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1、 水文与水资源工程教学实习指导前言第一章 气象及水均衡要素观测要求1.1 气象观测1.2 原位观测试验第二章 野外调查的基本要求2.1 遥感图像解译2.2 地表水与地下水调查2.3 与水有关的生态环境地质调查第三章 水文地质测绘的基本操作技术3.1 观测点与观测路线要求3.2 流量的测量3.3 地下水位的观测3.4 水样采取3.5 民井简易抽水3.6 钻孔抽水试验3.7 渗水试验3.8 泉的观测记录3.9 水井的观测记录3.10 地表水（河流）的调查第四章 抽水试验4.1 基本要求4.2 抽水试验孔布置要求4.3 稳定流抽水试验要求4.4 非稳定流抽水试验要求4.5 抽水试验资料整理及参数确定
2、方法4.6 报告提纲第五章 地下水动态观测与资料分析5.1 地下水动态观测工作基本要求5.2 观测点的布置要求5.3 地下水动态观测项目5.4 地下水动态观测资料整编与分析第六章 启发性教学阶段的基本技能训练6.1 潮水峪凤山组泥质砾屑灰岩裂隙水赋存条件分析6.2 东部落寒武系府君山组灰岩岩溶裂隙水形成条件分析6.3 潘庄寒武系张夏组灰岩岩溶裂隙水成因分析6.4 亮甲山奥陶系下统灰岩岩溶裂隙水形成条件与富集规律6.5 黑山嘴断裂构造低温热水泉的成因分析6.6 大石河河谷地表水、地下水形成与分布的调查分析6.7 吴庄背斜、花厂峪北沟溶洞成因分析6.8 大石河谷冲积层渗水试验6.9 燕塞湖水库调查
3、第七章 独立性教学阶段的基本技能训练7.1 孔隙水区的水文地质测绘7.2 岩溶区的水文地质测绘7.3 基岩裂隙水区的水文地质测绘7.4 碎屑岩类孔隙裂隙水区的水文地质测绘7.5 环境水文地质测绘第八章 创造性教学阶段的基本技能训练8.1 实际材料图的编制8.2 综合水文地质图的编制8.3 地下水化学图的编制8.4 地下水等水位线图的编制8.5 环境水文地质图的编制8.6 资料整理及报告编写第九章 白城实习基地概况9.1 地理位置及社会经济概况9.2 区域地形地貌概况9.3 区域地质概况9.4 水文地质概况9.5 抽水试验场地概况第十章 秦皇岛实习基地概况10.1 自然地理与社会经济概况10.2
4、 地貌10.3 地质概况10.4 水文地质条件10.5 区域水资源附表1 抽水试验水位观测记录表附表2 抽水试验水位恢复观测记录表附表3 抽水试验水量记录表附表4 抽水试验堰高记录格式附表5 三角堰堰高(H)流量(Q)关系参考文献前言水文与水资源工程专业、勘察技术与工程专业（水文地质与环境地质方向）生产实习的主要内容包括资料收集与分析、气象观测、水均衡试验场观测、现场调查、抽水试验；启发性教学阶段、独立性教学阶段及创造性教学阶段的基本技能训练。由于实习内容、实习方法、实习要求等方面均发生了较大的变化，原有的实习指导书已经不能满足目前的教学实习需要，迫切需要一本具有综合性、实用性的教学实习指导。
5、对此，本专业教师积极收集教学实习素材，参考以前有关实习指导书和有关资料，历时两年，编写了这本教学实习指导。实践教学是本专业教学体系的重要组成部分，也是培养综合性高素质人才的重要途径。实践教学不仅仅是使学生获得感性认识和掌握基本方法、基本技术的必要教学环节，其更深刻的内涵是通过实践教学，培养学生学会科学思考和掌握正确的分析方法，锻炼创造性解决实际问题的能力。这就要求实践教学在进行基本知识、基本工作方法和基本技能训练的同时，要树立以培养学生能力为中心的教学理念。这是编写本教材的基本指导思想。这本实习教材主要包括三个方面的内容。1.以进行基本工作方法及基本技能训练为主线的教学内容，包括基本资料的收集
