任务1.1　野外资料调查收集

1.1.1　水文地质测绘

水文地质测绘是为了解水文地质条件，而进行的一种以地面观察测绘为主的野外工作。其工作内容是按一定的路线和观察点对地貌、地质和水文地质现象进行详细的观察记录，在综合分析所有观察、测绘、勘察和试验等资料的基础上，编制出测绘报告和水文地质图。

水文地质测绘是以地面调查为主，对地下水和与其有关联的地质、地貌、地表水等现象进行现场勘察、描述、测量、记录和制图的一项综合性水文地质工作。水文地质测绘是水文地质勘察的基础，通过观察、记录及填绘各种界线与现象，以及室内的进一步分析整理，最终编制出从宏观和三维空间上反映区内水文地质条件的图件及相应的测绘成果。

进行水文地质测绘时，要求有相同比例尺的地质图作为底图，如无地质图或已有地质图的精度不合要求时，则要同时进行地质测量，这时称为综合性地质—水文地质测绘，此种测绘所用地形底图的比例尺，一般要求比最终成果图比例尺大一级。

水文地质测绘的目的是通过对调查区内地质、地貌、第四纪地质、地下水露头和地表水状况的观察分析，了解岩性、构造、地貌以及水文、地质构造、气象与地下水的关系，通过综合分析研究，初步确定主要含水层的位置和地下水的补给、径流及排泄的关系。

水文地质测绘的任务是：①调查研究地层的空隙性及含水性，确定调查区内的主要含水层或含水带及埋藏条件，隔水层的特征与分布；②查明区内地下水的基本类型及各类型地下水的分布特征、水力联系等；③查明地下水的补给、径流、排泄条件；④各种构造的水文地质特征；⑤概略评价各含水层的富水性，区域地下水资源量和水化学特征；⑥论证与地下水有关的环境地质问题；⑦了解区内现有地下水供水、排水设施以及地下水开采情况。

水文地质测绘的主要内容为：①地质调查；②地貌及第四纪地质调查；③地表水的调查；④地下水露头的调查；⑤地植物及自然物理地质现象的调查；⑥与地下水有关的环境地质调查。

1.1.1.1　准备工作时期

水文地质测绘准备时期的工作，主要体现在宏观方面，包括对调查区相关资料的收集、对即将开展的勘察工作工作量的确定及现场踏勘工作，具体工作内容如下。

（1）收集与熟悉测绘区自然地理、地貌、地质及水文地质资料。

（2）确定各项工作量，对测绘点，测绘路线作出合理安排。

（3）对航卫片进行解释。

（4）现场踏勘，建立地层层序，确定标志层。

（5）按照“规范”编制各项技术要求、工作规程和成果标准，制定有关的规章制度。

1.1.1.2　野外工作时期

水文地质测绘方法具体就是水文地质填图，大致分为下列几个步骤：确定控制性剖面、路线测绘及水文地质编图。进入工作区开始填图之前，应从工作区有代表性和控制性的典型剖面开始工作，这样就可以在填图之前，就某些基本问题统一认识和工作方法，确定重点调查的目标。典型剖面研究的基本内容如下：

（1）查明地层层序、厚度、年代及其接触关系，确定标志层。

（2）了解各类地层的岩石成分、岩性变化与构造特点，了解岩石裂隙的发育特征。

（3）分析岩石的成分和透水性对地下水化学成分的影响。

（4）研究岩层产状、地貌条件及其与地下水的循环关系；研究地下水露头和有关的物理地质现象，并对地下水的补给、径流、排泄特点作出分析。

（5）校核已有的地质图、地质剖面图及其他资料。

控制性剖面的研究方法，在基岩裸露的山区，可以通过实测露头来完成。在第四纪冲积物发育地区，根据已有钻孔、水井及物探资料来解决。如果研究区缺少这种资料，亦可借用相邻地区条件相似的钻孔资料，或者补打少量钻孔进行控制性剖面的测绘。

