[现场水文地质试验方法的适用性探析] 水文地质实验

  摘要:本文基于实际工作,分析了当前水文地质试验方法所存在的一些问题和原因,并着重介绍了合理的进行水文地质观测、要重视对地下水动态的研究、开发新仪器,引进新技术三种方法及其具体运用,希望给相关人士一些启迪和思考,逐步完善现场水文地质试验方法的使用。
  关键词:水文地质,试验方法,适用性探析
  水文地质试验方法在水利工程中起着重要的作用,因为水利工程一般承受着水压或者一定的水位,它能否正常发挥作用与其自身的透水能力和其所处地基有着密切的关系,那么在工程勘察中就不得不去确定水利工程自身及其地基的透水性,而水文地基试验是确定其透水性最可靠、最直接的方法。在现实试验中,会出现这样或那样的问题,须引起相关人士的注意。本文主要介绍了现实中水文地质试验方法的一些情况,并分析了一些问题的原因,最后也提出了一些解决方法。
  一、现场水文地质试验方法的现状及问题探析
  1、钻孔的水文地质观测不当
  在进行水文地质试验之前,必须要对地质进行合理的观测。钻孔在水地质观测中有着重要的作用,但在现实中对钻孔的水文地质观测往往会出现很多纰漏。比如观测的内容不全面,导致后面的一些工作无法顺利展开。在观测时,一些工作人员没有注意温度的变化,从而忽略了温度给观测结果带来的一系列影响。在观测时也需要有良好的组织管理,如果管理不当就不会得到想要的观测结果,这样就得不偿失了。
  2、对地下水的动态研究不够
  对地下水的动态观测不仅有助于知道地下水的变化状态与补给,而且可以为今后合理的开采利用地下水提供依据。但如今很多技术人员没有重视这一方面,他们把主要精力用在其他方面的研究了,而对地下水的研究投入不够,殊不知地下水的研究对水文地质试验有着重要的作用,这一点问题在国内普遍存在,必须引起足够的重视。造成这种现象的原因有很多种,最主要的还是人为因素,只要技术人员再细心一点,考虑问题再周全一点,那么后面的工作的效率将会越来越高。
  3、试验仪器比较落后
  如今的科学技术迅猛发展,试验仪器的更新速度也越来越快,原先的一些仪器已经不能满足如今的变化速度了。就拿水文地质试验来说,如今国外的一些先进技术早已开发出来,而我国还普遍落后,使用的一些仪器还是欧美发达国家上个世纪所使用的早已落后的仪器,虽然还勉强可以用,但比起先进仪器的精准度,我国还有一段很长的路要走。
  二、现场水文地质试验方法的具体应用与方法
  1、 合理的进行水文地质观测
  在进行水文地质观测之前,必须明确钻孔水文地质观测的内容。首先是地下水的动力要素,包括水压或水位的大小,不同水压力下的涌水量也不同,这要引起相关人士的注意。有一些高温地热钻孔时含有蒸气,这个时候就要观测蒸气在不同流量下形成的部位,在不同的压力下汽水混合物的喷出状态也不同。还有一个必须要观测的内容就是地下水化学物理性质,这个方面所包括的内容稍微多一点,比如温度、含热量、压力、蒸汽和热水的化学成分以及取样时气体和水的质量比等。观察时要注意选用合适的方法,并注意满足要求。第一,对水位进行观测时,每个钻孔都要测量静止水位和初见水位。第二,钻孔涌水量的确定对于自流水来说,可以采用放水的办法来直接测出它的流量,对于非自流水来说,可以通过抽水试验来确定。目前很多生产部门采用非稳定流的方法计算,这样不用长时间去抽水同样可以得到有效的数据。第三,在进行地下水化学物理性质的观测时,不论在动态观测过程或者钻进过程中,均要考虑钻孔中水的压力、温度,并进行取样分析气体成分,从而可以确定地下水的类型与性质,为后来的评价提供可靠的依据。
  2、要重视对地下水动态的研究
  对地下水动态的研究可以从以下四个方面着手,虽然有些还不够完善,但足以填补当前现场水文地质试验对地下水研究的不足。首先,要对地下水进行长期的观察。在进行这个过程时,观测孔的大小必须结合水文地质条件、地质和观测目的等方面来合理的选择,此外,为了研究开采区的区域扩展,应该尽可能使非生产孔安置在生产孔的附近及其影响范围之外,水位的观测一般可以与温度的测量同时进行。其次,地下水进行动态分析必须在日常的动态观测和整个水文地质勘探试验过程中进行,通过综合的合理研究,作出各观测孔的水量、水温、水位等随着时间而变化的曲线。第三,影响地下水动态的基本因素也是多种多样的,包括水文、气象、生物、地质、宇宙及人为活动等。其中宇宙这个因素是间接的,它是通过地表水圈与大气圈的影响转换过来的。这些不断变化的因素作用在地下水身上使其产生不同的动态特征,这就大大加大了研究动态地下水的难度,所以要做好这一项工作不太简单,技术人员需要良好的毅力和创造力。第四,在研究过程中可以绘制地下水水文过程线,它是在数量众多的影响因数共同作用下形成的。以上的四个方面需要结合起来研究,这样才能取得好的效果。
  3、开发新仪器,引进新技术
  地质物理模型的建立可以说是一个很好的创新模式,地质类学科本身是一门立体感很强的学科,需要了解地下水运动规律、形成条件、矿床在地壳产生出的状态,而这三者都需要建立空间的三维立体实体概念,这就给相关人士的学习带来很大的困难,如果这时候能有一些物理模型去展现一些比较真实的特征,这样可以给学习者带来一些感性认识。现在比较流行的两种模型就是承压水地质模型和潜水地质模型。地下水渗流装置可以开发新仪器,这里主要介绍一下入渗及平面渗流模拟装置,它是以野外平面渗流的水文地质实体为对象,这与模拟实际渗流区的矩形条块比较相似。主要原则是将自然界的水文地质实体按一定比例缩小制成模型,其中仪器主要由给排水溢流箱、渗流试验箱、测压管、排水系统、士综剂注入箱等组成的。通过该装置可以模拟地下水面运动和降水模拟入渗的过程及特征,还可以测定地下水的实际流速,并运用公式求解渗透系数。这种仪器在国内算是比较先进的一种了,但需要技术人员慢慢去消化理解,当然先进的仪器也不仅仅只是这一种,如果国内有人能自主研发高科技产品,并能得到国内外专家的一致肯定,那这不仅能提高水文地质试验的效率。而且能提高我国在这方面的国际地位,所以我国的技术人员任重道远。
  三、总结
  总而言之,现场水文地质试验方法的研究在国内的地位越来越重要。在研究的同时难免会出现一些问题,会导致实验结果的不合理,从而无法将其运用到实际工作中。本文针对水文地质试验出现的一些实际问题,提出了一些建议和措施,虽然还不够完美,但能解决当前相关人士所接触到的一些棘手的问题。在进行试验时,相关人员必须保持谨慎的态度,对任何数据要严密的检查,保证不会出现任何纰漏,因为试验本身是一个很严谨的学科,不能出现任何问题,否则导致结果失败,更不用说将其运用到实际勘察中了。因此,相关技术人员可以按照本文所提出的建议,结合实际情况来解决相关水文地质试验方法所遇到的问题。
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