水文地质工作的主要进展 在工程地质及水文地质勘察工作的几个阶段中，（）阶段
在最近几十年里，水文地质学发展迅速。水文地质工作涉及的内容十分广泛，从如何寻找地下水和提供供水水源，到评价地下水资源（数量和质量）和如何合理利用地下水资源，再到开采利用地下水资源引起的环境地质问题，亦即从研究地下水系统与自然环境的相互关系，扩大到研究地下水系统与社会经济系统的关系。从基本概念和基本理论，到模型与模拟研究，再到成果展示的数字化，使水文地质工作从定性分析发展到定量研究的新阶段。野外探测和室内测试技术的提高，现代科学的新理论与水文地质学的结合以及新技术、新方法在水文地质领域的应用，都极大地促进了水文地质学的发展。以下从8个方面概括水文地质工作的主要进展。
一、找水与供水
早在1980年以前，在全国开展了水文地质普查，完成普查面积约820万km2，取得了基础性资料，为国家规划建设和有关工业部门所利用。还累计完成了近130万km2面积的农牧区供水水文地质勘查，为农田水利规划，指导井灌区打井扩大灌溉面积，进行盐碱地改良和冷浸田治理，提供了科学依据。
自20世纪70年代末80年代初，我国转入重点经济发展区的水文地质调查研究工作，如黄淮海平原、济徐淮地区、长江三角洲、东北经济区、京津唐地区、西北能源基地等，取得了许多重要的研究成果。
80年代以来，还开展了多项专题性调查研究，如红层地区、玄武岩地区和黄土地区地下水的富集，以及北方岩溶地下水、典型岩溶区地下水等。
在200多个城市开展不同程度的水文地质调查工作，在80多个严重缺水城市评价出200多个地下水集中供水水源地，大大缓解了这些城市供水紧张情况。对京、津、沪等75个主要城市进行水资源预测，以及对深圳、厦门、大连、北海等沿海开放城市结合城市发展规划进行水资源论证。在有地热资源开发远景的北京、天津、福州、拉萨、漳州、湛江、昆明、郑州等10多个城市开展了地热田的勘查研究。
在长期为缺水地区进行找水的实践中，总结出一套行之有效的找水方法经验，如“新构造控水”（肖楠森）、地下水网络理论（胡海涛）、储水构造理论（刘光亚等，钱学溥等），为基岩地区找水进行了有价值的探索。
1995年以来实施了西北地区找水特别计划，先后在塔克拉玛干沙漠腹地以及极端缺水的宁夏、陕北、内蒙古的边远地区寻找到可供饮用淡水。随着国土资源部新一轮国土资源大调查及西北找水、西南岩溶石山区找水项目的实施，对国家在水资源匮乏的西部地区的大开发有着特别重要的意义。
二、地下水资源评价
在水文地质调查工作的基础上，以北京、陕北、豫东、吉林中西部、河西走廊等地不同类型地下水为重点，初步总结了大面积地下水资源的评价方法。①对于超量开采的城市北京市，分区预测计算了全区降水、河流和地下水资源总量，提出了以城近郊区地下水多年平均补给量来评价开采量、人工调蓄保护永定河区地下水资源等方案。②开展黄土高原农林区地下水资源评价，确认黄土孔洞—裂隙潜水和基岩裂隙承压水是典型黄土塬地区的两种主要地下水类型，对黄土这种各向异性垂直非均质的含水层，除了选择各种水文地质参数外，还应注意到黄土下伏基岩裂隙的相对成层性和承压性，从而为黄土高原区地下水资源评价提出了完整模式。③结合具体水文地质条件，开展国民经济重点地区地下水资源评价。例如在吉林省及松嫩平原，充分考虑了多层越流补给的特点，使评价结果更接近实际状况。在河南商丘，重点考虑了包气带和水位变幅带的岩性结构，改进了以往降水入渗系数、潜水水位变动带疏干给水度以及潜水蒸发极限深度的确定方法。在河西走廊建立了大流域（6000km2）地下水数值模拟模型，在深入分析各种水文盆地含水层系的分布状况和地下水补径排条件及过程后，圈定出可供开发利用的含水层面积。④开展华北地区水资源评价和开发利用研究，评价出区内水资源总量为419亿m3/a，可利用量为310亿m3/a，另有矿化度2～3g/L的微咸水和浅层承压水53亿m3/a，其中京津唐地区水资源总量为112.83亿m3/a，经优化模型计算，若重新节配可利用的水资源，可节水5亿m3/a。⑤还开展了特殊类型地下水资源评价，例如，已评价出四川盆地深层地下卤水的可采资源量为9.83亿m3、剩余可采资源量为7.62亿m3；天津市地下热水静储量为584.41亿m3，可采量为8.25亿m3。
