1.6.5 水文地质调查
水文地质调查是研究水文地质条件和规律的主要手段，是各种精度不同的水文地质测绘、勘探、试验等的总称。其目的是为了查明地下水的形成及分布规律，并在此基础上，对地下水资源作出水量与水质的评价；对大型工程中的水文地质问题，提出有关水文地质依据和建议。水文地质调查通常按普查、详查两个阶段进行：普查阶段是一项区域性小比例尺带有战略意义的工作，一般不要求解决专门性水文地质问题，而是在查明区域水文地质条件和规律的基础上，为国民经济建设提供规划资料；详查阶段工作一般都是在普查的基础上进行，除查明基本水文地质条件外，还要提供有关地区地下水的埋藏条件，含水层划分与类型，各种渗漏、涌水、突水的可能性，水文地质参数和地下水动态变化规律的具体资料。
1.6.5.1 水文地质调查的基本方法
1.观测点与观测路线要求
水文地质调查一般在比例尺不小于调查比例尺的地形地质图上进行。
观测点宜在地下水露头、地表水体、暗河出入口、落水洞、地下湖等主要水文地质现象和地貌、地层、岩性、构造等主要地质界线以及其他有重要地质、水文地质意义的现象处布置。
观测路线宜穿越地层、构造走向、地貌分界线布置或追索含水层（带）、地下水露头、地表水体展布方向布置。
水文地质测绘观测点数和路线长度可按表1.3确定。同时进行地质和水文地质测绘时，表中地质观测点数应乘以2.5；复核性水文地质测绘时，观测点数为规定数的40%～50%。水文地质条件简单时采用小值，复杂时采用大值，条件中等时采用中间值。进行水文地质测绘时，可利用现有遥感影像资料进行判释与填图，以减少野外工作量和提高图件的精度。各种调查点的位置，可采用罗盘、GPS结合典型的地形地物确定，并准确地绘制到底图上。
表1.3 水文地质测绘观测点数和路线长度
2.观测内容
水文地质调查的内容主要有地下水位的观测、水样采集、水文地质试验、地下水露头及地表水（河流）的调查。
水文地质试验是水文地质调查中不可缺少的重要手段，许多水文地质资料皆需要通过水文地质试验才能获得。抽水试验在各个调查阶段中都占有重要的比重，其成果质量直接影响着对调查区水文地质条件的认识和水文地质计算成果的精确程度，是最重要的现场试验之一。
地下水露头的调查是整个地下水资源地面调查的核心，是认识和寻找地下水直接可靠的方法。地下水露头的种类有：地下水的天然露头，即泉、地下水溢出带、某些沼泽湿地、岩溶区的暗河出口及岩溶洞穴等；地下水的人工露头，即水井、钻孔、矿山井巷及地下开挖工程等。在地下水露头的调查中，应用最多的是泉和水井（钻孔）调查。
（1）泉的调查。泉的流量、水质及其动态，在很大程度上代表着含水层（带）的富水性、水质和动态变化规律，并在一定程度上反映出地下水是承压水还是潜水。通过对泉水出露条件和补给水源的分析，可帮助确定区内的含水层层位，即有哪几个含水层或含水带。据泉的出露标高，可确定地下水的埋藏条件。据泉水的出露条件，还可判别某些地质或水文地质条件，如断层、侵入体接触带、某种构造界面的存在，或区内存在多个地下水系统等。泉的观测记录内容包括以下几方面。
1）把泉统一编号标记在图上，并描述泉出露的位置，属于何种地貌单元，如河谷、盆地、冲沟、峡谷及山麓等，标出泉相对河水面高程及居民点的方位和距离。
2）详细描述泉出露点的地质条件，并选择典型方位做剖面图及泉出露地段的平面图，应表示出岩层性质、地质构造特点，松散沉积物中应阐明沉积物成因类型、岩性、结构等。
3）测定泉水温度，判明水的物理性质及气体成分，并取水样作化学成分鉴定。
4）观察泉水出露形态，自然流出的（渗出的、滴出的）或涌出的是否有间歇性流量变化。
