[发明专利]岩溶水分层判别与地下水位观测方法

权利要求书

1.一种岩溶水分层判别与地下水位观测方法，其特征在于：包括下述步骤：

步骤1，根据地下水监测仪器初步判断的岩溶水分层层位，采取勘探孔施工，根据设定的每个回次钻进尺度，定量监测并记录勘探孔施工过程中每个回次进尺开始和结束时钻井液回水量数据，通过所述钻井液回水量数据计算每个回次钻井液的漏失量，将所述漏失量数据换算成每单位米漏失量，记录所述每单位米漏失量数据并绘制每单位米漏失量数据变化曲线；

步骤2，对岩芯进行线性溶蚀率统计，获取每单位米线性溶蚀率数据并绘制所述每单位米线性溶蚀率变化曲线；每单位米线性溶蚀率=某回次岩芯表面岩溶累计发育长度/回次进尺；

步骤3，在步骤1和步骤2进行的同时，分段进行压水试验；压水试验段与各个回次进尺保持一致，获取各个回次地层整体透水率数据，将所述透水率数据换算成每单位米透水率数据并绘制所述每单位米透水率数据变化曲线；

步骤4，在步骤1-步骤3的基础上，对比所述每单位米漏失量数据变化曲线、每单位米线性溶蚀率变化曲线和每单位米透水率数据变化曲线，进行各曲线波形变化初步分析；当各所述曲线波形同趋势变化规律特征明显、或者曲线波形变化拐点位置相近，则对岩溶水含水层进行分层判别，然后进行步骤7；

步骤5，在步骤4的基础上，当曲线波形变幅差异过大、或者原始图形同趋势变规律特征不明显较难进行初判，则利用MATLab中的Zscore函数分别对每单位米漏失量数据、每单位米线性溶蚀率数据和每单位米透水率数据进行归一化处理，然后对所述归一化处理的三组数据分别进行以10为底的对数函数转换，将三组数据以曲线的形式绘制在同一个坐标系内，然后进行三条曲线的波形变化特征分析，提取地层透水性变化特征，进而进行岩溶水层位分层判别；

步骤6，当所述曲线波形同趋势变化规律特征明显时，直接进行岩溶水含水层分层判别，然后进行步骤7；当曲线波形同趋势化变化规律仍然不明显时，则通过观测孔进行钻孔全孔壁光学成像，对岩溶含水层全孔壁成像进行分析和综合判断，同时结合压水试验数据进行可视化岩溶含水层分层判别、或者对初步划分的各岩溶水分层层位成果的准确性进行复判，然后进行步骤7；

步骤7，根据所述岩溶水分层层位判断成果，利用顶压式压水试验设备进行分层岩溶水观测，通过单个或多个膨胀栓塞隔离不同的含水层位，配合钻杆透水管段在不同所述含水层位的布置，实现不同含水层分层水位的观测；其中，岩溶水分层水位观测，按照下述步骤进行：

步骤7.1，将底部装有封堵螺帽的钻杆段安装在钻杆的底部，然后逐节相连将各钻杆段下入勘探孔中，将开有透水孔的钻杆段安装在需要观测的目标含水层所处地层的中间位置，用两个外周面附带有压水栓塞的钻杆段，将两个附带有所述压水栓塞的两个钻杆段分别连接于开有所述透水孔钻杆段的上、下连端，使上、下两个压水栓塞分别位于所述目标含水层上部的相对隔水层和下部相对隔水层位置，钻杆的顶端露出地面并安装一个三通接头；

步骤7.2，将钻探平台与钻杆顶部连接，通过钻探平台的自重或通过钻机转轴的转动对钻杆施加额外的动压力，使两个压水栓塞膨胀，实现目标含水层与其上、下部所述相对隔水层之间的密封；

步骤7.3，通过钻杆顶部的三通头对钻杆内腔注水进行水位扰动，然后在钻杆内腔中放置测线进行稳定水位测量，钻杆内腔的稳定水位即是需要观测的目标含水层的水位。

2.根据权利要求1所述的岩溶水分层判别与地下水位观测方法，其特征在于：

步骤8，对同一工程区域相近观测孔层位划分情况进行联合统计与分析，结合同一所述工程区域钻孔或平硐揭露的岩溶发育现象，对含水层位的划分进行复判；

步骤9，进行分层水位资料统计分析与整理，录入地质综合管理数据库。