水文地质学篇1

关键词：煤田水文地质;勘探;问题

Abstract:thetotalamountofcoalresourcesinourcountrycamesecondintheworld,theworld'sfirstproduction,one-timeenergyconsumptionintheproportioninourcountry,coalaccountedformorethan70%.Therefore,coalfieldhydrogeologysurveyworkneedstobestrengthened.

Keywords:coalfieldhydrogeology;exploration;problem

中图分类号：[P345]文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

煤矿水文地质勘察的概念与特征

1、地质勘探定义：是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。

2、勘察类型:

（一）资源勘察

石油、煤炭、天然气、金属非金属矿产资源等；

（二）工程地质勘察

大型及重要建设项目场地：港口码头，机场等；

（三）水文地质勘察

水文地质勘察是为各种专门目的而进行的比较详细的水文地质勘察工作。一般在水文地质普查的基础上进行，采用较大的比例尺。如供水水文地质勘探、矿床水文地质勘探、地热水文地质勘探等。在工作中一般要投入较多的勘探工程量。与工程的设计阶段相适应，专门性的水文地质勘探常可分为初步勘探和详细勘探两个阶段，每一阶段工作的结果都要提交专门性的水文地质勘探报告和有关的图件。

二、陕北煤炭基地水文地质勘察及供需水现状

1.榆横矿区，榆横矿区为陕北煤炭基地规划区,且尚未进行过专门的水文地质勘查工作,为煤炭工业的可持续发展考虑,应及时开展煤田水文地质勘查工作。

2.榆神矿区，榆神矿区生态环境脆弱,水文地质工作程度低。第四系主要含水层易受下伏煤层开采破坏,保水采煤问题严重。其环境地质问题有地下水位下降、土地沙化及因采煤而引发的地裂缝、地面塌陷等。

3.黄陵矿区，矿区东部煤田勘查程度较高。黄陵县城西部尚有数百km2未进行煤田地质、水文地质勘查工作,有较大的找煤与找水潜力。找水方向主要为白垩系洛河组裂隙孔隙水含水层。由于长期治理投入不足,诱发了多期较大规模的地面塌陷和地裂缝等环境地质问题。

4.彬长矿区，彬长矿区处于建设规划阶段。煤矿开发尚未建配套供水工程。据资料研究表明,矿区西北部,白垩系下统含水层埋藏浅,富水性较强,水质好,呈自流状态；区内具供水意义的主要含水层为白垩系下统裂隙孔隙含水岩组。

5.铜川矿区，分铜川、焦坪两部分开采。主要含水层为白垩系下统裂隙孔隙含水层。主要环境问题有空气污染、废水污染和采空区引起的地表沉陷、滑坡等。

三、我国煤矿区水文地质勘查的规定

1、煤矿防治水规定

第二十九条：矿井有下列情形之一的，应当进行水文地

质补充勘探工作：

（一）矿井主要勘探目的层未开展过水文地质勘探工作的；

（二）矿井原勘探工程量不足，水文地质条件尚未查清的；

（三）矿井经采掘揭露煤岩层后，水文地质条件比原勘探报告复杂的；

（四）矿井经长期开采，水文地质条件已发生较大变化，原勘探报告不能满足生产要求的；

（五）矿井开拓延伸、开采新煤系（组）或者扩大井田范围设计需要的；

（六）特殊地质条件部位或者深部煤层下伏强含水层，煤层底板带压，专门防治水工程提出特殊要求的；

（七）各种井巷工程穿越强富水性含水层时，施工需要的。

2、煤矿安全规程

282条：新建矿井揭露的水文地质条件比地质报告复杂的，应当进行水文地质补充勘探，及时查明水害隐患，采取可靠的安全防范措施。

四、改善煤矿水文地质勘察的方法与手段

1、水文地质测绘

方法：水文地质调查，地面和井下水文地质观测

手段：测绘、观测、填图、绘图、记录等

水文地质调查内容包括：资料收集、地貌地质、地表水体、井泉、古井老窑生产矿井、周边矿井、地面岩溶调查。

煤矿防治水规定中有比较详细的要求

2、水文地质钻探

它所完成的任务内容包括以下几个方面：

（1）完善并建立含水层水动态观测系统；

（2）形成矿井水文地质试验系统；

（3）为岩石力学性能测试取样、测试提供条件；

（4）探查目的含水层岩性、厚度和富水性；

（5）探查开采煤层底板至奥灰含水层间隔水层岩性、厚度及隔水性；

3.物探

利用地球物理的原理，根据各种岩石之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异，选用不同的物理方法和物探仪器，测量工程区的地球物理场的变化，以了解其水文地质和工程地质条件的勘探和测试方法。有：地面瞬变电磁法、直流电法、频率测深法、音频电穿透法、瑞雷波地震勘探法、槽波地震勘探法、高分辨地震勘探法、地质雷达勘探法

4、化探

水化学分析方法的简称。地下水的化学成份往往代表着其赋存地层的环境特征，按照各种特征离子的含量、矿化度、水质类型等，可以对不同含水层地下水做出区分，从而对井下涌水的来源进行识别。