5）观察出露处是否有沉淀物质——泉华（矿质的、钙质的、铁质的等）。
6）测定泉水流量，了解访问泉水动态。
7）调查泉的使用情况，是否有引水工程。
8）确定泉的类型。
（2）水井（钻孔）的调查。在地下水资源地面调查中，调查水井比调查泉的意义更大。调查水井能可靠地帮助确定含水层的埋深、厚度、出水段岩性和构造特征，反映出含水层的类型，调查水井还能帮助我们确定含水层的富水性、水质和动态特征。水井（钻孔）的调查内容主要有以下几方面。
1）水井的位置（村庄内、外；平原、高地、斜坡、洼地冲沟；在河、湖、池塘、沼泽岸上，距离水体多远，是否被洪水淹没）。
2）井的坐标、地面标高、井口标高、井底深度、水位埋深。
3）井的地层柱状图。
4）井壁的结构及井口形态。
5）建井年代及最近一次淘井的时间。
6）取水设备及用水量。
7）井的涌水量（可做简易抽水试验或访问用水居民）。
8）井水的物理性质：水温、气温、颜色、透明度、气味、味道等。
9）井水的动态：丰水年、枯水年的井水位变化情况；年内水位变化情况；井水的用途及附近的卫生环境状况。
10）井位的平面图及示意剖面图。
11）在泉、井调查中，都应取水样，测定其化学成分。需要时，应在井孔中进行抽水试验等，以取得必需的参数。在调查中，对某些能反映地下水存在的非地下水露头现象（如地表植物、土壤盐碱化等）及干钻孔等也应予以研究。
1.6.5.2 不同地区的水文地质调查方法
水文地质调查因地下水系统所处的地质环境不同而不相同，根据不同地貌、地质与构造格局的区域特点，将地下水系统分布的区域划分为孔隙水区、碎屑岩类孔隙裂隙水区、基岩裂隙水区和岩溶水区。
1.孔隙水区
孔隙水主要赋存于第四系松散堆积物中，其形成条件和分布规律严格受第四纪地层的成因类型、岩性、岩相变化规律所控制，要特别注意对第四纪地质、地貌和新构造运动的调查。平原地区和河谷地区地下水与地表水之间常常有密切的水力联系，因此还要注意对地下水与地表水之间相互转化补排关系的调查。
对孔隙水分布区进行水文地质调查的内容包括以下方面。
（1）研究松散沉积物的分布、岩性、矿物成分与颗粒成分、结构、厚度、成因类型、物质来源及其地质时代等内容，掌握它们在纵横方向上的变化规律。
（2）调查各种地下水露头，确定松散层中的含水层位及含水层的厚度、地下水类型、埋藏特征，收集其水质、水量资料，并研究其变化规律。
（3）分析各类地表水体的分布、水位、流量特征及其动态变化规律，研究其与地下水间的转化关系。
（4）研究地貌及新构造运动的性质与幅度等特点，以及对该区松散层形成与分布的影响。
（5）分析岩性及地质构造条件，判断基岩含水层的含水特征及与松散含水层间的补排关系。
（6）收集钻孔、水井资料，探讨深部的水文地质条件。
（7）收集现有的供水与抹水设施的水文地质资料，研究供、排地下水中出现的水文地质问题及其发展趋势。
（8）调查区内地下水及地表水的污染情况。
2.碎屑岩类孔隙裂隙水区
各种坚硬碎肩岩层的颗粒之间，均存在一定的孔隙，与松散岩层中的孔隙相比，仅是在经过一定程度的成岩胶结作用后，孔隙的数量减小，空间变小而已。因此，只是当胶结不好、碎屑颗粒粗大时才具有含水意义，且碎屑岩也有不同程度发育的原生裂隙、风化裂隙和构造裂隙，构成孔隙裂隙含水层。
在碎屑岩地区进行水文地质测绘，首先应了解区域构造特征、地层构造与地层岩性，及其在具体条件下对地下水的不同控制程度，从而确定调查地下水的主要方向。应着重调查下列内容。
（1）地质构造调查。
1）调查褶皱构造形成的含水层较稳定的自流盆地和自流斜地。
2）在碎屑岩产状平稳时，要重点调查平面上的扭节理，尤其是棋盘格式构造交叉处节理密集带的富水条件。
