一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法技术

本发明专利技术提供一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法，包括：进行钻探前在钻孔的附近开挖一条水渠，并安装三角堰和在线监测仪器监测空气潜孔锤施工过程中水量和电导率的变化；利用空气潜孔锤钻机对预设地点进行钻探并选取合适空压机；在钻机附近和水渠之间开挖引水渠道，并在钻机附近、引水渠和观测水渠中铺设防渗薄膜；在钻探过程中及时清理水渠中的岩屑；在钻探过程中实时记录钻进深度以及加钻杆时间；在钻探结束之后根据监测仪器记录的数据进行不同时间流量计算；根据计算结果绘制不同钻进深度的水量流量变化曲线及电导率变化曲线；根据水量流量变化曲线及电导率变化曲线识别含水层与隔水层。本发明专利技术能快速且准确的区分含水层与隔水层。

【技术实现步骤摘要】
一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法
本专利技术涉及水文地质领域，尤其涉及一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法。
技术介绍
含水层与隔水层是水文地质研究的重要内容，传统方法一般根据岩性特征对含水层与隔水层进行区分，例如岩溶发育的碳酸盐岩被认为是常见的含水层，但在岩溶地区的勘探试验中发现，地下水水位以下存在岩溶发育的钻井亦有许多因水量极小而不能成井，同一钻井自上而下岩性基本一致但不同深度渗透性亦不一致，笼统根据岩性区分含水层与隔水层并不准确。传统的水文地质钻探过程中对钻孔含水层和隔水层的判断主要根据钻井液的消耗情况、进尺的快慢及所提取岩心的岩性及裂隙发育情况等综合分析来判断。这些现场判断手段虽然可以区分含水层与隔水层，但是需要钻进过程中持续的观察、扎实的水文地质基础和强烈的责任心，且部分裂隙是否导水不易区分，给含水层与隔水层区分带来困难。水文测井和分层抽水技术是目前区分钻井中含水层与隔水层、掌握不同含水段水文地质参数主要技术手段。水文测井技术由于物探精度、物探多解性等因素影响，且含水但不能给出水与能给出水岩石电性特征不易区分，在实际应用中会出现偏差；分层抽水技术可以准确获得不同含水层水文地质参数，但在钻孔中上下岩性一致条件下含水层与隔水层如何快速区分成为分层抽水试验开展的难点。因此，如何快速区分水文地质中的含水层与隔水层一直是业界亟需改进的目标。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法，旨在解决如何快速且准确识别水文地质中的含水层与隔水层的技术问题。本专利技术提出一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法，其中，所述识别方法包括：进行钻探前在钻孔的附近开挖一条水渠，在水渠中安装三角堰和在线监测仪器监测空气潜孔锤施工过程中水量和电导率的变化；利用空气潜孔锤钻机对预设地点进行钻探，选取合适空压机确保钻探过程中水和岩屑被全部吹出地表；在钻机附近和水渠之间开挖引水渠道，并在钻机附近、引水渠和观测水渠中铺设防渗薄膜，确保施工吹出的水不发生渗漏全部汇入观测水渠中；在钻探过程中及时清理所述水渠中的岩屑，以防岩屑堵塞三角堰堰板造成监测数据出现误差；在钻探过程中实时记录钻进深度以及加钻杆时间，以确定每个时段对应的钻进深度；在钻探结束之后根据所述监测仪器记录的数据进行不同时间流量计算；根据计算结果绘制不同钻进深度的水量流量变化曲线及电导率变化曲线；根据所述水量流量变化曲线及电导率变化曲线识别含水层与隔水层。优选的，所述水渠的长度、宽度和深度分别为10米、1米、0.5米，并在所述水渠的下游设置堰板。优选的，在所述堰板上游的0.3米处开挖一个深坑，以避免钻探过程中吹出的岩屑将所述堰板淹没，其中，所述深坑的深度和宽度分别为1米、1米。优选的，在所述深坑内放置所述监测仪器，以记录水位和电导率的变化，且记录的间隔时间为10秒，且所述监测仪器的探头的底部与所述堰板的直角处保持同一水平高度。优选的，在所述钻孔的附近以及所述水渠中铺设有防渗膜，以确保在钻探过程中喷出的地下水集中排泄到所述水渠中。优选的，所述根据所述水量流量变化曲线及电导率变化曲线识别含水层与隔水层包括：在所述水量流量变化曲线中将水量变化持续上升段或者突降上升段判定为含水层。优选的，所述根据所述水量流量变化曲线及电导率变化曲线识别含水层与隔水层包括：在所述水量流量变化曲线中将水量变化持续稳定段或者突降恢复段判定为隔水层。本专利技术提供的技术方案通过在线监测潜孔锤在水文地质钻探过程中出水的流量及水化学指标的变化，由此来确定地下水含水层的位置及厚度，能快速且准确的区分含水层与隔水层，同时由于空气潜孔锤钻进速度快和不需要施工用水等优点，可以大大节约水文地质钻探时间和成本。附图说明图1为本专利技术一实施方式中水文地质中含水层与隔水层的识别方法流程图；图2为本专利技术一实施方式中在钻孔的附近开挖一条水渠的结构示意流程图；图3为本专利技术一实施方式中钻孔区域水文地质背景示意图；图4为本专利技术一实施方式中潜孔锤水文地质钻探施工过程流量和电导率与钻探进尺关系曲线示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下将对本专利技术所提供的一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法进行详细说明。请参阅图1，为本专利技术一实施方式中水文地质中含水层与隔水层的识别方法流程图。在本实施方式中，该水文地质中含水层与隔水层的识别方法通过在线监测潜孔锤在水文地质钻探过程中出水的流量及水化学指标的变化，由此来确定地下水含水层的位置及厚度，能快速且准确的区分含水层与隔水层，同时由于空气潜孔锤钻进速度快和不需要施工用水等优点，可以大大节约水文地质钻探时间和成本。在步骤S1中，进行钻探前在钻孔的附近开挖一条水渠，在水渠中安装三角堰和在线监测仪器监测空气潜孔锤施工过程中水量和电导率的变化。在本实施方式中，所述水渠的长度、宽度和深度分别为10米、1米、0.5米，在所述钻孔的附近以及所述水渠中铺设有防渗膜，以确保在钻探过程中喷出的地下水集中排泄到所述水渠中。在本实施方式中，并在所述水渠的下游设置堰板，所述堰板的形状为三角形或者矩形，在所述堰板上游的0.3米处开挖一个深坑，以避免钻探过程中吹出的岩屑将所述堰板淹没，其中，所述深坑的深度和宽度分别为1米、1米，在所述深坑内放置所述监测仪器，以记录水位和电导率的变化，且记录的间隔时间为10秒，且所述监测仪器的探头的底部与所述堰板的直角处保持同一水平高度，如图2所示，请参阅图2，为本专利技术一实施方式中在钻孔的附近开挖一条水渠的结构示意流程图。如图2所示，在钻孔1附近开挖一条长约10m、宽约1m、深约0.5m的水渠4，其中，具体的水渠4开挖规模视场地而定，但是需要尽量大，以确保出水在通过监测仪器及三角堰/矩形堰板3时无较大波动，并在钻孔1附近及水渠4中铺设防渗膜，尽可能使钻井过程中喷出的地下水集中排泄到水渠4中。在水渠4下游设置一三角堰板或矩形堰板3，其中堰板3的具体尺寸据钻孔设计流量为准，在堰上游0.3m处，开挖一深约1m，宽约1m的深坑2，以避免钻井过程中吹出的岩屑将堰没过。在深坑2处，安放在线监测仪器(例如solinst监测仪器和大气压力计)5记录水位及电导率变化，记录间隔时间10s，安放时将监测仪器5的探头的底部与堰板3的直角处保持在同一水平高度。在相同位置的空气中，安放另一监测仪6以监测气压的变化，时间间隔设置与上一个保持一致(即记录间隔时间10s)，当然具体施工过程渠道、三角堰、记录时间还可具体设置，在此不做限定。在本实施方式中，利用在线监测仪器Solinst捕捉空气潜孔锤水文地质钻探施工过程水量水质变化，快速准确的区分含水层与隔水层及厚度，为以后开展地下水分层监测、分层开发、分层保护提供新的思路和技术方法，同时由于空气潜孔锤钻进速度快和不需要施工用水等优点，可以大大节约水文地质钻探时间和成本，空气潜孔锤进行水文地质钻探施工时，采用在线监测仪器和三角堰/矩形堰配套进行吹出水的水位计水化学监测，以此区分钻孔含水层与隔水层及厚度。请继续参阅图1，在步骤S2中，利用空气潜孔锤钻机对预设地点进行钻探，选取合适空压机确保钻探过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法，其特征在于，所述识别方法包括：进行钻探前在钻孔的附近开挖一条水渠，在水渠中安装三角堰和在线监测仪器监测空气潜孔锤施工过程中水量和电导率的变化；利用空气潜孔锤钻机对预设地点进行钻探，选取合适空压机确保钻探过程中水和岩屑被全部吹出地表；在钻机附近和水渠之间开挖引水渠道，并在钻机附近、引水渠和观测水渠中铺设防渗薄膜，确保施工吹出的水不发生渗漏全部汇入观测水渠中；在钻探过程中及时清理所述水渠中的岩屑，以防岩屑堵塞三角堰堰板造成监测数据出现误差；在钻探过程中实时记录钻进深度以及加钻杆时间，以确定每个时段对应的钻进深度；在钻探结束之后根据所述监测仪器记录的数据进行不同时间流量计算；根据计算结果绘制不同钻进深度的水量流量变化曲线及电导率变化曲线；根据所述水量流量变化曲线及电导率变化曲线识别含水层与隔水层。