（一）、简分析：

了解区域地下水化学成分的概况。项目少，精度要求低，

简便快速，成本不高。分析内容：除温度、颜色、透明度、嗅味

味道外，定量分析HCO3、SO4、CL、Ca、总硬度、PH值。通过计算，求得

NO3、NO2、NH+、Fe2+、Fe3+、H2S。

（二）、全分析

项目多，要求精度高。通常在简分析的基础上选择有代表性的水样

进行全分析，以全面了解地下水化学成分，并对简分析结果检核。一般

定量分析内容：HCO3、SO4、CL、Ca、CO3、NO3、NO2、NH+、Fe2+、Fe3+、H2S

煤矿水文地质勘探方法与手段

5、水文地质试验

抽水试验、放水试验、注水试验、连通试验、水文地质试验设计等

6、水文地质测试

岩石物理力学性质测试、地应力测试、煤层顶底板破坏深度测试、专项测试专项设计、带压系数测试

7、矿井涌水量计算

矿井涌水量计算必须建立在正确认识矿区水文地质条件基础上，建立矿区水文地质模型和数学模型选择有代表性的参数及合理的方法计算矿区正常和最大涌水量。主要方法有：比拟法、数理统计法、水均衡法、解析法、数值法和物理模拟法等。必须注意计算方法的使用条件，有条件时应采用几种方法计算对比。对计算结果应进行详细评价，分析论证计算涌水量可能偏大或偏小的原因，推荐排水设计的矿井涌水量。由于水文地质勘探手段的发展，当前的矿井水文地质勘探工作已打破以测绘、钻探和抽（放）水试验为主体的单一格局，而代之以钻探、物探、化探、抽（放）水试验、示踪试验、工作面测试的综合勘探和从概念模型到数学模型的模拟计算，定量评价以及计算机的广泛应用。

五、煤矿水文地质勘探新技术

1、遥感；2、井下高压钻孔施工；3、矿井物探；4、化探；5、地温测量6、放水试验；7、地震等物探资料精细解释；8、底板破坏深度探测技术：钻孔压（注）水钻孔声波测井、电磁波法、钻孔成像、顶底板相对移近量、单体支柱压力、钻孔相对地应力测量、声波大地电场法等；9、定向钻探技术：采用定向钻探技术，确定导水陷落柱等地质异常体形状和范围。10、计算机模拟技术。11、基于现代高精度分析仪器的水力联系判别：如电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP）可在3min内测72项指标；11、实验室微观分析

遥感图象主要解译的地质问题：

a.地质构造(特别是活动构造)与地貌基本轮廓；

b.断裂及隐伏断裂、隐伏构造的位置及其富水的可能性；

c.外动力地质现象(滑坡、坍塌、泥石流、坡面冲刷、河流侵蚀、风蚀与风成堆积、冰川冻土、岩溶塌陷、地裂缝等)的分布；

d.泉点、泉群、泉域、地下水溢出带出露位置、地表水体以及河流、水田、沼泽地、盐碱地的分布；

e.古河道及浅层淡水的分布范围与可能富水地段；

f.各类地层岩性的分布范围；

g.地表水体污染情况，工业与生活废物堆放场地的分布

水文地质学篇2

关键词：水文地质；环境地质；工程地质

中图分类号：P641文献标识码：A

水文、环境以及工程地质的研究属于公益性、基础性的工作，事关国家生态管护、环境保护、资源安全等经济社会发展。目前，国家正处于经济社会转型的关键时期，我们必须顺应国际大趋势，多学科综合研究，依托高技术，解决、探索人类所面临的一系列科学难题，为此水文地质、环境地质以及工程地质必须要向着科技化方向发展。

一、水文地质、环境地质、工程地质概述

（一）水文地质

水文地质是地理学分支学科，指自然界中地下水各种运动和变化的现象。对于水文地质的研究主要有两个任务：治水、找水。目前在找水方面，主要利用岩溶裂缝水和第四系含水层，取得的效果非常好。对于碎屑沉积岩、深浅变质岩、新老火山岩以及碳酸岩分布的研究，对导水、容水构造方面的寻找都取得不错成绩。例如，利用激发极化衰变场法，确定玄武岩裂缝含水区井位，利用电场选频法找水、确定井位，对全国地区水资源运用起到巨大作用，有效推动了经济发展。

（二）环境地质

环境地质这一词最初起源于20世纪中叶，是为了解决地面沉降、泥石流以及滑坡等方面而提出的。环境地质研究的主要内容和任务是对大面积灾害地质的调查、对国民经济开发区和主要交通干线进行评价分析，采用科学的环境地质探测方法，可以在一定程度上减少自然灾害对人类的威胁。目前来看，我国环境地质研究在地面水源、土壤污染、以及地下污染方面取得了不错成绩，为日后的环境污染治理提供了大量研究资料。

（三）工程地质

对于工程地质的研究主要是为工程应用而服务，主要的研究内容包括，地震、岩体稳定性、地质灾害等等。在建筑中，对于地基土的要求非常严格，因此对于工程地质的研究显得非常有意义。目前来讲，对工程地质的勘察探测方法是多样的，具体包括：地质雷达测量、微震测量、井中和地面测温以及声波法等等。在工程施工中，工程地质学发挥着无可替代的作用，如路基地基压实检测、隧道衬砌检测以及桩基质量无损检测、地质构造检测等等。

二、水文地质环境地质以及工程地质的科技化发展方向

（一）水文地质环境地质以及工程地质科技化发展所要遵循的线索

根据我国经济发展状况以及国情，水文地质环境地质以及工程地质科技化发展应该遵循以下三条线索：

1科学化发展方向应该以国家重点工程为依据，具体包括，南水北调、西北水资源三峡工程等等。

2科技化发展应该以为政府职能服务、为履行政府法律作为方向。政府职能服务包括地质环境监测、地下水监督利用等等。政府法律包括，环境保护法、水资源法以及矿产资源法等等。

3科技化要向多学科延伸。对于水文地质环境地质以及工程地质的研究，实质上就是利用地质学基础知识在环境科学以及土木工程学上的应用，由于在工程建设中所涉及专业领域比较广、比较复杂，这就要求向多学科延伸。

