地下水动态长期观测毕业论文

库区地下水动态长期观测网的建设和运行，是库区地质灾害研究的一项基础设施，是监测水库周边地下水位变化必不可少的手段。

在1956～1959年期间，由地质总队负责勘探并设置的库区地下水动态长期观测网，是按水库运用水位350m高程时，可能受影响的库周地带布设的，其分布自坝址区伸向上游，北至黄河夹马口，西至渭河耿镇和洛河船舍村，控制面积达7000km2，共设置观测剖面34条，观测孔296个。

观测孔是边建边投入使用的，故观测工作始于1956年，由地质总队观测组(站)负责，1958年并入黄委会三门峡库区水文实验总站。1960年9月水库开始蓄水，因在高水位运用方式下发生严重的泥沙淤积，1962年3月被迫改为低水位排沙运用，随即关闭了大部分观测孔，至1975年10月观测工作全部停止。

但是，库区渭河段的泥沙淤积仍在溯源发展，即常言的“翘尾巴”淤积，致使同流量水位在上升，沿岸潜水位也随之涌高，对关中盆地东部粮仓和西安市的浸没威胁仍很突出。有鉴于此，原地质部第五大队和随后的陕西省第二水文地质队，自1966年至1976年期间，对观测剖面和观测孔进行了四次补充和调整。重点放在渭河南岸临潼至潼关段的低阶地，即原高水位运用时的淹没区，增设有70～78号共9条观测剖面，62个观测孔；同时，接收和修复原由水文总站管理的部分观测孔。截至1986年，仍在观测的剖面有13条，观测孔81个。其中包括渭河北岸10号剖面(4孔)和河南灵宝57号剖面(5孔)(见图12)。

积三门峡水库运用25年的地下水动态观测资料，陕西省第二水文地质队对其进行了统一整编，刊印出版，全称是《黄河三门峡水库区地下水位年鉴(1960～1985年)》，分上、下两册，共1361页，于1986年12月出版，提供给有关部门和地方使用。年鉴编辑工作由陕西省第二水文地质队动态组承担，技术负责白恩辉，有俞山河、孙传尧、蒋少平、金蓉、薛侠、吴贤等同志共同完成。

地质部第五大队成立之后设立的浸没盐碱组，负责库区地下水动态长期观测工作，以后又改称动态组，先后任组长的有马鸿云、李志存、毛庆霞、白恩辉、俞山河、李忠学、王佳武、邱玉龙等，负责观测管理、维修的有岳凤杰、曾昭壁、谢代先三位在职工人。曾不定期地召开农民观测工座谈会，曾请渭南市政府与省地质局第二水文地质队共同颁布观测孔的保护公告。观测项目已简化，只有地下水位一项，逐月汇总分析。每年都要收集水文站河水位、流量和当地气象资料，以及灌区、水源地等干扰因素的调查资料。逐年编制地下水动态分析图表，编写年度报告。

库区地下水动态观测成果，在水库投入运用之前、之后都在发挥其重要作用，简述如下：

1.在水库投入运用之前，利用仅有1～3年的观测数据，为进一步研究和掌握三门峡坝址区和库区的水文地质条件，为预测浸没、坍岸等水库地质灾害，提供了所需的水文地质参数。这个目的和作用早已达到。

2.在蓄水运用时期，研究和掌握水库周边不同水文地质条件的地下水动态特征，划分地下水动态成因类型，圈定潜水涌高范围，研究水库地质灾害的发生发展及其防治措施，探索多泥沙河流水库在淤积回水作用下的潜水涌高，以及浸没预测方法研究等，为合理利用水库提供地质依据，也为未来选择库、坝址和防治水库地质灾害积累了实践经验。在近20年里，第五大队和第二水文地质队，依据库区地下水动态等资料，编写的专题性、综合性、阶段性和总结性地质科研成果就有28份(见地质成果目录)，且大部分已提供给有关部门和地方使用，体现了地下水长期观测工作的作用，达到甚至超过了预期目的。

3.三门峡水库改为低水位全年控制以来，渭河下游地下水长期观测工作及已出版的库区地下水位年鉴(1960～1985年)文献，在工农业和城市开发地下水、水资源评价、渠灌区合理用水等方面发挥着积极作用。如1993年提交的《陕西省华阴、华县平原区水文地质详查报告》(编写人蒋少平、张茂省)，1998年提交的《渭南城区地下水动态研究报告1985～1997年》(编写人邱玉龙、武佳英、赵格宁)，以及几个水源地勘察、水资源评价、水资源管理等，都充分利用了地下水动态长期观测资料，并获得好评。

在此，值得一提的是，由于开发地下水的水源地在增多，范围在继续扩大，促进了盐碱地的脱盐过程，成为高产良田。从而验证了1972年提交的《盐碱地井灌好》等报告所阐明的土壤积盐脱盐原理，揭示出水库浸没灾害的防治途径。

4.还必须提及的是，第二水文地质队曾请示是否停止地下水长期观测工作，地矿部水文地质工程地质司于1983年8月在给陕西省地矿局的复函中指出：“虽然已提交《黄河三门峡水库运用阶段工程地质问题研究报告》，但三门峡水库地区的水文地质工程地质问题仍然存在，积累长期地下水动态观测资料是一项很重要的工作，是短期勘探收集不到的历史资料，因此望能继续进行此项工作。”2000年4月，按照由省地质环境监测总站统管规定，将库区地下水长期观测工作移交给渭南市矿管局地质环境监测站；2002年，改属渭南市国土资源局。