自建国以来已查明的地下水水源地共计1243处，已开采的832处，其中大型水源地（允许开采量5×104m3/d以上）494处，中型水源地（允许开采量1×104～5×104m3/d）519处，小型水源地230处；按含水介质类型划分，孔隙水类型846处（68%），岩溶水315处（25%），裂隙水82处（7%）。
在地下水资源的特点和分类方面，笔者认为地下水资源具有系统性、流动性、可恢复性和调节性等特点。这是因为地下水在一定的范围内分布，可以在含水层中流动，而且可以获得周期性补给，当补给充沛时可以恢复其原有水量，地下水的储存量在补径排及开采过程中起到调节作用。从而有别于固体矿产资源及石油、天然气等流体矿产资源。地下水资源分类有多种方案，如分为天然资源和开采资源，分为补给量、储存量和消耗量，分为补给资源和储存资源，等等。最近有一种分类方案在总结以往地下水资源各种分类的基础上，认为从地下水资源构成的角度可以分为补给资源和储存资源，从开采的角度可以划分为允许开采资源和尚难利用资源。在地下水资源评价中，实际需要计算的地下水量有补给量、储存量和允许开采量。
三、地下水资源管理
20世纪80年代以来地下水资源研究的一个重要标志，是把主要目标逐渐转向管理模型的研究，即研究在掌握地下水资源分布和数量的基础上，如何合理开发利用和保护地下水资源，使之处于对人类生活和生产最有利状态，以获得最大的经济、社会和环境效益。涉及与地下水开发活动有关的自然环境、社会环境和技术经济环境等各方面的问题，通过地下水流数学模型和最优化技术，建立地下水管理模型，实现管理目标。地下水资源管理的研究进展迅速，从管理模型的类型来看，有集中参数模型、分布参数模型、水量管理模型、水质管理模型、经济模型和上述几种模型的联合模型，有单目标规划模型和多目标规划模型，有单一的地下水管理模型或地表水管理模型，也有地表水和地下水联合管理模型等。从管理内容来看，已从过去一般性的水政策、水均衡管理发展到地下水动态和水资源（包括水量和水质）管理，地表水和地下水联合运转管理，控制地质灾害的土地利用和地下水动态控制管理，以及综合考虑防止、控制和改善因水资源开发利用而产生的生态环境副作用和经济技术约束条件的多层次、多目标管理。有关地下水资源管理的理论已趋于成熟。
我国开展地下水资源管理的研究起步稍晚，但发展十分迅速，出现了一大批针对不同地区、不同管理问题的地下水资源管理研究成果。如石家庄市地下水资源管理模型，是按照系统化、模型化、最优化的总体构思，以水文地质模型为基础，把水量模型、水质模型和优化模型融为一体，从而为控制石家庄市地下水降落漏斗的发展和防治水质恶化提供了切实可行的综合治理决策方案。对甘肃武威地区采用多目标规划法，建立了以经济产值为最大的目标的农业用水分析模型和跨流域调水模型。对新乡、平顶山、北京、西安、沈阳、唐山、邯郸、北海等城市，根据不同目标与不同要求，分别建立了以城市供水为目标的水资源管理模型或水质水量联合模型、地表水和地下水联合调度模型，以及全流域为工农业生活用水优化分配的规划管理模型等，取得了重要的研究成果。
四、地下水资源开发引起的环境问题
70年代以来，由于城市的迅速发展，城市供水量的日益增加，因过量开采地下水产生的环境地质问题（或负环境效应、或地质灾害），如水量枯竭（表现为地下水位持续下降、大泉流量日减等），地面变形（如地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝等）、水质恶化（如海水入侵等）以及生态环境恶化等，引起人们广泛的重视，促进了水文地质学的发展，成为环境水文地质工作中的重要内容。在我国，许多城市开展了地质灾害勘查工作，在分析地质灾害的形成机制的基础上，通过地下水管理模型的研究，对地下水过量开采问题，提出了调整开采布局或人工补给等措施，防止或治理地质灾害。
