摘要：水文測(cè)井在水文地質(zhì)勘探中具有出色的作用，基于此，本文闡述了水文測(cè)井在水文地質(zhì)勘探中的作用，包括水文測(cè)井的參數(shù)設(shè)計(jì)和方法、含水層的劃分、確定溶洞溶隙帶；同時(shí)還以實(shí)際的案例，進(jìn)一步介紹了水文測(cè)井勘探的步驟及解決損傷嚴(yán)重井壁的方法。通過(guò)論述以上內(nèi)容，來(lái)為是水文地質(zhì)勘探人員提供一些參考，提升水文地質(zhì)勘探的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：水文測(cè)井；水文地質(zhì)勘探；水位遙測(cè)接口
引言
水文測(cè)井是通過(guò)多種測(cè)井儀器，來(lái)檢測(cè)地下水等資源的一種物探方法。作為水文地質(zhì)勘探的重要的手段，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，水文地質(zhì)勘探的作用越來(lái)重要，而水文地質(zhì)勘探的需求也越來(lái)越高，因此，需要進(jìn)一步應(yīng)用水文測(cè)井的技術(shù)應(yīng)用，來(lái)不斷提高水文地質(zhì)勘探的水平。
1.水文測(cè)井的作用
水文測(cè)井是通過(guò)鉆孔的方式研究地下水特點(diǎn)的各種物探方法，在水文地質(zhì)勘探過(guò)程中，主要起到以下幾方面作用：（1）測(cè)定水層。水文測(cè)井能夠劃分含水層及地下隔水層，并進(jìn)行描繪，確定水層的深度及厚度等信息；（2）測(cè)定孔隙度。可以確定含水層孔隙度及水量的滲透度，估計(jì)水層的涌水量；（3）測(cè)定地下水的礦化度。通過(guò)分析含水層及隔水層，能夠判斷地下水位的礦化度；確定地下水的流動(dòng)方向及速度，可以使用電阻率法測(cè)井、自然電位測(cè)井、放射性測(cè)井等方法來(lái)測(cè)定水位的各段流速。
比如可以使用自然電位測(cè)井方法來(lái)檢測(cè)地表水位的礦化度，使用電阻法劃分地下水的含水層及隔水層；使用同位素法檢測(cè)地下水的流速和流向；通過(guò)擴(kuò)散法測(cè)定電阻變化，來(lái)判斷涌水量。因此，水文測(cè)井對(duì)于尋找地下水和解決礦區(qū)水文地質(zhì)問(wèn)題都有非常重要的作用。
2.水文測(cè)井在水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用
2.1水文測(cè)井的參數(shù)設(shè)計(jì)和方法
水文測(cè)井之前，需要按照測(cè)井的目的，確定測(cè)井的參數(shù)，比如電位、電阻率、聲波的發(fā)射速度等。具體的參數(shù)選擇需根據(jù)勘探區(qū)域?qū)嶋H情況來(lái)進(jìn)行，選擇的參數(shù)通過(guò)曲線反射即可，在確定測(cè)井的參數(shù)后，然后開(kāi)始測(cè)量，比如利用自然電位方法測(cè)量水礦化度；使用電阻法測(cè)量隔水層和含水層等。一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的水文測(cè)井方法主要有電阻法、充電法等，根據(jù)測(cè)量任務(wù)的不同，需進(jìn)行合理的選擇，確保測(cè)井的準(zhǔn)確性。
2.2含水層的劃分
主要是為了劃分富水層及含水層，在地質(zhì)構(gòu)造中，存在一些裂縫及熔巖發(fā)育地段，擁有非常豐富的水量。但由于地質(zhì)的特殊性，并不是所有此類的地質(zhì)結(jié)構(gòu)都富含水分，因此，為進(jìn)一步掌握富水帶的實(shí)際情況，需要使用擴(kuò)散犯法來(lái)觀察研究擴(kuò)散曲線，來(lái)進(jìn)行巖層的富水層和含水層劃分。
2.3確定溶洞溶隙帶
