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1、11 水文與水資源工程教學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)水文與水資源工程教學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)前言第一章 氣象及水均衡要素觀測(cè)要求1.1 氣象觀測(cè)1.2 原位觀測(cè)試驗(yàn)第二章 野外調(diào)查的基本要求2.1 遙感圖像解譯2.2 地表水與地下水調(diào)查2.3 與水有關(guān)的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查第三章 水文地質(zhì)測(cè)繪的基本操作技術(shù)3.1 觀測(cè)點(diǎn)與觀測(cè)路線要求3.2 流量的測(cè)量3.3 地下水位的觀測(cè)3.4 水樣采取3.5 民井簡(jiǎn)易抽水3.6 鉆孔抽水試驗(yàn)3.7 滲水試驗(yàn)3.8 泉的觀測(cè)記錄3.9 水井的觀測(cè)記錄3.10 地表水(河流)的調(diào)查第四章 抽水試驗(yàn)24.1 基本要求4.2 抽水試驗(yàn)孔布置要求4.3 穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求4.4 非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求

2、4.5 抽水試驗(yàn)資料整理及參數(shù)確定方法4.6 報(bào)告提綱第五章 地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)與資料分析5.1 地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)工作基本要求5.2 觀測(cè)點(diǎn)的布置要求5.3 地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)項(xiàng)目5.4 地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料整編與分析第六章 啟發(fā)性教學(xué)階段的基本技能訓(xùn)練6.1 潮水峪鳳山組泥質(zhì)礫屑灰?guī)r裂隙水賦存條件分析6.2 東部落寒武系府君山組灰?guī)r巖溶裂隙水形成條件分析6.3 潘莊寒武系張夏組灰?guī)r巖溶裂隙水成因分析6.4 亮甲山奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙水形成條件與富集規(guī)律6.5 黑山嘴斷裂構(gòu)造低溫?zé)崴某梢蚍治?.6 大石河河谷地表水、地下水形成與分布的調(diào)查分析6.7 吳莊背斜、花廠峪北溝溶洞成因分析6.8 大石河谷沖

3、積層滲水試驗(yàn)6.9 燕塞湖水庫(kù)調(diào)查第七章 獨(dú)立性教學(xué)階段的基本技能訓(xùn)練37.1 孔隙水區(qū)的水文地質(zhì)測(cè)繪7.2 巖溶區(qū)的水文地質(zhì)測(cè)繪7.3 基巖裂隙水區(qū)的水文地質(zhì)測(cè)繪7.4 碎屑巖類孔隙裂隙水區(qū)的水文地質(zhì)測(cè)繪7.5 環(huán)境水文地質(zhì)測(cè)繪第八章 創(chuàng)造性教學(xué)階段的基本技能訓(xùn)練8.1 實(shí)際材料圖的編制8.2 綜合水文地質(zhì)圖的編制8.3 地下水化學(xué)圖的編制8.4 地下水等水位線圖的編制8.5 環(huán)境水文地質(zhì)圖的編制8.6 資料整理及報(bào)告編寫(xiě)第九章 白城實(shí)習(xí)基地概況9.1 地理位置及社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況9.2 區(qū)域地形地貌概況9.3 區(qū)域地質(zhì)概況9.4 水文地質(zhì)概況9.5 抽水試驗(yàn)場(chǎng)地概況第十章 秦皇島實(shí)習(xí)基地概況10

4、.1 自然地理與社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況10.2 地貌10.3 地質(zhì)概況410.4 水文地質(zhì)條件10.5 區(qū)域水資源附表 1 抽水試驗(yàn)水位觀測(cè)記錄表附表 2 抽水試驗(yàn)水位恢復(fù)觀測(cè)記錄表附表 3 抽水試驗(yàn)水量記錄表附表 4 抽水試驗(yàn)堰高記錄格式附表 5 三角堰堰高(H)流量(Q)關(guān)系參考文獻(xiàn)前言水文與水資源工程專業(yè)、勘察技術(shù)與工程專業(yè)(水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)方向)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容包括資料收集與分析、氣象觀測(cè)、水均衡試驗(yàn)場(chǎng)觀測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、抽水試驗(yàn);啟發(fā)性教學(xué)階段、獨(dú)立性教學(xué)階段及創(chuàng)造性教學(xué)階段的基本技能訓(xùn)練。由于實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)方法、實(shí)習(xí)要求等方面均發(fā)生了較大的變化,原有的實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)已經(jīng)不能滿足目前的教學(xué)實(shí)習(xí)需要

5、,迫切需要一本具有綜合性、實(shí)用性的教學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)。對(duì)此,本專業(yè)教師積極收集教學(xué)實(shí)習(xí)素材,參考以前有關(guān)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)和有關(guān)資料,歷時(shí)兩年,編寫(xiě)了這本教學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)。實(shí)踐教學(xué)是本專業(yè)教學(xué)體系的重要組成部分,也是培養(yǎng)綜合性高素質(zhì)人才的重要途徑。實(shí)踐教學(xué)不僅僅是使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)和掌握基本方法、基本技術(shù)的必要教學(xué)環(huán)節(jié),其更深刻的內(nèi)涵是通過(guò)實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)思考和掌握正確的分析方法,鍛煉創(chuàng)造性解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這就要求實(shí)踐教學(xué)在進(jìn)行基本知識(shí)、基本工作方法和基本技能訓(xùn)練的同時(shí),要樹(shù)立以培養(yǎng)學(xué)生能力為中心的教學(xué)理念。這是編寫(xiě)本教材的基本指導(dǎo)思想。這本實(shí)習(xí)教材主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容。1.以進(jìn)行基本工作方法及

6、基本技能訓(xùn)練為主線的教學(xué)內(nèi)容,包括基本資料的收集與分析、氣象觀測(cè)、水均衡試驗(yàn)場(chǎng)觀測(cè)、水點(diǎn)調(diào)查(地表水河、湖、水庫(kù),地下水井、泉)、水位及流量觀測(cè)、抽水試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施、綜合調(diào)查點(diǎn)觀測(cè)與定位方法等,以地下水及與地下水有關(guān)的研究為核心內(nèi)容。52.以培養(yǎng)、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維為特色的教學(xué)內(nèi)容,通過(guò) 20 多年的實(shí)踐教學(xué),在教學(xué)基地設(shè)計(jì)了 9 條典型實(shí)踐教學(xué)路線,制定了相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容;同時(shí)設(shè)計(jì)了引導(dǎo)、觀察、提問(wèn)、討論、總結(jié)的教學(xué)步驟,要求學(xué)生認(rèn)真觀察、獨(dú)立思考、多角度分析,大膽推理,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維的能力。3.以發(fā)揮學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維為重點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容。為完成這個(gè)階段的教學(xué),設(shè)計(jì)了學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行范圍

7、為 60km2 的水資源調(diào)查、試驗(yàn)、外業(yè)、內(nèi)業(yè)整理和總結(jié)、編圖、編制報(bào)告的教學(xué)內(nèi)容,在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。本教學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)主要供水文與水資源工程專業(yè)和勘查技術(shù)與工程專業(yè)(水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)方向)的師生實(shí)習(xí)使用,也可供其它有關(guān)專業(yè)的實(shí)習(xí)作為參考。本教學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)由肖長(zhǎng)來(lái)、曹劍峰和卞建民編著,由肖長(zhǎng)來(lái)統(tǒng)稿,曹劍峰定稿。本指導(dǎo)書(shū)以曹劍峰、侯杰、盧文喜、王敏等人編寫(xiě)的柳江盆地水文地質(zhì)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)(1996 年)和肖長(zhǎng)來(lái)編寫(xiě)的白城實(shí)習(xí)基地水文與水資源工程專業(yè)實(shí)習(xí)講義(2002 年)為基礎(chǔ),充分吸收了我校多年來(lái)的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和研究成果,并參考了有關(guān)科

8、研成果和文獻(xiàn)。其中第 1 章第 5 章、第 9 章由肖長(zhǎng)來(lái)編寫(xiě),第 6 章第 8 章由曹劍峰、肖長(zhǎng)來(lái)和卞建民編寫(xiě),第 10 章由肖長(zhǎng)來(lái)、卞建民編寫(xiě),附表由肖長(zhǎng)來(lái)設(shè)計(jì)。碩士研究生張力春、蘭盈盈、張文靜、王靜和鄭佳繪制了書(shū)中的大部分圖表,并校對(duì)了初稿中的表格和文字。本教學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)編寫(xiě)過(guò)程中,得到學(xué)校教務(wù)處、環(huán)境與資源學(xué)院、白城市地下水試驗(yàn)研究站、秦皇島北山地質(zhì)實(shí)習(xí)基地的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家的大力支持,特別是得到環(huán)境與資源學(xué)院院長(zhǎng)林學(xué)鈺院士、教務(wù)處副處長(zhǎng)遲寶明教授的悉心關(guān)懷,在此深表謝意。因時(shí)間水平所限,書(shū)中不當(dāng)之處在所難免,請(qǐng)廣大讀者及時(shí)提出寶貴意見(jiàn),以使本書(shū)能得到進(jìn)一步提高、完善。編者2004 年 1