在上海、天津、西安、苏州、无锡、常州等城市先后开展地面沉降的研究，取得了程度不同的进展。如上海市的地面沉降，自60年代起就开始研究，基本查明了地面沉降的机理，并采取了人工回灌等综合治理措施，到70年代后基本得到了控制，80年代以来，又在准三维地下水流模型的基础上，加上描述地面沉降的一维模型，通过数值模拟计算，预测开采量与回灌量不同的比值下，可能发生的沉降量。从而使地面沉降的研究从定性化走向定量化。
在我国无论是在北方还是在南方，对岩溶塌陷都进行了深入的研究，对岩溶塌陷的类型、特征、形成条件与形成机制进行了系统的分析和总结，提出了具体的防治措施，个别研究者还对岩溶塌陷的预测进行了尝试性研究。
沿海地区海水入侵问题，在辽宁的大连、山东的莱州、龙口、烟台和青岛以及广西的北海等地开展了详细的勘查研究。描述海水入侵的数学模型从过去提出的咸、淡水之间的突变界面模型发展到过渡带溶质弥散模型，由二维模型到三维模型，由不考虑密度变化的模型到考虑过渡带水的密度变化的模型，趋于完善。在治理对策方面，提出了调整开采量、人工回灌、设置隔水帷幕等措施，除了调整滨海含水层地下水的开采量外，其它治理措施在国内付诸实践的并不多见。
此外，地裂缝是另一种特殊的与地下水开采有关的地面变形现象。例如西安市出现多条雁行排列的地裂缝，对城市建筑造成严重危害。经长期深入研究，认为新构造运动是形成地裂缝的内因，而大量开采地下水是主要外因，对地裂缝的发展起到激发作用。
为控制地面沉降或调蓄储能、增加地下水的补给，在天津、上海、北京、山东烟台等地开展了人工回灌工作或相关的试验研究，探讨了人工回灌渗入机制并总结了不同水文地质条件下的回灌经验、以及控制地面沉降或调蓄储能的效果。
五、基本概念与基础理论
自从20世纪60年代Toth提出区域地下水流动理论以来，特别是系统的观点对科学和技术的各个领域的渗透，不少水文地质学家都试图用系统的理论来研究水文地质问题，相继提出“地下水水文系统”、“含水层系统”、“地下水系统”、“地下水流动系统”和“水文地质系统”等概念，对水文地质学的发展产生了极大的影响。但是，由于不同学者所持的观点和角度不同，对概念的定义和理解亦不尽相同。较多的学者认为，地下水的赋存、分布、运动和演化具有系统性，“地下水系统”一词被更多的学者提及。地下水系统包含“地下水含水系统”和“地下水流动系统”，前者指由含水层和隔水或相对隔水岩层组成的具有统一水力联系的含水岩系，后者指由源到汇的流面群构成的具有统一时空演变过程的地下水体。它们都具有整体性、层次性等特性。目前在理论和方法上迅速发展的是地下水流动系统理论。Toth等人着重研究大的空间与时间尺度的地下水流动系统，并将其主要用到预测油气藏的分布。Toth还提出“重力穿层流动”的概念，将流动系统理论推广到非均质介质场。
伴随基岩地区找水和大面积地下水资源评价工作，一些基础研究得到了重视。例如，田开铭依据野外现象推论并经实验证明，裂隙水交叉流有三个重要的水力特性：在交叉裂隙中，一个裂缝中的水流过交叉时全部或部分向另一个裂缝中折流；在两个方向上的水流阻力效应不等；进水量与泄水量不等，即出现偏流现象。在此基础上推导出基岩地区地下水的网络偏流和条件偏流等基本模式。又例如，在包气带水特性的研究方面，①认为温度对土壤水运动的影响，取决于土壤表面边界条件类型；当土壤表面为压力水头边界时，温度对土壤水运动有十分明显的影响。②滞后作用主要是改变土壤含水量的分布；当吸水和脱水循环发生时，滞后作用对土壤水运动的影响显著。③零通量法、中子测量法及WM—I负压计的研究，以及在三水转化过程中的岩土水热梯度特征、非饱和渗透系数和持水曲线的规律性探讨等方面的应用，使土壤包气带的理论研究达到更高的层次。
