T/CNIDA 015-2023 低水平放射性废物近地表处置场水文地质调查与评价规范

ICS07.060
CCS P10/14
团体标准
T/CNIDA 015—2023
低水平放射性废物近地表处置场水文地质调查与评价规范
Specificationforhydrogeologicalinvestigationandevaluationonnearsurfacedisposaloflowlevelradioactivewaste
2023-12-18发布2024-04-01实施
中国核工业勘察设计协会发布

目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ
引言………………………………………………………………………………………………………… Ⅳ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 1
4 基本规定………………………………………………………………………………………………… 2
5 水文地质调查与评价各阶段任务与要求……………………………………………………………… 3
5.1 水文地质调查与评价各阶段的划分……………………………………………………………… 3
5.2 初步可行性研究阶段……………………………………………………………………………… 3
5.3 可行性研究阶段…………………………………………………………………………………… 4
5.4 初步设计及施工图设计阶段……………………………………………………………………… 5
5.5 建造及运行阶段…………………………………………………………………………………… 6
5.6 关闭及关闭后阶段………………………………………………………………………………… 6
6 水文地质调查方法……………………………………………………………………………………… 7
6.1 水文地质测绘……………………………………………………………………………………… 7
6.2 水文地质遥感……………………………………………………………………………………… 9
6.3 水文地质钻探与取样……………………………………………………………………………… 9
6.4 水文地质物探……………………………………………………………………………………… 10
6.5 现场试验…………………………………………………………………………………………… 11
6.6 室内试验…………………………………………………………………………………………… 19
7 地下水长期监测………………………………………………………………………………………… 25
7.1 地下水监测点位布设原则………………………………………………………………………… 25
7.2 监测井基本要求…………………………………………………………………………………… 27
7.3 监测因子及频次…………………………………………………………………………………… 29
7.4 监测信息化系统的构建…………………………………………………………………………… 29
7.5 监测井的维护……………………………………………………………………………………… 30
8 水文地质条件分析与评价……………………………………………………………………………… 30
8.1 水文地质单元划分………………………………………………………………………………… 30
8.2 地下水补给、径流、排泄条件分析………………………………………………………………… 31
8.3 地下水化学分析…………………………………………………………………………………… 31
8.4 地下水位动态变化………………………………………………………………………………… 31
8.5 水文地质条件综合评价…………………………………………………………………………… 31
9 成果要求………………………………………………………………………………………………… 32
Ⅰ
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9.1 成果资料…………………………………………………………………………………………… 32
9.2 成果报告格式与内容……………………………………………………………………………… 34
附录A (规范性) 常用计算公式及方法………………………………………………………………… 37
A.1 核素迁移距离计算方法………………………………………………………………………… 37
A.2 弥散试验计算方法……………………………………………………………………………… 37
A.3 静态批式试验方法……………………………………………………………………………… 39
A.4 动态柱试验方法………………………………………………………………………………… 40
附录B(资料性) 常用参数及物探方法………………………………………………………………… 45
B.1 常用岩土体渗透系数……………………………………………………………………………… 45
B.2 物探方法及应用条件……………………………………………………………………………… 45
参考文献…………………………………………………………………………………………………… 47
Ⅱ
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前 言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请 注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国核工业勘察设计协会提出并归口。
本文件起草单位:中国核电工程有限公司、核工业南京工程勘察院、河北中核岩土工程有限责任公
司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、国核电力规划设计研究院有限公司、中国辐射
防护研究院、中核勘察设计研究有限公司。
本文件主要起草人:王旭宏、杨球玉、吕涛、夏加国、刘兴伟、李昶、李星宇、康宝伟、赵军庭、施晓文、
李昊辉、吴魁彬、武建峰、周韬、章中良、舒士成、韩林、汪华安、任国澄、胡学玲、付海军、孙卫春、张明、
孙茂前、朱君、陈超、张艾明、邓小宁、王俊卿、李宁、丁鹏飞、刘琳。
Ⅲ
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引 言
为满足我国低水平放射性废物近地表处置场选址、设计、建造、运行、关闭、关闭后及安全全过程系
统分析的水文地质调查工作需求,使得低水平放射性废物近地表处置场水文地质调查与评价工作技术
先进、满足需求、保护环境、经济合理、确保质量,特制定本文件。
本文件以服务于我国低水平放射性废物安全处置水文地质调查与评价为宗旨。编制组经广泛调
研,认真总结实践经验与科研成果,在参考国内外先进标准,广泛征求意见的基础上,编制完成本文件。
本文件结合我国放射性近地表处置工程特点及建设时序,重点关注影响放射性核素迁移及处置场
长期安全稳定的水文地质条件调查分析,并给出相关试验方法指导。
Ⅳ
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低水平放射性废物近地表处置场
水文地质调查与评价规范
1 范围
本文件规定了我国低水平放射性废物近地表处置场各建设阶段的水文地质调查与评价要求。