9、0 月第一章 氣象及水均衡要素觀測(cè)要求氣象觀測(cè):氣象觀測(cè):要求了解各種氣象要素的主要觀測(cè)儀器、相應(yīng)的觀測(cè)方法和常用的記錄格式,掌握各種氣象要素特別是與水資源密切相關(guān)的降水、蒸發(fā)、氣溫等要素的統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容和方法。水均衡要素觀測(cè):水均衡要素觀測(cè):通過(guò)測(cè)定包氣帶含水率、濕度、水動(dòng)力參數(shù),確定入滲系數(shù)和蒸發(fā)系數(shù)等。了解各種測(cè)試儀器的測(cè)試原理,掌握觀測(cè)及測(cè)試方法,能夠利用觀測(cè)得到的資料分析、計(jì)算有關(guān)水均衡參數(shù)。61.1 氣象觀測(cè)氣象站是進(jìn)行氣象觀測(cè)的基本機(jī)構(gòu),也是氣象部門(mén)對(duì)外提供氣象信息的基層機(jī)構(gòu)。氣象站按不同的標(biāo)準(zhǔn)可分為各種種類。按性質(zhì)分,有氣候站、天氣站、農(nóng)業(yè)氣象站、航危站、日射站、天氣雷達(dá)站、海洋

10、氣象站、專業(yè)(溫場(chǎng)、鹽場(chǎng)、林場(chǎng)和水庫(kù)等)氣象站、流動(dòng)氣象站(如為跨越長(zhǎng)距離的重大活動(dòng)或體育賽事所設(shè)立)等有人氣象站,以及無(wú)人自動(dòng)氣象站等。按站所的地形特點(diǎn)可以分為高山氣象站、海島氣象站、山地氣候站等。而按照氣象觀測(cè)資料的處理和交流特征,由氣象專門(mén)機(jī)構(gòu)主管的氣象站又劃分成一般氣象觀測(cè)站、基本氣象觀測(cè)站、基準(zhǔn)氣象觀測(cè)站、輻射觀測(cè)站、高空探測(cè)站、高空探測(cè)交換站、酸雨觀測(cè)站和天氣雷達(dá)布點(diǎn)站等。氣象觀測(cè)一般采用定時(shí)觀測(cè),即按規(guī)定的時(shí)次為積累氣候資料進(jìn)行定時(shí)氣象觀測(cè)。自動(dòng)觀測(cè)項(xiàng)目每天進(jìn)行 24 次定時(shí)觀測(cè);人工觀測(cè)項(xiàng)目,晝夜守班站每天進(jìn)行02、08、14、20 時(shí)四次定時(shí)觀測(cè),白天守班站每天進(jìn)行 08、1

11、4、20 時(shí)三次定時(shí)觀測(cè)。氣象站主要觀測(cè)項(xiàng)目包括降水、蒸發(fā)、氣溫、地溫、日照、風(fēng)速、風(fēng)向、濕度、氣壓等。基準(zhǔn)站使用自動(dòng)氣象站后仍然保留每日進(jìn)行氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等項(xiàng)目 24 次人工定時(shí)觀測(cè)。1.1.1 氣溫氣溫和地溫和地溫?zé)崃抠Y源指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可利用的熱量,它來(lái)源于太陽(yáng)輻射,通常用溫度指標(biāo)加以表示,包括大氣溫度(氣溫)和土壤溫度(地溫)。(1) 氣溫氣溫即大氣的溫度。通常指的是離地面 1.5m 左右、處于通風(fēng)防輻射條件下溫度表讀取的溫度。氣溫是大氣熱力狀況的數(shù)量度量。氣溫的變化特點(diǎn)通常使用平均溫度和極端值絕對(duì)最高溫度、絕對(duì)最低溫度來(lái)表示,地理位置、海拔高度、氣塊運(yùn)動(dòng)、季節(jié)、時(shí)間以及地面性

12、質(zhì)都是影響氣溫分布和變化的因素。氣溫觀測(cè)采用溫度表(計(jì)),通常放置于百葉箱內(nèi)。百葉箱壁用雙層百葉木片做成,一面向內(nèi)傾斜,一面向外傾斜,空氣可自由流通。百葉片寬 26mm,厚 6mm。百葉箱離地面要有一定的高度標(biāo)準(zhǔn),一般是 1.5m 左右;箱門(mén)朝北,安置在固定的架子上,架底高出地面 1.25m。箱門(mén)前面安置一個(gè)小矮梯。在百葉箱里一般放有溫度表(最高溫度表、最低溫度表)及濕度表等。天氣預(yù)報(bào)中每天報(bào)告的最高溫度或最低溫度,就是根據(jù)百葉箱中溫度表的觀測(cè)數(shù)據(jù)而確定的。平均氣溫是空氣溫度的平均值。因要求不同,故有各種計(jì)算方法。在地面氣象觀測(cè)中,一般以一日內(nèi)各次定時(shí)氣溫觀測(cè)值的平均值作為日平均氣溫。按候、旬

13、、月和年等的逐日平均氣溫的平均值,分別作為候、旬、月和年等的平均氣溫。當(dāng)觀測(cè)資料有多年7時(shí),亦可計(jì)算出任一指定時(shí)段內(nèi)的歷年平均氣溫,如歷年一月平均氣溫,即是各年一月平均氣溫的平均值。最高氣溫是一定時(shí)間或一定空間內(nèi)空氣溫度的最高值,例如大陸上一日內(nèi)最高氣溫一般出現(xiàn)在 14 時(shí)前后。最低氣溫是一定時(shí)間或一定空間內(nèi)空氣溫度的最低值,例如大陸上一日內(nèi)最低氣溫一般出現(xiàn)在拂曉前后。極端氣溫是極端最高氣溫與極端最低氣溫的統(tǒng)稱。極端最高氣溫是指多次最高氣溫值中的極大值,極端最低氣溫是指多次最低氣溫值中的極小值。就一地而言,有候、旬、月、年和歷年的極端最高氣溫和極端最低氣溫,均由逐日最高、最低氣溫值中選出。最熱

14、月氣溫指一年中氣溫最高的月份的各日平均氣溫的平均值。最冷月氣溫指一年中氣溫最低的月份的各日平均氣溫的平均值。氣溫日變化是二日內(nèi)氣溫高低的變化,一般指一日中氣溫的周期性變化。一日內(nèi)氣溫最高值與最低值的差稱為氣溫日較差,它反映了一日內(nèi)氣溫變化的幅度。氣溫年變化是一年內(nèi)氣溫高低的變化,一般指一年中氣溫的周期性變化。一年內(nèi)最熱月氣溫與最冷月氣溫的差值稱為氣溫年較差,它反映了一年內(nèi)氣溫變化的幅度。溫度變幅是氣溫變化的幅度,有日變幅和年變幅之分。日變幅是指一日內(nèi)最高氣溫與最低氣溫之差,年變幅是指一年內(nèi)最高氣溫與最低氣溫之差。(2)地溫地溫是指地面溫度和地中溫度。地面溫度用地面溫度表測(cè)定,其感應(yīng)部分水銀管的

15、上半部分暴露在空氣中,而下半部分則埋入土壤中;這樣測(cè)出的溫度已不是氣溫,而是大氣與地表結(jié)合部的溫度狀況。地中溫度指地表面以下一定深度處的土壤溫度,用曲管地溫表、直管地溫表或插入式地溫表測(cè)定。氣象站一般觀測(cè)地面以及地面以下5cm,10cm,15cm,20cm,40cm,80cm,160cm 和 320cm 深度的地溫,以及地面每天的最高、最低溫度。從地面到 20cm 深度每天觀測(cè) 4 次,40cm 及以下每天觀測(cè)一次,因?yàn)榈叵律钐幍販氐娜兆兓苄 ?.1.2 降水降水降水主要指從云中下降的液態(tài)或固態(tài)水,如雨、雪、冰雹等。降水量觀測(cè)項(xiàng)目一般包括測(cè)記降雨、降雪、降雹的水量;單純的霧、露、霜可不測(cè)記。