其它学科领域的一些新理论，如灰色系统理论、地质统计学和分形理论等，被推广应用到水文地质研究中。地下水系统是一种包含部分不确定信息的灰色系统。灰色系统可以用灰色参数、灰色方程与灰色矩阵等来描述。灰色系统可控制在灰域即一定的上下限之内。地质统计学充分考虑到在一定空间中的地质变量具有空间相关性，即认为这类随机变量具有空间结构性，因此，能够有效地利用经典统计学所丢失的信息，对地质变量作出更为精确的评估。例如，对于空间分布稀疏但是观测时间系列长的水文地质变量（如地下水位），不但要利用资料的空间结构性，还应充分利用其时间结构性，应用空间—时间克立格法绘制水位等值线图，图件质量明显提高。灰色系统理论和地质统计学都体现了确定性与随机性的结合。它们的引入和应用，产生了一系列水文地质学应用新理论。
六、模型与模拟
自20世纪50、60年代以来，特别是自70年代以来，由于应用数学和地下水动力学的相互渗透，尤其是电算技术的推广和应用，极大地丰富和突破了传统水文地质学的内容，使地下水的定量研究发展到新的阶段。地下水计算的基本理论，从稳定流发展到非稳定流，从二维流发展到三维流，从解析法发展到数值解，有限单元法和有限差分法在地下水资源评价计算中得到广泛应用，通过模拟计算进行模型识别，并进行预报，解决了各种条件下的水文地质计算问题。与地下水模拟计算相关的计算机软件日臻完善，Modflow是近年来国际上流行的模拟软件之一，并由DOS版本发展到WINDOWS下的版本，具有可视界面及强大的计算、处理和展示功能，且易于操作，所以被广泛应用。
在地下水资源计算和动态分析预测中用到各种模型，诸如确定性模型与随机性模型、集中参数模型与分布参数模型、线性模型与非线性模型、单一模型与耦合模型等。不同地区根据具体的水文地质条件建立相应的模型，如河南商丘在人工调蓄条件下，建立的多年均衡法与有限元结合的数学模型；甘肃石羊河流域根据地下水动态演变规律，应用不规格有限差分法建立的数学模型，黄土层饱和与非饱和地下水的联合数学模型；干旱半干旱地区以地下水弹性效应为基础的数学模型，以地下水延迟给水效应为基础的数学模型和以反常水位效应为基础的数学模型。此外还有一些专门模型，如选择放射性废物处理场地的水渗流模型、垃圾填埋场和地表蓄水池污染物迁移模型等。
七、新技术、新方法的应用
勘测、测试及计算机技术在最近几十年里发展很快，它们在水文地质调查研究中得到了广泛的应用，极大地提高了水文地质工作研究的效率和所获取资料的质量，也为认识和解释一些水文地质问题提供了更坚实的基础。
在物探方法方面，在电法测试的基础上，开展了浅层高分辨率地震、声波、综合电磁、声频大地电场、激发极化、甚低频、静电a卡、综合测井、放射性低能谱测量、空间无线电波透视和超声成像等多种方法。例如，用浅层地震法确定地下岩溶的发育地段及划分第四系地层，用ESP型地质雷达系统了解松散层的结构和层次及浅层基岩的裂隙和洞穴发育情况，以磁法为主辅以电剖面法、浅层测温和α卡法指导打热水井，利用声频大地电场法、激电法和综合磁法找水，均取得良好效果。
在遥感方面，航空红外成像和扫描等技术的应用水平得到了提高，使图像的信息更加丰富，有利于遥感图像的解释。遥感方法在寻找地下水和地下热水、探测古河道、填制水质图等方面，均取得了良好的效果。近年来，在常规目视解释的基础上，进一步开发了多片种、多波段和多时相的综合解释技术，向多元数据复合、动态监测、趋势预报和计算机定量分析方向发展，取得了许多有实用价值的遥感地质解释结果。
通过研究地下水的同位素组分，结合水文地质条件和其它方法，可以确定地下水的成因、年龄、径流途径和补排关系等，为地下水资源评价和合理开采地下水、防治地下水的危害，提供了科学依据。根据δD和δ18O多年监测资料已求得中国大气降水线的直线方程为δD=7.7δ18O+7.5，建立了中国大气降水氢氧稳定同位素数据库，并汇入IAEA的全球大气降水氢氧稳定同位素数据库。