【技术特征摘要】
1.一种水文地质中含水层与隔水层的识别方法，其特征在于，所述识别方法包括：进行钻探前在钻孔的附近开挖一条水渠，在水渠中安装三角堰和在线监测仪器监测空气潜孔锤施工过程中水量和电导率的变化；利用空气潜孔锤钻机对预设地点进行钻探，选取合适空压机确保钻探过程中水和岩屑被全部吹出地表；在钻机附近和水渠之间开挖引水渠道，并在钻机附近、引水渠和观测水渠中铺设防渗薄膜，确保施工吹出的水不发生渗漏全部汇入观测水渠中；在钻探过程中及时清理所述水渠中的岩屑，以防岩屑堵塞三角堰堰板造成监测数据出现误差；在钻探过程中实时记录钻进深度以及加钻杆时间，以确定每个时段对应的钻进深度；在钻探结束之后根据所述监测仪器记录的数据进行不同时间流量计算；根据计算结果绘制不同钻进深度的水量流量变化曲线及电导率变化曲线；根据所述水量流量变化曲线及电导率变化曲线识别含水层与隔水层。2.如权利要求1所述的水文地质中含水层与隔水层的识别方法，其特征在于，所述水渠的长度、宽度和深度分别为10米、1米、0.5米，并在所述水渠的下游设置堰板。3.如权利要求2所述的水文地质中含水层与隔水层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓东，彭聪，焦友军，任坤，曾洁，
申请(专利权)人：中国地质科学院岩溶地质研究所，
类型：发明
国别省市：广西,45