本文件适用于我国低水平放射性废物近地表处置场水文地质调查与评价。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T14848 地下水质量标准
GB50027 供水水文地质勘察规范
DZ/T0148 水文水井地质钻探规程
DZ/T0157 1∶50000地质图地理底图编绘规范
DZ/T0179 地质图用色标准及用色原则(1∶50000)
DZ/T0270 地下水监测井建设规范
JGJ/T87 建筑工程地质勘探与取样技术规程
SL31 水利水电工程钻孔压水试验规程
DD2019-04 水文地质调查图件编制规范 第1部分:水文地质图(1∶50000)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
近地表处置 nearsurfacedisposal
将放射性废物放置在地表面或地表面以下几十米深的设施中,并设置工程屏障。
3.2
安全全过程系统分析 safetycase
支持和说明处置场安全的科学、技术、行政和管理等方面论据和论证的文件集成。
注:涵盖场址的适宜性,设施的设计、建造和运行的安全性,辐射风险评价的合理性,以及所有与处置场安全相关工
作的充分性和可靠性。
3.3
水文地质调查 hydrogeologicalinvestigation
为查明某一区域水文地质条件而进行的野外和室内水文地质工作。
注:主要包括资料搜集、水文地质测绘、水文地质物探、水文地质钻探、现场试验、室内试验、地下水长期监测等。
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3.4
水文地质测绘 hydrogeologicalmapping
在搜集和研究已有地质、水文地质资料的基础上,采用大于或等于测绘比例尺的地形地质图,按照
一定的观测路线和观测点,对地面含水层、地貌、地下水露头及与地下水有关的各种地质现象所进行的
实地观测和填图工作。
3.5
分配系数 distributioncoefficient
Kd
平衡状态时,地质介质中的核素浓度与周围溶液中核素浓度的比值。
3.6
延迟因子 retardationfactor
Rf
孔隙水流速与核素迁移速度的比值。
3.7
静态批式试验 batchexperiment
将已知浓度的核素溶液与地质介质混合一段时间直至平衡,然后固液分离,分别测量地质介质和溶
液中的核素浓度,计算核素的分配系数。
3.8
动态柱试验 dynamiccolumnexperiment
将非吸附示踪剂和已知浓度的核素溶液分别注入地质介质填充的柱体,得到非吸附示踪剂和核素
的迁移曲线,根据两条迁移曲线的关系计算核素的分配系数。
4 基本规定
4.1 水文地质调查精度应满足相关阶段的使用需求,满足处置场安全全过程系统分析迭代更新需求。
4.2 水文地质调查工作量布置应根据水文地质条件复杂程度、水文地质调查阶段和已有工作的深
度,综合考虑确定,水文地质复杂程度可依据表1划分。
表1 调查区水文地质复杂程度表
简单地区中等地区复杂地区
a) 地层及地质构造简单;
b) 含水层空间分布稳定;
c) 地下水补给、径流和排泄条件清
楚简单;
d) 地下水埋藏较深,处置场的建设
对水文地质条件的影响微弱,与
地下水相关的环境地质问题不
突出
a) 地层及地质构造较复杂;
b) 含水层层次多,但具有一定的
规律;
c) 地下水补给、径流和排泄条
件,水动力特征,水化学规律较
复杂;
d) 地下水埋藏较浅,处置场的建设
对水文地质条件有一定影响,存
在少量与地下水相关的环境地
质问题
a) 地层及地质构造复杂;
b) 含水层系统结构复杂、含水层空
间分布不稳定;
c) 地下水补给、径流和排泄条件,水
动力特征,水化学规律复杂;
d) 地下水埋藏浅,处置场的建设对
水文地质条件有影响,存在与地
下水相关的环境地质问题
4.3 水文地质调查宜采用遥感、测绘、物探、钻探、现场试验及室内试验多种手段相互配合,利用多种手
段相互验证。
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4.4 低水平放射性废物近地表水文地质调查,除应执行本文件规定外,尚应执行国家现行有效规范和
标准的规定。
5 水文地质调查与评价各阶段任务与要求
5.1 水文地质调查与评价各阶段的划分
低水平放射性废物近地表处置场水文地质调查应按照我国基本建设程序分阶段进行,水文地质调
查的阶段应与放射性废物处置场选址、设计、运行、关闭及相关的安全分析、环境影响评价、安全全过程
系统分析需求相适应。宜分为下列水文地质调查阶段:
a) 初步可行性研究阶段;
b) 可行性研究阶段;
c) 初步设计及施工图设计阶段;
d) 建造及运行阶段;
e) 关闭及关闭后阶段。
除“关闭及关闭后阶段”外其他相邻阶段可根据场址区水文地质条件的复杂程度及资料收集翔实程
度适当合并。且需满足两个阶段的调查要求,重点要符合两个阶段中后一阶段的详细程度要求。
5.2 初步可行性研究阶段
5.2.1 初步可行性研究阶段对低水平放射性废物近地表处置场候选场址开展水文地质调查工作。通
过合理的水文地质调查手段,初步分析和查明候选场址的水文地质条件,对候选场址的适宜性作出初步
评价,为场址的比选提出建议,通过比选初步确定优先候选场址。
5.2.2 初步可行性研究阶段工作重点如下。
a) 了解候选场址所在地区的自然地理环境、区域人口分布及水资源利用现状与规划情况。
b) 初步查明候选场址及周边地表水体、地下水出露、分水岭、地下水流向情况。
c) 初步查明候选场址及附近是否存在影响水文地质条件的地质构造、不良地质作用。
d) 初步查明候选场址地下水补径排条件,地表水与地下水及地下水间的水力联系;初步划分候选
场址水文地质单元。
e) 初步查明地下水类型、含水层与隔水层的分布及其渗透性;采取地表水及地下水水样,初步查
明地表水和地下水的水化学特征。
f) 初步查明是否存在阻隔放射性核素迁移所需的天然屏障,对候选场址的适宜性作出初步评价
和对比。预测水文地质条件发生改变对候选场址产生的影响。
5.2.3 初步可行性研究阶段水文地质调查工作布置原则与要求如下。
a) 本阶段水文地质调查以搜集资料为主,辅以必要的水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质试
验、物探、室内试验等手段。
b) 本阶段搜集的资料内容主要有且不限于以下方面:区域及近区域的水文地质资料、地质资料、
矿产资料;候选场址的水文、地质、水文地质、气象、遥感等资料;区域内人口分布及规划情况
等。搜集资料的范围应包含与候选场址相关的完整水文地质单元及边界,面积不宜小于
20km2。
c) 对搜集到的资料进行整理,根据汇总的资料结合水文地质测绘对候选场址的水文地质特征进
行验证和细化调查。水文地质测绘主要围绕场址及近场址范围进行,面积一般不小于
4km2,根据水文地质条件复杂程度,测绘比例尺宜在1∶10000~1∶5000之间,并布置不少
于1条穿过候选场址的典型水文地质剖面。
d) 根据候选场址水文地质条件复杂程度及调查需要,在场址范围及临近场址的区域选择控制性
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地段布置水文地质钻孔。每个场址钻孔数量不宜少于3个,水文地质条件复杂的区域可适当
增加。钻孔深度范围应包含包气带及主要含水层,并进入处置场预设基底以下相对隔水层不
小于5m。
e) 在条件允许情况下,可布置适当的物探、水文地质遥感工作,通过物探成果、遥感图像解释与水
文地质测绘工作相互验证补充。本阶段遥感图像分辨率应不低于1m。