地理信息系统（GIS）是近年来发展起来的新技术，并迅速在水文地质领域中得到应用。一个研究区的水文地质空间信息可以划定为多个单独的信息层，可以分层提取空间数据（如水系、富水性分区、断裂构造、控制性井孔、地下水开采量、水化学成分等）。GIS将不同层的信息经逻辑匹配联系起来，生成新的图层，输出新的信息。目前，基于GIS的水资源信息管理系统软件正在开发，为水文地质信息的数字化、图形化提供了便利条件。
八、水文地质信息系统和成果展示
为了保证提供建立数学模型所需要的大量水文地质信息，如有效地利用水文地质资料，有必要建立相应的信息检索系统和数据库。地质矿产信息系统是国家经济信息系统的一个分系统，其中有“矿产储量数据库”和“地下水资源数据库”。全国一些地区也都建立了相关数据库。通过对数据管理系统的研究，河南环境水文地质总站近年来开发了“河南省地下水资源数据管理系统”和“地下水均衡试验观测数据处理系统”。山西环境水文地质总站开发了“山西地下水动态数据库管理系统”。秦皇岛、石家庄、新乡等，也都分别建立了数据库与数据库管理系统。它们都具有对资料进行输入、更改、查询、统计、打印、绘图等多种处理功能。
在信息系统研究的基础上，还开展了城市水资源管理专家决策系统的研究，通过对信息数据库、知识库、推理解释系统的研究，可以建立通用的城市水资源环境管理专家系统，从而将水资源环境管理这一复杂系统工程微机化、自动化，对水资源状态进行实时分析、过程模拟和信息输出，实现最佳决策选择。
在成果展示方面，在水文地质普查资料和地下水资源评价的基础上，我国各种比例尺水文地质图编图工作迅速发展，并创建了一套具有本国特色的水文地质编图方法，编制出版了许多全国、省市或按地区编制的图幅、图系或图集，其中1978年出版的《中国水文地质图集》基本上系统反映了我国从50年代以来区域水文地质工作的成果。随后编制《亚洲水文地质图》（1:800万），以及专项内容的图件，如《中国温泉分布图》（1∶600万），《北方典型遥感水文地质图像集》和《中国岩溶地区典型遥感水文地质图像集》。近年来，水文地质研究成果的数字化进展迅速，各种图件均可通过计算机（多媒体）展示。
主要水文地质研究工作~
（一）21采区边界断层导水性研究
断层破坏了岩层的完整性，常常成为含水层间的联系通道。断层的某一区段是否导水、导水性强弱、是沿破碎带上下连通还是仅仅水平接触导水，取决于断层的力学性质、断层带的成分结构、断层的后期改造、断层两侧岩层接触关系、含水层的水压，以及采矿活动引起的围岩压力对断层的重复破坏作用。
大平煤矿下一步即将开采的21采区位于大冶向斜轴部和南翼。在采区东南部发育有周山逆断层、F5断层和F6断层，且在向斜轴部因处于构造应力相对集中地段，小断层相对发育，水文地质问题也相应较复杂。
21采区边界周山逆断层与F5断层垂直断距较大，使二1煤层与下二叠统下石盒子组泥岩隔水层相对接，正常情况下为良好的隔水边界。但由于该区为井田地下水排泄区，奥陶系灰岩水在此处受到周山断层的阻挡，地下水在高压作用下很容易沿着断层面上升，导通上部太原组灰岩含水层或侵入煤层（图4-7，图4-8）。所以在本区应加强构造，尤其是F6和周山断层发育情况和导水性性能的探查和研究，正确留设断层保护煤柱。
图4-7 21采区F6、周山断层剖面示意图
图4-8 F5边界断层剖面示意图
当煤层位于不导水断层上盘时，且主要含水层低于煤层时可按下式留设防水煤（岩）柱：
郑州煤矿区水害防治规划研究
式中：Lc——煤柱留设的宽度（m）；
Ha——安全防水煤柱厚度（m）；
hc——含水层至煤层的层间距（m）；
θ——断层与煤层的交角；
β——煤层倾角。
Ha的确定方法：①根据矿井的实际观测资料确定；②用突水系数估算；③用单位水压所需要的等值隔水层厚度（相对隔水层厚度）计算；④先用水压与岩柱强度平衡方程计算隔水层底板临界厚度，再计算安全防水岩柱的厚度。