6、与分析、气象观测、水均衡试验场观测、水点调查（地表水河、湖、水库，地下水井、泉）、水位及流量观测、抽水试验设计与实施、综合调查点观测与定位方法等，以地下水及与地下水有关的研究为核心内容。2.以培养、引导学生进行创造性思维为特色的教学内容，通过20多年的实践教学，在教学基地设计了9条典型实践教学路线，制定了相应的教学内容；同时设计了引导、观察、提问、讨论、总结的教学步骤，要求学生认真观察、独立思考、多角度分析，大胆推理，培养学生进行创造性思维的能力。3.以发挥学生进行创造性思维为重点的教学内容。为完成这个阶段的教学，设计了学生独立进行范围为60km2的水资源调查、试验、外业、内业整理和总结、编图
7、、编制报告的教学内容，在教学中强调学生的主体地位，充分调动学生学习的自主性、培养学生的创新意识和创新能力。本教学实习指导主要供水文与水资源工程专业和勘查技术与工程专业（水文地质与环境地质方向）的师生实习使用，也可供其它有关专业的实习作为参考。本教学实习指导由肖长来、曹剑峰和卞建民编著，由肖长来统稿，曹剑峰定稿。本指导书以曹剑峰、侯杰、卢文喜、王敏等人编写的柳江盆地水文地质实习指导书（1996年）和肖长来编写的白城实习基地水文与水资源工程专业实习讲义（2002年）为基础，充分吸收了我校多年来的实践教学经验和研究成果，并参考了有关科研成果和文献。其中第1章第5章、第9章由肖长来编写，第6章第8章由
8、曹剑峰、肖长来和卞建民编写，第10章由肖长来、卞建民编写，附表由肖长来设计。硕士研究生张力春、兰盈盈、张文静、王静和郑佳绘制了书中的大部分图表，并校对了初稿中的表格和文字。本教学实习指导编写过程中，得到学校教务处、环境与资源学院、白城市地下水试验研究站、秦皇岛北山地质实习基地的有关领导和专家的大力支持，特别是得到环境与资源学院院长林学钰院士、教务处副处长迟宝明教授的悉心关怀，在此深表谢意。因时间水平所限，书中不当之处在所难免，请广大读者及时提出宝贵意见，以使本书能得到进一步提高、完善。编者2004年10月第一章 气象及水均衡要素观测要求气象观测：要求了解各种气象要素的主要观测仪器、相应的观测方
9、法和常用的记录格式，掌握各种气象要素特别是与水资源密切相关的降水、蒸发、气温等要素的统计分析内容和方法。水均衡要素观测：通过测定包气带含水率、湿度、水动力参数，确定入渗系数和蒸发系数等。了解各种测试仪器的测试原理，掌握观测及测试方法，能够利用观测得到的资料分析、计算有关水均衡参数。1.1气象观测气象站是进行气象观测的基本机构，也是气象部门对外提供气象信息的基层机构。气象站按不同的标准可分为各种种类。按性质分，有气候站、天气站、农业气象站、航危站、日射站、天气雷达站、海洋气象站、专业（温场、盐场、林场和水库等）气象站、流动气象站（如为跨越长距离的重大活动或体育赛事所设立）等有人气象站，以及无人自
10、动气象站等。按站所的地形特点可以分为高山气象站、海岛气象站、山地气候站等。而按照气象观测资料的处理和交流特征，由气象专门机构主管的气象站又划分成一般气象观测站、基本气象观测站、基准气象观测站、辐射观测站、高空探测站、高空探测交换站、酸雨观测站和天气雷达布点站等。气象观测一般采用定时观测，即按规定的时次为积累气候资料进行定时气象观测。自动观测项目每天进行24次定时观测；人工观测项目，昼夜守班站每天进行02、08、14、20时四次定时观测，白天守班站每天进行08、14、20时三次定时观测。气象站主要观测项目包括降水、蒸发、气温、地温、日照、风速、风向、湿度、气压等。基准站使用自动气象站后仍然保留每
11、日进行气压、气温、湿度、风向、风速等项目24次人工定时观测。1.1.1气温和地温热量资源指农业生产可利用的热量，它来源于太阳辐射，通常用温度指标加以表示，包括大气温度(气温)和土壤温度（地温）。(1) 气温气温即大气的温度。通常指的是离地面1.5m左右、处于通风防辐射条件下温度表读取的温度。气温是大气热力状况的数量度量。气温的变化特点通常使用平均温度和极端值绝对最高温度、绝对最低温度来表示，地理位置、海拔高度、气块运动、季节、时间以及地面性质都是影响气温分布和变化的因素。气温观测采用温度表（计），通常放置于百叶箱内。百叶箱壁用双层百叶木片做成，一面向内倾斜，一面向外倾斜，空气可自由流通。百叶片