溶洞溶隙帶進(jìn)行測(cè)試是為了進(jìn)一步檢測(cè)井徑頂部的深度，通過(guò)對(duì)巖石的性質(zhì)進(jìn)行研究，來(lái)確定巖層內(nèi)部是否具有儲(chǔ)水的能力。從測(cè)井的曲線來(lái)反映溶洞的電阻率情況，如果伽馬強(qiáng)度和巖石相接近，能夠判斷出伽馬曲線的峰值。由于溶洞的溶隙帶長(zhǎng)期受到溶蝕作用，會(huì)導(dǎo)致該段巖石的機(jī)械強(qiáng)度降低。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的水文測(cè)井方法和設(shè)備也得到了發(fā)展，現(xiàn)如今，有很多水位計(jì)等設(shè)備紛紛出現(xiàn)，提升了水文測(cè)井質(zhì)量。比如有一種一種壓力式遙測(cè)水位計(jì)來(lái)進(jìn)行測(cè)試，這種水位計(jì)可直接和遙測(cè)數(shù)傳儀、衛(wèi)星通訊數(shù)據(jù)終端、水位固態(tài)存貯器和計(jì)算機(jī)相接，完成無(wú)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集任務(wù)。配置MODEM后可實(shí)現(xiàn)無(wú)測(cè)井水位電話遠(yuǎn)傳。還可以配以“記時(shí)數(shù)字記錄儀”或“水位遙測(cè)終端”作水位長(zhǎng)期記錄或水位遙測(cè)之用。投入式液位計(jì)適用于水利水電監(jiān)測(cè)、化工、水文監(jiān)測(cè)與控制等行業(yè)的各種介質(zhì)液位測(cè)量需求。同時(shí)，具有精巧的結(jié)構(gòu)，使用壽命長(zhǎng)，從水、油到粘度較大的糊狀都可以進(jìn)行高精度測(cè)量，不受被測(cè)介質(zhì)起泡、沉積、電氣特性的影響。簡(jiǎn)單的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。具有4mA-20mA、0-5V等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出方式可供選擇�？捎糜谥饕糜谒こ獭⑺恼咀魉贿h(yuǎn)傳及顯示、水位遙測(cè)接口、水位長(zhǎng)期記錄及固態(tài)存貯中。
3.應(yīng)用案例
3.1工程概況
某礦區(qū)位于山脈背斜處，構(gòu)造方向?yàn)槲鞅眱A斜，從區(qū)域儲(chǔ)水條件來(lái)看，地下水位于西北傾斜方向，整個(gè)礦區(qū)位于凈流區(qū)。該礦區(qū)的施工層為奧陶系碳酸鹽層，上面覆蓋石炭系、二疊系巖石，在煤礦區(qū)域中發(fā)育著裂隙水位，受到煤礦開(kāi)采的影響，煤礦區(qū)地下水受到污染，水的硬度超過(guò)了飲用水的要求。為進(jìn)一步檢測(cè)出地下水的污染情況，按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行水文測(cè)井，來(lái)檢測(cè)水文地質(zhì)，通過(guò)分層抽水試驗(yàn)來(lái)建立水文觀測(cè)系統(tǒng)。
3.2地質(zhì)條件測(cè)試
該礦區(qū)的開(kāi)采界面為奧陶系，在0～440m間，最深處可以達(dá)到900m。奧陶平均厚度為450m，按照底層組合，可以將奧陶系界面分成四層，第一層和第二層之間不含水，其余兩層含有水，隔水層為石膏帶和泥質(zhì)灰?guī)r石結(jié)構(gòu)，為避免煤系底層的裂縫系水位污染到地下水，需要封閉上部水位，地下層人一根長(zhǎng)320mm的套管，下部注入水泥。在奧陶系上部的巖層有厚厚的和石膏層，同樣下人井管封閉，在馬家溝下人273mm井管，來(lái)提高過(guò)水效果。
3.3參數(shù)測(cè)試
水文測(cè)井的初期，采用了煤田井常規(guī)參數(shù)：電阻率、自然電位、井徑等。鉆孔的井孔比較大，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，自然電位在曲線上反映的并不明顯，在清理水孔時(shí)候，得到的效果并不明顯。通過(guò)曲線分析，能夠確定參數(shù)滿足需求。
