現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用分析

趙立峰

(河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì))

現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用分析

趙立峰

(河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì))

近年來(lái)，水資源短缺的問(wèn)題日益加劇。為了獲取更多的可再生水資源以緩解水資源不足的現(xiàn)狀，盡可能的為滿足未來(lái)水資源的需求做好準(zhǔn)備，運(yùn)用先進(jìn)的水文地質(zhì)勘察方法和技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)找水已經(jīng)越來(lái)越成為繼續(xù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要工作內(nèi)容之一。并且，水文地質(zhì)研究技術(shù)和儀器也為現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用提供了科學(xué)支持。那么，當(dāng)前找水工作中現(xiàn)代水文地質(zhì)勘查方法有哪些、其綜合應(yīng)用的情況如何，又需要采取怎樣的技術(shù)手段呢，本文將在簡(jiǎn)要了解現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察的主要目的和現(xiàn)實(shí)意義的基礎(chǔ)上進(jìn)行現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用情況探究。

現(xiàn)代水文；地質(zhì)勘察；找水；綜合應(yīng)用

據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示，2015年全年國(guó)內(nèi)水資源總量為27692.60億m3，其中，地下水資源量為7797億m3，地表水資源總量為26900億m3，人均水資源總量為2039.25m3。從總量上來(lái)看，我國(guó)水資源還是比較可觀的，但從人均上來(lái)看，我國(guó)水資源卻是短缺的[1]。加之各種水污染情況的頻繁出現(xiàn)，使得原本就緊缺的水資源狀況更加惡化，解決水資源問(wèn)題、尋找新的水資源獲取出路迫在眉睫。這也是現(xiàn)階段推進(jìn)現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵原因。當(dāng)前，在經(jīng)歷了不斷的探索、研究、創(chuàng)新后，我國(guó)已經(jīng)具備了較高水準(zhǔn)的現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察能力，為我國(guó)找水工作的順利進(jìn)行奠定了技術(shù)、設(shè)備和人才基礎(chǔ)。

1 現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察概述

1.1水文地質(zhì)勘察的主要目的

進(jìn)行現(xiàn)代水文地質(zhì)勘查的主要目的大體包括以下四個(gè)層面[2]。其一是為提供現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略布局資料而進(jìn)行的綜合性水文地質(zhì)勘察；其二是為滿足各種工、農(nóng)、商用水需求而進(jìn)行的地下水資源供給情況勘察；其三是為避免可能給各類(lèi)工程造成潛在隱患而進(jìn)行的地下水妨害勘察；其四是為保障用水安全而進(jìn)行的地下水物質(zhì)勘察。無(wú)論是哪一種目的，其最終的目標(biāo)都是以保證和促進(jìn)人與自然和諧可持續(xù)發(fā)展為中心的。

1.2水文地質(zhì)勘察的現(xiàn)實(shí)意義

首先，現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察所采用的方式方法是科學(xué)的、合理的，現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法的形成所展現(xiàn)的是人類(lèi)在相關(guān)研究領(lǐng)域的進(jìn)步和突破。其次，現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法既充分利用了各種科學(xué)儀器、設(shè)備、人才的力量，同時(shí)又體現(xiàn)了對(duì)自然威望的敬畏和對(duì)自然規(guī)律的遵循，既有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源的保護(hù)，又有利于幫助人們找到賴以生存的淡水資源[3-4]。因此，無(wú)論是從科學(xué)研究上來(lái)看，還是從其在找水中綜合應(yīng)用的效果來(lái)看，現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法都具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

2 現(xiàn)代找水中水文地質(zhì)勘察方法的綜合應(yīng)用

現(xiàn)代找水中水文地質(zhì)勘察方法是在不斷的綜合地下水性質(zhì)、特征情況和當(dāng)代地質(zhì)勘探技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸形成并發(fā)展應(yīng)用起來(lái)的，迄今為止，現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法主要包括測(cè)繪、物探、鉆探、抽水試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)觀測(cè)、同位素技術(shù)六大類(lèi)別，其中，每個(gè)大類(lèi)別中又包含多個(gè)不同的具體方法。當(dāng)前現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

2.1結(jié)合物、鉆探方法優(yōu)勢(shì)，精準(zhǔn)明確水位水情

由于地下水多存于地表下處巖石層內(nèi)，所以憑借原始的找水方法來(lái)發(fā)掘水資源往往需要耗費(fèi)大量的人力和物力，而通過(guò)地球物理勘探（比如聲波法、電磁波法、放射性法等）的方法不僅能夠快速的確定地下不同等級(jí)含水層的準(zhǔn)確位置，還能夠通過(guò)科學(xué)儀器的使用更加快速簡(jiǎn)便的獲取到詳細(xì)的地下水文信息[5]。而在經(jīng)過(guò)物探得到地下水層位置的基礎(chǔ)上，采用鉆探的方法則能夠通過(guò)巖芯分析而更加精準(zhǔn)的獲得含水層區(qū)域中水資源及其周?chē)刭|(zhì)結(jié)構(gòu)的具體變動(dòng)情況，掌握變動(dòng)的一般規(guī)律，從而為鉆井作業(yè)提供參照和依據(jù)，確定開(kāi)井的位置。但需要注意的是，無(wú)論是物探還是鉆探所需要滿足的條件都是十分嚴(yán)密謹(jǐn)慎的。比如，在鉆取巖芯的過(guò)程中，需要保證鉆取位置巖石的完整性，即鉆取位置的巖石中至少要包含百分之七十的粘性巖土和至少百分之三十的砂性土、碎石土、破碎帶和溶蝕帶；鉆取時(shí)進(jìn)尺的速度，返漿、返渣的顏色和密度，掉鉆情況等都需要予以詳細(xì)的記錄和編制，等等。只有每一項(xiàng)工作、每一個(gè)細(xì)節(jié)都把我的恰到好處才能夠得到精準(zhǔn)有效的勘探結(jié)果。