f) 根据地质体岩性在钻孔内布置抽水试验、压水试验等初步测定含水层渗透系数,或可取原状样
进行室内渗透试验,试验方法和数量应根据候选场址水文地质条件复杂程度确定,一般每个含
水层不低于3组水文地质试验,每层取样不低于6组。
g) 根据已有资料翔实程度和水文地质调查需要,可布置1组~2组地下水流速流向试验。
h) 对不同水文地质单元的地下水和主要地表水体应分别采取水样进行水化学全分析,取样数量
均不宜少于2组。
i) 可利用勘探孔和区内井、泉等,作为地下水临时监测点,初步了解地下水的动态变化情况;根据
水文地质条件复杂程度监测时间宜每次间隔1个月~3个月。
5.3 可行性研究阶段
5.3.1 可行性研究阶段应在初步可行性研究确定的优先候选场址进一步开展工作,以野外水文地质测
绘、水文地质钻探、物探、现场试验、室内试验为主要手段,查明各优先候选场址的水文地质条件,并对各
优先候选场址的适宜性给出明确结论,为拟建场址的确定提供建议。
5.3.2 可行性研究阶段工作重点如下:
a) 搜集优先候选场址所在地区自然地理环境、气候、区域人口分布及矿产资源利用现状、土地利
用历史与规划情况;
b) 调查优先候选场址所处水文地质单元范围,及其与相邻水文地质单元的相互关系;
c) 查明周边地表水与地下水以及地下水间的水力联系,开展必要现场试验,测定主要地表水体
(河流、泉等)的流量;
d) 查明优先候选场址所在水文地质单元地下水补径排条件,详细掌握优先候选场址所在水文地
质单元内地下水开发利用现状与规划,查明地下水环境敏感目标;
e) 查明含(隔)水层结构特征,含(隔)水层岩性、厚度、孔隙度及其渗透性;
f) 查明地下水流场、地下水动态变化特征;
g) 查明地下水水化学特征;
h) 采用静态批式试验或动态柱试验测定包气带和含水岩组对主要核素的吸附阻滞参数;
i) 测定包气带防污性能及土壤水分特征参数。
5.3.3 可行性研究阶段水文地质调查工作布置原则与要求如下。
a) 本阶段水文地质调查范围宜以天然水文地质单元边界为调查边界,重点关注优先候选场址下
游地下水环境敏感目标情况。对于处置场距离水文地质单元边界较远的场址,宜在相关资料
分析的基础上,划分重点调查区与一般调查区,重点调查区范围以处置场为参考点,重点调查
区范围距离处置场下游不小于下游迁移距离L,下游迁移距离L 应符合附录A 中A.1的规
定。如L 大于水文地质单元边界,需说明地下水排泄点位,距离处置场上游及两侧不小于下
游迁移距离L/2。常用岩土体渗透系数经验值见附录B中B.1。一般调查区为重点调查区至
水文地质单元边界的中间区域。
b) 重点调查区测绘比例尺宜在1∶10000~1∶5000之间,并布设不少于2条通过处置区的实测
水文地质剖面,两条水文地质剖面宜垂直相交于处置场区域。水文地质复杂地区可适当增加。
c) 一般调查区水文地质测绘比例尺应不小于1∶25000,应布设不少于2条通过场址的相互垂直
的水文地质剖面。
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d) 本阶段调查应以水文地质测绘和现场试验为主,辅助以遥感、物探等多种水文地质调查方法对
水文地质特征进行验证和细化。
e) 根据候选场址水文地质条件复杂程度及调查需要,在场址范围及临近场址的区域选择控制性
地段布置水文地质钻孔。每个主要水文地质单元钻孔数量不应少于3 个,水文地质条件复杂
的区域可适当增加。钻孔深度范围应包含包气带及主要含水层,并进入处置场预设基底以下
稳定隔水层不小于5m。
f) 针对性地开展试验工作,确定场址区包气带和含水岩组的岩性及结构特征、背景值及影响核素
迁移的关键参数。
g) 通过抽、注、压水试验测定含水层渗透系数等水文地质参数。
h) 对水文地质单元补给、径流、排泄区域地下水进行同位素分析,确定地下水循环条件。
i) 对水文地质单元补给、径流、排泄区域地下水和主要地表水体应分别采取水样进行水化学全分
析,取样数量不宜少于5组。其中,补给区、径流区和排泄区地下水水样各不得少于1组。
j) 构建地下水监测系统,适当加密地下水监测网,开展长期监测。其中,处置场上游和两侧的地
下水水质监测点均不得少于1个,处置场区及下游地下水水质监测点不得少于3个。
k) 考虑地下水水位季节性变化和多年变化,完成至少1个水文年的水位动态监测,应分别在地下
水丰水期及枯水期完成水位统测,绘制地下水流场。
l) 宜同步建立地下水数值模型,对水文地质条件进行综合论证。
5.4 初步设计及施工图设计阶段
5.4.1 初步设计及施工图设计阶段应在可行性研究阶段工作确定的拟建场址,有针对性地开展水文地
质调查工作,并应完善地下水监测系统。当需完善地下水数值模型进行放射性核素迁移评价时,可适当
补充地下水流速流向试验、现场弥散试验、批式法试验或动态柱试验等。
5.4.2 初步设计及施工图设计阶段工作重点如下:
a) 查明处置区包气带的厚度及含水特征;
b) 查明处置场场地的降雨入渗系数;
c) 查明各处置单元水、土对建筑材料的腐蚀性;
d) 分析处置场场地平整、处置设施建设对地下水补径排条件及地下水流场的影响;
e) 分析断层、溶洞、海岸潮汐影响带等对处置场的潜在影响;
f) 分析处置场及周边水文地质条件和水文地球化学条件,综合评价其对核素运移的阻滞能力;
g) 分析预测水文地质条件在施工和运行期间可能产生的变化及其对处置场的影响,提出防治措
施建议;
h) 结合前期监测数据,对处置场及周边水文地质条件进行论证分析,提出场址布局的优化建议。
5.4.3 初步设计及施工图设计阶段水文地质调查工作布置原则与要求如下。
a) 本阶段水文地质调查范围以处置场用地边界为调查边界,重点关注处置场场地平整、处置设施
建设对地下水流速、流向影响;经分析发现水文地质条件发生变化或核素有向下游迁移的趋势
时,应将调查范围扩展至可行性研究阶段确定的重点调查区并补充水文地质测绘,测绘比例尺
应不小于1∶5000。
b) 本阶段调查以现场试验、地下水特征监测为主,必要时可进行水文地质试验和水文地质测绘。
c) 主要进行室内水质全分析试验。水文地质条件发生变化时进行流速流向试验、现场弥散试验、
批式法试验或动态柱试验等。
d) 在前期构建的地下水监测系统的基础上,进一步完善地下水长期监测系统。根据需要在场区
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内及下游区域各补充监测点不宜少于3个。
e) 本阶段水文地质钻探应结合前期已有钻孔、水文地质单元及主要受影响含水层、监测点的设置
等情况综合确定,每一主要受影响含水层现场试验应不少于3个,深度应穿透受影响主要含水
层进入稳定隔水层不少于5m。
5.5 建造及运行阶段
5.5.1 建造及运行阶段对地下水水位与水质进行长期监测,并对前期水文地质调查成果进行验证,对
异常地段补充开展水文地质调查工作;建造及运行过程中水文地质条件发生变化或发现新的水文地质
问题时,应开展针对性的水文地质调查工作。
5.5.2 建造及运行阶段工作重点如下:
a) 充分搜集已有水文地质调查成果,结合处置场的工程特点,进一步分析处置场水文地质条件及
变化规律;
b) 根据水文地质条件,充分利用已有井、泉和长期观测孔对处置场及周边可能受影响的水文地质
单元进行地下水长期监测工作;
c) 根据监测资料对现阶段的水文地质条件进行分析与评价,并与前期水文地质变化规律进行对
比,当出现较大差异变化时应进一步分析、验证,必要时补充开展水文地质调查工作;
d) 处置场采用人工屏障防渗处理时,应对防渗效果进行定期监测,人工屏障对地下水流场有较大
影响时,应补充开展水文地质调查工作。