16、必要時(shí)部分站還應(yīng)測(cè)記雪深、冰雹直徑、降水強(qiáng)度、初霜和終霜日期等特殊觀測(cè)項(xiàng)目。水量的觀測(cè)時(shí)間以北京時(shí)間為準(zhǔn),記起止時(shí)間者,觀測(cè)時(shí)間記至分;不記起止時(shí)間者,記至小時(shí)。每日降水以北京時(shí)間 8 時(shí)為日分界,即從昨日 8 時(shí)至今日 8 時(shí)的降水為昨日降水量。降水量為一定時(shí)段內(nèi),降落在平地上(假定無(wú)滲漏、蒸發(fā)、流失等)的降水所積成的水層厚度(如為固態(tài)降水則須折合成液態(tài)水計(jì)算),以 mm 表示。氣象站主要采用雨量器來(lái)測(cè)定降水量。雨量器由承雨器、儲(chǔ)水筒、儲(chǔ)水器和器蓋等組成,并配有專用量雨杯。雨量器是一個(gè)直徑 20cm 的金屬圓筒。筒高 58cm,分為上下兩節(jié),下節(jié)高 35cm,里面裝有一個(gè)儲(chǔ)水瓶。把儲(chǔ)水瓶中的

17、水倒進(jìn)特制的量杯,就可以知8道當(dāng)日的降雨量(水深)。應(yīng)用能自記雨量的自記雨量器,可以測(cè)量各個(gè)時(shí)段中降水的強(qiáng)度。雨量器和自記雨量計(jì)的承雨器口內(nèi)徑采用 200mm,允許誤差為 00.6mm。雨量器的安裝高度為 0.70m,自記雨量計(jì)的安裝高度為 0.70m 或 1.20m;桿式雨量器的安裝高度不超過(guò) 3.0m。降雨分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表 1-1。表 1-1 雨量等級(jí)用 語(yǔ)12h 降水總量/mm24h 降水總量/mm小雨、陣雨140.0250.0降水的季節(jié)分配指月降水量(或季降水量)占年降水總量的比例。降水的年際變化指年與年之間降水量的變化。一般年降水量多的地區(qū),降水的年際變化小;而年降水量少的地區(qū),降水的年

18、際變化大。降水變率是一定時(shí)段內(nèi)(一般取月、季或年)歷年降水量的變化程度。常用絕對(duì)變率和相對(duì)變率表示。絕對(duì)變率是指一定時(shí)段內(nèi)逐年降水量距絕對(duì)值的平均數(shù);相對(duì)變率是指絕對(duì)變率與該時(shí)段的歷年平均降水量的比值。降水變率大,表示降水量的年際變化大,容易發(fā)生旱澇災(zāi)害。降水保證率是降水量在一定數(shù)值以上所可能發(fā)生的頻率,即累積頻率,稱為降水保證率。降水保證率的大小決定了農(nóng)業(yè)水分保證程度的高低。降水日數(shù)指一定時(shí)期內(nèi)降水的總?cè)諗?shù)。我國(guó)氣象觀測(cè)中規(guī)定:以日降水量等于、大于 0.1 mm 的日數(shù)作為降水日數(shù)。氣象氣候中一般按旬、月或年進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在農(nóng)業(yè)氣候資源計(jì)算中,常需要統(tǒng)計(jì)作物生長(zhǎng)期中的降水日數(shù)。降水量觀測(cè)記錄可采

19、用表 1-2 規(guī)定的格式。表 1-2 降水量觀測(cè)記錄表月份 (采用 段次) 第 頁(yè)9觀測(cè)時(shí)間實(shí)測(cè)降水量日降水量觀測(cè)時(shí)間實(shí)測(cè)降水量日降水量日時(shí) 分(mm)日mm備注日時(shí) 分(mm)日mm備注1.1.3 蒸發(fā)蒸發(fā)蒸發(fā)是溫度低于沸點(diǎn)時(shí),水分子從液態(tài)或固態(tài)水的自由面逸出而變成氣態(tài)的過(guò)程或現(xiàn)象。發(fā)生于河流、湖泊、水庫(kù)等自由水面的蒸發(fā)稱為水面蒸發(fā),發(fā)生于陸地表面的蒸發(fā)稱為陸地蒸發(fā)。蒸發(fā)量是一定時(shí)段內(nèi)從一定的表面積的水面或冰雪面上可能逸出的水汽量。通常所指的蒸發(fā)量實(shí)際上是指水汽分子從蒸發(fā)而逸出的通量與水汽分子返回蒸發(fā)面的通量之差,即蒸發(fā)而凈逸出的水汽通量。氣象上通常用所蒸發(fā)的水層厚度(mm)來(lái)表示蒸發(fā)量的大

20、小。水面或土壤的水分蒸發(fā)量,分別用不同的蒸發(fā)器測(cè)定。一般溫度越高、濕度越小、風(fēng)速越大、氣壓越低,則蒸發(fā)量就越大;反之蒸發(fā)量就越小。土壤蒸發(fā)量和水面蒸發(fā)量的測(cè)定,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水文工作上非常重要。雨量稀少、地下水源及流入徑流水量不多的地區(qū),如蒸發(fā)量很大,即易發(fā)生干旱。測(cè)定蒸發(fā)量的儀器叫蒸發(fā)皿。它的規(guī)格大都和雨量筒一樣,也是 20 cm 直徑的圓形器皿,皿口上沿也高出地面 70cm;蒸發(fā)皿深 10cm。正是因?yàn)樗暮穸刃∮谥睆讲欧Q為皿。水文部門(mén)還采用大型蒸發(fā)皿(直徑 601mm)觀測(cè)蒸發(fā)量,用以代替水面實(shí)際蒸發(fā)量(通常 E20E601)。每天向蒸發(fā)皿中加進(jìn) 2cm 深的水層,晚上把余水倒進(jìn)量杯,量出

21、剩余水深。把 2cm減去剩余水深就是當(dāng)天的蒸發(fā)量。如果當(dāng)天有雨,余水中還要扣除當(dāng)天的降水量。這就是蒸發(fā)皿的直徑和離地面高度都要和雨量筒一致的原因。否則,兩者就不能簡(jiǎn)單相減。由于蒸發(fā)量和降水量一樣,都是每天 20 時(shí)觀測(cè)一次,因此測(cè)得的日蒸發(fā)量。日降水量實(shí)際上都是昨天 20 時(shí)到今天 20 時(shí)的量。蒸發(fā)量觀測(cè)記錄格式見(jiàn)表 1-3。表 1-3 蒸發(fā)皿觀測(cè)記錄表10編號(hào): 馬氏瓶截面: 年:月日觀測(cè)時(shí)分觀測(cè)值(cm)注水后觀測(cè)值(cm)蒸發(fā)截面*高差入滲量觀測(cè)員備 注1.1.4 濕度濕度濕度是表示空氣中水汽含量或空氣干濕程度的物理量。有絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、飽和差和露點(diǎn)等多種表示方法。濕度的大小和增減

22、,會(huì)直接或間接地引起云、霧、降水等現(xiàn)象的演變。氣象部門(mén)測(cè)定的空氣濕度有好幾種,包括相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度、水汽壓和露點(diǎn)等。相對(duì)濕度是其中最常用的。相對(duì)濕度的單位是百分?jǐn)?shù)(%),空氣中沒(méi)有水汽時(shí)相對(duì)濕度為零,空氣中容納水汽已達(dá)到最大限度時(shí)(稱為空氣已經(jīng)飽和),相對(duì)濕度就是 100%。測(cè)量空氣濕度通常用干濕球溫度表。它是兩支同樣的溫度表,干球溫度表用來(lái)測(cè)量氣溫;濕球溫度表的水銀球用濕潤(rùn)紗布包裹著,紗布下端浸在水盂里。使?jié)袂蚣啿际冀K保持濕潤(rùn)狀態(tài)(因而稱為濕球溫度表)。濕球紗布上的水在空氣沒(méi)有達(dá)到飽和時(shí)會(huì)不斷蒸發(fā)。蒸發(fā)的快慢決定于空氣相對(duì)濕度,濕度大時(shí)蒸發(fā)慢,濕度小時(shí)蒸發(fā)快。濕度是100%時(shí),空氣中所含水