（二）水文地质环境地质以及工程地质科技化具体发展方向

1隧道工程。军事工程、地下铁道、采矿工程、水利工程、公路以及铁路等等都包含隧道工程，并且是必不可少的。对于铁路建设来说，我国已经有60年余年的历史，其中在隧道建设方面遇到的主要问题就是岩溶地层止水问题，最典型的就是大瑶山隧道建设，其隧道长度为14.925km，通过岩溶区深埋为400m～500m左右，长度在1km左右，曾经在20世纪90年生过一次重大的涌水涌砂事件，造成铁路瘫痪，因此国家提出了关于隧道深层岩溶治水技术相关的研究课题，其中大部分都属于水文地质环境地质以及工程地质相关知识，此课题的提出充分体现了科研为生产服务、生产和科研相结合的科技化发展方向，因此，在今后的发展中应该充分突出这一主题。

2岩石边坡。边坡问题在水库回水、水利工程坝基、水运航道、公路沿线、铁路工程中表现的非常普遍，影响岩石边坡的主要因素包括，河谷外鼓、河谷卸荷回弹、采煤活动对上覆地层的影响、硬岩地层中软弱夹层的风化以及长河谷下沉对边岸的影响等等。

3填海造地和围湖造田。为了扩大耕地面积，实施了大量填海造地、围湖造田的项目，由于缩小了胡泊的实际面积，从而促使泥沙积累速度加快，水文地质与环境地质发生变化，水灾严重、洪涝不断，为解决此问题，应该加强这一方向水文地质与环境地质科技化发展。

4干旱地区地下水开发。我国干旱地区主要集中在西部地区，主要包括：柴达木盆地、河西走廊、鄂尔多斯盆地等等。当前的水资源系统主要模式是，雪山融水进入水库，然后从山前沿着河道向地下渗入，最后从平原地区溢出，最终形成绿洲，在今后发展上要从农业灌溉、地下水与地表水的人工改进上做进一步的调节。

5为规划服务。近些年来发展起来的水文地质环境地质以及工程地质工作，更多是为规划服务，呈现出多种多样的形式。具体包括，中国地质灾害图、全国环境地质图系以及图文结合的中国重点城市地下水资源开发利用对策等等，为工程的建设与发展提供了科学的依据与资料，在今后的发展中仍然要以此为方向。

结语

正确把握社会需求与科学发展趋势，摒弃传统单学科发展思维，扩展视野是促进当今水文、环境以及工程地质学发展的关键，本文主要针对水文地质、环境地质、工程地质基本概念以及科技化发展方向进行研究探讨，希望对我国地质科学的研究起到推动作用。

水文地质学篇3

【关键词】水文地质勘察；工程地质勘探；重要性

现阶段，随着国家经济的发展。各地开展的大型工程项目数量不断增加，这在很大程度上促进了地质勘探行业的发展。作为决定工程项目可行与否的关键因素之一，工程地质勘探需要考虑众多因素，水文地质勘察便是其中不可或缺的一部分，它能准确对地下水位的升降和移动变化进行掌握，进而确保工程安全性，因此水文地质勘察在工程地质勘探中发挥着重要的作用。

一、水文地质勘察的内容和影响因素

（一）水文地质勘察内容

从字面意义上来说，水文地质主要是指地下水规则或不规则运动变化，在工程项目中起着关键性地作用，并随着生产和发展的需要逐渐形成一门独立的水文地质学。水文地质勘察则是为了保证工程建筑物在规划设计、施工、使用等方面符合安全、经济和合理的标准，将基础设计和评价地下水对岩土工程作用及危害结合起来，强调勘察岩土的水理性质，并客观评价建筑工程施工地区水文地质问题。其中，岩土水理地质是岩土工程地质性质的重要标志之一，指的是岩土和地下水之间的相互作用引起的对岩土强度的影响，岩土水理地质在很大程度上会对建筑工程的稳定性产生直接影响。另外，从工程项目角度来说，水文地质勘察还强调在对地质问题进行深入分析，并结合当地不同的地质条件和环境做出科学合理地工程设计图。在进行水文地质勘察的过程中，还应对建筑物的地基类型进行深入分析，按照不同工程需求，对不同地质工程可能存在的水文地质问题进行预防性控制。但是，在以往的地质勘探任务中，勘探人员往往忽视水文地质勘察工作，将其流于形式，这极易导致其对岩土工程地质性质的评价存在片面性。

（二）影响水文地质勘察的因素

影响水文地质勘察工作的因素多样，主要有以下几个方面：首先，工程勘察场地的复杂程度。通常情况下，工程勘察场地主要包括简单场地、中等复杂场地、复杂场地三种类型。简单场地一般地形平坦，地貌单一，岩石和土性质单一，地质情况优良，地下水不会威胁到建筑的地基基础；中等复杂场地则是指地形起伏大，地貌单元多，岩石和土性质变化大，地下水埋藏浅，极易影响建筑地基的稳定性；复杂场地是地形起伏大、地貌单元多，岩石和土性质变化大。场地内存在震动敏感地带，地下水埋藏浅，威胁到建筑地基基础，且不良地质现象发育。其次，对建筑场地地质的研究程度。工程勘察之前，对建筑场地的地质研究深入程度直接影响着工程勘察工作量的高低，通常在对地质条件较少研究的建筑场地，基于勘察经验的缺失，往往需要增加勘察工作量。反之则少。再次，建筑物的等级程度。基于建筑基底荷载大小及地基损坏造成的危害性可将建筑等级分为三个层次：具有严重损坏后果的一级建筑物、基地荷载大破坏后果严重的二级建筑物、基地荷载不大损坏后果较轻的三级建筑物。