5.5.3 建造及运行阶段水文地质调查工作布置原则和要求如下。
a) 调查范围宜同设计阶段调查范围,重点是场区周边及地下水径流下游的调查工作。当水文地
质条件发生变化时,需要进行水文地质调查,调查精度应满足设计阶段的要求。
b) 本阶段以地下水水位、水质等长期监测为主,必要时开展针对性的水文地质调查工作。
c) 主要进行室内水质简分析及水质全分析试验,水文地质条件发生变化时进行流速、流向等
试验。
d) 根据地下水类型,每个水文地质单元的主要含水层(组)在场区、上游及下游布置监测点,其中
孔隙水及岩溶水不少于4个点、裂隙水不少于5个点,当下游有密集的居民点或重要取水点
时,应加密监测点。
e) 影响范围内存在多层地下水时应分层监测。
f) 水位监测宜使用自动连续监测系统,水位观测时间间隔宜7d~15d,每个监测点宜每季度或
分丰、平、枯水期各完成1次水质简分析,每一水文年完成1次水质全分析试验、同位素组分
检测。
g) 长期监测应涵盖处置场建造及运行的全过程。
5.6 关闭及关闭后阶段
5.6.1 关闭及关闭后阶段主要对处置场运行期所发现的水文地质问题进行专项调查与重点监测,以专
项水文地质调查和监测为主,为处置场关闭活动及关闭后的长期监测提供支持。
5.6.2 关闭及关闭后阶段工作重点如下:
a) 对前期水文地质调查结论与预测进行验证,更新相关认识;
b) 更新区域人口及水资源利用数据,测定主要地表水体流量;
c) 对历史监测数据(水位、水化学等)进行整理分析,分析原因,预测潜在趋势;
d) 重点监测关闭活动对场址区水文地质环境的影响;
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e) 对监测因子(处置场所处置的核素)超过限值的情况,应开展专项调查,并采取相应的措施。
5.6.3 关闭及关闭后阶段水文地质调查工作布置原则与要求如下:
a) 本阶段调查范围宜以天然水文地质单元边界为调查边界,重点对前期水文地质调查所获取的
源汇项数据进行核实更新,必要时可适当扩展调查范围,明确关闭及关闭后阶段处置设施与周
边水文地质条件的相互关系;
b) 重点对运行期发现的水文地质环境问题,进行补充调查,细化分析;
c) 本阶段以现场监测和补充调查为主,对处置场运行过程中发现的水文地质问题进行深入调查
分析,以保障处置场的关闭安全;
d) 关闭前在紧邻处置单元或周边包气带进行分层取样,结合包气带岩性、结构特征在处置单元底
板埋深以下取1个及以上样品进行浸溶试验,测试分析浸溶液成分,如发现相关核素成分,需
开展专项调查分析;
e) 调整优化地下水监测网,如需要可在处置场下游区域增设地下水水质监测点,对潜在污染迁移
途径进行重点监测。
6 水文地质调查方法
6.1 水文地质测绘
6.1.1 水文地质测绘应搜集区域地质和水文地质资料,场址的地质、水文地质、工程地质、遥感图像水
文地质解译资料,以及水文、气象和与地下水有关的人类活动等资料。
6.1.2 水文地质测绘应对搜集到的资料进行分析整理,根据场址和区域的水文地质特征,按水文地质
单元、地下水流向和环境影响敏感点等3个层次布置水文地质测绘工作。
6.1.3 在未进行地质测绘地区应同时进行工程地质和水文地质测绘。
6.1.4 测绘路线宜以穿越法和追索法相结合的方式布置,观测路线宜按下列要求布置:
a) 沿含水层(岩组)和富水性、水化学特征变化显著的方向;
b) 沿垂直地层走向或构造线走向方向;
c) 沿地貌变化显著方向穿越地貌单元界线;
d) 沿河谷、沟谷延伸方向;
e) 沿井、泉等地下水露头多或地表水体分布多的方向。
6.1.5 观测路线沿线的各类地质、地貌界线及水文点应有观测点控制,观测点应有代表性,并详细记
录,采集必要的样品,观测点宜布置在下列位置:
a) 地层界线、断层线、褶皱轴线、岩浆岩与围岩接触带、标志层、典型露头和岩性、岩相变化带等;
b) 地貌分界线和地质现象发育处;
c) 井、泉、钻孔、地表水体等;
d) 与地下水有关的其他重要位置。
6.1.6 测绘精度的相关要求如下。
a) 水文地质测绘应在比例尺大于或等于测绘比例尺的地形图的基础上进行。
b) 填图单位的最小尺寸为图上2mm,对于具有水文地质特殊意义的地质单元体,可扩大比例尺
表示。水文地质界线的标绘误差不得大于2mm。
c) 水文地质点应根据精度要求选用适当方法定位,控制性水文地质点位置、重要地质界线和实测
水文地质剖面应采用测量仪器定位。
d) 每平方千米的观测点数和观测路线长度可按表2确定。
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表2 水文地质测绘的水文地质点数和测绘路线长度
测绘比例尺
地质观测点数/(个/km2)
松散层地区基岩地区
水文地质观测点数
个/km2
测绘路线长度
km
1∶25000 0.60~1.80 1.50~3.00 1.00~2.50 2.50~4.00
1∶10000 1.80~3.60 3.00~8.00 2.50~7.50 4.00~6.00
1∶5000 3.60~7.20 6.00~16.00 5.00~15.00 6.00~12.00
1∶2000 9.00~18.00 15.00~45.00 12.50~37.50 12.00~20.00
注1:同时进行水文地质与工程地质测绘时,表中地质点数乘以2.5;复核性水文地质测绘水文地质点数为规定数
量的40%~50%。
注2: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。
注3:表中数据为基本规定,如调查区客观存在的水文地质点不能满足表中规定数量,需对存在的水文地质点全
部进行观测记录。
6.1.7 水文地质测绘宜包括以下工作内容:
a) 搜集测绘范围及周边地区的地质、水文地质、工程地质、水文及气象等资料;
b) 地形、地貌特征及其与含水层的分布和地下水的埋藏、补给、径流、排泄的关系;
c) 含水层的组成、分布特征、渗透性、富水性及其变化规律;
d) 处置场包气带的分布特征、厚度、岩性、渗透性等;
e) 破碎带、节理密集带、褶皱和断裂等地质构造的类型、特征、分布、组合关系及富水性和透水性
特征;
f) 井所在地段的地形、地貌、含水层特征,主要含水层的岩性、时代及井的类型、深度、井壁结构、
出水量、水位、水质及其动态变化;
g) 泉的出露条件、成因类型和补给来源,泉的流量、水质、水温、气体成分,泉的动态变化及利用情
况,与工程有关的泉需长期观测;
h) 地表水体的类型、分布、水位、水质、流速、流量,流域汇水面积及历史最高水位;
i) 地表水与地下水的补排关系以及地下水位的季节变化情况;
j) 地表水和地下水的开发利用现状和未来规划情况;
k) 与地下水开发利用有关的环境问题,重点调查地表水体及污染情况、污染源分布,工业与生活
废物堆放场地的分布。
6.1.8 野外调查期间应及时对获取的野外记录与手图、照片、视频资料、标本进行整理,对采集的岩、
土、水样品及时送样,测绘完成后宜提交如下原始资料:
a) 各类野外调查记录、卡片、表格等;
b) 实际材料图、各类野外调查成果草图、剖面图等;
c) 岩、土、水样品采集记录,送样单及测试分析报告;
d) 现场试验资料;
e) 各类照片、视频资料;
f) 各类资料、成果汇总表;
g) 野外质量检查记录等。
6.1.9 水文地质测绘成果应包括以下图表:
a) 水文地质测绘实际材料图;
b) 综合水文地质图(包含实测水文地质剖面图和水文地质柱状图);
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c) 与地下水有关的等值线图;
