地质灾害预防中地下水资源勘察技术的应用

康禄荣

（青海省环境地质勘查局，西宁 810000）

1 引言

我国幅员辽阔，不同区域之间地质条件差异较大，滑坡、泥石流等不同地质灾害时有发生。分析地质灾害需要重视水文地质条件，在分析地下水资源勘查结果的基础上，提出地质灾害预防的策略与方案。因此，地质灾害预防工作中，对地下水资源勘察技术的应用进行分析具有重要的理论与实践价值。

2 水文地质勘查的价值

地下水勘查的价值主要表现为：（1）地下水勘查是地质勘测的重要组成部分，工程地质与水文地质之间存在一定联动性，二者相互制约。通过地下水勘查工作的顺利开展，能确保地质勘测结果的可靠性与全面性[1]。（2）地下水与岩土体相互作用，尤其是一部分地质复杂的区域，对地下水进行详细的勘查可以了解岩层变化，为地质灾害防控提供参考。

3 影响地下水资源勘查的因素

3.1 地质状况

我国幅员辽阔，在不同的地区进行水资源勘查时，遇到的地质情况各不相同，所以，在水资源勘查中，地质状况（包括岩层发育程度、裂隙分布、结构特点等）是重要影响因素。

3.2 自然环境

水资源勘查中会受到自然环境的影响，如地形状况、降水状况等，会使地下水位发生变化，进而影响水资源勘查工作的开展。所以，在水资源勘查期间要关注自然环境，确保勘查工作的顺利开展[2]。

4 地质灾害预防中地下水资源勘察技术应用

4.1 地下水位测定技术

地下水位测定要注意两个要点：（1）对多层含水层进行测定，需做好止水措施；（2）在测定静止水位期间，需针对含水层的渗透性对地下水位的稳定时间进行确定。

分层止水采用的方式为锥形止水器坐封止水。成孔时，使用钻铤加压的方式成孔，按照成孔孔径确定钻头，一般选择φ152 mm 与φ245 mm 的组合刚齿轮钻头，这样能对回转扭矩予以控制，钻进速度更快。钻进采取正循环减压回钻，合理控制钻孔垂直度，使偏差在1°以内[3]。首先，使用245 mm 钻头钻进，在钻到设计止水位后，更换为152 mm 钻头继续钻进，将含水层钻穿厚替浆成孔。同时要对泥浆进行有效控制，成孔时按照项目特征及场地地层岩性采用原土造浆的泥浆液。

测定静止水位时，可以使用微水试验（Slug 试验），该方法可以根据勘察现场的水文地质参数计算水位。Slug 试验方法所使用的模型为Hvoreslev，相关参数可以使用直线图解法求出，计算采用式（1）、式（2）：

式中，H（t）为钻孔中的水头变化量；H0为钻孔孔管套半径；Re为斯格拉实验的影响半径；rW为过滤管半径；T0为滞后时间。

4.2 水文地质参数

水文地质参数主要有渗透系数、导水系数、给水度等，具体见表1。

表1 水文地质参数

首先，根据式（3）确定越流补给量：

式中，E为越流补给量；H为承压水头测压水位；Δt为计算时段。K′为含水层顶（底）板弱透水层的垂直渗透系数；m′为含水层的厚度；h为计算含水层的水位或开采漏斗的平均水位。

4.3 流动测定技术

K

r

B

t

r

c

测定地下水流动情况时，需对多项参数予以确定，有流向、流速与流量3 个指标。测定时，需分别采用不同的方法。

4.3.1 流向测定

使用几何方法对流向进行确定，测量点至少为3 个，呈三角形分布。按照岩土的渗透性、地形坡度等确定测点间距，间距一般为50～100 m。首先，对3 个测孔进行测量，可以分别测出地下水位[4]。水位最高的测孔与最低的测孔可以使用直线连接，与第三个测孔的水位相同的点的位置需标出。连接第三个侧孔与标出的位置，确定为地下水等水位线。地下水的流向可以通过地下水的流向、等水位线方向、地下水位高低综合判断。

4.3.2 流速测定

采用充电法测定地下水流的速度，使用DUK-2 测量仪器。确定钻孔为测量中心，逐渐向四周辐射，测线布置要以斜上方角度为依据，每条测线测量电极距离要均等一致。电极测量含水层位置时，要求电极B 需在钻孔的180 m 附近放置，与钻孔的距离需控制在1 500 m 以上[5]。

4.3.3 流量测定

在地下水资源的综合评价中，流量是十分重要的参数，可以采用曲线分割法对地下水的流量进行测定。在达西定律理论中，地下水在土壤中的流动不会受到水深的限制，但会受到坡度的影响。假设地下蓄水区域为一个地下水库，这样地下水库在洪水退水段没有入流，地下水库的流量通过式（5）计算：

式中，S为地下水库蓄水量；G为地下水库流量；K为具有时间量纲的蓄量系数。

4.4 抽水与压水试验

4.4.1 抽水试验

抽水试验的理论基础为地下水井流理论，在井孔中抽水观察，确定含水层的水文地质参数，对含水层的富水性及一些水文地质条件进行判断。抽水试验中所使用的实验仪器设备有过滤器、离心泵、空压机等。采用电测水位计对水位进行观测，水位较浅时，可以使用浮标水位计。抽水实验成孔应采用清水钻孔以及泥浆护壁钻孔工艺，做好洗井工作。根据现场抽水场地情况，在排水过程中要确定好排水方向与距离。抽水实验过程中要对抽水孔的用水量、观测孔的动水位等进行观测与记录。通过抽水实验可以得到渗透系数、影响半径这两水文地质信息。

4.4.2 压水试验

压水实验能对岩石层的坚固性与稳定性进行了解，分析地形是否会对工程项目产生影响。压水实验的主要目的是分析地质特点、地形地势等是否会对水资源勘察工程产生影响，为水资源勘察工作的开展提供精准的数据信息。实验采用分段压水法，钻孔压水实验应随钻孔的加深自上而下用单栓塞分段隔离进行，单独对岩石完整、孔壁稳定的孔段进行试验。使用压力表或者压力传感器测压，地下水位流量使用自动记录仪测量。通过试验可以得到岩体渗透系数K，并通过对p-Q（稳定径流-非稳定径流）曲线等内容进行分析，对当地地质条件与水文条件进行确定，为工程施工开展提供条件。

5 结语

地质灾害预防中，地下水资源勘察技术的应用具有重要意义，为确保地下水资源勘察效果，为地质灾害预防提供可靠支持，要针对实际情况采取更加有效的手段进行地下水资源勘察。同时，也要计算好各项参数，保证参数计算的精准性，为地质灾害预防提供可靠参考。