12、宽26mm，厚6mm。百叶箱离地面要有一定的高度标准，一般是1.5m左右；箱门朝北，安置在固定的架子上，架底高出地面1.25m。箱门前面安置一个小矮梯。在百叶箱里一般放有温度表(最高温度表、最低温度表)及湿度表等。天气预报中每天报告的最高温度或最低温度，就是根据百叶箱中温度表的观测数据而确定的。平均气温是空气温度的平均值。因要求不同，故有各种计算方法。在地面气象观测中，一般以一日内各次定时气温观测值的平均值作为日平均气温。按候、旬、月和年等的逐日平均气温的平均值，分别作为候、旬、月和年等的平均气温。当观测资料有多年时，亦可计算出任一指定时段内的历年平均气温，如历年一月平均气温，即是各年一月平均
13、气温的平均值。最高气温是一定时间或一定空间内空气温度的最高值，例如大陆上一日内最高气温一般出现在14时前后。最低气温是一定时间或一定空间内空气温度的最低值，例如大陆上一日内最低气温一般出现在拂晓前后。极端气温是极端最高气温与极端最低气温的统称。极端最高气温是指多次最高气温值中的极大值，极端最低气温是指多次最低气温值中的极小值。就一地而言，有候、旬、月、年和历年的极端最高气温和极端最低气温，均由逐日最高、最低气温值中选出。最热月气温指一年中气温最高的月份的各日平均气温的平均值。最冷月气温指一年中气温最低的月份的各日平均气温的平均值。气温日变化是二日内气温高低的变化，一般指一日中气温的周期性变化。
14、一日内气温最高值与最低值的差称为气温日较差，它反映了一日内气温变化的幅度。气温年变化是一年内气温高低的变化，一般指一年中气温的周期性变化。一年内最热月气温与最冷月气温的差值称为气温年较差，它反映了一年内气温变化的幅度。温度变幅是气温变化的幅度，有日变幅和年变幅之分。日变幅是指一日内最高气温与最低气温之差，年变幅是指一年内最高气温与最低气温之差。（2）地温地温是指地面温度和地中温度。地面温度用地面温度表测定，其感应部分水银管的上半部分暴露在空气中，而下半部分则埋入土壤中；这样测出的温度已不是气温，而是大气与地表结合部的温度状况。地中温度指地表面以下一定深度处的土壤温度，用曲管地温表、直管地温表或
15、插入式地温表测定。气象站一般观测地面以及地面以下5cm，10cm，15cm，20cm，40cm，80cm，160cm和320cm深度的地温，以及地面每天的最高、最低温度。从地面到20cm深度每天观测4次，40cm及以下每天观测一次，因为地下深处地温的日变化很小。1.1.2降水降水主要指从云中下降的液态或固态水，如雨、雪、冰雹等。降水量观测项目一般包括测记降雨、降雪、降雹的水量；单纯的雾、露、霜可不测记。必要时部分站还应测记雪深、冰雹直径、降水强度、初霜和终霜日期等特殊观测项目。水量的观测时间以北京时间为准，记起止时间者，观测时间记至分；不记起止时间者，记至小时。每日降水以北京时间8时为日分界，
16、即从昨日8时至今日8时的降水为昨日降水量。降水量为一定时段内，降落在平地上（假定无渗漏、蒸发、流失等）的降水所积成的水层厚度（如为固态降水则须折合成液态水计算），以mm表示。气象站主要采用雨量器来测定降水量。雨量器由承雨器、储水筒、储水器和器盖等组成，并配有专用量雨杯。雨量器是一个直径20cm的金属圆筒。筒高58cm，分为上下两节，下节高35cm，里面装有一个储水瓶。把储水瓶中的水倒进特制的量杯，就可以知道当日的降雨量（水深）。应用能自记雨量的自记雨量器，可以测量各个时段中降水的强度。雨量器和自记雨量计的承雨器口内径采用200mm，允许误差为00.6mm。雨量器的安装高度为0.70m，自记雨量
17、计的安装高度为0.70m或1.20m；杆式雨量器的安装高度不超过3.0m。降雨分级标准见表1-1。表1-1 雨量等级用 语12h降水总量/mm24h降水总量/mm小雨、阵雨140.0250.0降水的季节分配指月降水量（或季降水量）占年降水总量的比例。降水的年际变化指年与年之间降水量的变化。一般年降水量多的地区，降水的年际变化小；而年降水量少的地区，降水的年际变化大。降水变率是一定时段内（一般取月、季或年）历年降水量的变化程度。常用绝对变率和相对变率表示。绝对变率是指一定时段内逐年降水量距绝对值的平均数；相对变率是指绝对变率与该时段的历年平均降水量的比值。降水变率大，表示降水量的年际变化大，容易