d) 水文气象资料图表;
e) 井(泉)调查表。
6.2 水文地质遥感
6.2.1 遥感工作前,应充分收集分析地理、地质、水文及物化探资料,了解调查区的地理环境、水文地质
工作程度和存在的主要问题,确定遥感工作的方法和重点。
6.2.2 水文地质遥感解译工作应贯穿于水文地质调查的全过程,根据各阶段水文地质调查工作,以地
下水系统或地表水流域进行部署。水文地质遥感解译步骤见图1。
图1 水文地质遥感解译步骤
6.2.3 应在各项工作开始前率先完成初步解译工作,为现场踏勘工作和水文地质工作大纲的编制提供
依据。后续工作可与野外水文地质测绘紧密结合,在水文地质测绘中丰富解译标志,提高水文地质测绘
效果。
6.2.4 遥感解译的范围应根据水文地质调查阶段及场地的水文地质条件综合确定,小比例尺遥感解释
的范围应考虑水文地质单元的完整性;大比例尺遥感解释调查范围宜大于水文地质测绘范围。
6.2.5 应选择云彩覆盖少、清晰度高、可解性强的最新卫星图像及遥感图像,必要时可选用多类型、多
时相的遥感图像数据。遥感图像的分辨率应根据水文地质调查阶段确定,其中初步可行性研究阶段和
可行性研究阶段分辨率应不低于1m。在水文地质排泄区等重点调查区可选用分辨率大于0.5m 的遥
感数据或无人机遥感数据。
6.2.6 遥感解译内容应包括:
a) 地貌单元、地表水系及分水岭,判断地形地貌、水系特征与地质、水文地质条件的关系;
b) 主要地质构造,特别是新构造断裂、节理裂隙密集带、背向斜的分布位置、发育规模及展布特
征,判定地质构造与水文地质条件的关系,结合地貌特征为水文地质单元的划分提供依据;
c) 具有明显影像特征的地层岩性,为含水岩组划分提供依据;
d) 植被和土地覆盖、土地利用状况,分析土地利用变化对地下水资源的影响;
e) 各种水文地质现象,圈定泉点、泉群、泉域、地下水溢出带的位置,河流、湖泊、库塘、沼泽、湿地
地表水体及其渗失带的分布、变化,圈定河床、湖泊泥砂淤积地段及古溃口和管涌等发育地段、
洪水淹没区域,确定古(故)河道变迁、地表水体的变化以及各种岩溶现象的分布发育;
f) 与地下水开发利用有关的问题,重点解译地表水体及污染情况、污染源分布,工业与生活废物
堆放场地的分布;
g) 可采用遥感数据反演土壤含水量、蒸发量等参数。
6.2.7 遥感工作在水文地质调查中所获成果均为基础资料,是对各种水文地质和工程地质现象的直观
反映,应分门别类加以整理,为水文地质调查报告编制提供支持。必要时在水文地质调查总报告中设置
遥感相关章节或编写水文地质遥感专题报告,其主要内容应详细论述遥感图像(数据)特征和解译技术
方法以及所获得的各项成果。
6.3 水文地质钻探与取样
6.3.1 水文地质钻探
6.3.1.1 应在分析、利用已有资料的基础上,根据需要解决的问题并考虑长期观测的需要布置钻孔,宜
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一孔多用。
6.3.1.2 水文地质钻孔的深度应根据含水层(组)的情况、需要测试含水层位置、试验测试要求等情况综
合考虑,并且控制深度应揭露对拟建工程有影响的主要含水层(组)。
6.3.1.3 水文地质钻孔的孔径应在满足对地质体鉴别的前提下,同时满足孔内测试等试验的要求。
6.3.1.4 钻孔岩芯采取率,黏性土和完整基岩应不小于80%;砂性土、松散砾砂岩、基岩强风化带、破碎
带应不小于65%。
6.3.1.5 钻孔应采用清水钻进,钻进过程中应观测孔内水位变化,记录冲洗液漏失量,钻孔涌水的深度
和涌水量,自流水头,钻进中出现的异常现象,初见水位、终孔稳定水位等。当有多层地下水时,应分层
观测。
6.3.1.6 水文地质成孔、洗井、滤料、滤管等技术要求应遵循DZ/T0148的相关规定。
6.3.1.7 钻孔应有独立的编号,并保留钻孔所有相关信息,形成钻孔综合图表。
6.3.2 取样
6.3.2.1 土样:应满足JGJ/T87的有关规定,同时满足室内试验的相关要求。
6.3.2.2 地下水样:应采集所需含水层中的天然水样,水样数量应超过各项试验所需水量之和的
20%~30%。盛水容器宜采用专业容器,容器应洗涤清洁,取样前应用所需采集的水反复冲洗3次
以上。
6.3.2.3 采水样过程中尽量避免或减轻样品与大气发生接触,取含不稳定成分的水样时,应及时加入稳
定剂,井孔中采集时应避免搅动井水和底部沉积物。
6.3.2.4 水样采集后应及时贴样签,注明取样地点、深度、时间、加入的稳定剂等信息。
6.3.2.5 试样应放置在不受阳光照射的阴凉处,并及时送至实验室,试样的保存和送检要求应符合
GB/T14848的相关规定。
6.3.2.6 批式试验和动态柱试验等特殊性试验的取样要求应满足6.6的相关要求。
6.3.3 钻孔回填
6.3.3.1 孔内工作完成后,应根据工程要求选用适宜的材料分层回填。
6.3.3.2 钻孔宜采用原土回填,并应分层夯实,回填土的密实度不宜小于天然土层。
6.3.3.3 临近堤防的钻孔应采用干黏土球回填,并应边回填边夯实;有套管护壁的钻孔应边起拔套管边
回填;对隔水有特殊要求时,可用水泥、膨润土(4∶1)制成浆液或水泥浆通过泥浆泵由孔底向上灌注
回填。
6.3.3.4 基岩层应用水泥浆回填。
6.3.3.5 对于Ⅰ类子项或者甲级基坑,应对所有已封的钻孔进行复测坐标。
6.3.4 钻孔保护
对于需要长期保留的水文钻孔,孔口应设置保护措施,避免杂物进入,并根据后期对钻孔的需要进
行相关保护。对于长期观测孔应做好长期的维护措施。
长期保留钻孔的保护措施可参照HJ164的相关规定。
6.4 水文地质物探
6.4.1 水文地质物探应充分利用被探测对象的物性条件,结合工程需要和场地条件合理使用,宜在水
文地质测绘基础上进行。
6.4.2 采用的水文地质物探方法应具备下列基本条件:
a) 被探测对象与周围介质之间有明显的物性差异;
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b) 被探测对象具有一定的埋藏深度和规模,且地球物理异常有足够的强度;
c) 有干扰因素存在时仍能分辨出被探测对象引起的异常;
d) 地形影响不妨碍野外作业和资料解释,或其影响能利用有效手段处理修正。
6.4.3 应根据要解决的问题,结合现场条件选择适宜的水文地质物探方法。地质条件复杂或存在多种
干扰因素时,单一方法不易判定或较复杂的水文地质问题,宜采用两种或两种以上方法综合探测。水文
地质调查中采用的物探方法见B.2。
6.4.4 水文地质物探宜结合水文地质测绘和钻探进行工作布置,对可能的岩溶发育地段、可能存在隐
伏断裂或大节理带的地段宜布置水文地质物探工作。
6.4.5 水文地质物探测线和测点应根据需要解决的水文地质问题并结合现场条件布置,水文地质物探
剖面方向宜充分结合勘探点垂直被探测对象的总体走向或沿着水文地质条件变化大的方向。物探测线
布置的相关规定如下:
a) 测网应根据工程需要和地形、地质条件布置,拟定的测线位置可根据实际情况适当调整,测线
移动的允许距离在相应比例的平面图件上宜为5mm;
b) 测网密度应保证异常的连续、完整和便于追踪;
c) 测线长度应保证异常的完整和具有足够的正常背景。
6.4.6 发现异常应加密探测点,确定异常性质或异常范围。
6.4.7 宜在水文地质钻孔中进行物探测井工作,配合钻探取样划分地层。
6.4.8 外业作业中,工作参数的选择、检查点的数量、观测精度、操作和记录、仪器定期检查,应符合国
家现行有关物探标准要求。测试数据应根据场地条件、岩土特性、地区经验、仪器设备等因素及时检查
和质量评价。外业质量检查的相关规定如下。
