐渍化类型，盐渍化程度，植被分布与长势；地下水埋深及其变化情况，包气带岩性、结构、厚度，毛细带高度，地下水开采情况；盐渍化成因、发展趋势及防治措施。