二、水文地质勘察在现代工程地质勘察中的重要性

水文地质勘察在现代工程地质勘探过程中有着至关重要的作用。首先，水文地质勘查工作有助于建筑工程的顺利施工。通常情况下，水文地质勘察包括揭示地质构成、提供土体的力学指标这两个方面。在决定基础处理方案的制定和选择中，地质构成直接发挥着关键性的作用，并且土体的力学指标对建筑工程的造价有着重要的影响。另外，值得注意的是，考虑到地下看得见、摸不着的特性，对地质结构的观察必须依靠钻探勘察之类的工作，再加上建筑工程所在的场地是独一无二的，这就使得工程地质勘探工作得出的勘察结果并没有可比性。所以，建设单位更需要在地质勘察单位的选择上进行综合考虑，选择专业技术性强、操作规范、并且能够为建筑工程的顺利进行提供较为完善合理的勘察成果的优质勘察单位，可以说，这对建筑工程的顺利施工是极其有利的。

其次，水文地质勘察工作能够促进建筑工程质量的提升。从客观上来说，现代工程地质勘探工作仍存在诸多亟待解决的问题。比如大多数水文地质勘察单位对建筑工程的概念认识不清，不明确地质勘探侧重点，整个水文地质勘察过程缺乏针对性，并且水文地质勘察手段和技术落后，造成勘察结果与实际情况存在较大误差。另外，在水文地质勘查中，对地质情况进行分析报告时，所使用的理论、方法、计算公式等较为落后或与实际情况不相符。在作出地质报告时，存在基本地质条件实况模糊不清，不明确主要工程地质问题的界定，以及部分关键问题遗漏现象。还有些水文地质报告没有地质结论，更有甚者，由勘测人员先行定下结论，然后才进行相应的地质勘察等。上述问题在现代地质勘探工作中普遍存在，这是造成阶段性工程审查无法一次通过的关键因素，导致建筑商开发时机延误，造成巨大损失。或者是通过审查，但却在建筑施工过程中留下较大隐患，严重威胁到工程质量和施工安全性。所以，在建筑工程中应该严格按照规范程序对建筑场地的水文地质情况进行科学合理地勘察，这样才能保证建筑工程质量的提升。

最后，水文地质勘察能保证建筑地质构成与施工相符合。在以往的众多工程地质勘探过程中，大多缺乏对勘察质量的监管。事实上，在工程实施前期，就应该经由专业的水文地质勘察单位对建筑工程地质情况进行科学勘察，但大多数建设单位缺乏此认识，忽视水文地质勘察工作的重要性，致使勘察结果与实际相悖。同时，考虑到水文地质勘察工作环境的特殊性，需要专业的地质勘察单位独立完成，若疏于监督，可能使勘察工作存在诸多漏洞，影响建筑质量。除此之外，对施工图和地质勘察结果的严格审查也必不可少，这样才能充分保证建筑场地地质构成与实际施工情况相符，从而更加准确地对力学指标进行判断。

三、总结

水文地质勘察工作作为工程地质勘察的重要组成部分，其勘察成果的科学合理性直接影响着建筑物的安全和造价，需要得到高度重视。而要想做好水文地质勘察工作，需要水文地质勘察人员拥有高度责任感和较强的专业技术，并积极进行先进科学技术等，充分发挥水文地质勘察在现代工程勘察中的作用。

参考文献：

[1]韩爱臣.水文地质问题在工程地质勘察中的重要性[J].今日科苑，2009.

[2]田学君.浅析水文地质对工程地质勘察的影响[J].考试周刊，2010.

水文地质学篇4

关键词：水工环发展建议

1水工环地质研究现状概述

（1）水文地质研究现状：在最近几十年里，水文地质学发展迅速。从基本概念和基本理论，到模型与模拟研究，再到成果展示的数字化，使水文地质工作从定性分析发展到定量研究的新阶段。野外探测和室内测试技术的提高，现代科学的新理论与水文地质学的结合以及新技术、新方法在水文地质领域的应用，都极大地促进了水文地质学的发展。

（2）工程地质研究现状：工程地质学是20世纪20年代从地质学中脱胎而出的，经过近90年的发展，而今已成为一门理论基础坚实、研究内容丰富、与工程建设及人类环境密切相关、且具有各分支学科、应用性很强的地学学科。在大量吸取国外先进理论和技术方法的同时，创立了自己新的理论，形成了具有中国特色的工程地质学理论体系。

（3）环境地质研究现状：随着全球性生态环境的日益恶化和自然灾害危害的不断加大，人类的生存和发展受到了严重的威胁。如今，环境地质工作是可持续发展的核心问题之一，而且环境地质工作肩负着保卫国家生态安全的重任，很多国家已经把工作部署整体上向环境地质转移

2水工环工作存在的问题

尽管水工环地质工作一直处在国家、社会与国民经济发展的前沿，但是仍需“更加紧密地与国民经济与社会发展相结合，更加主动地为经济与社会发展服务”。目前，在水工环地质调查工作中尚存在如下亟待改进和加强之处：

（1）大调查队伍不健全：为了适应地质工作由资源型向资源+环境型转变，中国地调局机关成立了水工环部，极大加强了水工环地质调查工作的管理能力。老一代地质工作者仍然是地质大调查的主力，而目前尚未培养出足够多的具有较高战略分析和综合分析能力的中青年骨干队伍。

（2）国家层次的地调项目不够：目前水工环大调查项目几乎涉及各个领域，覆盖全国，但是，由于经费投入明显不足，因此，像“400个县市地质灾害调查与区划”，“鄂尔多斯周缘地下水”，“长江中下游水患区环境地质调查”等反映国家意志，具有较强公益性、战略性和基础性的项目不多。应该按照“有所为有所不为”的原则，对水工环地质工作全面规划，使有限的资金产生更大效益。