23、汽已飽和,水分停止蒸發(fā)。水分蒸發(fā)是要消耗熱量的,這樣濕球溫度表的讀數(shù)就會(huì)減小。因此,除了空氣飽和,即相對(duì)濕度為 100%(此時(shí)濕球溫度表的讀數(shù)和干球溫度表一樣)。此外,干球溫度表的讀數(shù)總比濕球溫度表的讀數(shù)要高。兩者差值越大表示空氣越干燥,相對(duì)濕度越低。因此利用干濕球溫度差值可以知道空氣相對(duì)濕度的高低。利用氣象部門(mén)已出版的對(duì)照表冊(cè),可以很方便地查取所需數(shù)據(jù)。絕對(duì)濕度是單位體積空氣中所含水汽的質(zhì)量,一般用一立方米空氣中所含水汽的克數(shù)表示,單位為 g/m3。相對(duì)濕度是大氣中實(shí)際水汽含量與飽和時(shí)水汽含量的比值。由于水汽含量與水汽壓成正比,所以相對(duì)濕度數(shù)值上也等于實(shí)際水汽壓與同溫度下飽和水汽11壓之比值

24、,即 f (%) = 100%,式中 f 為相對(duì)濕度,以百分?jǐn)?shù)表示,表示實(shí)際水汽壓,Ee單位為 hPa;E 為飽和水汽壓(同一溫度下,水汽壓的最大值)。干燥度是某一時(shí)期的可能蒸發(fā)量與同期降水量的比值,用以大致表示降水對(duì)植物需水的保證程度。,式中,K 為干燥度,E 為可能蒸發(fā)量,T 為日平均氣RTBEK16. 0溫 10的積溫;0.16T 大約相當(dāng)于同期間的可能蒸發(fā)量;R 為同期降水量。1.1.5 氣壓氣壓氣壓是與大氣接觸的表面上,由于空氣分子的碰撞在單位面積上所受到的力。其值等于單位橫截面上所承受的垂直空氣柱的重量。氣壓的單位為 hPa。氣壓按指數(shù)律隨高度遞減。目前我國(guó)氣象站上一般都用水銀氣壓

25、表測(cè)定大氣壓力,也就是應(yīng)用托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理。當(dāng)外界氣壓升高時(shí),大氣壓力會(huì)自動(dòng)把水銀槽中的水銀壓進(jìn)管腔中使水銀柱長(zhǎng)高;反之,氣壓下降時(shí),水銀柱會(huì)自動(dòng)降低,水銀自動(dòng)流回槽里。不過(guò),在實(shí)際業(yè)務(wù)觀測(cè)中,水銀柱高度的讀數(shù)還要進(jìn)行三項(xiàng)訂正,也就是氣溫訂正(訂正到 0),海拔高度訂正(訂正到海平面上)和緯度訂正(訂正到 45緯度上)。因?yàn)橹挥羞@樣,世界各地的氣壓值才能進(jìn)行比較。氣壓的三項(xiàng)訂正都有表可查,十分簡(jiǎn)單方便。1.1.6 日照日照太陽(yáng)照射時(shí)間的長(zhǎng)短稱為日照時(shí)數(shù),簡(jiǎn)稱日照。單位為 h,它又分為可照時(shí)數(shù)和實(shí)照時(shí)數(shù)兩種。從日出到日沒(méi)的時(shí)間叫可照時(shí)數(shù),在這段時(shí)間內(nèi)實(shí)際有太陽(yáng)照射的時(shí)間叫實(shí)照時(shí)數(shù)??烧諘r(shí)數(shù)和實(shí)

26、照時(shí)數(shù)的百分比叫日照百分率。日照百分率可以衡量一個(gè)地區(qū)在某一時(shí)期的日照條件。2004 年新推出的地面氣象觀測(cè)規(guī)范中規(guī)定,用直接輻射120 Wm-2 作為有日照時(shí)間。觀測(cè)日照時(shí)間長(zhǎng)短的儀器叫日照計(jì)。我國(guó)大多數(shù)氣象臺(tái)站用的是暗筒式日照計(jì),其主體是一個(gè)圓筒,筒上兩側(cè)各有一小孔,讓陽(yáng)光照到筒內(nèi)涂有感光劑的感光紙上。除正午一二分鐘內(nèi)兩孔可同時(shí)進(jìn)光外,其余時(shí)間都是一孔進(jìn)日光,東側(cè)孔射進(jìn)上午陽(yáng)光,西側(cè)孔射進(jìn)下午陽(yáng)光。因此感光紙上每天有兩道感光跡線,跡線的長(zhǎng)度就是日照時(shí)間。上下午日照時(shí)間加起來(lái)就是全天的日照時(shí)間。日照計(jì)一般安裝在觀測(cè)場(chǎng)南面,離地 1.2 m 高的木架上,也可安裝在觀測(cè)方便的平臺(tái)或屋頂上。安裝時(shí)

27、要使儀器的底座水平,筒口一端對(duì)準(zhǔn)正北方,使正午時(shí)的日光恰恰同時(shí)射入日照儀兩邊的小孔,并須調(diào)整指針使其所示刻度與當(dāng)?shù)氐木暥认喾H照占埳峡v線為時(shí)間線,每格一小時(shí)。它是用檸檬酸鐵氨和赤血鹽按比例配制成的感光液,均勻12涂在紙上,陰干后再放入日照計(jì)暗筒內(nèi),并用壓紙銅條將紙壓好,蓋上筒蓋。每天傍晚日落后換日照紙。根據(jù)日照紙上感光跡線的長(zhǎng)度,可以算出日照時(shí)數(shù)。1.1.7 風(fēng)風(fēng)風(fēng)是指空氣流動(dòng)的現(xiàn)象。氣象上常將空氣在水平方向的流動(dòng)稱為風(fēng),垂直方向的空氣運(yùn)動(dòng)則稱為升降氣流。通常用風(fēng)向和風(fēng)速(或風(fēng)級(jí)、風(fēng)力)表示風(fēng)。風(fēng)是促使廣大地區(qū)產(chǎn)生冷、熱和干、濕交換以及天氣變化的重要條件,風(fēng)是自然能源之一?,F(xiàn)在我國(guó)的測(cè)風(fēng)儀器

28、主要是國(guó)產(chǎn)的電接風(fēng)向風(fēng)速儀,是風(fēng)杯式的。由于風(fēng)速總有陣性,讀瞬時(shí)風(fēng)速代表性不大,因此觀測(cè)風(fēng)速規(guī)定取 2min 的平均。只要風(fēng)速儀的指針一旦達(dá)到 17m/s,氣象員就必須記載這一天為大風(fēng)日,而不管它持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間。大風(fēng)日數(shù)是一種很重要的天氣日數(shù)。如果觀測(cè)時(shí)沒(méi)有風(fēng),則稱為靜穩(wěn),用符號(hào) C 表示,寫(xiě)在觀測(cè)簿內(nèi)。對(duì)風(fēng)的觀測(cè)還要進(jìn)行年、月的統(tǒng)計(jì)。風(fēng)向常以 16 或 8 個(gè)方位表示,也可用矢量相對(duì)于子午線的角度來(lái)表示,取北為 0或 360(表 1-4),風(fēng)向的變化常常很快,因而氣象上觀測(cè)風(fēng)向有瞬間風(fēng)向和平均風(fēng)向之分。通常所說(shuō)的風(fēng)向不是瞬間的風(fēng)向,而是觀測(cè)約 1min(或 2min)的平均風(fēng)向??罩酗L(fēng)向是施放

29、測(cè)風(fēng)氣球、雷達(dá)(探)測(cè)其方位角和仰角,然后經(jīng)過(guò)計(jì)算得出來(lái)的。離地面 10 m 上空的風(fēng)向,通常用電動(dòng)式測(cè)風(fēng)器測(cè)得。表 1-4 風(fēng)向與方位角對(duì)照表中文英文度數(shù)中文英文度數(shù)北N0或360南S180.0北北東NNE22.5南南西SSW202.5東北NE45.0西南SW225.0東北東ENE67.5西南西WSW247.5東E90.0西W270.0東南東ESE112.5西北西WNW292.5東南SE135.0西北NW315.013南南東SSE157.5北北西NNW337.5風(fēng)向頻率是某地一定時(shí)段內(nèi)不同風(fēng)向出現(xiàn)的百分率。常根據(jù)不同風(fēng)向頻率繪出風(fēng)向頻率圖,也稱為“風(fēng)玫瑰”。風(fēng)速是單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)的行程,常以 m