2.2全面應(yīng)用測(cè)試實(shí)驗(yàn)技術(shù)，保證水文質(zhì)量達(dá)標(biāo)

通過(guò)開(kāi)采地下水確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)淡水資源的獲取，但由于地下水文情況復(fù)雜，所含物質(zhì)元素也多種多樣，因此一些區(qū)域的地下水質(zhì)量是不符合用水需求的，因此，事先確定地下水資源的質(zhì)量是十分必要的。而通過(guò)現(xiàn)代水文地質(zhì)測(cè)試方法的應(yīng)用恰好能夠滿足這一需求。目前，最常用的水文地質(zhì)測(cè)試方法主要是鉆孔抽水法，應(yīng)用的具體步驟大體如下：首先，在抽水試驗(yàn)段為完整巖石，且做好抽水段巖石破碎及清理、洗孔工作的條件下，可以采用裸孔加過(guò)濾管的形式進(jìn)行地下水抽取。然后通過(guò)儀器設(shè)備進(jìn)行抽水過(guò)程中靜止和動(dòng)態(tài)水位以及水溫度和涌水量的測(cè)定，一般情況下，抽水作業(yè)停止后還要進(jìn)行水位恢復(fù)情況的觀察、測(cè)定和記錄。最后，抽水實(shí)驗(yàn)完成后，需要對(duì)一定量的巖石、巖土樣本進(jìn)行物理、化學(xué)測(cè)試，以準(zhǔn)確獲取地下水中細(xì)菌等物質(zhì)含量和水樣質(zhì)量的分析。如此便可以通過(guò)水樣質(zhì)量的測(cè)定來(lái)為后續(xù)水文勘察工作的展開(kāi)奠定基礎(chǔ)。

2.3充分發(fā)揮遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水文狀況

地下水通常以氣象型、潮汐型和人工開(kāi)采型三種動(dòng)態(tài)存在，且不同動(dòng)態(tài)類(lèi)型下水的變化情況也不盡相同，通過(guò)遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水文情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取更多的有價(jià)值的水文地質(zhì)信息。以熱紅外遙感監(jiān)測(cè)法為例，熱紅外遙感在找水中水文地質(zhì)勘察的原理是通過(guò)對(duì)地球熱狀況獲取來(lái)實(shí)現(xiàn)的，正如受到各種外界因素的綜合作用，地表水分便會(huì)不斷的蒸發(fā)和循環(huán)的道理一樣，地下水在受到熱傳導(dǎo)熱、地表水蒸發(fā)作用后而造成干旱及半干旱區(qū)域地表溫濕情況的變化，導(dǎo)致地表出現(xiàn)冷熱異常的現(xiàn)象，并以熱紅外遙感圖像的形式顯現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)，紅外遙感能夠?qū)Ρ贿b感的物體進(jìn)行全天候，即24小時(shí)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水文地質(zhì)變化情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.4憑借物質(zhì)原子核特性差異，實(shí)現(xiàn)物理直接找水目標(biāo)

現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法研究人員在充分利用物質(zhì)原子核特性差異的基礎(chǔ)上成功研發(fā)了一種可直接在地面應(yīng)用的核磁共振勘察法。該方法可以對(duì)底層內(nèi)水質(zhì)分子的核磁共振信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)，通過(guò)這種信號(hào)變動(dòng)規(guī)律（在一定條件下，地面可獲取的核磁共振信號(hào)幅值與勘探地區(qū)地下水含量的豐富程度是成正比的）的研究來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其所勘察區(qū)域（勘探深度≤150米）內(nèi)地下水分布的狀態(tài)。就世界現(xiàn)階段相關(guān)研究成就來(lái)說(shuō)，這種可實(shí)現(xiàn)直接找水的地面核磁共振勘探法是唯一的。

3 結(jié)論與展望

通過(guò)上述內(nèi)容可知，無(wú)論從技術(shù)水平和操作的熟練程度來(lái)看，還是從應(yīng)用的范圍來(lái)看，現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用已經(jīng)比較成熟、廣泛，可以說(shuō)，國(guó)內(nèi)在這一方面的研究和發(fā)展還是值得自豪的。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，現(xiàn)階段的現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法還是有很大進(jìn)步空間的，即當(dāng)前我國(guó)所掌握或擁有的現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法和技術(shù)尚存在不同程度的缺點(diǎn)，需要更高水平的技術(shù)措施予以彌補(bǔ)。并且，隨著地質(zhì)勘探領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，以及專(zhuān)業(yè)地質(zhì)研究人才的不斷增多，不斷的夯實(shí)基礎(chǔ)、積累經(jīng)驗(yàn)、虛心借鑒、與時(shí)俱進(jìn)仍是促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用發(fā)展的主要方向和必經(jīng)之路。

[1]嚴(yán)曉輝.論現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合作用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2013,(12)：202-202.

[2]夏利明.現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,(30)：293-293.

[3]齊永志.現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2016,(34)：35.

[4]趙實(shí).現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng),2010,17(9)：17-18.

[5]張少勇,劉偉超,田慧娟等.現(xiàn)代水文地質(zhì)勘察方法在找水中的綜合運(yùn)用[J].中州煤炭,2010,(1)：20-23.

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1007-6344（2017）05-0308-01