这种断层防水煤柱的计算是建立在经验基础上的，经过长期的工程实践证明该方法是一种有效的实用设计方法。但这种方法存在着一定的缺陷，即没有考虑实际存在的种种不确定性的因素。因此在实际设计中有的断层防水煤柱留的太宽，浪费了大量煤炭资源；有的过窄，造成突水事故，给煤矿安全生产造成重大损失。所以在实际防水煤柱留设时，除按上述公式计算留设外，还应根据实际探查的断层的性质和含水特征，并结合井田的实际情况合理地确定其宽度，在安全的基础上，尽可能减少可采煤层的损失。
本次规划主要利用地面三维地震探查21采区构造发育情况，利用瞬变电磁进一步探查21采区边界周山断层和F5断层的准确位置及含、导水性，利用钻探资料（Od2和Od3）进行验证，并通过进一步的模拟计算来确定周山断层合理的保护煤柱宽度。
（二）一1煤开采可行性水文地质条件评价
大平井田二1煤资源即将枯竭，一1煤尚有部分保有储量。为了延长矿井服务年限，合理利用煤炭资源，一1煤开采逐渐被提到日程上来，为此需尽快展开对一1煤的补充勘探和可采性水文地质条件评价工作。
一1煤层直接顶为L1-4灰岩含水层，底板为本溪组铝土岩、泥岩隔水层，厚度为0.58～16.65m，平均9.36m，其底板承受的奥陶系灰岩水压最大可达到5.2MPa，有的区段一1煤则可能直接与奥陶系灰岩含水层接触。因此，一1煤层开采的水文地质条件比较复，受水害威胁严重，防治水工作难度较大。为此，一1煤层的开采必须在充分掌握水文地质条件，科学合理、经济有效的采取防治水技术方案和工程措施的基础上方可进行。
大平井田一1煤开采防治水技术的具体思路如图4-9所示。
1.周边矿井及井田内一1煤层开采情况调查
郑煤集团有的矿井已经对一1煤进行开采，大平井田周边一些小煤矿也在煤层浅部露头区对一1煤进行采掘。这些矿井在开采下部一1煤的过程中已积累了一定的防治水经验，有必要对这些矿井的一1煤开采情况做全面调查，以获取一1煤开采的资料，为本矿一1煤开采防治水措施的制定提供依据。
调查的主要内容包括：
1）所开采一1煤的深度，煤层发育情况及开采方式；
2）对井田内的小煤矿需查清采空区范围；
3）一1煤开采的主要充水水源及水量大小；
图4-9 大平井田一1煤开采防治水技术研究路线图
4）一1煤开采过程中发生的突水事故及事故原因；
5）一1煤开采所采取的防治水措施及其效果。
在对周边矿井及井田内一1煤层开采情况调查的基础上，结合以往勘探成果和矿井生产过程中对矿井水文地质条件的新认识，划定勘探区的范围，进行水文地质补充勘探。
2.一1煤开采可行性水文地质条件评价
在勘探区水文地质补充勘探基础上需对一1煤层开采可行性水文地质条件作出评价。
评价的内容主要包括：
1）一1煤顶板太原组薄层灰岩水对煤层开采的影响，可疏性评价；
2）一1煤底板受奥陶系灰岩水威胁情况，评价带压开采的主要影响因素并作出带压开采可行性评价；
3）一1煤底板本溪组铝土岩、泥岩及奥陶系顶界灰岩古风化壳的阻水性能评价；
4）一1煤开采矿井涌水量预计；
5）评价一1煤开采补充勘探与防治水技术措施投入与一1煤开采的经济效益比。
（三）一1煤开采防治水技术研究
一1煤采区需要进行的防治水技术主要分为掘前准备工作阶段、巷道掘前阶段、工作面采前阶段和工作面回采阶段4个阶段进行，现分述如下：
1.掘前准备工作阶段
1）在采区内实时监测地下水位变化情况，出现可疑水位波动及时预警；
2）建立和健全采区防排水系统，一1煤开采需要有防水闸门进行有效隔离；
3）受构造威胁区和采空区积水区合理预留设防水煤柱；
2.巷道掘前阶段
1）利用坑透和井下直流电法在巷道掘进期间进行超前探测，确定巷道前方顶板灰岩富水情况，底板及侧帮隐伏导水构造。经探测分析认为无异常后，方可继续掘进。
2）利用钻探技术对巷道顶板水和前方导水构造进行提前疏放。
若探测认为有异常，要即时分析产生异常的原因，判别异常可能对应的地质构造形式，并超前打钻进行探放水验证。若探放水量较大，可利用该孔进行简易放水试验，并注浆封堵，然后再继续掘进；若探放水量较小，可继续掘进，并利用该孔作为水压、水量监测孔；如果水压、水量逐渐增大，应停止掘进，马上进行注浆，其效果经探查合格后，再行掘进。直至上下巷全部掘进结束为止。