3.4含水層的劃分
（1）含水層和富水層。巖溶發(fā)育段具有富含水的特性，但只有一部分有豐富的地下水，需要使用還擴(kuò)散曲線來(lái)評(píng)估巖層含水量，比如工程的3號(hào)井巖溶發(fā)育，出水量只有9.2m3/h，而工程4號(hào)井為不巖溶發(fā)育，出水量達(dá)到60.3m3/h，由此可以看出，巖層的出水量和巖溶發(fā)育情況并不一定有關(guān)系。
（2）溶洞溶蝕裂縫定性。第一，溶洞。在測(cè)試曲線中，溶洞顯示出的電阻值較低，在0.1A的電位曲線中，電阻值更加接近沖洗電阻率，同致密巖石相近，小于4r，而散伽馬曲線的幅度會(huì)明顯提高，同源強(qiáng)有一定的關(guān)系；第二，溶蝕裂隙帶。在該礦區(qū)，鹽酸巖層中往往會(huì)存在比較大的巖溶通道，在這樣的地段中，巖層機(jī)械力較低，會(huì)在鉆進(jìn)過(guò)程中受到破壞，這些裂隙往往會(huì)成為一個(gè)整體，形成多個(gè)大小不一的裂隙帶。如果溶洞的空間比價(jià)小，電阻值是巖石和水的平均值，這一帶的溶隙帶有視電阻值，在鉆進(jìn)孔中小于200；第三，小溶隙帶。在致密溶隙帶酸鹽層中發(fā)育的幾組小溶隙帶，在鉆井中并沒(méi)有突出顯示，由于溶隙度小，反映在測(cè)試曲線上的曲線也不同。在曲線上，探測(cè)的主要是致密性酸鹽，絕對(duì)值較大，當(dāng)溶隙出現(xiàn)在巖層的中部，電阻率會(huì)在高阻背景下，有所降低，形成高阻值的凹陷鋸齒狀。如果這種鋸齒狀出現(xiàn)在巖層面，高峰阻值就會(huì)產(chǎn)生上升或者下降的問(wèn)題。自然伽馬強(qiáng)度同巖層界面一樣，低于4伽馬。一般來(lái)說(shuō)，擴(kuò)大值能夠達(dá)到100mm。
（3）致密巖石中存在著寬為幾毫米的小溶隙，在1：200的曲線上無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但如果這樣的溶隙出現(xiàn)出水現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散曲線的變化，如果電阻曲線沒(méi)有發(fā)生明顯變化，通過(guò)查看井下電視，可以發(fā)現(xiàn)有幾厘米的出水口。
3.5碳酸鹽巖層中的溶隙帶厚度測(cè)定
通過(guò)視電阻等方法，測(cè)定頂?shù)酌娴慕缑婧穸�，各種曲線的分層特點(diǎn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)孔來(lái)確定，為進(jìn)一步獲得劃分溶洞及溶隙帶的精度，然后利用多種測(cè)井曲線定厚度，通過(guò)相互比較來(lái)求分層誤差，使用1：200的曲線定誤差，大口徑325mm的誤差要大于小孔徑127mm；當(dāng)采用1：50的曲線，能夠準(zhǔn)確提高分層的精度。一般的測(cè)井方法是了解巖石的性質(zhì)，判斷巖石是否具有存儲(chǔ)水分的特點(diǎn)，當(dāng)存儲(chǔ)空間擁有流動(dòng)的地下水層的時(shí)候，需要借助專門的水文測(cè)井，通過(guò)分析，來(lái)精準(zhǔn)的劃分出含水層。
結(jié)論
綜上所述，水文測(cè)井可以評(píng)定鉆探工程的質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，從測(cè)井的曲線來(lái)反映溶洞的電阻率情況，如果伽馬強(qiáng)度和巖石相接近，能夠判斷出伽馬曲線的峰值；同時(shí)，常見(jiàn)的水文測(cè)井方法主要有電阻法、充電法等，根據(jù)測(cè)量任務(wù)的不同，需進(jìn)行合理的選擇，確保測(cè)井的準(zhǔn)確性。因此，在水文地質(zhì)勘探中，應(yīng)用水文測(cè)井，能夠提高勘測(cè)精度。