18、发生旱涝灾害。降水保证率是降水量在一定数值以上所可能发生的频率，即累积频率，称为降水保证率。降水保证率的大小决定了农业水分保证程度的高低。降水日数指一定时期内降水的总日数。我国气象观测中规定：以日降水量等于、大于0.1 mm的日数作为降水日数。气象气候中一般按旬、月或年进行统计。在农业气候资源计算中，常需要统计作物生长期中的降水日数。降水量观测记录可采用表1-2规定的格式。表1-2 降水量观测记录表月份 （采用 段次） 第 页日观测时间实测降水量日降水量备注日观测时间实测降水量日降水量备注时 分(mm)日mm时 分(mm)日mm1.1.3蒸发蒸发是温度低于沸点时，水分子从液态或固态水的自由面逸
19、出而变成气态的过程或现象。发生于河流、湖泊、水库等自由水面的蒸发称为水面蒸发，发生于陆地表面的蒸发称为陆地蒸发。蒸发量是一定时段内从一定的表面积的水面或冰雪面上可能逸出的水汽量。通常所指的蒸发量实际上是指水汽分子从蒸发而逸出的通量与水汽分子返回蒸发面的通量之差，即蒸发而净逸出的水汽通量。气象上通常用所蒸发的水层厚度（mm）来表示蒸发量的大小。水面或土壤的水分蒸发量，分别用不同的蒸发器测定。一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低，则蒸发量就越大；反之蒸发量就越小。土壤蒸发量和水面蒸发量的测定，在农业生产和水文工作上非常重要。雨量稀少、地下水源及流入径流水量不多的地区，如蒸发量很大，即易发生干
20、旱。测定蒸发量的仪器叫蒸发皿。它的规格大都和雨量筒一样，也是20 cm直径的圆形器皿，皿口上沿也高出地面70cm；蒸发皿深10cm。正是因为它的厚度小于直径才称为皿。水文部门还采用大型蒸发皿（直径601mm）观测蒸发量，用以代替水面实际蒸发量（通常E20E601）。每天向蒸发皿中加进2cm深的水层，晚上把余水倒进量杯，量出剩余水深。把2cm减去剩余水深就是当天的蒸发量。如果当天有雨，余水中还要扣除当天的降水量。这就是蒸发皿的直径和离地面高度都要和雨量筒一致的原因。否则，两者就不能简单相减。由于蒸发量和降水量一样，都是每天20时观测一次，因此测得的日蒸发量。日降水量实际上都是昨天20时到今天20
21、时的量。蒸发量观测记录格式见表1-3。表1-3 蒸发皿观测记录表编号： 马氏瓶截面： 年：月日观测时分观测值（cm）注水后观测值（cm）蒸发截面*高差入渗量观测员备 注1.1.4湿度湿度是表示空气中水汽含量或空气干湿程度的物理量。有绝对湿度、相对湿度、饱和差和露点等多种表示方法。湿度的大小和增减，会直接或间接地引起云、雾、降水等现象的演变。气象部门测定的空气湿度有好几种，包括相对湿度、绝对湿度、水汽压和露点等。相对湿度是其中最常用的。相对湿度的单位是百分数（%），空气中没有水汽时相对湿度为零，空气中容纳水汽已达到最大限度时（称为空气已经饱和），相对湿度就是100%。测量空气湿度通常用干湿球温度
22、表。它是两支同样的温度表，干球温度表用来测量气温；湿球温度表的水银球用湿润纱布包裹着，纱布下端浸在水盂里。使湿球纱布始终保持湿润状态（因而称为湿球温度表）。湿球纱布上的水在空气没有达到饱和时会不断蒸发。蒸发的快慢决定于空气相对湿度，湿度大时蒸发慢，湿度小时蒸发快。湿度是100%时，空气中所含水汽已饱和，水分停止蒸发。水分蒸发是要消耗热量的，这样湿球温度表的读数就会减小。因此，除了空气饱和，即相对湿度为100%（此时湿球温度表的读数和干球温度表一样）。此外，干球温度表的读数总比湿球温度表的读数要高。两者差值越大表示空气越干燥，相对湿度越低。因此利用干湿球温度差值可以知道空气相对湿度的高低。利用气