3.工作面采前阶段
一1煤回采前主要防治水技术手段如下：
1）工作面回采阶段，顶、底板音频电透视探测及底板直流电法综合探测。
在工作面巷道形成后，利用音频电透视对工作面顶板进行富水性探测，如果存在富水异常区需通过泄水巷打钻进行疏放；对工作面底板利用音频电透视和井下直流电法进行探测，圈出异常区，有针对性地布置钻探工程：一来用以检验物探结果；二来通过测试求出带压系数。最后，根据探水孔探测结果和带压系数，对底板构造薄弱带尤其潜在导水通道进行注浆加固，并利用音频电透视对注浆效果进行检验。
2）利用泄水巷或钻孔对顶板灰岩水提前疏放，防止造成顶板突水事故，尽量减少顶板淋水对采掘工程的影响，提高采掘效率。
当探测一1煤层直接顶为L1-4灰岩含水层有富水异常区时，应进行工作面顶板水提前疏放。其疏放方式可利用泄水巷打钻疏放，将工作面准备巷道提前开拓出来，利用“采准”巷道预先疏放顶板水。泄水巷内疏放钻孔的布置主要根据物探探明的可疑富水区段和裂隙发育位置布置，钻孔的方位迎着工作面推进方向，与巷道略呈斜交，以上伏角15°～20°打向工作面顶板薄层灰岩，其孔深达到打透一1煤层顶板L1-4含水层即可，不可穿透该层以外的含水层，否则会导致额外的水源涌入工作面。以斜孔打向一1煤层顶板L1-4太原组薄层灰岩含水层，这样揭露含水层范围大，疏放水效果好，并考虑钻孔终点位置与泄水巷平距在50m左右为宜。钻孔间距视疏放效果可以疏密结合，灵活掌握。
3）在物探基础上，针对采面有目的的布孔，除了验证物探结果外，还需要通过钻探过程中相关参数测试求出带压系数，再结合其他参数，对该采面回采过程中能否发生突水进行判别。
4）建立井上下联合注浆系统，对底板隔水层薄弱段及奥陶系灰岩顶部进行预注浆加固。
通过工作面物探探查和带压系数测试结果，依据底板阻水性差异，有针对性的布设注浆孔，对一1煤层底板进行注浆加固。受注层位有两个：一个是本溪组铝土岩、泥岩段，当此段发育有裂隙，便需对其含水异常体进行注浆充填；另一层位为奥陶系灰岩顶部，当发育有溶洞或垂直导水通道（断裂或裂隙密集带）便需进行注浆封堵或加固。注浆长度以实际的物探结果为参照，采取钻一段长，注一段浆，进行钻注、扫孔、再钻注，反复交替，直至完成对整个隔水层段的注浆。
注浆系统可参照表4-4，表4-5。
表4-4 地面注浆站设备仪器参考表
表4-5 注浆设备、管材及仪器参考表
4.工作面回采阶段
一1煤开采时对首采工作面，还应该采用原位地应力探测技术对煤层底板强度和围岩应力场原始情况进行探查，划分出煤层底板隔水层薄弱区段和应力集中区段。与开采过程中的采动应力相对比，研究煤层底板采动破坏深度和破坏规律。
在工作面回采过程中，由于矿压对底板隔水层造成一定深度的破坏，以及矿压与水压的不平衡，将会导致底板突水，为此除了采用原位地应力测试技术对煤层底板采动应力场进行探测外，还应该采用突水预测预报技术，对煤层底板薄弱区段进行动态监测，预报水害事故的发生。
一1煤防治水技术研究是一项综合系统性工程，需在水文地质补充勘探基础上，结合我国20世纪90年代中期以来，华北型煤田防治水最新的科研成果，并针对矿井一1煤采区的水文地质特点研究符合本矿开采实际的新方法。
在工程地质及水文地质勘察工作的几个阶段中，(B )阶段的主要任务是选定工程建筑物的具体地址，如选坝址和库址。
A．规划
B．可行性研究
C．初步设计
D．技施设计
水文地质学的发展方向
答：（3）多学科交叉协作形成的环境水文地质学的发展将更为迅速。它包括了区域环境、污染环境、医学环境和生态环境的水文地质研究。区域环境水文地质主要对区域环境水文地质条件和存在问题进行综合分析、评价和趋势预测，为环境规划或国土整治服务。有关地下水污染的机理、预测、控制和治理是环境水文地质的主要研究...