（3）成果转化亟待加强：“长江中下游水患区地质环境调查”、“黄河中下游地质环境调查”、“首都圈地区环境地质与水文地质调查”、“塔里木盆地地下水资源勘查”等许多项目已在实施并取得初步成果，应该尽快将水工环地质调查成果推向社会，力争参与到这些地区社会与经济发展建设计划中去。

3水工环工作的建议

（1）工作部署原则：水工环地质大调查工作部署原则，总体上必须以副总理提出的“一个根本转变，两个更加”作为开展工作的战略方针，以寿嘉华副部长提出的“四个定位，五个提升，九个部署”为工作重点，它要：①更加主动地为社会和国民经济发展服务。水工环地质工作是在国家经济建设中诞生的，随着国家经济建设的飞速发展而迅速成长壮大。②全面提升调查水平，更加代表国家意志。③应具超前意识，并服务于全过程。因此，应该及早开展以生态环境地质为主题的三峡库区地质调查，重点了解库区第四纪地质与库岸变迁、移民迁建区人工开挖与地质灾害、25°以上斜坡地与生态环境保护等问题。

（2）加快战略和规划的制定；以水工环发展战略思想为指导，尽快完善我国水工环地质调查规划，真正体现国家意志，并以此作为编制实施计划和项目申请立项的依据，通过数年的努力，真正使我国水工环地质工作提升到新的水平。

4需要建立一个发展目标

这个目标就是“实现水工环科技的现代化”。什么是“现代化”？说法很多，国内外有不少种说法。水与土是水工环研究对象，是基础。水工环的现代化要以为人类进步服务为目的，要与社会的持续发展相适应。从发展角度来看，水工环工作，在认识上要有几个重大转变：

（1）从点的认识向区域转变――是认识在空间上的拓宽；

（2）要从浅部向深部转变――从地球层圈角度看问题；

（3）要从静态认识向动态认识转变――时间上的连续；

（4）要从对现在转向未来――从发展上来看问题。要广纳、吸收其他学科的新成就，并使之转化成为水工环的理论发展的驱动力。问题就在于缺乏现代化技术的应用和现代化理论基础。

5水工环科技发展规划中应考虑的主要领域

（1）我国自然区域性水工环问题，即与区域发展建设有关的水工环科技问题的研究。我国特有的区域，如青藏高原、黄土高原、西北干旱区、华北大平原、西南岩溶区等等，既有不同的区域性水、工、环问题，又是我国独特的自然区域，这些区域性问题的系统研究，可以使我国水、工、环科技工作在国际上独树一帜。

（2）土地资源可持续利用与保护方面，是我国国计民生、长久的根本大计，是中国人民生存的根基。

（3）我国陆地水资源（包括大气降水、地表水、地下水）的形成、利用、动态变化趋势

（4）陆缘地下水与海洋相互作用及其环境问题。

（5）自然、地质灾害的预报、预警、监测的系统工作。

（6）自然、地质灾害的形成、发展机理的地学研究。

（7）现代探测、测试、分析等技术和实验模拟技术的提高和发展。

（8）有害固体废弃物和有害污染水造成的环境问题。

（9）城市发展中的环境地质问题。

（10）大陆水循环、演化问题。

（11）人类工程活动诱发的环境地质问题。

（12）经济技术活动产生的化学过程形成的环境地质灾害问题。

参考文献：

[1]汪俊清.国土资源水工环地质勘查.宁夏年鉴，2004：215

[2]戚莓.地质新疆水工环地质信息中心成立.新疆年鉴，1998：249

[3]项怀顺.地质矿产水工环地质勘查.安徽年鉴，1993：167-168

[4]项怀顺.安徽省地质矿产工作水工环地质勘查.中国地质矿产年鉴，1993：238-239

[5]宋华.矿产资源管理水工环地质勘查.中国国土资源年鉴，2000：359

水文地质学篇5

论文关键词：高职院校；水文地质学基础；课程建设；教学方法改革

《水文地质学基础》是高职院校金属矿产地质与勘查技术专业、水文地质与勘查技术专业，金属矿开采技术专业、矿山地质专业的专业基础课。水文地质学是研究地下水的科学，主要研究在岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律兴利除害，为人类服务。通过该课程的学习，可以掌握水文地质学的基本概念、理论和方法，为以上4个专业的专业课程学习奠定良好的基础，为学生在实际工作中参与地下水的观测、进行地下涌水的处理等提供理论依据，因此，搞好这门课的教学显得尤为重要。

《水文地质学基础》课程教学存在的问题

据统计，云南省有5所高职院校开设了资源开发与测绘大类专业。笔者所在的学校自2005级开始在金属矿产地质与勘查技术专业、金属矿开采技术专业、矿山地质专业中招收高职全日制脱产和函授大专学生，到2010年已有三届毕业生、三届在校生。先后有10个教学班开设了《水文地质学基础》课程，笔者一直承担该课程的教学工作。结合教学实际，笔者认为，在高职院校《水文地质学基础》课程的教学中普遍存在以下问题。www.lw881.com

对《水文地质学基础》课程的性质和地位认识不足在高职教育中，资源与测绘大类的专业少，开设《水文地质学基础》课程的专业更少，学习本门课程的人数少，课程在专业以外的认知度低。在笔者所在的学校，制定高职人才培养方案时，《水文地质学基础》应作为金属矿产地质与勘查技术专业的专业基础课还是专业主干课，曾在相关教师中发生了激烈的争论，最终根据教育部教育司2005年版的《高职高专专业概览》才尘埃落定。