23、象部门已出版的对照表册，可以很方便地查取所需数据。绝对湿度是单位体积空气中所含水汽的质量，一般用一立方米空气中所含水汽的克数表示，单位为g/m3。相对湿度是大气中实际水汽含量与饱和时水汽含量的比值。由于水汽含量与水汽压成正比，所以相对湿度数值上也等于实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比值，即f (%) = 100%，式中f为相对湿度，以百分数表示，表示实际水汽压，单位为hPa；E为饱和水汽压（同一温度下，水汽压的最大值）。干燥度是某一时期的可能蒸发量与同期降水量的比值，用以大致表示降水对植物需水的保证程度。，式中，K为干燥度，E为可能蒸发量，T为日平均气温10的积温；0.16T大约相当于同期间的
24、可能蒸发量；R为同期降水量。1.1.5气压气压是与大气接触的表面上，由于空气分子的碰撞在单位面积上所受到的力。其值等于单位横截面上所承受的垂直空气柱的重量。气压的单位为hPa。气压按指数律随高度递减。目前我国气象站上一般都用水银气压表测定大气压力，也就是应用托里拆利实验的原理。当外界气压升高时，大气压力会自动把水银槽中的水银压进管腔中使水银柱长高；反之，气压下降时，水银柱会自动降低，水银自动流回槽里。不过，在实际业务观测中，水银柱高度的读数还要进行三项订正，也就是气温订正（订正到0），海拔高度订正（订正到海平面上）和纬度订正（订正到45纬度上）。因为只有这样，世界各地的气压值才能进行比较。气压
25、的三项订正都有表可查，十分简单方便。1.1.6日照太阳照射时间的长短称为日照时数，简称日照。单位为h，它又分为可照时数和实照时数两种。从日出到日没的时间叫可照时数，在这段时间内实际有太阳照射的时间叫实照时数。可照时数和实照时数的百分比叫日照百分率。日照百分率可以衡量一个地区在某一时期的日照条件。2004年新推出的地面气象观测规范中规定，用直接辐射120 Wm-2作为有日照时间。观测日照时间长短的仪器叫日照计。我国大多数气象台站用的是暗筒式日照计，其主体是一个圆筒，筒上两侧各有一小孔，让阳光照到筒内涂有感光剂的感光纸上。除正午一二分钟内两孔可同时进光外，其余时间都是一孔进日光，东侧孔射进上午阳光
26、，西侧孔射进下午阳光。因此感光纸上每天有两道感光迹线，迹线的长度就是日照时间。上下午日照时间加起来就是全天的日照时间。日照计一般安装在观测场南面，离地1.2 m高的木架上，也可安装在观测方便的平台或屋顶上。安装时要使仪器的底座水平，筒口一端对准正北方，使正午时的日光恰恰同时射入日照仪两边的小孔，并须调整指针使其所示刻度与当地的纬度相符。日照纸上纵线为时间线，每格一小时。它是用柠檬酸铁氨和赤血盐按比例配制成的感光液，均匀涂在纸上，阴干后再放入日照计暗筒内，并用压纸铜条将纸压好，盖上筒盖。每天傍晚日落后换日照纸。根据日照纸上感光迹线的长度，可以算出日照时数。1.1.7风风是指空气流动的现象。气象上
27、常将空气在水平方向的流动称为风，垂直方向的空气运动则称为升降气流。通常用风向和风速（或风级、风力）表示风。风是促使广大地区产生冷、热和干、湿交换以及天气变化的重要条件，风是自然能源之一。现在我国的测风仪器主要是国产的电接风向风速仪，是风杯式的。由于风速总有阵性，读瞬时风速代表性不大，因此观测风速规定取2min的平均。只要风速仪的指针一旦达到17m/s，气象员就必须记载这一天为大风日，而不管它持续多长时间。大风日数是一种很重要的天气日数。如果观测时没有风，则称为静稳，用符号C表示，写在观测簿内。对风的观测还要进行年、月的统计。风向常以16或8个方位表示，也可用矢量相对于子午线的角度来表示，取北为
28、0或360（表1-4），风向的变化常常很快，因而气象上观测风向有瞬间风向和平均风向之分。通常所说的风向不是瞬间的风向，而是观测约1min（或2min）的平均风向。空中风向是施放测风气球、雷达（探）测其方位角和仰角，然后经过计算得出来的。离地面10 m上空的风向，通常用电动式测风器测得。表1-4 风向与方位角对照表中文英文度数中文英文度数北N0或360南S180.0北北东NNE22.5南南西SSW202.5东北NE45.0西南SW225.0东北东ENE67.5西南西WSW247.5东E90.0西W270.0东南东ESE112.5西北西WNW292.5东南SE135.0西北NW315.0南南东SS