水文地质工作的发展趋势
答：通过研究大型盆地的演化发展和古水文地质条件，可以指导油气藏的勘查与开发。具有商业价值的地下热水、地下卤水、矿泉水的分布、形成条件的研究及开发利用将更加引起人们的重视。在固体废物、核废物地质处置中遇到的水文地质问题，将促进这些实用领域的水文地质研究。5.新理论、新技术的应用 21世纪，随着学科之...
水文地质、工程地质和环境地质调查的发展趋势
答：加强基础水工环调查和研究工作的结合，会大大增强水工环地质调查在建设中的作用。三、水资源管理与地下水污染专门调查 水文地质工作有向水资源管理与地下水污染专门调查发展的趋势，在发达国家，地下水作为最大的资源环境因素，既要考虑资源的充分利用问题，也要考虑开发后可能产生的环境后果，这对于水资源...
进展和现状
答：新中国成立后，开展了大规模的勘探开发深部卤水、热水，特别是油气田，积累了大量的地质、水文地质资料，发表了不乏导向性研究的论著。但在20世纪60年代中期开始后的十年，研究工作几乎处于停滞状况。从20世纪70年代中期起，国内研究者启动了深层卤水、热水、油气田、金属矿床等古水文地质方面的研究工作，并...
水文地质的历史发展
答：这一时期,水文科学在观测方法、理论体系和研究领域等方面继续取得新成就,但它最重要的进展是应用水文学的兴起。进入20世纪,特别是第一次世界大战以后,大量兴起的防洪、灌溉、交通工程和农业、林业乃至城市建设向水文科学提出越来越多的新课题,解决这些课题的方法也由经验的、零碎的逐渐理论化和系统化,水文科学的应用...
水文地质调查
答：近年来，在宁东、准东、东胜、青海、冀中等重要能源基地开展了水文地质环境地质调查工作，通过重点区1∶10万和1∶5万水文地质调查，提高区域水文地质调查精度，进一步查明了能源基地主要区域含水系统、含水层结构、地下水动力场演化，深化了能源基地水文地质结构认识。2011年以来，开展了鄂尔多斯盆地、柴达木盆地...
十二年地质大调查成果回顾“十二五”期间水工环地质调查工作思路及重点...
答：中国地质调查局水文地质环境地质部 一、十二年地质大调查成果回顾 1999年国土资源大调查实施以来,水工环地质工作取得了重要进展,获得了一批重要成果,取得了一批丰硕成果,广泛服务于国土资源管理和经济社会发展。 1.水文地质调查 完成了全国新一轮全国地下水资源评价,按省区评价了地下水资源量和质量状况,为国家水资源综...
水文地质学发展概况及展望
答：为此，我国在新中国成立后的五六年内，迅速地建立了水文地质学科，培养出了新中国第一代水文地质工作者。随着建设事业的发展，这支队伍不断发展壮大。广大水文地质工作者结合我国各项建设事业开展了地下水的科学研究，如地下水的形成条件，水量评价及水质研究，地下水动态长期观测工作等。到20世纪60年代初，...
水文地质学发展概况
答：70年代初，特别加强了山区水文地质工作，开展了对裂隙水及岩溶水的调查研究，将地质力学的理论广泛地应用到找水工作中来，为山区地下水的普查和勘探作出了贡献。另外，在全国范围内进行了不同比例尺的区域水文地质普查工作。80年代以来，随着改革开放，工农业供水和矿山排水的规模日益增大，一些地区出现了...
我国水工环地质调查现状分析
答：区域环境地质调查，地质灾害调查，大中城市水文地质、工程地质和环境地质工作，农业地质、生态地质工作正在快速开展。一、调查内容 以1∶20万为主要比例尺的全国区域水文地质调查已经完成，北方干旱地区以县级行政区为单元开展了1∶5万农田供水水文地质勘察工作，调查的的主要内容包括以下几方面：含水岩组、富...