使用的教材多为高等学校教材，与高职教育的要求不相匹配高职教育主要培养具有一定理论知识和较强实践能力，面向生产、建设、管理、服务第一线的高素质技能型专门人才。要求学生具有够用的理论知识，较强的动手能力和工作适应性，强调学生在实际工作中要“素质高，上手快，技能强”。高职教育与高等教育培养高级专门人才的目标是不同的。培养目标的不同决定了教学内容的不同，但是，在高职实际教学中，《水文地质学基础》主要选用的大多是高等院校的教材，学科理论介绍多，实际应用介绍少。

适合课堂教学的电子课件少，教师多沿用传统教学模式，教学方式单一《水文地质学基础》课程专业性强，尽管近年来多媒体电子课件在网络上随处可见，但关于《水文地质学基础》课程的课件少之又少。要做好一件成熟的实用的电子课件，需要大量的资料和图片，但由于专业性较强，这方面的资料往往有一定的保密要求，一般人很难找到相关资料，再加上水文地质工作目前主要是相关专业的工程技术人员在实施，高职教师参与很少，导致现在的课件以罗列教材中的内容为主，质量不高，适用性和吸引力不强。

教师大多沿用传统教学模式，教学方式单一在实际教学中，《水文地质学基础》的任课教师大多采取单一的讲授形式，教学仍然是以课堂为中心、以课本为中心、以教师为中心，整个教学过程都在教室里完成。学生没有机会到实地考察，将理论与生产实际对应，因此，学习的积极性、主动性较差。学生的注意力主要集中在接受教师传授的现成知识上，学习围绕课本和考试，沿袭着“上课记笔记、下课抄笔记、考试背笔记”的传统学习方式。讲授方式单一，课程缺少吸引力，导致本门课程枯燥无味；学习方式单一，学得快，忘得快，导致课程学与不学一个样；再加上有些学生本身对所学专业认识不清，更是降低了课程学习的积极性。

《水文地质学基础》课程的教学体会

笔者从2006年开始讲授《水文地质学基础》课程，到2010年，已经完成了10个教学班的教学工作。经过在教学中不断总结和完善教学方法，归纳起来主要有以下三点体会。

根据专业特点，确定教学目标高职院校金属矿产地质与勘查技术专业、水文地质与勘查技术专业、金属矿开采技术专业、矿山地质专业的学生学习《水文地质学基础》课程的目的，并不是要把他们培养成为水文地质专家或专门从事水文地质科学研究的专业人员，而是让他们掌握水文地质的基本概念和基本理论，能够将水文地质理论和技术应用于其今后的工作领域，成为既熟悉本专业业务，又掌握水文地质基本概念和基本理论的技能型人才。对这些专业的学生进行水文地质教育，应该面向金属矿产地质与勘查、水文地质与勘查、金属矿开采、矿山地质等工程领域的应用，以掌握基本理论、突出实践应用为目的。因此，本门课程的教学目标是讲清《水文地质学基础》的基本概念、基本理论，重点抓好基本概念、基本理论的实践性和实用性教学。

根据教学目标，增加课程的实践性和实用性教学笔者所在学校属于企业办学，隶属国有大型企业集团，在学生实习实训和企业工程技术人员到学院兼职讲课等方面具有得天独厚的优势和条件。结合集团与学校的实际情况，笔者重新编写了高职《水文地质学基础》课程的教学大纲，突出了课程的实践性和实用性。在实际教学中逐步尝试进行课程改革。首先是改变单一的教学方式。在2006、2007级金属矿产地质与勘查技术专业的《水文地质学基础》课程讲授中，尝试性地引入讨论式教学和现场教学。在讲授“岩石中孔隙”时，先讲清基本理论，然后通过布置课外作业的方式，让学生通过互联网或相关书籍查阅砂岩、泥岩、泥质灰岩中孔隙的异同，最后让学生结合《普通地质学》、《岩石学》等课程展开讨论，加深对理论知识的理解。在对2007级金属矿产地质与勘查技术专业的学生进行生产实习动员时，笔者结合实训基地的情况，向学生介绍了即将实习的工作区的水文地质情况，并要求学生在实习过程中收集实习矿区的水文地质资料。这一尝试在学生一年后的毕业论文中收到了很好的效果，笔者参与评阅的12份毕业论文中，有多达11份介绍了实习矿区的水文地质情况，有的还提出了矿山巷道涌水的处理方案。在给2008级金属矿产地质与勘查技术专业的学生讲授“大气降水入渗机制”时，恰逢降雨，笔者便直接将学生带到一个建筑施工工地，通过地表的一个新鲜垂直剖面给学生介绍此部分内容，极大地提高了教学效果和学生学习的热情。其次是积极与实训基地的工程技术人员沟通，建议实训基地的工程技术人员在学生进行认识实习、课程实习、生产实习及毕业实习的过程中注意介绍水文地质的内容，包括地下水量的计算、地下涌水的处理、矿山巷道水的处理等，增加课程对实际工作的参与性，提高学生学习的主动性。教学方式的改变和调整，大大增强了课程的吸引力，得到了学生的一致好评。

制作ppt演示文稿，增加课程讲授的直观性和吸引力从2008年开始，笔者将教学讲义的部分章节做成ppt演示文稿，利用多媒体将枯燥的教学内容通过图片和动画展示出来，大大提高了课程讲授的直观性和吸引力。

《水文地质学基础》课程教学方法改革思路

高职教育作为高等教育的一个类型，肩负着培养面向生产、建设、管理和服务第一线需要的高技能人才的使命，在我国加快推进社会主义现代化建设进程中具有不可替代的作用。随着我国走新型工业化道路、建设社会主义新农村和创新型国家对高技能人才要求的不断提高，高职教育必须向培养大量高素质技能型专门人才转变和发展。高职教育的人才培养模式必须强调实用性和技能性，这就要求在高职课程建设中充分考虑课程的实践性环节。