路线测绘是水文地质测绘成图的重要阶段，路线测绘方法的实质就是在工作区范围内布置一定数量的观测线，由这些观测线控制测绘范围，并填绘此范围内的水文地质平面图。在进行路线的垂直方向上，适当进行追索观察，注意各个方向上的地质现象的变化，将这些现象按地质制图法则填绘在平面地形图上。

编图是水文地质测绘的最后一道工序，也叫地质测绘的内业整理，是体现测绘成果的重要阶段，因而非常重要，一般都在现场进行，以便在需要补充或修正时进行实地调查。本阶段应编绘的主要图件有如下：

1）地质图，是水文地质测绘的基础，可以援引别人成果，但在测绘中要根据自己的需要进行校订和补充。

2）第四纪地质及地貌图。表示第四纪沉积物的时代、成因、岩性、地貌形态及主要的物理地质现象。

3）综合水文地质图。表示含水层（组）的分布及其富水性，重要的和有代表性的水点，地下水位标高和埋深，地下水化学成分类型和矿化度以及水文地质分区界线等，综合水文地质图应辅以相应的水文地质剖面图。

4）地下水水点分布图。地下水的天然露头和人工露头，如泉、井、钻孔等，除地下水水点分布图外，还应附上详细的水点调查统计表。

5）地下水的水位、水质以及水温、水量的动态变化曲线图。

6）水文、气象等要素综合过程曲线图。

7）钻孔、管井等深孔的钻孔柱状图。

8）水文地质测绘实际材料图。图上应标明所有工作量和位置，包括观测点、观测线、物探的勘探点或剖面、钻孔、水井、取样位置以及长期观测点等。

水文地质测绘外业结束后，有时为突出某些内容还可编制相应的图件，如地下水埋藏深度图、地下水等水位线图、地下水水化学图等。

除上述图件外，还应编写水文地质测绘报告。主要内容包括：绪言、自然地理、地貌及第四纪地质、地层及地质构造、水文地质概况、专门水文地质问题、进一步应解决的问题及勘探布置建议、结论及下段工作意见。具体详见本书项目2中任务2.3的内容。

水文地质测绘关于测绘精度的要求，主要是通过图幅的比例尺大小和描绘的精确度来反映。不同比例尺填图的精确度，取决于地层划分的详细程度和地质界限描绘的精度，以及对工作区的地质、水文地质现象的研究和了解的准确度、需阐明的详细程度。

（1）测绘填图时所划分单元的最小尺寸，一般规定为2mm，即大于2mm的相应比例尺的闭合地质体，宽度大于1mm、长度大于4mm的构造线，长度大于5mm的构造线均应标示在图上。

（2）地层单位：为了保证精度，岩层单位不宜太大。以1：5万比例尺为例，褶皱岩层厚度不得超过500m，缓倾斜岩层厚度不超过100m。岩性单一时可适当放宽。

（3）根据不同比例尺的要求，规定了在单位面积内必须有一定数量的观测点及观测路线（表1.4）。以1：5万的地形图为例，一般每隔1～2cm需要布置一条观测线，每隔0.5～1cm应布置一个观测点。条件简单者可以放宽一倍。观测点的布置应尽量利用天然露头。当天然露头不足时，可布置少量的勘探点，并选取少量的试样进行实验。

观测线的布置应：①从主要含水层的补给区向排泄区，即水文地质条件变化最大的方向布置；②沿能见到更多的井、泉、钻孔等天然和人工地下水露头点及地表水体的方向布置；③所布置的观测线上应有较多的地质露头。

水文地质点应布置在泉、井、钻孔和地表水体处、主要的含水层或含水断裂带的露头处，地表水渗漏地段等重要的水文地质界线上，以及布置在能反映地下水存在与活动的各种自然地理的、地质的和物理地质现象等标志处。对已有取水和排水工程也要布点研究。

（4）为了达到所规定的精度要求，一般在野外测绘填图时，采用比例尺较提交的成果图大一级的地形图为填图的底图，如要进行1：5万比例尺的水文地质测绘时，可采用1：2.5万比例尺的地形图作为外作业的底图。外作业填图完成后，再缩制成1：5万比例尺图件作为正式提交的资料。