3）软硬相间和厚薄相间的地层中硬脆薄层的层间裂隙水和在界面处出露的泉。
4）塑性地层中相对硬脆岩层和裂隙发育的构造部位局部富水的可能性。
5）单一硬脆岩层要注意断裂构造裂隙水的调查。
6）薄层灰岩和泥灰岩岩溶水形成、富集的条件，在调查时要注意其胶结物和碎肩物本身的物质成分是否具有易溶盐或可溶成分及其与地下水形成、分布和富集的关系；地下水的化学成分、矿化度的特征及规律；咸淡水界面的性状及其与地层中育盐成分的分布规律和地下水循环交替条件之间的关系。
7）要调查在不整合面和沉积间断面上出露的泉及其构成富水带的可能性。
（2）地形地貌与地层岩性调查。注意研究构造形态与地貌地形之间的关系。地质上表现为低地、谷地和掌心地的向斜和单斜构造的分布范围和地貌汇水条件。调查这些低地及其补给区地层岩性特点，区域构造裂隙的发育程度和可溶性含钙砂岩的分布，注意沟谷部位泉水的调查。
（3）岩石风化程度调查。调查各种岩石风化带、半风化带分布厚度与构造和地貌的关系。了解网状风化裂隙水的富水地段、动态变化及其供水意义。
（4）补给来源与途径调查。可以充分利用现有的水文地质剖面，通过不同深度上岩芯的采取，研究裂隙发育程度、冲洗液消耗情况和抽水、压水、测井及水化学等资料，进行综合分析，确定蓄水构造，进而圈定补给区、径流区和排泄区。在补给区主要进行补给来源和补给途径的调查。
1）补给来源调查。以大气降水入渗作为主要补给水源时，则地下水的动态主要受降水的影响，应将重点放在分析调查区历年气象资料和了解大气降水的入渗情况。以地表水或其他相邻蓄水构造的地下水作为主要补给来源时，则工作重点应放在河流调查和多年水文资料及相邻蓄水构造调查的分析上。
2）补给途径调查。补给途径调查包括补给区含水层裂隙性质、发育程度及后期张开、闭合、充填、胶结等情况，覆盖层的分布及其透水情况的调查。尤其是要注意构造裂隙密集带，层面构造裂隙，张性、张扭性裂隙和各种构造断裂的发育延伸情况的调查。而在径流区和排泄区，工作重点要放在寻找富水部位上。因此，在寻找富水部位时要从节理裂隙及断裂系统和褶皱的空间形态调查着手，并结合岩性的组合关系、补给条件等，进行综合分析，才能收到较好的效果。
3.基岩裂隙水区
在基岩裂隙水区应采用地质、水文地质测绘，这是一项综合性的地质调查研究工作，是基岩山区供水水文地质勘探的重要手段。裂隙水按分布在裂隙中的成因类型分为风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水3种类型，对其研究可达到寻找评价和开发裂隙水的目的。裂隙的密集、开启、连通及充填情况直接影响到裂隙水的分布、运动和富集，因此裂隙水在分布上不均匀，可呈层状或脉状分布；富集程度通常是从微弱到中等。
在裂隙水区，主要调查与地下水有关的岩性和地质构造。
（1）岩性调查。调查基岩层（体）的性质，分析基岩含水介质类型，探讨裂隙的发育规律，找出含水层（体）。主要包括：调查研究区内基岩的岩性、原生孔隙、裂隙的形成及分布规律；了解地形、地貌特征，以及对地下水的控制作用；调查岩层（体）中应力分布状况及各种裂隙分布与破坏规律。
（2）地质构造调查。
1）掌握区内地质构造，了解含水层的空间分布和边界特征。
2）调查基岩褶皱、断裂构造的含水特征，分析裂隙构造类型及其水文地质规律。
3）调查区内的断层分布状况并对其进行研究。因断层本身可构成一个特殊的水文地质体，调查时应注意分析：断裂形成时的力学性质，断裂带中破坏产物的存在状态，胶结充填情况；断层两盘的岩性、破坏程度、破坏带的宽度及其对富水性的影响；断层的多期活动情况，以及断裂带的规模及其对富水性控制作用；研究断裂地下水和泉水的水位、水量及其动态特征；提出保持、利用、改造断裂带透（隔）水性后的可能性。