应进一步明确高职院校《水文地质学基础》课程的实践性教学目标高职院校开设《水文地质学基础》课程的目的是学习水文地质的基本概念、基本理论及其应用。课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。高职院校要积极与行业企业合作开发课程，根据技术领域和职业岗位（群）的任职要求，参照相关的职业资格标准，改革课程体系和教学内容，要根据现在和将来的实际应用及需要确定教学目标和教学内容。近年来，各种地质灾害频发，不断地提醒人们必须加强对自然科学知识的学习和应用，才能增强人类改造自然的能力。《水文地质学基础》作为一门自然科学类课程，有责任在人类改造自然的进程中对其研究领域的知识进行普及和介绍，让更多的人了解其学科性质和内容，因此，在教学目标中突出实践性和实用性至关重要。

应充分发挥多媒体教学的优势，增加课程的直观性和吸引力《水文地质学基础》课程的应用性和实践性较强，如果沿用传统的教学方法，与学生学习的心理相违背，教学效果肯定不理想。多媒体技术的迅速发展为教学提供了很大的方便，在《水文地质学基础》课程的教学中必须使用现代化的教学手段，将枯燥的理论形象地展示出来，增加课程的直观性和吸引力，提高教学效率和教学质量。在教学过程中，针对水文地质的具体教学内容、（地球上的水及其循环、岩石中的孔隙与水分、地下水的赋存、地下水运动的基本规律、毛细现象与包气带水的运动、地下水的化学成分及其形成作用、地下水的补给与排泄、地下水系统、地下水的动态与均衡、孔隙水、裂隙水、岩溶水、地下水资源、地下水与环境）学习目标及学生特点等具体情况，采用不同的多媒体形式进行教学。例如，在讲流网时，可引入如何判断矿区的潜水含水层和地表水的补给关系的内容，利用动画模拟地下水的流动方向，从而判断它们之间的补给关系。这些直观的演示可以加深学生对流网的认识，并可以充分发挥学生的视觉、听觉、触觉等器官的功能，使学生在轻松愉快的环境中，用有限的时间获得更多的信息和知识。若能结合专业特点以及课程内容设计一些课件，会使教学活动更加丰富多彩。

应增加《水文地质学基础》课程的实践性、开放性教学针对《水文地质学基础》课程应用性、实践性较强的特点，增加实践性、开放性教学环节是该课程改革的重点。要实现这一目标，仅靠高职院校自身力量是不够的，高职院校要紧密联系行业企业，实施校企合作，与企业实现资源共享，聘请行业企业的工程技术人员和能工巧匠到学校担任兼职教师，将工程技术人员和能工巧匠多年在生产一线积累的水文地质理论和经验带进课堂，将水文地质学基础理论和方法应用于实际工作的事例带进课堂，增加教学的针对性和实践性。若能在学生实习实训时，请带实习实训的工程技术人员针对具体工作面对水文地质学基本理论和方法进行讲解，整个课程的教学就会更上一层楼。

水文地质学篇6

摘要：本文综合利用了水文地球化学方法中的数理统计、Piper图和Q型聚类模糊分析，对朝川矿水文地质规律进行了分析。研究结果表明：河水，水库水，第四系孔隙水与岩溶水有密切的水力联系，岩溶水为矿井的主要充水含水层。砂岩裂隙水与其他含水层基本没有水力联系，补给源少，对矿井充水意义不大。并为矿井能制定有效的防治水措施提供了科学依据。

关键词：水文地球化学水化学特征Q型聚类模糊分析水力联系

煤矿水害做为矿上几大灾害之一，一直是制约我国煤炭开采活动和煤矿可持续发展的重要因素。在治理水害中，我国形成了许多行之有效的方法、理论和技术，但矿区地下水的补给，径流和排泄条件是一切研究的重要基础。只有充分认识和了解矿区的水文地质条件，才能制定合理有效的矿井防治水措施。本文即采用水文地球化学方法中的Piper三线图和Q型聚类模糊分析来分析朝川矿的水文地质规律，为矿井防治水提供科学依据。

一、矿区水文地质概况

朝川矿区位于临汝煤田的东南部，属构造剥蚀低山丘陵及河流冲积平原，中部平顶山砂岩构成丘陵，煤系地层则形成狭长形沟谷，南部寒武系石灰岩组成低山丘陵，呈现岩溶地貌景观。矿区属暖温带大陆性季风气候，多年平均降水量668.1mm，年最大降水量为1170.9mm，年最小降水量为332.8mm，蒸发量为降水量的三倍。矿区为弧形单斜构造，区内构造复杂，主要断裂有北西向与北东向两组，多构成矿区或井田边界，在不同程度地控制着矿区水文地质条件，使朝川矿区成为一个独立的水文地质单元。第四系砂、砾岩孔隙含水层，石炭―二叠灰岩岩溶裂隙和砂岩裂隙含水层，中上寒武系灰岩岩溶裂隙含水层为矿区主要含水层。其中，中上寒武统白云岩含水层在西南部出露，带宽度0.65km，走向延伸长23km，出露面积为15km2。

二、取样与分析

为了解朝川矿区的水化学特征及时间上的演化规律，确定地下水的补给、径流和排泄条件，根据研究目的并结合水化学采样方法，制定了底板灰岩含水层、顶板砂岩含水层等五个深度层面的分层采样的方案，本次工作采集两批矿区水化学样，2004年采集14组，2008年采集26组。其中地表水共10组，第四系孔隙水共14组，砂岩水3组，石炭系岩溶水6组个，寒武系岩溶水3组，混合水样共4组。对其进行了水化学分析，分析项目主要包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、Cl-、硬度、碱度、固形物、pH值等。