29、E157.5北北西NNW337.5风向频率是某地一定时段内不同风向出现的百分率。常根据不同风向频率绘出风向频率图，也称为“风玫瑰”。风速是单位时间内风的行程，常以m/s、km/h或mile/h表示。风速变化常显示气流运动的特征，有时为天气变化的先兆。平均风速是一定时段内风速的平均值。通常目测风速以2 min平均值为准，风速仪测定风速以10 min平均值为准。一日内各次风速的平均值为日平均风速，日平均风速的月平均值为月平均风速，日平均风速的年平均值为年平均风速。最大风速是一定时段（一般是10 min）内平均风速的最大值。通常有日、月和年最大风速三种。风级是根据风对地面（或海面）物体影响程度而定出
30、的风的等级，常用以估计风力的大小。最初由英国人蒲福拟定，故又称蒲福风级。原来共定自零到12共13个等级，后又几经修改，增加到18个等级（表1-5）。大风是风力大到对生产、生活有影响的风。我国气象观测规定：瞬时风速等于或大于17.0 m/s，或风力达8级或其以上者称大风。造成大风的原因很多，主要是低气压的发生、发展和冷空气南下所致。大风全年都能发生，但以春季最为频繁。表1-5 风力等级标准（蒲福风级表）风力级数名称风速 /ms-1风力级数名称风速 /ms-10静风0-0.29烈风20.8-24.41软风0.3-1.510狂风24.5-28.42轻风1.6-3.311暴风28.5-32.63微风3
31、.4-5.412飓风32.7-36.94和风5.5-7.91337.0-41.45清劲风8.0-10.71441.5-46.16强风10.8-13.81546.2-50.97疾风13.9-17.11651.0-56.08大风17.2-20.71756.1-61.21.2原位观测试验1.2.1 土壤含水量测定包气带是指地下水面以上至地表面之间与大气相通的含有气体的地带。从地面向下，岩石和土中的水分分布可划分为结合水带、孔角毛细水带、悬挂毛细水带、支持毛细水带和饱水带，其中前四个带属于包气带。目前通常采用中子水分仪测定包气带的水分，所测的土壤含水量一般情况下是半径为1015cm球体内的平均含水量，
32、测点间距采用10 cm制。测量时间一般分为16 s、64 s、16 min和64 min共4个计数档次，多采用16 s计，可反复多测几次。表层030 cm土层的含水量可以采用烘干法测定。中子仪孔观测记录格式见表1-6。表1-6 中子仪孔观测记录年 月 日编号： 标准计数： 编号： 标准计数： 测深/cm读 数测深/cm读 数2020404060608080100100120120纪录人： 观测人： 1.2.2 土水势能测定总土水势（土壤水分势能）是指土水系统在各种因素综合作用下所具有的总势能。总土水势由压力势、基质势、溶质势、重力势和温度势五部分组成。压力势是土水系统中任一点承受超过基准压力的
33、静水压力，YP= gwh，为水容重w和地下水面以下的深度h之积，在包气带（非饱和土壤）中，YP =0。基质势Ym是由于土水系统中土壤颗粒（基质）具有吸引、保持水分的特性所引起的势能。重力势YZ是由重力对土壤水作用的结果，其大小仅仅取决于由测定点到参照基准面的垂直距离。溶质势Ys是土壤水中所有溶液对土水势影响作用的结果。温度势YT是由于温度变化所产生的水势。由于土壤中不存在半透膜，溶质势可认为是零，在恒温条件下温度势也为零，因此总土水势一般为压力势、基质势、重力势三者之和，通常称为水力势。基质势可用负压计（张力计）测定，负压计法设备简单，操作方便。土壤负压计由陶土头（直径2cm，长度6cm）、集