a) 检查方式应根据具体方法的技术要求确定。
b) 检查量不应少于总工作量的5%。
c) 检查点应在测区均匀分布、随机选取,对畸变点、异常点、拟验证点、可疑地段等重点检查。当
原始数据检查不合格时应分析原因,制定措施或调整工作方案后重新观测。
6.4.9 水文地质物探成果应结合其他勘探方法获得的成果,对所获取的物探数据进行综合处理、分析
和解译。物探成果应包括文字报告、测线平面布置图、各种定性和定量分析、解译图件、质量检查数据或
数据质量评定等内容。资料解释的相关规定如下:
a) 资料解释应在分析测区物性参数和既有勘探资料的基础上,遵循从已知到未知、由浅及深、点
面结合、综合分析、定性指导定量的原则进行;
b) 定性解释应在区分干扰异常和有效异常的基础上,根据异常的幅值、强度、形态、分布等特征确
定异常体的性质及规模,估算其埋深,初步建立物探异常与地质体的对应关系;
c) 定量解释宜利用已知的物性参数和测井及资料作为边界条件进行反演;
d) 各种物探方法的解释结果应相互补充、相互验证,并对其进行综合分析,有验证点时应利用已
知资料对物探解释结果进行修正。
6.5 现场试验
6.5.1 抽水试验
6.5.1.1 抽水试验用于获取岩土层渗透系数、导水系数、给水度、贮水系数等水文地质参数,评价含水层
的富水程度等。
6.5.1.2 抽水试验可根据水文地质条件的复杂程度及试验目的,选用单孔抽水试验和多孔抽水试验。
同时应根据调查阶段、岩土层分布及特征以及场地地表水体和敏感点的分布等确定抽水试验方法,其相
关要求如下。
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a) 初步可行性研究阶段和水文地质条件简单场地可进行单孔抽水试验。水文地质条件复杂场
地,且处于可行性研究及其后续阶段,宜进行多孔抽水试验。
b) 对于富水性较强的大厚度含水层,需分段评价时应进行分段抽水试验,分段长度宜采用
20m~30m。
6.5.1.3 观测孔的布置,应根据试验目的和计算公式的要求确定,其相关要求如下。
a) 以抽水孔为原点,宜布置1条~2条观测线。一条观测线时,宜垂直地下水流向布置;两条观
测线时,其中一条宜平行地下水流向布置。每条观测线上的观测孔不宜少于2个。
b) 距离地表水体较近的抽水试验观测孔宜垂直地表水体走向布置观测线,必要时可平行地表水
体布置观测孔。
c) 距抽水孔近的第一个观测孔,应避开三维流的影响,其距离不宜小于含水层的厚度。最远的观
测孔距第一个观测孔的距离不宜太远,并应保证各观测孔内有一定水位下降值。
d) 各观测孔的过滤器长度宜相等,并安置在同一含水层和同一深度。
6.5.1.4 试验过程中,应对附近可能受到影响的孔、井、洞、泉、地表水体等进行水位或流量观测。
6.5.1.5 在抽水试验各次降深中,水泵吸水管口均应放在同一深度,不同降深的试验宜连续进行。
6.5.1.6 抽水试验前和抽水试验时,应同步测量抽水孔和观测孔、点(包括附近的水井、泉和其他水点)
的自然水位和动水位。如自然水位的日动态变化很大时,应掌握其变化规律。抽水试验停止后,应按
6.5.1.8的要求测量抽水孔和观测孔的恢复水位。
6.5.1.7 抽水试验时,应防止抽出的水在抽水影响范围内回渗到含水层中。
6.5.1.8 水位观测的相关规定如下。
a) 抽水试验前应测定静水位。
b) 同一试验中采用同一测量方法和工具,抽水孔和观测孔应同步观测。
c) 抽水孔中水位测量应读数到厘米(cm),观测孔中水位测量应读数到毫米(mm)。
d) 恢复水位观测应在抽水停止后第1min、2min、3min、4min、6min、8min、10min、15min、
20min、25min、30min、40min、50min、60min、80min、100min、120min各观测1次,以后每
隔30min观测1次。
e) 静止水位或恢复水位符合下列条件之一时,可停止观测:
1) 连续3h水位不变化;
2) 水位呈单向变化时,连续4h内每小时水位变化不超过1cm;
3) 水位升降与自然水位变化一致;
4) 水位历时曲线呈锯齿状变化时,连续4h内升降之最大差值不超过5cm;
5) 采用压力表观测时,连续8h指针不动;
6) 达不到上述条件时,观测时间已超过72h。
6.5.1.9 出水量测量精度的相关规定如下:
a) 采用堰箱或孔板流量计时,水位测量应读到毫米(mm);
b) 采用容积法时,量桶充满水所需的时间不宜少于15s,应读数到0.1s;
c) 采用水表时,应用秒表测定流出10m3 水所需的时间,应读数到0.1s。
6.5.1.10 稳定流抽水试验的主要技术要求如下。
a) 抽水试验时,水位下降的次数应根据试验目的确定,宜进行3次。其中,最大下降值可接近孔
内的设计动水位,其余两次下降值宜分别为最大下降值的1/3和2/3。当抽水孔出水量很
小,试验时的出水量已达到抽水孔极限出水能力时,水位下降次数可减少。
b) 承压完整井抽水试验时,主孔设计动水位不宜超过承压含水层顶板;潜水完整井抽水试验
时,主孔设计水位下降值不宜超过潜水含水层厚度的1/3。
c) 在抽水稳定延续时间内,抽水孔出水量和动水位与时间关系曲线只在一定的范围内波动,且没
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有持续上升或下降的趋势。
d) 抽水试验的稳定延续时间应不小于4h。
e) 抽水试验时,动水位和出水量观测的时间,宜在抽水开始后第5min、10min、15min、20min、
25min、30min各测1次,以后每隔30min或60min测1次。水温、气温观测的时间,宜每隔
2h~4h同步测量1次。
6.5.1.11 非稳定流抽水试验主要技术要求如下。
a) 抽水孔的出水量应保持常量,其稳定标准应符合6.5.1.10的要求。
b) 抽水试验的延续时间,应按水位下降与时间[s(或Δh2)-lgt]关系曲线确定(S 为水位降深,
Δh2=H2-h2,其中H 为潜水含水层的自然厚度,h 为抽水后潜水含水层的厚度),并应符合
下列要求:s(或Δh2)-lgt 关系曲线有拐点时,则延续时间宜至拐点后的线段趋于水平。s(或
Δh2)-lgt 关系曲线没有拐点时,则延续时间宜根据试验目的确定。抽水试验时,动水位和出水
量观测的时间,宜在抽水开始后第1min、2min、3min、4min、6min、8min、10min、15min、
20min、25min、30min、40min、50min、60min、80min、100min、120min各观测1次,以后可
每隔30min观测1次。抽水结束或因故中断抽水时,应观测恢复水位,观测频率应与抽水时
一致,水位应恢复到接近抽水前的静水位。
6.5.2 注水试验
6.5.2.1 注水试验用于测定土层、岩石全风化层~强风化层以及破碎岩体、断层破碎带等的渗透系数。
6.5.2.2 对于地下水位以上表层土及埋藏较浅土层,可采用试坑单环和试坑双环注水试验。试验深度
较大时可采用钻孔注水试验,钻孔注水试验包括降水头和常水头两种方法。
6.5.2.3 试坑单环注水试验适用于地下水位以上砂土、砂卵砾石等透水性较强的土层,试验的主要技术
要求如下。
a) 在选定的试验位置,挖一个圆形或方形试坑至试验层,在坑底部再挖一个深15cm~20cm 注
水试坑并放入铁环,环外用黏土填实,环底铺2cm~3cm 厚的粒径5mm~10mm 的砾石或
碎石作为缓冲层。
b) 向环内注水,当环内水深达到10cm 时,开始记录量测时间和注入水量,在试验过程中,应保持
水深10cm,波动幅度不应大于0.5cm。