30、/s、km/h 或 mile/h 表示。風(fēng)速變化常顯示氣流運(yùn)動(dòng)的特征,有時(shí)為天氣變化的先兆。平均風(fēng)速是一定時(shí)段內(nèi)風(fēng)速的平均值。通常目測(cè)風(fēng)速以 2 min 平均值為準(zhǔn),風(fēng)速儀測(cè)定風(fēng)速以 10 min 平均值為準(zhǔn)。一日內(nèi)各次風(fēng)速的平均值為日平均風(fēng)速,日平均風(fēng)速的月平均值為月平均風(fēng)速,日平均風(fēng)速的年平均值為年平均風(fēng)速。最大風(fēng)速是一定時(shí)段(一般是 10 min)內(nèi)平均風(fēng)速的最大值。通常有日、月和年最大風(fēng)速三種。風(fēng)級(jí)是根據(jù)風(fēng)對(duì)地面(或海面)物體影響程度而定出的風(fēng)的等級(jí),常用以估計(jì)風(fēng)力的大小。最初由英國(guó)人蒲福擬定,故又稱蒲福風(fēng)級(jí)。原來(lái)共定自零到 12 共 13 個(gè)等級(jí),后又幾經(jīng)修改,增加到 18 個(gè)等級(jí)(

31、表 1-5)。大風(fēng)是風(fēng)力大到對(duì)生產(chǎn)、生活有影響的風(fēng)。我國(guó)氣象觀測(cè)規(guī)定:瞬時(shí)風(fēng)速等于或大于 17.0 m/s,或風(fēng)力達(dá) 8 級(jí)或其以上者稱大風(fēng)。造成大風(fēng)的原因很多,主要是低氣壓的發(fā)生、發(fā)展和冷空氣南下所致。大風(fēng)全年都能發(fā)生,但以春季最為頻繁。表 1-5 風(fēng)力等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(蒲福風(fēng)級(jí)表)風(fēng)力級(jí)數(shù)名稱風(fēng)速 /ms-1風(fēng)力級(jí)數(shù)名稱風(fēng)速 /ms-10靜風(fēng)0-0.29烈風(fēng)20.8-24.41軟風(fēng)0.3-1.510狂風(fēng)24.5-28.42輕風(fēng)1.6-3.311暴風(fēng)28.5-32.63微風(fēng)3.4-5.412颶風(fēng)32.7-36.94和風(fēng)5.5-7.91337.0-41.45清勁風(fēng)8.0-10.71441.5-46.1

32、6強(qiáng)風(fēng)10.8-13.81546.2-50.9147疾風(fēng)13.9-17.11651.0-56.08大風(fēng)17.2-20.71756.1-61.21.2 原位觀測(cè)試驗(yàn)1.2.1 土壤含水量測(cè)定土壤含水量測(cè)定包氣帶是指地下水面以上至地表面之間與大氣相通的含有氣體的地帶。從地面向下,巖石和土中的水分分布可劃分為結(jié)合水帶、孔角毛細(xì)水帶、懸掛毛細(xì)水帶、支持毛細(xì)水帶和飽水帶,其中前四個(gè)帶屬于包氣帶。目前通常采用中子水分儀測(cè)定包氣帶的水分,所測(cè)的土壤含水量一般情況下是半徑為 1015cm 球體內(nèi)的平均含水量,測(cè)點(diǎn)間距采用 10 cm 制。測(cè)量時(shí)間一般分為 16 s、64 s、16 min 和 64 min 共

33、 4 個(gè)計(jì)數(shù)檔次,多采用 16 s 計(jì),可反復(fù)多測(cè)幾次。表層 030 cm土層的含水量可以采用烘干法測(cè)定。中子儀孔觀測(cè)記錄格式見(jiàn)表 1-6。表 1-6 中子儀孔觀測(cè)記錄年 月 日編號(hào): 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù): 編號(hào): 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù): 測(cè)深/cm讀 數(shù)測(cè)深/cm讀 數(shù)2020404060608080100100120120紀(jì)錄人: 觀測(cè)人: 1.2.2 土水勢(shì)能測(cè)定土水勢(shì)能測(cè)定總土水勢(shì)(土壤水分勢(shì)能)是指土水系統(tǒng)在各種因素綜合作用下所具有的總勢(shì)能。總土水勢(shì)由壓力勢(shì)、基質(zhì)勢(shì)、溶質(zhì)勢(shì)、重力勢(shì)和溫度勢(shì)五部分組成。壓力勢(shì)是土水系統(tǒng)中任一點(diǎn)承受超過(guò)基準(zhǔn)壓力的靜水壓力,P= wh,為水容重 w 和地下水面以下的深度h 之積

34、,在包氣帶(非飽和土壤)中,P =0?;|(zhì)勢(shì)m 是由于土水系統(tǒng)中土壤顆粒(基質(zhì))具有吸引、保持水分的特性所引起的勢(shì)能。重力勢(shì)Z 是由重力對(duì)土壤水作用15的結(jié)果,其大小僅僅取決于由測(cè)定點(diǎn)到參照基準(zhǔn)面的垂直距離。溶質(zhì)勢(shì)s 是土壤水中所有溶液對(duì)土水勢(shì)影響作用的結(jié)果。溫度勢(shì)T 是由于溫度變化所產(chǎn)生的水勢(shì)。由于土壤中不存在半透膜,溶質(zhì)勢(shì)可認(rèn)為是零,在恒溫條件下溫度勢(shì)也為零,因此總土水勢(shì)一般為壓力勢(shì)、基質(zhì)勢(shì)、重力勢(shì)三者之和,通常稱為水力勢(shì)?;|(zhì)勢(shì)可用負(fù)壓計(jì)(張力計(jì))測(cè)定,負(fù)壓計(jì)法設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便。土壤負(fù)壓計(jì)由陶土頭(直徑 2cm,長(zhǎng)度 6cm)、集氣管和負(fù)壓表三部分組成。試樣罐由筒身(厚壁有機(jī)玻璃,內(nèi)徑

35、 10.2cm,高 14.8cm,壁厚 5mm)、筒蓋和底托盤(pán)三部分組成。其它裝置有真空飽和裝置、小型鼓風(fēng)機(jī)、天平、烘箱、溫度計(jì)等。負(fù)壓計(jì)觀測(cè)記錄格式見(jiàn)表 1-7。表 1-7 負(fù)壓計(jì)觀測(cè)記錄年 月 日編號(hào): 編號(hào): 測(cè)深 /cm讀 數(shù)測(cè)深 /cm讀 數(shù)2020404060608080100100120120紀(jì)錄人: 觀測(cè)人: 1.2.3 土壤入滲與蒸發(fā)觀測(cè)土壤入滲與蒸發(fā)觀測(cè)利用試驗(yàn)場(chǎng)地中蒸滲儀結(jié)合馬氏瓶等,可以測(cè)定土壤水分入滲及蒸發(fā)量。1.2.4 地下水位觀測(cè)地下水位觀測(cè)采用測(cè)鐘法、電測(cè)水位計(jì)法及其它儀器,對(duì)長(zhǎng)觀井和其它井孔進(jìn)行地下水位長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。第二章 野外調(diào)查的基本要求野外調(diào)查野外調(diào)查包括水

36、資源調(diào)查和生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。要求掌握水資源調(diào)查的基本內(nèi)容和相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集方法,并能夠?qū)λ杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算。生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容包括沼澤化、鹽堿化、沙漠化、草原退化等與水有關(guān)的典型生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,了解和掌握與水資源密切相關(guān)的不良生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題分布特點(diǎn)、產(chǎn)生的自然和人為因素、危害及相應(yīng)的防治措施。16野外調(diào)查通常要求編寫(xiě)調(diào)查報(bào)告,主要內(nèi)容包括:(1)研究區(qū)水資源開(kāi)發(fā)及主要水環(huán)境問(wèn)題;(2)水環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生原因及影響因素;(3)水環(huán)境問(wèn)題的危害;(4)水環(huán)境問(wèn)題的防治措施。2.1 遙感圖像解譯2.1.1 遙感圖像解譯的一般要求遙感圖像解譯的一般要求(1) 遙感圖像解譯主要適