如果只有适合比例尺的地形图而无地质图时，应进行综合性地质—水文地质测绘。

水文地质测绘是一项综合性的调查研究工作，主要内容如下。

1.地质调查

地下水的形成、类型、埋藏条件、富水性等都严格地受到当地的地质条件的制约，因此地质调查是水文地质测绘中最基本的内容，地质图是编制水文地质图的基础。但水文地质测绘中对地质的研究与地质测绘中对地质的研究是不同的：水文地质测绘中对地质的研究目的在于阐明控制地下水的形成和分布的地质条件，也就是要从水文地质观点出发来研究地质现象。因此，在水文地质测绘中进行地质填图时，不仅要遵照一般的地层划分的原则，还必须考虑决定含水条件的岩性特征，允许不同时代的地层合并，或将同一时代的地层分开。

（1）岩性调查。岩性特征往往决定了地下水的含水类型、影响地下水的水质和水量，如第四纪松散地层往往分布着丰富的孔隙水；火成岩、碎屑岩地区往往分布着裂隙水，而碳酸岩地区则主要分布着岩溶水。对于岩石而言，影响地下水水量的关键在于岩石的空隙性，而岩石的化学成分和矿物成分则在一定程度上影响着地下水的水质。因此，在水文地质测绘中要求对岩石岩性观察的内容如下：

1）观测研究岩石对地下水的形成、赋存条件、水量、水质等诸多影响因素。

2）对松散地层，要着重观察地（土）层的粒径大小、排列方式、颗粒级配、组成矿物及其化学成分、包含物等。

3）对于非可溶性坚硬岩石，对地下水赋存条件影响最大的是岩石的裂隙发育情况，因此，要着重调查和研究裂隙的成因、分布、张开程度和充填情况等。

4）对于可溶性坚硬岩石，对地下水赋存条件影响最大的是其岩溶的发育程度，因此要着重调查和研究岩石的化学、矿物成分、溶隙的发育程度及影响岩溶发育的因素等。

（2）地层调查。地层是构成地质图和水文地质图的最基本要素，也是识别地质构造的基础。在水文地质测绘中，研究地层的方法如下：

1）如测区已有地质图，在进行水文地质测绘时，首先要到现场校核和充实标准剖面，再根据其岩性和含水性，补充分层（把地层归纳为含水岩组和隔水岩组）。

2）如测区还没有地质图，就需要进行综合性地质—水文地质测绘。在进行测绘时，首先要测制出调查区的标准剖面。

3）在测制或校核好标准地层剖面的基础上，确定出水文地质测绘时所采用的地层填图单位，即要确定出必须填绘出的地层界限。

4）野外测绘时，应实地填绘出所确定地层的界限，并对其做描述。

5）根据测区内地层的分布及其岩性，判断区内地下水的形成、赋存等水文地质条件。

（3）地质构造调查。地质构造不仅对地层的分布产生影响，它对地下水的赋存、运移等也起很大作用。在基岩地区，构造裂隙和断层带是最主要的储水空间，一些断层还能起到阻隔或富集地下水的作用。在水文地质测绘中，对地质构造的调查和研究重点如下：

1）对于断裂构造：要仔细地观察断层本身（断层面、构造岩）及其影响带的特征和两盘错动的方向，并据此判断断层的性质（正断层、逆断层、平移断层），分析断裂的力学性质。调查各种断层在平面上的展布及其彼此之间的接触关系，以确定构造体系及其彼此之间的交截关系。对其中规模较大的断裂，要详细地调查其成因、规模、产状、断裂的张开程度、构造岩的岩性结构、厚度、断裂的填充情况及断裂后期的活动特征；查明各个部位的含水性，以及断层带两侧地下水的水力联系程度；研究各种构造及其组合形式对地下水的赋存、补给、运移和富集的影响，如研究区内存在地下热水，还要研究断裂构造与地下热水的成因关系。断层的水文地质分类见表1.5。