（一）地下水动态长期观测孔（网）的布置

地下水动态观测孔网的位置，主要决定于水文地质调查的目的、任务，调查阶段和水文地质条件等。根据其目的、任务，可把地下水动态观测孔网分为区域性基本观测网和专门性观测网两种。前者的主要任务是研究地下水动态的一般变化规律，查明地下水动态的成因类型，积累区域内地下水动态多年观测资料；后者是为专门目的任务（如供水、地下水管理等）或特殊要求布置的。

区域性基本观测孔网的一般布置原则是：①以较少的观测点控制较大的面积，以最低的成本，获得系统、全面和高质量的长观资料；②地下水动态观测点一般应布置成观测（监测）线形式，主要的观测线应穿过地下水不同动态成因类型的地段，沿着区域水文地质条件变化最大的方向布置；③对不同成因类型的动态区、不同的含水层，地下水的补给、径流和排泄区，均应有动态观测点控制，每个观测点都应有代表性和起控制作用；④对次要的、有差异性的地段和特殊变化点上应设辅助观测孔；⑤观测孔网一般应与均衡研究结合起来。

为供水、水量、水质计算和地下水资源管理等专门目布置的长期观测孔，主要是为建立计算模型、水文地质参数分区及选择参数提供资料，其布置的一般原则是：①为满足地下水数值法计算的需要，地下水动态观测点应布置成网状形式，以求能控制区内地下水流场及水质的变化；②对渗流场中的地下水分水岭、汇水槽谷、开采水位降落漏斗中心、计算区的边界、不同水文地质参数分区及有害的环境地质作用已发生和可能发生的地段，均应有长期观测孔控制；③在多层含水层分布区，应布置分层观测孔组。

长观孔网的布置，还应考虑不同调查阶段的工作要求。一般，在普查阶段，可适当布设一些长期观测孔；在初勘阶段，应建立基本的观测线网和控制性观测井孔；详勘阶段，应增布专门性观测线网，健全地下水动态观测点，观测点、线、网应有机结合。

（二）主要技术要求

1.对观测点的要求

地下水动态观测点，主要是井、孔、泉，此外还有暗河出口、矿山井巷水点，地下开挖工程等地下水天然及人工水点。还应设立地表水、气象要素、环境地质现象等的观测点。要充分利用区内已有的水文地质条件有代表性、井孔结构、地层剖面清楚的井孔作观测点。选择泉水点时，要注意泉的典型性和代表性，还要考虑测流方便。

观测孔的结构取决于含水层性质、观测层数和内容，如松散层应设置过滤器，一孔观测多层则要求分层止水，孔径应保证能安装各层测水管，如观测井孔有测流量的要求，其孔径应满足下入抽水设备。同孔分层水位观测孔结构如图6-9、图6-10所示。观测孔的深度，根据要求可以是完整孔，或不完整孔。后者的孔深应保证观测到最低水位。通常观测孔孔口应高出地面，并在孔口加保护帽。孔口应有固定的观测水准（高程）。对每个观测点，均应建立技术档案资料。

2.观测项目和要求

地下水动态观测项目（内容）主要是地下水位、流量（主要是泉、地下河出口、自溢孔和生产井的流量）、水质、水温。必要时还需观测地表水、气象要素、环境地质现象等。

观测频率、次数和时间取决于观测项目（内容）及有关要素的变化快慢。通常，水位、流量、水温每5日观测1次。其中，对水位和流量的观测，在丰水期、水位上升及峰值时期应加密观测。地表水和地下河洪峰时期，可加密至每日两次，以保证能最逼真的反映其变化规律。水质每季度取样分析1次，或在一年的枯水期、丰水期分别采样分析。

同一水文地质单元应力求对各点同时观测，否则应在季节代表性日期内统一观测。为了能从动态变化规律中分析出不同动态要素（观测项目）间的相互联系，对各观测项目的观测时间，在一年中至少要有几次是统一的。

水样采集常用硬质玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶作为取水容器。对取水容器要进行彻底地清洗，以去除污垢。取水样时再用所采集的水洗涤三次以上。水样采取后应及时封盖好，并用石蜡封闭，以防运输途中水溢出。水样采集量与分析项目和分析方法有关，简分析一般需取水样500～1000mL；全分析水样一般为1000～2000mL。当要测定水中不稳定成分时，取样时应同时加放稳定剂。例如，分析侵蚀性 CO2时，应在取样瓶中加入CaCO3粉末；分析挥发性酚、氰化物时，应在取样瓶中加入NaOH，使pH≥12；分析Al、Pb、Cd等微量金属，应在取样瓶中加入硝酸（H2NO3）酸化，使pH≤2，等等。对泉水可以直接从泉口取样，对开采井可以在出水口采集，对观测孔则需要专门的取样器采集水样。常用的采水器如图6-11所示。

图6-9 同孔分层观测管的安装

（a）同孔并列式；（b）同孔同心式

1—固定井台；2—止水深度；3—第一含水层；4—第二含水层；5—同心式内管可测第二含水层水位；6—两管之间可测第一含水层水位；7—观测管口保护帽

图6-10 一孔多层水位观测孔结构图

1—砂砾填料；2—粘土止水；3—混凝土堵塞；4—观测孔过滤器；5—水位

图6-11 观测孔采水器装置图

1—绳子；2—带有绳子的橡皮擦；3—采样瓶；4—重锤；5—采水瓶架；6—挂钩