37、用于前期論證階段和初步勘察階段。解譯工作應(yīng)先于水文地質(zhì)測(cè)繪,并貫穿其整個(gè)過(guò)程,以提供編寫(xiě)設(shè)計(jì)、布置水文地質(zhì)觀測(cè)路線的依據(jù),達(dá)到減少水文地質(zhì)測(cè)繪工作量,提高工作精度的目的。(2) 一般使用的遙感圖像為衛(wèi)星圖像和航空相片,必要時(shí),在衛(wèi)星圖像和航空相片解譯的基礎(chǔ)上提出課題,進(jìn)行紅外掃描或其他專門(mén)遙感飛行,獲得相應(yīng)的遙感圖像。(3) 通過(guò)遙感圖像解譯,應(yīng)提交與測(cè)繪比例尺相同的遙感圖像水文地質(zhì)解譯圖及文字說(shuō)明。根據(jù)需要,可分別編制地貌、地質(zhì)構(gòu)造解譯圖、相片鑲嵌圖和典型像片圖等。(4) 通過(guò)遙感圖像解譯,能夠解決或基本能夠解決某地區(qū)的水文地質(zhì)問(wèn)題,對(duì)該地區(qū)可不作或少作水文地質(zhì)測(cè)繪工作,以減少野外工作量。2

38、.1.2 遙感圖像解譯的基本要求遙感圖像解譯的基本要求(1) 進(jìn)行相片質(zhì)量鑒定。在搜集和分析已有資料(包括不同地質(zhì)體的光譜特征資料)和野外踏勘調(diào)查的基礎(chǔ)上,建立地質(zhì)、水文地質(zhì)直接和間接解譯標(biāo)志。(2) 應(yīng)選用不同時(shí)間、不同波段、不同比例尺衛(wèi)星圖像進(jìn)行水文地質(zhì)對(duì)比解譯。圖像比例尺可根據(jù)衛(wèi)星圖像質(zhì)量放大到 1:50 萬(wàn)至 1:25 萬(wàn)。(3) 使用的航空相片比例尺,盡量接近水文地質(zhì)測(cè)繪比例尺,一般不宜小于 1:5 萬(wàn)。(4) 為發(fā)揮衛(wèi)星圖像視域范圍大、反映構(gòu)造輪廓清楚的客觀效果和航空相片局部細(xì)節(jié)詳細(xì)的長(zhǎng)處,衛(wèi)星圖像和航空相片最好結(jié)合使用。但在進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)解譯時(shí),衛(wèi)星圖像也可單獨(dú)使用。(5

39、) 遙感圖像解譯一般采用目視解譯和航空立體鏡的光學(xué)機(jī)械解譯,盡可能采用假彩色合成為主的電子光學(xué)解譯和計(jì)算機(jī)圖像處理,以提高解譯水平。(6) 遙感圖像解譯應(yīng)結(jié)合已有的地面地質(zhì)、物探、鉆探等資料進(jìn)行。(7) 單張相片及鑲嵌圖的解譯結(jié)果,可采用徒手或儀器轉(zhuǎn)繪到與測(cè)繪比例尺相應(yīng)的地形底圖上,統(tǒng)一編繪成解譯成果圖。2.1.3 遙感圖像主要解譯內(nèi)容遙感圖像主要解譯內(nèi)容17(1) 劃分主要地貌單元,判定地貌形態(tài)、成因類型及地貌形態(tài)與地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地下水分布的關(guān)系;(2) 地質(zhì)構(gòu)造基本輪廓、新構(gòu)造形跡、裸露及隱伏的線性構(gòu)造位置;(3) 各種巖溶形態(tài)和成因類型;(4) 解譯各種水文地質(zhì)現(xiàn)象,判定泉點(diǎn)、泉群

40、、地下水溢出帶和地表水滲失帶位置,圈定地表水體的范圍,分析水系發(fā)育特征;(5) 古河道、淺層淡水的分布范圍;(6) 分析地下水補(bǔ)給、徑流、排泄等區(qū)域水文地質(zhì)條件。2.1.4 遙感圖像室內(nèi)解譯成果的野外驗(yàn)證遙感圖像室內(nèi)解譯成果的野外驗(yàn)證野外驗(yàn)證一般包括下列內(nèi)容:直接和間接解譯標(biāo)志;外推解譯成果;解譯新增加的及隱伏的地質(zhì)、水文地質(zhì)問(wèn)題。驗(yàn)證方法:通過(guò)路線踏勘或水文地質(zhì)測(cè)繪對(duì)新增或外推的地質(zhì)、水文地質(zhì)解譯成果進(jìn)行驗(yàn)證,以期達(dá)到減少測(cè)繪工作量的目的;通過(guò)勘探對(duì)隱伏的地質(zhì)、水文地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證,必要時(shí)可專門(mén)布置少量的物探、鉆探工作。2.2 地表水與地下水調(diào)查2.2.1 工作底圖工作底圖調(diào)查及測(cè)繪底圖應(yīng)采

41、用大于或等于測(cè)繪比例尺的地形圖和地質(zhì)圖。對(duì)于地下水調(diào)查,如只有上述比例尺的地形圖而無(wú)地質(zhì)圖時(shí),應(yīng)進(jìn)行綜合性地質(zhì)、水文地質(zhì)測(cè)繪。 2.2.2 觀測(cè)路線觀測(cè)路線水文地質(zhì)測(cè)繪的觀測(cè)路線,宜垂直巖層(巖體)和構(gòu)造線走向;或順河谷、溝谷、地貌形態(tài)變化顯著和地下水露頭較多的方向布置;為追索含水層或地質(zhì)構(gòu)造,可沿含水層和構(gòu)造線走向布置。水文地質(zhì)點(diǎn)應(yīng)布置在地質(zhì)、水文地質(zhì)有意義的地點(diǎn),不應(yīng)平均布置。 2.2.3 流域基本情況調(diào)查流域基本情況調(diào)查根據(jù)調(diào)查目的和調(diào)查區(qū)的實(shí)際情況,流域基本情況的調(diào)查包括下列內(nèi)容:(1)主要河流和其他水體各項(xiàng)幾何特征值;(2)地勢(shì)、地貌、土壤、植被、地質(zhì)、水文地質(zhì)及水土流失資料;(3)

42、水庫(kù)、堰、閘、水電站、灌區(qū)、抽水站、蓄洪區(qū)、跨流域引水、水土保持等各項(xiàng)水工程的名稱、位置、數(shù)量、規(guī)模和建成時(shí)間等;(4)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)用水資料;18(5)歷史的和現(xiàn)有的各類水文氣象站網(wǎng)位置和設(shè)站觀測(cè)年月,各項(xiàng)水文氣象要素的月、年均值和極值;(6)歷史上發(fā)生的較大洪災(zāi)、旱災(zāi)、澇災(zāi)和凌災(zāi)的時(shí)間、范圍、主要地段和受災(zāi)損失情況等;(7)基本站附近國(guó)家和有關(guān)部門(mén)的水準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)置的位置、等級(jí)與校測(cè)高程情況等;(8)水質(zhì)污染及污染源點(diǎn)和非點(diǎn)狀況。由于建庫(kù)灌溉或地下水開(kāi)采等人類活動(dòng)影響使水文情勢(shì)和水環(huán)境發(fā)生顯著變化,可進(jìn)行下列定性調(diào)查:(1)建庫(kù)灌溉、過(guò)量抽地下水引起的地下水位變化、地面下沉及海水入侵的調(diào)查;

43、(2)建庫(kù)發(fā)生的庫(kù)岸坍塌調(diào)查;(3)建庫(kù)下游河床發(fā)生沖刷和淤積調(diào)查;(4)建庫(kù)庫(kù)岸地下水調(diào)節(jié)水量調(diào)查;(5)河流改道原因及影響調(diào)查;(6)其他水環(huán)境變化調(diào)查,其中包括荒漠化、鹽堿化、都市化、沼澤化等水文調(diào)查。2.2.4 地表水調(diào)查內(nèi)容地表水調(diào)查內(nèi)容(1)地表水類型、位置、名稱、調(diào)查點(diǎn)坐標(biāo)及高程、地表水體的規(guī)模。(2)地表水的流量、水位、水質(zhì)、水溫、含沙量及其動(dòng)態(tài)變化。(3)河床、湖底的巖性及淤塞情況,岸邊巖性及其穩(wěn)定性。(4)地表水(包括農(nóng)田灌溉和污水排放等)與地下水(包括暗河及泉、泉群)的補(bǔ)排關(guān)系。(5)地表水利用現(xiàn)狀及其作為人工補(bǔ)地下水的可行性。2.2.5 地下水調(diào)查內(nèi)容地下水調(diào)查內(nèi)容(1

44、)調(diào)查點(diǎn)(包括井、泉等)的位置、坐標(biāo)及高程。(2)泉的出露條件、成因類型和補(bǔ)給來(lái)源,測(cè)定泉水流量、物理性質(zhì)和化學(xué)成分,搜集或訪問(wèn)泉水動(dòng)態(tài)資料,確定主要泉的泉域范圍。(3)鉆孔和水井的類型、深度、井壁結(jié)構(gòu)、井周?chē)貙悠拭?;測(cè)定井孔及泉的出水量、水位、水質(zhì)(水的物理性質(zhì)及化學(xué)成分)及其動(dòng)態(tài)變化;選擇有代表性的水井進(jìn)行簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)。(4)含水層性質(zhì)、地下水的基本類型、各含水層(組)或含水帶的埋藏和分布的一般規(guī)律;區(qū)域地下水補(bǔ)給、徑流、排泄等水文地質(zhì)條件;初步查明區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)特征及其形成條件。(5)地下水開(kāi)采方式、開(kāi)采量、用途及開(kāi)采后出現(xiàn)的問(wèn)題;初步查明地下水的污染范圍、污染程度與污染途徑。192.

