[发明专利]岩溶水分层判别与地下水位观测方法

说明书

本发明公开了一种岩溶水分层判别与地下水位观测方法，根据地下水监测仪器初步判断的岩溶水分层层位，定量监测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；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，分段进行压水试验，对比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；当曲线波形变幅差异过大，提取地层透水性变化特征进行岩溶水层位分层判别；当曲线波形同趋势变化明显时直接进行岩溶水含水层分层判别。本发明提高了岩溶水分层水位观测的便捷性。

技术领域

本发明涉及岩溶水分布地区水文地质勘察中对岩溶水分层的判别与地下水位观测，尤其是涉及岩溶水分层判别与地下水位观测方法。

背景技术

岩溶水（cavern water）赋存于可溶性岩层的溶蚀裂隙和溶洞中。可溶性岩层（包括碳酸盐岩、石膏岩、石灰质砾岩等）作为岩溶含水介质中的空隙，包括成岩孔隙、溶孔、构造裂隙、溶隙、溶蚀管道、溶洞及溶蚀通道。溶蚀作用在岩层中的进行是不均匀的，可溶岩层作为一种各向异性的不均匀介质，同一含水层中不同部位其渗透系数变幅巨大。因此，岩溶含水层、弱透水层之间没有明显的界限，在特定的功能场合下，可以相互转化，此外岩溶含水层具有系统性和垂直分带性特点。由于岩溶发育的不均匀性和垂直分带性特点，使得岩溶水含水层常形成多层含水层结构，采用现有地下水监测仪器无法准确判断、正确观测多层含水系统中不同层位含水层的水位。

查明岩溶地下水位对于全面掌握岩溶发育地区水文地质条件、评价岩溶发育程度以及岩溶渗漏问题研究具有重要的科学意义。目前，对岩溶水分层水位观测方法多是沿用常规的潜水-承压水分层水位观测法，即对不同的含水层水位观测采取以‘封堵措施’为主要手段，将非目的层用防渗材料封堵后开展目的层水位观测工作，当非目的层较厚时则需要大量的封堵材料，其施工工艺繁杂，且需要大量的人力和时间成本，部分封堵材料（如混凝土）凝固也需要时间。而且，如果多层含水层分层层位较多时，其封堵方案和工艺将十分复杂。因此，传统方法在分层水位观测方面成本高，整体观测效率低。同时，以‘封堵措施’为主要手段的分层水位观测方法具有不可逆性，即封堵一旦实施，想恢复含水层原始状态是不可能的，这就导致对含水层的影响较大。而封堵方案需要对含水层有全面而精准的了解，且需要精准的方量计算和施工工艺作支撑，若封堵方案和施工工艺出现偏差，将造成分层水位观测的失败，封堵材料止水效果的好坏也将影响分层水位观测效果，常出现混合水和分层水分不清的情况，对含水层扰动大，水文观测效果差。

发明内容

本发明目的在于提供一种岩溶水分层判别与地下水位观测方法，实现提高工作效率，降低资金投入和人力、时间成本。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述岩溶水分层判别与地下水位观测方法，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；