2）对于褶皱构造：应查明其形态、规模及其在平面和剖面上的展布特征与地形之间的关系，其中尤其注意两翼的对称性和倾角大小及其变化特点，主要含水层在褶皱构造中的部位和在轴部中的埋藏深度；研究张应力集中部位裂隙的发育程度；研究褶皱构造和断裂、岩脉、岩体之间的关系及其对地下水运动和富集的影响。裂隙是基岩地下水的主要储水空间和运移通道。影响裂隙储水和导水性好坏的主要因素是裂隙的长度、宽度、产状、密度及充填性质。构造裂隙的长度、张开度和密度在很大程度上又受到地层岩性的影响。因此在水文地质测绘中应详细测量各种地层岩性的裂隙长度、宽度、产状、密度及充填情况。地质构造对地下水的埋藏、分布、运移和富集有较大影响，这种影响在基岩区和第四系松散沉积区的表现是不同的，其调查研究的重点也有所不同。

3）基岩区地质构造的调查重点：①各种构造形迹与构造成分（细微裂隙、岩脉、断裂、褶皱等）的分布范围、空间展布形式及构造线方向，确定有利于地下水贮存的构造部位；②调查、研究和分析各种构造形态及组合形式对地下水贮存、补给、运移和富集的影响；③对断层的水文地质性质（富水、导水、储水、阻水、无水等）进行调查研究；④对不同类型的接触构造（这里常称为富水带）进行调查研究。

4）松散沉积区地质构造的调查重点：在松散沉积物分布区，应着重调查研究最新地质构造的性质、表现形式及对沉积物和地下水埋藏、分布的控制作用，调查重点是：①山区和平原区的接触关系。一些山区和平原之间的年轻断裂构造，常常控制着山区裂隙水和岩溶水对平原区孔隙水的补给条件；②沉积盆地基底中的最新断裂构造和构造隆起，它们对上覆年轻沉积物的分布范围、厚度、岩相特征及现代环境地质等起控制作用，而这些因素又极大程度上控制着含水层或地下水的埋藏、分布条件（图1.1）；③地壳的升降运动对河谷地质结构、岩溶的控制作用与影响。

2.地貌调查

地层岩性和地质构造受不同地质营力的作用产生各种地貌形态，而地层岩性和地质构造又是影响地下水形成与分布的基本和主导因素。因此，地貌不仅控制地下水的补给、排泄及含水层富水性变化，而且还能反映地下水的分布和埋藏条件。因此在水文地质测绘中，可借助于地貌调查来寻找地下水，并指出地下水形成、分布、埋藏条件，矿化特征的变化规律以及地下水与地表水之间的水力联系等。在水文地质测绘时，要求对各种地貌单元进行形态描述和测量，查明地貌的成因类型、形成时代和发育历史，分析地貌特征与地层岩性和地质构造之间的关系，揭示地貌与地下水形成和分布的内在联系。地貌单元分类见表1.6。

地貌野外调查中应注意的问题如下：

（1）地貌观测路线大多是地质观测线，观测点的布置应在地貌变化显著的地点，如阶地最初发育的地段，冲沟、洪积扇、山前三角面以及岩溶发育地点等。

（2）划分地貌成因类型时，必须考虑新构造运动这个重要因素。新构造运动是控制地形形态的重要因素，中国是一个多山的新构造运动强烈的国家，从第三纪末期至今的新构造运动对于中国各地地貌的形成起着十分重要的作用。新构造运动强度的判别，在很大程度上还依赖于对地形（河流切割深度、古代剥蚀面隆起所达到的高度、水文网分布情况、阶地的变形、沉积厚度等）的分析。如果新构造运动强烈上升，会形成切割强烈的高山；而新构造运动下降，常形成宽谷、沉积平原等。洪积扇发生前移或后退现象也是新构造运动作用的标志。