45、2.6 其它調(diào)查內(nèi)容其它調(diào)查內(nèi)容(1)地貌形態(tài)、成因類型及各地貌單元的界線和相互關(guān)系,查明地層、構(gòu)造、含水層的分布、地下水富集等與地貌形態(tài)的關(guān)系。(2)地層巖性、成因類型、時(shí)代、層序及接觸關(guān)系,查明地層巖性與地下水富集的關(guān)系;(3)褶皺、斷裂、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)、成因類型、產(chǎn)狀及規(guī)模,查明褶皺構(gòu)造的富水部位及向斜盆地、單斜構(gòu)造可能形成自流水的地質(zhì)條件,判定斷層帶和裂隙密集帶的含水性、導(dǎo)水性、富水地段的位置及其與地下水活動(dòng)的關(guān)系,確定新構(gòu)造的發(fā)育特點(diǎn)與老構(gòu)造的成生關(guān)系及其富水性。(4)調(diào)查地下水、地表水開(kāi)采利用情況,搜集水文氣象資料,綜合分析區(qū)域水文地質(zhì)條件。2.3 與水有關(guān)的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查

46、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查是為合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源、土地資源、水資源等自然資源,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,為生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料而進(jìn)行的一項(xiàng)新的基礎(chǔ)性地質(zhì)調(diào)查工作,是為生態(tài)環(huán)境建設(shè)服務(wù)的基礎(chǔ)性地質(zhì)調(diào)查。生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查是在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和區(qū)域水文地質(zhì)普查的基礎(chǔ)上,采用地質(zhì)學(xué)、土壤學(xué)、地貌學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)及其它有關(guān)地球科學(xué)的方法、理論,調(diào)查人類和生物群體賴以生存的巖石圈、地下水圈和地表水圈。生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的主要對(duì)象是巖石、土壤、地下水和地表水、植被群落及其在自然和人類活動(dòng)環(huán)境下發(fā)生變化的地球動(dòng)力作用、地球化學(xué)作用和其它現(xiàn)代地質(zhì)作用等。2.3.1 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的主要任務(wù)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查

47、的主要任務(wù)(1) 基本查明測(cè)區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)地質(zhì)、水資源(包含地下水和地表水)、土地資源、地質(zhì)災(zāi)害、生物多樣性等的存在狀態(tài)、性質(zhì)與特征;(2) 綜合評(píng)價(jià)測(cè)區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,分析其變化趨勢(shì)和對(duì)人類生存環(huán)境所產(chǎn)生的影響;(3) 在綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,提出土地資源、礦產(chǎn)資源、水資源等自然資源合理開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的措施、建議等。2.3.2 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的主要工作內(nèi)容生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的主要工作內(nèi)容(1) 充分收集測(cè)區(qū)內(nèi)已有的基礎(chǔ)地質(zhì)、“水、工、環(huán)”地質(zhì)、地球化學(xué)、遙感、氣象水文、土壤、資源開(kāi)發(fā)、生態(tài)等方面的資料和綜合研究成果,進(jìn)行調(diào)研、野外踏勘等工作,在綜合分析研究已有資料的基礎(chǔ)上編寫(xiě)項(xiàng)目設(shè)

48、計(jì)書(shū);20(2) 野外調(diào)查工作主要包括以下幾方面: 基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查,以收集已有資料為主,補(bǔ)充必要的野外調(diào)查; 地貌與第四紀(jì)地質(zhì)調(diào)查; 水文地質(zhì)(包括地表水)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)(包括地質(zhì)災(zāi)害)調(diào)查; 土地資源調(diào)查; 植被群落、生物多樣性調(diào)查; 人類經(jīng)濟(jì)-工程活動(dòng)調(diào)查; 其它有關(guān)的調(diào)查工作,包括放射性生態(tài)調(diào)查、旅游資源和礦產(chǎn)資源狀況及其開(kāi)發(fā)引起的環(huán)境效應(yīng)等。(3) 樣品采集、測(cè)試統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),室內(nèi)綜合研究及數(shù)字圖庫(kù)的建立,在以上調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,充分利用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等新方法新技術(shù),動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)人類活動(dòng)影響下生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的變化及發(fā)展趨勢(shì),評(píng)價(jià)地質(zhì)環(huán)境對(duì)人類生存環(huán)境可能產(chǎn)生的影響,

49、評(píng)價(jià)測(cè)區(qū)內(nèi)的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境容量與質(zhì)量現(xiàn)狀,提出土地資源、礦產(chǎn)資源、水資源等自然資源合理開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的措施和建議等。調(diào)查成果要以數(shù)字和紙介質(zhì)兩種形式表示,數(shù)字成果執(zhí)行中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局新修訂的空間數(shù)據(jù)庫(kù)工作指南和數(shù)字化地質(zhì)圖圖層及屬性文件格式,以及其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。要建立空間生態(tài)環(huán)境地質(zhì)圖庫(kù)。2.3.3 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的幾點(diǎn)技術(shù)要求生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的幾點(diǎn)技術(shù)要求(1) 要明確并突出 “3S”技術(shù)在調(diào)查中的應(yīng)用。要明確測(cè)區(qū)內(nèi)可利用的航、衛(wèi)片類別、精度,明確所使用的解譯手段、數(shù)據(jù)采集記錄手段、GPS 儀器類型、測(cè)量精度、GIS 平臺(tái)類別等。收集的歷史資料和本次調(diào)查獲得的資料要進(jìn)入空間數(shù)據(jù)庫(kù)。要

50、真正做到與“3S”技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。(2) 要突出反映生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查對(duì)象的動(dòng)態(tài)性。開(kāi)展生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的主要目的之一就是要調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的發(fā)展變化規(guī)律。動(dòng)態(tài)性包括地下水、地表水資源的區(qū)域性動(dòng)態(tài)(生態(tài)水位、資源的質(zhì)與量)變化、地面沉降量變化、土地鹽堿化、土地沙漠化、土地沼澤化、土地貧瘠化和石漠化,微地貌的變化等。這些動(dòng)態(tài)變化要用 GIS 可視化表示。(3) 要突出揭示生態(tài)區(qū)域變化與地質(zhì)環(huán)境變化之間的內(nèi)在關(guān)系。為生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)提出切實(shí)可行的方案。(4) 空間數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)為 Arc/Info。(5) 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查目前尚未發(fā)布技術(shù)要求和規(guī)程,調(diào)查研究工作可根據(jù)各測(cè)區(qū)的實(shí)際情況,可

51、參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。第三章 水文地質(zhì)測(cè)繪的基本操作技術(shù)21本章是野外水文與水文地質(zhì)測(cè)繪的基本操作技術(shù),要求掌握流量與水位觀測(cè)、水樣采集、抽水與滲水試驗(yàn)、泉、水井、地表水調(diào)查的基本操作技術(shù)、基本方法和技術(shù)要求。水文地質(zhì)測(cè)繪的比例尺,普查階段宜為 1:100 0001:50 000;詳查階段宜為 1:50 0001:25 000;勘探階段宜為 1:10 000 或更大的比例尺。各種調(diào)查點(diǎn)的位置,可采用羅盤(pán)、GPS 結(jié)合典型的地形地物確定,應(yīng)準(zhǔn)確地繪到底圖上。3.1 觀測(cè)點(diǎn)與觀測(cè)路線要求水文地質(zhì)測(cè)繪的觀測(cè)路線宜按下列要求布置:沿垂直巖層或巖漿巖體構(gòu)造線走向;沿地貌變化顯著方向;沿河谷溝谷和地下水露頭多