4）分析岩浆岩与围岩接触带的类型、蚀变、破坏及其水文地质特征。
5）研究喷出岩中成岩裂隙的柱状节理、大孔隙性和熔岩通道的发育规律及其含水性。
6）了解基岩区风化带的发育状况及其水文地质特征。
7）进行区内裂隙统计，并作出裂隙走向玫瑰花图，以其指导区域性的水文地质研究。
4.岩溶水区
（1）一般调查内容。在岩溶水分布地区进行水文地质调查的基本内容如下。
1）查清区内岩石化学成分、矿物成分、岩性结构和分布特征，以及可溶岩层与非可溶岩层的组合关系。
2）研究区内地质构造条件及其水文地质特征。
3）观察可溶岩中原生和后生的孔隙和裂隙的形成规律、发育程度及其含水性。
4）观察可溶岩中岩溶的形态、规模、岩溶发育规律及其水文地质特征。对一些大型溶洞要依据洞穴学的要求，进行调查工作。研究洞内出水现象，绘制洞穴水文地质图，注意收集井、孔的水文地质资料，以掌握深部岩溶的发育规律，并查明岩溶发育底界。
5）划分区内的含水层和隔水层，确定区内岩溶水构造类型及其中的富水地段。
6）观察区内地表水系的分布，测量水位和流量，了解河水动态，观测地表水与地下水之间的补排关系；对落水洞与地下河出口要进行同样的研究。
7）从地层、构造、地貌、水文及岩溶发育规律分析主要岩溶含水层的补、径、排特征；进行各种地下水露头的调查，测量其水量，必要时观测其动态。
8）取水样分析研究主要岩溶含水层的水质特征，寻找水质变化规律，注意地下水污染来源。
9）对现有岩溶水供水与抽水工程进行现场调查，收集与地下水有关的全部资料，还需要研究合理利用或有效排除岩溶水的问题。对抽水引起的地表塌陷，亦应加以研究。
（2）专门研究内容。在岩溶区测绘，除完成上述基本内容外，尚需有针对性地做好以下专门研究内容。
1）进行岩溶地貌的观察，探讨它们的发育因素，分析它对岩溶水补、径、排的控制作用。
2）在查清岩溶发育规律的基础上，加强研究泉的出露条件，圈定泉域范围，确定补排条件，找出强径流带位置，测定流量，分析水质，并进行动态观测。
3）在地下河系发育地区，要查清地下河的展布规律、形成条件、主支流域界线、观测流量、水位及其动态；必要时绘制地下河系分布图和进行连通试验。
对可溶岩和非可溶岩的接触带，与煤系地层、侵入体或与矿体的接触带等要仔细研究，该处岩溶强烈发育、富水或成为大泉排泄区。
从当前地下水运动状态、沉积矿物、岩溶形态与分布位置，结合地质历史等多方面资料，划分岩溶期，注意区分古岩溶与现代岩溶。
对岩溶区分布的松散堆积物进行观测。要确定其岩性、成因、分布、厚度、含水性，了解孔隙水与岩溶水间的补排关系。
对裸露型岩溶区，应在查明岩溶地貌类型的基础上，着重调查研究暗河水系的特征。为此要特别注意调查地表有规律分布的天窗、平谷、串珠状洼地、塌陷、漏斗、溶井及落水洞等各种岩溶形态。调查地表水与地下水相互转化关系，并结合连通试验和洞穴调查，查明地下河网的分布规律和埋藏条件、暗河流量及动态特征。此外，从找水观点，须调查岩溶地下水及暗河出口集中排泄的特征、地质、地貌条件，分布范围、富水程度与其形成地下水富集带（区）之间的关系。
对覆盖型岩溶区，应着重研究地层岩性、地质构造和地下水动力条件对岩溶发育规律的控制，查明岩溶发育的主要层位、部位及其发育特征，并从古水文地质条件分析岩溶形成的时代和发育过程，同时对地下水以大泉、泉群等形式集中排泄的地段，要仔细研究它们形成的地质、地貌条件与地下水富集的关系和富集程度。