34、气管和负压表三部分组成。试样罐由筒身（厚壁有机玻璃，内径10.2cm，高14.8cm，壁厚5mm）、筒盖和底托盘三部分组成。其它装置有真空饱和装置、小型鼓风机、天平、烘箱、温度计等。负压计观测记录格式见表1-7。表1-7 负压计观测记录年 月 日编号： 编号： 测深 /cm读 数测深 /cm读 数2020404060608080100100120120纪录人： 观测人： 1.2.3土壤入渗与蒸发观测利用试验场地中蒸渗仪结合马氏瓶等，可以测定土壤水分入渗及蒸发量。1.2.4 地下水位观测采用测钟法、电测水位计法及其它仪器，对长观井和其它井孔进行地下水位长期监测。第二章 野外调查的基本要求野外调查
35、包括水资源调查和生态环境地质调查。要求掌握水资源调查的基本内容和相应的数据采集方法，并能够对所采集到的数据进行分析和计算。生态环境地质调查内容包括沼泽化、盐碱化、沙漠化、草原退化等与水有关的典型生态环境问题，了解和掌握与水资源密切相关的不良生态环境地质问题分布特点、产生的自然和人为因素、危害及相应的防治措施。野外调查通常要求编写调查报告，主要内容包括:（1）研究区水资源开发及主要水环境问题；（2）水环境问题的产生原因及影响因素；（3）水环境问题的危害；（4）水环境问题的防治措施。2.1遥感图像解译2.1.1 遥感图像解译的一般要求(1) 遥感图像解译主要适用于前期论证阶段和初步勘察阶段。解译工
36、作应先于水文地质测绘，并贯穿其整个过程，以提供编写设计、布置水文地质观测路线的依据，达到减少水文地质测绘工作量，提高工作精度的目的。(2) 一般使用的遥感图像为卫星图像和航空相片，必要时，在卫星图像和航空相片解译的基础上提出课题，进行红外扫描或其他专门遥感飞行，获得相应的遥感图像。(3) 通过遥感图像解译，应提交与测绘比例尺相同的遥感图像水文地质解译图及文字说明。根据需要，可分别编制地貌、地质构造解译图、相片镶嵌图和典型像片图等。(4) 通过遥感图像解译，能够解决或基本能够解决某地区的水文地质问题，对该地区可不作或少作水文地质测绘工作，以减少野外工作量。2.1.2 遥感图像解译的基本要求(1)
37、 进行相片质量鉴定。在搜集和分析已有资料(包括不同地质体的光谱特征资料)和野外踏勘调查的基础上，建立地质、水文地质直接和间接解译标志。(2) 应选用不同时间、不同波段、不同比例尺卫星图像进行水文地质对比解译。图像比例尺可根据卫星图像质量放大到1:50万至1:25万。(3) 使用的航空相片比例尺，尽量接近水文地质测绘比例尺，一般不宜小于1:5万。(4) 为发挥卫星图像视域范围大、反映构造轮廓清楚的客观效果和航空相片局部细节详细的长处，卫星图像和航空相片最好结合使用。但在进行区域地质、水文地质解译时，卫星图像也可单独使用。(5) 遥感图像解译一般采用目视解译和航空立体镜的光学机械解译，尽可能采用假
38、彩色合成为主的电子光学解译和计算机图像处理，以提高解译水平。(6) 遥感图像解译应结合已有的地面地质、物探、钻探等资料进行。(7) 单张相片及镶嵌图的解译结果，可采用徒手或仪器转绘到与测绘比例尺相应的地形底图上，统一编绘成解译成果图。2.1.3 遥感图像主要解译内容(1) 划分主要地貌单元，判定地貌形态、成因类型及地貌形态与地质构造、地层岩性、地下水分布的关系；(2) 地质构造基本轮廓、新构造形迹、裸露及隐伏的线性构造位置；(3) 各种岩溶形态和成因类型；(4) 解译各种水文地质现象，判定泉点、泉群、地下水溢出带和地表水渗失带位置，圈定地表水体的范围，分析水系发育特征；(5) 古河道、浅层淡水
39、的分布范围；(6) 分析地下水补给、径流、排泄等区域水文地质条件。2.1.4 遥感图像室内解译成果的野外验证野外验证一般包括下列内容：直接和间接解译标志；外推解译成果；解译新增加的及隐伏的地质、水文地质问题。验证方法：通过路线踏勘或水文地质测绘对新增或外推的地质、水文地质解译成果进行验证，以期达到减少测绘工作量的目的；通过勘探对隐伏的地质、水文地质问题进行验证，必要时可专门布置少量的物探、钻探工作。2.2地表水与地下水调查2.2.1 工作底图调查及测绘底图应采用大于或等于测绘比例尺的地形图和地质图。对于地下水调查，如只有上述比例尺的地形图而无地质图时，应进行综合性地质、水文地质测绘。 2.2.