（一）数理统计

朝川矿区采集的不同时间和不同含水层的水样的水化学特征分析结果表明：（1）河水水化学特征：由于矿区排水主要通过朝川河流走，水化学类型由2004年的HCO3.SO4―Ca型水转变为2008年的HCO3.SO4―Ca.Na型水，TDS也有0.57134g/L增大到0.78803g/L；（2）孔隙水水化学特征：孔隙水的水化学类型由2004年的HCO3.SO4―Ca型水转变为2008年的SO4.HCO3―Ca型水，可见孔隙水的水质已经变坏，矿化度变化较小；（3）砂岩水水化学类型：砂岩水的水化学类型没有发生变化，可以说明砂岩水，与其他含水层的水基本没有水力联系；（4）岩溶水化学特征：寒灰水的水化学特征由2004年的HCO3.SO4―Ca.Mg型水转变为2008年的HCO3.SO4―Ca型水，矿化度亦有0.821165g/L减小到0.45924g/L。2008年太灰水的水化学类型为HCO3.SO4―Ca.Mg型，矿化度为0.78449g/L，比寒灰水较大，说明由于矿井排水的作用，使太灰水接受寒灰水的补给，亦可由此看出寒灰水为矿井充水的主要含水层；（5）SO42-离子特征：由于灰岩距离煤系地层较近，在煤矿开采的影响下，使以前的还原环境转变为氧化环境，因此使得煤系地层中的黄铁矿氧化成为硫酸盐（FeSO4）与硫酸，使得水中的SO42-含量增加；（6）矿井混合水的水化学类型：由于矿井混合水是由来自不同含水层的水混合而成，因此水化学类型比较复杂，混合水的水化学类型为HCO3.SO4―Ca.Na型，矿化度为1.370448g/L，已达到微咸水类型。

（二）Piper三线图示法

本文采用国际上通用的水化学分类方法，首先计算主要阳离子（Na+、Mg2+、Ca2+）和阴离子（Cl-、SO42-、HCO3-）的毫克当量百分数，使毫克当量百分数大于10%的离子参与水化学类型的分类。可知：寒武系灰岩，石炭系灰岩岩溶水与第四系孔隙水，河水，水库水水化学类型区域重合，说明孔隙水，河水，水库水补给寒武系灰岩和石炭系灰岩水，并且各水体之间相互交替频繁。朝川水库基底为寒武系灰岩，寒武系灰岩浅部岩溶非常发育，水库水透过灰岩裂隙溶洞补给地下水；在朝川河上游，芦店村旁两岸，河谷对第四系厚层沉积物的切割，第四系孔隙水以泉的方式补给河水；在朝川河中游第9勘探线附近，由于石炭系太原组灰岩露头与河谷相交，河水迎着灰岩层面补给地下水，并出现断流。在朝川矿二井以下，二井和一井矿井废水排入朝川河，并在下游通过河流渗漏补给第四系孔隙水，形成了岩溶水，浅层孔隙水，地表水水化学类型基本一致。二叠系砂岩水水质和其他水样有很大的差别，由此可得，二叠系砂岩水和其他含水层没有水力联系。

（三）Q型聚类模糊分析

为了增强对水化学资料的认识和所得结论的可靠性，对水样进行了Q型聚类分析，以获得对水化学特征的定量解释。为了对矿井突水来源进行判别，以采用常见的六种阴、阳离子Na++K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-和TDS为变量，变量名分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7。对所取的34组水样进行Q型聚类模糊分析。二叠系砂岩裂隙不发育，与外界含水层没有水力联系，不会接受地表水体，大气降水的补给，故在掘进的过程中，砂岩裂隙水并不对矿井生产安全造成威胁。

张村矿-250寒武系灰岩水与朝川水库、朝川河上游等地的水样分为Ⅰ1-A-a组，说明其水化学特征相近，证明朝川河水库确实通过灰岩溶洞对西部寒武系灰岩岩溶水进行补给。

朝川矿二水平东、西翼泄水巷所取得太原组灰岩岩溶水水样与时屯、范庄水井水样、朝川河中游水样分为Ⅰ2-A-b组，其水化学特征具有相似性。野外调查发现，当河流流至第9勘探线附近时，由于石炭系太原组灰岩露头与朝川河交叉，河水在此处断流。说明矿区东部太原组灰岩含水层在第9勘探线附近顺着岩层接受朝川河的补给。

三、结论

本文通过收集资料、野外调查、水样分析、室内整理、计算等手段系统研究了朝川矿水文地质规律，为矿井水害防治工作提供了可靠的依据。通过水化学分析得到如下结论：

1.河水、水库水、第四系孔隙水和岩溶水的水化学类型基本一致可说明，它们之间存在明显的水力联系。即河水，水库水主要通过灰岩区以渗漏形式补给寒武系和石炭系灰岩岩溶水，第四系孔隙水主要以泉的形式补给岩溶水。岩溶水为矿井的主要充水含水层，是矿井水防治的主要对象。

2.砂岩裂隙水的水化学特征明显与其余几种水的水化学特征不同，说明与其他水没有水力联系。主要以顶板淋水或滴水形式进入矿井，水量有限，因此对矿井的充水意义不是很大。

值得说明的是矿井水文地质规律的分析和认识是矿井防治水的基础，因此对矿井水文地质规律的分析需要多种科学的方法进行综合研究。水文地球化学方法只有和其他方法结合起来，才能更加明确的认识矿井水文地质规律。

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