地质构造的影响有时也可以反映在地形的特征上，如单斜构造在地形上常表现为单面山，断层构造常表现为断层陡坎。

（3）注意岩性对地形形成的影响。岩石性质对地形形成的影响也十分明显，因为岩性不同常能形成不同成因及形态的地形，很多峡谷与开阔盆地的形成，是与岩性的软硬有关的。

（4）应编制地貌剖面图。编制地貌剖面图是地貌观测工作中的一种极其重要的调查方法，它能很明显地、准确地和真实地反映出当地的地貌结构、地层间的接触关系、厚度及成因类型。地貌剖面法是沿着一定方向（尽可能沿直线）来详细地研究当地地形的成因与变化的一种方法。剖面线应布置在这样的一些地方，在该地方可以很好地断定最重要的地形要素的性质和相互关系，并获得关于整个地形成因和发展史的资料。

3.地表水调查

在自然界水循环中，地下水和地表水有着密切联系，可以相互转化。只有查明两者之间的相互转化关系，才能进行地下水资源评价，预测地下水的污染变化或设计给排水措施。

地表水调查的主要任务是确定地下水与地表水之间的补排关系。同时根据调查和收集的地表水水位、流量和流速等资料，可以初步确定其补排水量。必要时可以选择专门地段进行测量。此外还应记录河流切割地层、岩性和地质构造特征，以查明地下水与地表水之间关系的地质条件。为了计算地下水资源，还要根据河流流经区内地层岩性分布情况，设置地表水的观测点，定期观测。特别是在地下水是河流唯一排泄途径的丘陵山区，利用所测流量资料计算地下水径流模数能获得较好的效果。为了评价地下水质，还应注意污染源的调查和地表水样的专门分析。

4.地下水露头的调查研究

对于寻找和认识地下水来说，地质、地貌调查仅是一种间接手段（方法），对地下水露头的调查研究，则是直接可靠的方法。地下水露头的种类如下：

地下水的天然露头：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：水井、钻孔、矿山井巷及地下开挖工程等。

在地下水露头调查中利用最多的是水井（钻孔）和泉。

（1）泉的调查研究。泉是地下水的天然露头，泉水的出流表明地下水的存在。泉的调查研究内容如下：

1）查明泉水出露的地质条件（特别是出露的地层层位和构造部位）、补给的含水层，确定泉的成因类型和出露的高程。

2）观测泉水的流量、涌势及其高度、水质及泉水的动态特征，现场测定泉水的物理特性，包括水温、沉淀物、色、味及有无气体逸出等。

3）泉水的开发利用状况及居民长期饮用后的反映。

4）对矿泉和温泉，在研究前述各项内容的基础上，还应查明其特殊组分及其出露条件与周围地下水的关系，并对其开发利用的可能性作出评价。

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。根据泉的出露标高，可确定地下水的埋藏条件。泉的流量、涌势及其高度、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含水层是承压水还是潜水。根据泉水的出露条件，还可判别某些地质或水文地质条件，如断层、侵入体接触带或某种构造界面的存在，或区内存在多个地下水系统等。

（2）水井（钻孔）的调查。地下水人工露头的研究比泉更有直接意义，尤其是水井（钻孔）。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，有助于确定含水层的富水性、水质和动态特征。调查内容如下。

1）调查和收集水井（孔）的地质剖面和开凿时的水文地质观测记录资料。

2）记录井（孔）所处的地形、地貌、地质环境及其附近的卫生防护情况。

3）测量井孔的水位埋深、井深、出水量、水质、水温及其动态特征。

4）查明井孔的出水层位，补、径、排特征，使用年限，水井结构，用后的反映。

在泉、井调查中，就地取水样，测定其化学成分；需要时，应在井孔中进行抽水实验，以取得必需的参数。

5.地植物及自然物理地质现象的调查

（1）地植物的调查。在干旱、半干旱草原、沙漠及滨海平原地区，利用不同种类植物在不同季节的生产特征，配合遥感技术进行水文地质填图，可以发现地下水的存在，甚至判明潜水埋深、矿化类型及矿化度和土壤含盐情况等。在水文地质测绘中，应首先判断地植物种属对反映地下水埋深、矿化度等的指示意义，配合航片、卫片解译等方法，可以准确确定其分布范围。