40、2 观测路线水文地质测绘的观测路线，宜垂直岩层(岩体)和构造线走向；或顺河谷、沟谷、地貌形态变化显著和地下水露头较多的方向布置；为追索含水层或地质构造，可沿含水层和构造线走向布置。水文地质点应布置在地质、水文地质有意义的地点，不应平均布置。 2.2.3 流域基本情况调查根据调查目的和调查区的实际情况,流域基本情况的调查包括下列内容：（1）主要河流和其他水体各项几何特征值；（2）地势、地貌、土壤、植被、地质、水文地质及水土流失资料；（3）水库、堰、闸、水电站、灌区、抽水站、蓄洪区、跨流域引水、水土保持等各项水工程的名称、位置、数量、规模和建成时间等；（4）农业、工业、城镇用水资料；（5）历史的和
41、现有的各类水文气象站网位置和设站观测年月，各项水文气象要素的月、年均值和极值；（6）历史上发生的较大洪灾、旱灾、涝灾和凌灾的时间、范围、主要地段和受灾损失情况等；（7）基本站附近国家和有关部门的水准点和设置的位置、等级与校测高程情况等；（8）水质污染及污染源点和非点状况。由于建库灌溉或地下水开采等人类活动影响使水文情势和水环境发生显著变化，可进行下列定性调查：（1）建库灌溉、过量抽地下水引起的地下水位变化、地面下沉及海水入侵的调查；（2）建库发生的库岸坍塌调查；（3）建库下游河床发生冲刷和淤积调查；（4）建库库岸地下水调节水量调查；（5）河流改道原因及影响调查；（6）其他水环境变化调查，其中包
42、括荒漠化、盐碱化、都市化、沼泽化等水文调查。2.2.4 地表水调查内容（1）地表水类型、位置、名称、调查点坐标及高程、地表水体的规模。（2）地表水的流量、水位、水质、水温、含沙量及其动态变化。（3）河床、湖底的岩性及淤塞情况，岸边岩性及其稳定性。（4）地表水（包括农田灌溉和污水排放等）与地下水（包括暗河及泉、泉群）的补排关系。（5）地表水利用现状及其作为人工补地下水的可行性。2.2.5 地下水调查内容（1）调查点（包括井、泉等）的位置、坐标及高程。（2）泉的出露条件、成因类型和补给来源，测定泉水流量、物理性质和化学成分，搜集或访问泉水动态资料，确定主要泉的泉域范围。（3）钻孔和水井的类型、深度
43、、井壁结构、井周围地层剖面；测定井孔及泉的出水量、水位、水质（水的物理性质及化学成分）及其动态变化；选择有代表性的水井进行简易抽水试验。（4）含水层性质、地下水的基本类型、各含水层(组)或含水带的埋藏和分布的一般规律；区域地下水补给、径流、排泄等水文地质条件；初步查明区内地下水化学特征及其形成条件。（5）地下水开采方式、开采量、用途及开采后出现的问题；初步查明地下水的污染范围、污染程度与污染途径。2.2.6 其它调查内容（1）地貌形态、成因类型及各地貌单元的界线和相互关系，查明地层、构造、含水层的分布、地下水富集等与地貌形态的关系。（2）地层岩性、成因类型、时代、层序及接触关系，查明地层岩性与
44、地下水富集的关系；（3）褶皱、断裂、裂隙等地质构造的形态、成因类型、产状及规模，查明褶皱构造的富水部位及向斜盆地、单斜构造可能形成自流水的地质条件，判定断层带和裂隙密集带的含水性、导水性、富水地段的位置及其与地下水活动的关系，确定新构造的发育特点与老构造的成生关系及其富水性。（4）调查地下水、地表水开采利用情况，搜集水文气象资料，综合分析区域水文地质条件。2.3与水有关的生态环境地质调查生态环境地质调查是为合理开发利用矿产资源、土地资源、水资源等自然资源，为区域经济的可持续发展，为生态环境建设和保护提供基础地质资料而进行的一项新的基础性地质调查工作，是为生态环境建设服务的基础性地质调查。生态环
45、境地质调查是在区域地质调查和区域水文地质普查的基础上，采用地质学、土壤学、地貌学、水文地质学、生态学及其它有关地球科学的方法、理论，调查人类和生物群体赖以生存的岩石圈、地下水圈和地表水圈。生态环境地质调查的主要对象是岩石、土壤、地下水和地表水、植被群落及其在自然和人类活动环境下发生变化的地球动力作用、地球化学作用和其它现代地质作用等。2.3.1生态环境地质调查的主要任务(1) 基本查明测区内的基础地质、水资源（包含地下水和地表水）、土地资源、地质灾害、生物多样性等的存在状态、性质与特征；(2) 综合评价测区生态地质环境质量现状，分析其变化趋势和对人类生存环境所产生的影响；(3) 在综合评价的基础上，提出土地资源、矿产资源、水资源等自然资源合理开发利用与生态地质环境保护