c) 水量量测精度应达到0.1L;开始每隔5min量测1次,连续量测5次,以后每隔20min量测
1次并至少连续量测6次。当连续2次量测的注入流量之差不大于最后一次流量的10%
时,试验即可结束,取最后一次注入流量作为计算值。
d) 试验土层的渗透系数按公式(1)计算。
K =16.67Q
F …………………………(1)
式中:
K ———渗透系数,单位为厘米每秒(cm/s);
Q ———注入流量,单位为升每分(L/min);
F ———试环面积,单位为平方厘米(cm2)。
6.5.2.4 试坑双环注水试验适用于地下水位以上黏性土、粉土等透水性较弱的土层,试验的主要技术要
求如下。
a) 试坑开挖按照单环的开挖规定。将直径分别为25cm 和50cm 的两个试环按同心圆状压入坑
底,深约5cm~8cm;在内环及内、外环之间环底铺上厚2cm~3cm、粒径为5mm~10mm
的砾石或碎石作为缓冲层。
b) 试验过程中,应同时向内环和内、外环之间注水,水深均为10cm。量测注水量时,开始每隔
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5min量测1次,连续量测5次;之后每隔15min量测1次,连续量测2次;以后每隔30min
量测1次并至少量测6次。
c) 当连续2次观测的注入流量之差不大于最后一次注入流量的10%时,试验即可结束。取最后
1次注入流量作为计算值。
d) 试验土层的渗透系数按公式(2)计算。
K = 16.67Q ×Z
F(H +Z +0.5Ha) …………………………(2)
式中:
K ———渗透系数,单位为厘米每秒(cm/s);
Q ———内环的注入流量,单位为升每分(L/min);
Z ———从试坑底算起的渗入深度,单位为厘米(cm);干燥炎热条件下应扣除蒸发水量;
F ———内环的底面积,单位为平方厘米(cm2);
H ———试验水头,单位为厘米(cm);
Ha———试验土层的毛细上升高度,单位为厘米(cm)。
6.5.2.5 常水头法适用于砂土、砂卵砾石等透水性较强的土层,以及破碎岩体、断层破碎带等。试验的
主要技术要求如下。
a) 试验段不应使用泥浆钻进,应防止扰动岩土层,孔底沉淀物厚度不应大于10cm。
b) 试验前应进行地下水位观测。试段止水可采用栓塞或套管脚黏土等止水方法,对孔壁稳定性
差的试段宜采用花管护壁。同一试段不宜跨越透水性相差悬殊的两种岩土层。对于均一岩土
层,试段长度不宜大于5m。
c) 试段止水后,应向套管内注入清水,使套管中水位高出地下水位一定高度或至孔口并保持固定
不变,用流量计或量桶量测注入流量。量测注水量时,开始每隔5min量测1次,连续量测
5次;之后每隔20min量测1次,至少连续量测6次。试验结束要求同试坑法。
d) 当试段位于地下水位以下时,岩土层的渗透系数按公式(3)计算。
K =16.67Q
A ×H …………………………(3)
式中:
A ———形状系数,单位为厘米(cm)。
其他符号意义同公式(2)。
e) 当试段位于地下水位以上,且50 K =7.05Q
l×Hlg2l
r …………………………(4)
式中:
r ———钻孔半径,单位为厘米(cm);
l ———试段长度,单位为厘米(cm)。
其他符号意义同公式(2)。
6.5.2.6 降水头法适用于地下水位以上或以下黏性土、粉土等透水性较弱的土层或全风化~强风化岩
层,试验的主要技术要求如下。
a) 成孔、地下水位观测和试段止水同常水头注水试验。
b) 试段止水后,应向套管内注入清水,使管中水位高出地下水位一定高度或至套管顶部作为初始
水头值,停止供水,并开始记录水位随时间变化情况。开始间隔时间为1 min,连续观测
5次,然后间隔为10 min,观测3 次,后期观测间隔时间应根据水位下降速度确定,可按
30min间隔进行,当试验水头下降到初始试验水头的0.3倍或连续观测点达到10个以上
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时,即可结束试验。
c) 岩土层的渗透系数按公式(5)计算。
K =0.0523r2
A
lnH1
H2
t2 -t1 …………………………(5)
式中:
t1、t2 ———试验某一时刻的试验时间,单位为分(min);
H1、H2 ———在试验时间t1、t2 时的试验水头,单位为厘米(cm)。
其他符号意义同公式(3)~公式(4)。
6.5.3 压水试验
6.5.3.1 压水试验用于测定岩体的透水率,评价岩体的透水性。
6.5.3.2 试验可采用单栓塞分段隔离进行,止水栓塞长度应不小于8倍钻孔直径,宜采用水压式或气压
式栓塞。试验用的水泵应压力稳定,出水均匀,在1MPa压力下,流量能保持100L/min。
6.5.3.3 测量压力的压力表应反应灵敏,卸压后指针回零,量测范围应控制在极限压力值的1/3~3/4;
压力传感器的压力范围应大于试验压力。流量计应能在1.5MPa压力下正常工作,其量测范围与水泵
的出力相匹配,并能测定正向和反向流量。
6.5.3.4 压水试验的主要技术要求如下。
a) 试段长度宜为5m,岩体完整时,可适当加长试段,一般不宜大于10m。
b) 试验应按三级压力5个阶段进行,宜采用0.3MPa~0.6MPa~1MPa~0.6MPa~0.3MPa;
当试段埋深较浅时,最大压力应适当降低。
c) 洗孔应采用压水法,洗孔时钻具应下至孔底,流量应达到水泵的最大出力。洗孔应至孔口回水
清洁,肉眼观察无岩粉时方可结束。当孔口无回水时,洗孔时间不得少于15min。
d) 下栓塞前应对压水试验工作管进行检查,不得有破裂、弯曲、堵塞等现象。接头处应采取止水
措施。栓塞应安设在岩体较完整的部位。
e) 下栓塞前应先观测1次孔内水位,试段隔离后,再观测工作管内水位。工作管内水位观测应每
隔5min进行1次;当水位下降速度连续2次均小于5cm/min时,观测工作即可结束,用最后
的观测结果确定压力计算零线。
f) 试验开始后流量观测工作应每隔1min~2min进行1次。当流量无持续增大趋势,且5次流
量读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%,或最大值与最小值之差小于1L/min
时,本阶段试验即可结束,取最终值作为计算值;将试段压力调整到新的预定值,重复上述试验
过程,直到完成该试段的试验。
g) 在降压阶段,如出现水由岩体向孔内回流现象,应记录回流情况,待回流停止,流量达到上述
6款规定的标准后方可结束本阶段试验。
h) 在试验过程中,对附近受影响的露头、井、硐、孔、泉等应进行观测。
6.5.3.5 压水试验成果分析包括下列内容。
a) 试验资料整理应包括校核原始记录,绘制P-Q 曲线、确定P-Q 曲线类型和计算试段透水
率等。
b) 试段的P-Q 曲线类型应根据升压阶段P-Q 曲线的形状以及降压阶段P-Q 曲线与升压阶段
P-Q 曲线之间的关系确定。
c) 试段透水率采用第三阶段的压力值(P3)和流量值(Q3)按公式(6)计算。
q =
Q3
L ×P3 …………………………(6)
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式中:
q ———试段的透水率,单位为吕荣(Lu),计算结果取两位有效数字;
Q3 ———第三阶段的计算流量,单位为升每分(L/min);
L ———试段长度,单位为米(m);
P3 ———第三阶段的试段压力,单位为兆帕(MPa)。
d) 当需要根据压水试验成果计算岩体渗透系数时,可按SL31的公式计算。
6.5.4 弥散试验