（2）自然物理地质现象调查。物理地质现象的出现，如滑坡、土壤沼泽化和盐渍化以及潜蚀现象等，一般都反映了地下水活动的影响，并表明地下水埋藏较浅。因此在水文地质测绘中，应作好自然物理地质现象调查。

6.与地下水有关的环境地质调查

地下水是导致许多环境地质作用的最活跃、最重要的因素。许多环境地质问题的产生，都可不同程度地反映出地下水的存在及地下水的埋藏条件或活动情况。因此，在供、排水的水文地质测绘中，应对现存的或可能发生的环境地质问题进行观察研究。

（1）环境地质问题的类型如下：

1）在天然条件下，与地下水活动有关的环境地质问题有滑坡、地震、塌陷、崩坍、沼泽化、盐渍化、冻胀以及地方病等。

2）在供、排水条件下（人为条件下），与地下水作用有关的环境地质问题有地下水位持续大幅度下降、地面沉降、塌陷、地裂缝、崩坍、地震、井（泉）水枯竭、水质恶化、海水入侵、土地沙漠化、植被衰亡、次生盐碱化及地方病等。

上述有些问题，在天然条件下可以发生，在开采条件下（人为条件下）也可以发生，调查中应仔细区分。

（2）调查研究的内容如下：

1）研究、调查区内地下水开采或排水前后产生的环境地质问题的类型、规模。重点放在供、排水后可能发生的环境地质问题上。

2）调查、研究各种环境地质现象与区域地质构造、地下水状况和开发利用间的关系。

3）了解各种环境地质作用的时、空变化规律，预测其发展趋势。

4）对现存和预测出的环境地质问题，提出防治措施；对同一地区的供、排水及环境保护，做到统一规划与管理。

水文地质调查测绘记录卡片见表1.7。

1.1.1.3　室内时期

室内时期是完成编写测绘成果的阶段，是整理、分析所得资料，编写出高质量报告的关键时期。主要工作如下：

（1）仔细核实、检查野外获得的全部原始资料，一旦发现问题需返回现场做补充工作。

（2）进行实验室工作，完成水、土、岩样分析，实验和鉴定工作。

（3）确定图件报告的编制原则。

（4）正式编制图件和编写文字报告。

（5）按规定评审报告，并按评审意见进行修改与补充。

（6）按要求将资料存档。

野外资料整理是把通过测绘工作所得到的实际资料综合起来，加以系统化，以便及时发现问题并及时解决，对指导测绘工作的顺利进行有很大的帮助。野外资料整理一般分为经常性整理、阶段性整理和野外测绘工作结束后的整理三个阶段。

1.经常性的资料整理

野外工作期间，应进行当天观察结果的整理工作，做到当天资料当天整理，避免积压及以后发生遗忘，造成差错。经常性的资料整理内容如下：

（1）检查、补充和修正野外记录簿和草图，并进行着墨。检查地质点在图幅内的坐标位置，修正地质草图，编制各种综合图及辅助的地质剖面图。对野外所拍摄的照片或录像资料进行编号和附文字说明。

（2）整理实验结果，并进行有关的计算，按规定绘制相关的图表。

（3）整理和登记所采集的各种样品及标本。对各种标本、样品应按统一的编号进行登记和填写标签，并分别进行包装。

（4）与邻区进行接图，进行路线小结，以及时发现问题并找出补救办法。

（5）进行航空照片判读，研究和确定次日的具体工作路线与工作方法。

2.阶段性的资料整理

在野外工作期间，应每隔10～15天进行一次阶段性的资料整理，其主要内容如下：

（1）综合整理各种野外原始资料。

（2）编制各种草图（包括实际材料图）。

（3）检查野外记录本及各种取样登记本。

（4）清理并选送各种鉴定分析的标本和样品。

（5）讨论研究存在的各种问题，确定下一阶段的工作计划和工作重点。

（6）编写野外阶段性小结。

3.野外测绘工作结束后的资料整理

野外工作结束后，应立即组织力量，编写地面测绘工作报告和编制有关图表。具体内容和要求详见项目1任务1.2中的1.2.3。