6.5.4.1 弥散试验用于研究污染物在地下水中运移时其浓度的时空变化规律,并通过试验获得弥散度、
水力弥散系数等参数,为核素迁移数值模型的建立与验证提供基础数据。
6.5.4.2 试验所选用的示踪剂宜符合无毒、不易被固体颗粒吸附、灵敏度高、能随水流动、一定时间内化
学性质稳定且不会改变地下水的物理性质、渗透速度及流向容易检出等条件,其中人工放射性同位素必
须采用法律允许、可靠安全的人工放射性同位素,并且在试验区内应无生活饮用水水源。
6.5.4.3 试验前,应对场地地质、水文地质条件、地下水流向等有足够了解,并获取基本的水文地质参
数;示踪剂投放前应测定地下水中示踪剂的背景值,并根据试验场地条件和试验目的选用合适的示
踪剂。
6.5.4.4 弥散试验接收孔布设宜采用以投源孔为中心“+”字形剖面,孔距宜根据水文地质条件、含水层
岩性等因素考虑,一般采用5m 或10m;也可采用以投源孔为中心的同心圆布设方法,同心圆半径可采
用3m、5m 或8m。在地下水主流线上的接收孔两侧宜各布置一个辅助接收孔,且由主接收孔、投源孔
与辅助接收孔构成的夹角一般不宜大于15°。
6.5.4.5 试验过程中可通过在接收孔下游一定距离布设抽水孔的方式加快试验进程。试验开始前(示
踪剂投放前),应先在抽水孔中进行定流量抽水,使地下水位基本达到稳定状态,同时测定各井孔的稳定
水位、稳定流抽水量。
6.5.4.6 试验孔深以揭穿地下水主要含水层为准,弥散试验主要在代表地段的地下水主要含水层/径流
带进行。所有试验孔(包括投源孔、接收孔、抽水孔等)成孔时均需在整个含水层段下滤管;对不进行试
验的层位采用止水措施;试验前所有钻孔应清洗;滤水管、止水措施、洗孔等工艺应严格按相关规范要求
进行。
6.5.4.7 示踪剂应准确投放至目标含水层,且应与含水层中地下水混合均匀。示踪剂投放方式宜采用
瞬时注入式。
6.5.4.8 试验开始后,采用相应的浓度计对示踪剂的浓度进行现场监测。两个时间非常重要:一是示踪
晕前缘到达的时间;二是浓度峰值到达的时间。示踪剂浓度监测频率以确保得到完整的浓度变化曲线
为宜。
6.5.4.9 试验数据记录和整理:数据主要包括投源孔和接收孔、抽水孔的相对位置,地下水位、采样时
间、示踪剂浓度、累计时间等。对所获得的实测数据,应及时在室内整理,并做出相应曲线,判断试验进
程直至试验结束,随后进一步整理计算水动力弥散系数。具体弥散系数计算应符合A.2的规定。
6.5.5 流速、流向测试
6.5.5.1 地下水流速、流向可采用几何法、流速流向仪或电位法、示踪试验、单孔同位素稀释示踪法和充
电法测定,也可用于测定含水层、含水层之间、地下水露头点相互之间连通性和水力联系。
6.5.5.2 采用几何法测定地下水流向时,量测点不应少于呈三角形分布的3个测孔(井)。测点间距按
岩土的渗透性、水力梯度和地形坡度确定,宜为50m~100m,应同时量测各孔(井)内水位,确定地下水
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的流向。
6.5.5.3 采用流速流向仪来测定地下水流速流向,即在单孔中放置流速流向仪,测定单个钻孔所揭露的
主要含水层中地下水实际流速及流向。采用流速流向仪测定地下水流速、流向时主要技术要求如下。
a) 所测量的水体浊度应能满足流速仪使用条件。
b) 设备连接完成后将探头放入井中水面以下,然后打开电源开关,在设备自带的电脑上打开软件
新建文件,校准探头GPS,根据水质混浊情况调整灵敏度。
c) 为消除仪器放置对孔内地下水水流环境短时间的影响,开始测试时,宜等待10 min~
30min,直至水流恢复至原始状态才开始测试,以排除人为扰动水流的误差干扰。
d) 水流稳定后开始测试,测试时间为10min~20min。测试获取的数据包括钻孔内地下水的平
均流速、实际流速和实际流向等。
e) 宜根据测量段与邻近段测量结果的差异来判断是否需要加密测量,若测量结果差异较大则需
要加密测量,若结果相近则可加大测量间距。
6.5.5.4 电位法宜采用单孔法,以其为中心观测电位差,绘制基本等位线,判断地下水流向。
6.5.5.5 采用示踪试验时主要技术要求如下。
a) 所选示踪剂要求同弥散试验。
b) 测量地下水流速前,应沿着地下水流向布置2个钻孔,上游为示踪剂投源孔,下游为接收孔,且
宜在接收孔两侧垂直地下水流向上增加2个辅助接收孔。投源孔和接收孔之间的距离应按照
含水层渗透性选择,并符合下列要求:
1) 细砂含水层为2m~5m;
2) 粗砂、砾石含水层为5m~15m;
3) 卵石含水层或渗透性强的裂隙含水层为10m~15m。
c) 试验过程中宜在固定时间观测示踪剂的浓度,试验后绘制浓度随时间的变化曲线图,并选用合
适的公式计算地下水流速。
6.5.5.6 采用单孔同位素稀释示踪法测定地下水流速、流向时主要技术要求如下。
a) 在进行流速测井之前,首先要进行井孔水文地质条件调查,包括井的结构(井径、滤水管及填料
特性),井深,钻孔地层岩性,水位埋深,是否受到周边环境干扰等。
b) 作为单孔放射性同位素示踪剂,应具备以下特征:
1) 浓度低,可检测灵敏度较高;
2) 在滤水管内的较大体积中能均匀混合,有助于定向测定地下水渗流流向;
3) 示踪剂稳定;
4) 不会改变地下水的天然流向;
5) 便于深井测试等。常用示踪剂为以NaI为载体的131I放射性同位素。
c) 测试段长度宜为1m~2m,可根据含水层岩性和井孔结构适当调整。试验时将溶液稀释
后,装入投源器中,将投源器放入测试井段,上下拉动投源器,使示踪剂在测段内分布均匀。
d) 宜将测段分为几个测点,每个测点观测4次~5次,一般每隔10min~30min观测1次,将记
录的lnN 随着时间t 变化的测值标注在坐标上,选择位于lnN-t 直线上点进行拟合,得到斜
率m ,代入公式(7),求得各测点的流速,进而采用加权平均法求得各测段的平均流速。
Vf=3.14r×m
2α …………………………(7)
式中:
Vf ———地下水的渗流速度,单位为米每天(m/d);
r ———钻孔半径,单位为毫米(mm);
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m ———lnN-t 半对数曲线图上拟合直线的斜率;
α ———流场畸变校正系数。
e) 测定地下水流向时,将探头放到被测井段,通过手控或自动方式,使探测器沿顺时针方向旋
转,每45°测量1次放射性示踪剂的浓度,再逆时针方向反转,每隔45°再测量1次放射性示踪
剂的浓度,计算2次测量的各方向放射性示踪剂浓度的平均值,将各个方向的计数率平均值按
同一比例做成玫瑰花图,计数率最大的方向就是可能的地下水流向。为了更为准确地确定地
下水流向,在可能地下水流向的方位,进行小角度加密观测,即每隔10°测试1次井中放射性示
踪剂浓度,计数率最大的方位就是地下水流向。
6.5.5.7 采用充电法测定地下水流速、流向时主要技术要求如下。
a) 以井口为中心,在地表布置互成45°角的8个方位标志,或互成30°角的12个方位标志,作为以
井口为中心的8条或12条放射状测线。
b) 充电电极A 应置于井内待测含水层深度位置,“无穷远”B极应置于地面距井口较远处,其离
井口的距离应不小于待测含水层深度的20倍以上。
c) 测量电极N 固定设置在与事先估计的水流方向相反的方向上,离开井口的距离一般应取待测含
水层的深度。当井内有较长的金属套管时,应适当把固定电极至井口的距离增加2倍~3倍,另
一测量电极M 则在沿事先布置的各条测线移动。
d) 在往井内加盐之前,应先观测1次正常场等位线。测量电极M 依次沿着各条测线移动,找出
各条测线上与固定测量电极N 电位相等的点。