52、的地帶;沿含水層帶走向。水文地質(zhì)測(cè)繪的觀測(cè)點(diǎn)宜布置在下列地點(diǎn):地層界線、斷層線、褶皺軸線、巖漿巖與圍巖接觸帶、標(biāo)志層、典型露頭和巖性巖相變化帶等;地貌分界線和自然地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育處;井、泉、鉆孔、礦井、坎兒井、地表坍陷、巖溶水點(diǎn)(如暗河出、入口) 、落水洞、地下湖和地表水體等。水文地質(zhì)測(cè)繪每平方公里的觀測(cè)點(diǎn)數(shù)和路線長(zhǎng)度可按表 3-1 確定。同時(shí)進(jìn)行地質(zhì)和水文地質(zhì)測(cè)繪時(shí),表中地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)數(shù)應(yīng)乘以 2.5;復(fù)核性水文地質(zhì)測(cè)繪時(shí),觀測(cè)點(diǎn)數(shù)為規(guī)定數(shù)的 40%50%。水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單時(shí)采用小值,復(fù)雜時(shí)采用大值,條件中等時(shí)采用中間值。進(jìn)行水文地質(zhì)測(cè)繪時(shí),可利用現(xiàn)有遙感影像資料進(jìn)行判釋與填圖,減少野外工作量和提高

53、圖件的精度。表 3-1 水文地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)及觀測(cè)路線要求地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)數(shù) /個(gè)km-2水文地質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)數(shù)觀測(cè)路線長(zhǎng)測(cè)繪比例尺松散層地區(qū)基巖地區(qū)/個(gè)km-2/ km.km-21:100 0000.100.300.250.750.100.250.501.001:50 0000.300.600.752.000.200.601.002.001:25 0000.601.801.503.001.002.502.504.001:10 0001.803.603.008.002.507.504.006.001:5 0003.607.206.0016.005.0015.006.0012.003.2 流量的測(cè)量3.2.1 堰

54、測(cè)法堰測(cè)法當(dāng)涌水量小于 10L/s 時(shí),用三角堰;大于 10L/s 時(shí),采用梯形堰或矩形堰測(cè)量(見(jiàn)圖3-1) 。測(cè)得堰口高度(h)及堰口寬度 b (單位為 cm),分別用下列公式計(jì)算:(1)三角堰:22Q=0.014h3/2(2)梯形堰:Q=0.0186bh3/2(3)矩形堰:Q =0.018bh3/2b90hohhba. 三角堰 b. 梯形堰 c. 矩形堰圖 3-1 測(cè)量堰為了工作方便,以上幾種堰都有專門(mén)換算表。測(cè)量時(shí)按下列要求去做:(1) 在離泉出口處不少于 l2 m 的距離上進(jìn)行測(cè)量;(2) 當(dāng)流量與流速很大時(shí),讓水流出一定距離進(jìn)行測(cè)量;(3) 堰板要放直(不要有前后、左右的歪扭);(4

55、) 水頭高度標(biāo)尺的零點(diǎn)和堰檻位于同一高度上,若用直尺或三角板測(cè)量水頭高度,應(yīng)將測(cè)尺的平面與水流方向平行。思考題:如不按上述要點(diǎn)要求做,會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題?3.2.2 容量法容量法用水桶或其它容器,按時(shí)計(jì)量測(cè)出流量,常用于流量較小的泉或民井抽水。3.2.3 斷面法斷面法選擇水流平穩(wěn)的渠段,測(cè)定水深、流速,進(jìn)而可求得流量。3.3 地下水位的觀測(cè)(1)測(cè)鐘。當(dāng)?shù)叵滤宦裆钶^淺時(shí),常用測(cè)鐘。當(dāng)測(cè)鐘接觸到地下水面時(shí),發(fā)出嗡嗡聲,此時(shí)測(cè)量測(cè)鐘繩長(zhǎng),即為地下水位埋深。(2)電測(cè)水位計(jì)或萬(wàn)用電表。電測(cè)水位計(jì)或萬(wàn)用電表是目前常用的測(cè)量地下水位的工具,其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、不受地下水位埋深的限制。但測(cè)量時(shí)必須測(cè)繩伸直,

56、應(yīng)反復(fù)試測(cè),準(zhǔn)確地找到水面位置。(3)其它儀器。3.4 水樣采取23野外測(cè)繪中采取水樣必須遵守下列規(guī)則:(1)要從水面以下 0.20.5 m 處取樣;(2)在停滯的水體或水中采取水樣,應(yīng)將死水抽去后,采取新鮮水樣;采取河水水祥,應(yīng)在水流較緩的地段采?。唬?)在取祥前應(yīng)將已洗凈的水樣瓶用所取之水仔細(xì)沖洗 23 次;(4)取樣時(shí)不宜把瓶裝滿,應(yīng)留 l2 cm 空隙;(5)取好水樣應(yīng)立即密封,用紗布將瓶口纏好,然后再用蠟封住;(6)取特殊要求水樣時(shí)應(yīng)加穩(wěn)定劑另取一瓶水樣,如分析水中侵蝕性 CO2 的含量時(shí),則應(yīng)另取一瓶水樣加入大理石粉。3.5 民井簡(jiǎn)易抽水(1)選擇新井或近期淘過(guò)的井,并盡量選擇易透

57、水的井壁結(jié)構(gòu);(2)井的衛(wèi)生條件較好,附近沒(méi)有污染源,并有良好的排水條件;(3)要測(cè)得準(zhǔn)確的天然靜止水位;(4)水位降深應(yīng)大于 0.50 m,允許變化幅度 2 cm,水位和流量同時(shí)趨近穩(wěn)定狀態(tài)后延續(xù)時(shí)間不得小于 2 h;(5)繪制 s-t,s-t,Q-f 曲線;(6)計(jì)算穩(wěn)定涌水量及滲透系數(shù)。民井簡(jiǎn)易抽水一般適用于了解淺層含水層的富水性和透水性。3.6 鉆孔抽水試驗(yàn)3.6.1 要求要求(1)根據(jù)規(guī)范定額要求,對(duì)揭露了主要含水層(富水性強(qiáng),厚度大)的某些鉆孔作三次水位降深單孔抽水試驗(yàn)。每次降深穩(wěn)定的延續(xù)時(shí)間應(yīng)隨含水層性質(zhì)而定,松散結(jié)構(gòu)的含水層一般采用趨近穩(wěn)定狀態(tài)以后再延續(xù) 8 h 即可。而對(duì)于裂

58、隙巖層或巖溶含水層可增加 2-3 班。此外,應(yīng)考慮鉆孔的目的,確定抽水延續(xù)時(shí)間。(2)抽水試驗(yàn)誤差范圍的要求:用離心泵或深井泵抽水時(shí),水位、流量、其時(shí)間間隔可按穩(wěn)定流或非穩(wěn)定流抽水要求進(jìn)行,同時(shí)要測(cè)水溫和氣溫。3.6.2 技術(shù)成果技術(shù)成果抽水試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)編制下列曲線圖:(1) Q-t,s-t 曲線;(2) Q-s 曲線;24(3) q-s 曲線;(4) 應(yīng)采水樣進(jìn)行水質(zhì)分析;(5) 應(yīng)提交下列內(nèi)容的圖表。a、鉆孔的地質(zhì)柱狀圖,各種簡(jiǎn)易觀測(cè)的曲線圖,包括巖心采取率曲線、鉆進(jìn)速度曲線、水位變化曲線、沖洗液消耗量曲線等,編制泥漿稠度或比重的變化曲線。b、抽水試驗(yàn)圖表:抽水試驗(yàn)成果表、Q-f(s)曲線

59、圖、q-f (s)曲線圖、水位恢復(fù)曲線圖、施工技術(shù)資料表。c、水質(zhì)分析表。d、鉆孔位置示意圖。e、K 值的計(jì)算結(jié)果。3.7 滲水試驗(yàn)當(dāng)野外抽水試驗(yàn)設(shè)備缺乏時(shí),可采用試坑滲水試驗(yàn)法,測(cè)定包氣帶非飽和巖層的滲透系數(shù)。有條件可采用單環(huán)法或雙環(huán)法以提高精度。試坑法是在表層干土中挖一試坑,坑底要離潛水位 35 m 以上,向試坑內(nèi)注水,必須使試坑中的水位始終高出坑底約 10 cm,為便于觀測(cè)坑內(nèi)水位,在坑底設(shè)一標(biāo)尺,求出單位時(shí)間內(nèi)從坑底滲入的水量 Q,除以坑底面積 F,即得出平均滲透速度 V=Q/F。當(dāng)坑內(nèi)水柱高度不大(等于 10 cm)時(shí),可以認(rèn)為水頭梯度近于 1,因而 K=V。3.8 泉的觀測(cè)記錄(1

60、)把泉統(tǒng)一編號(hào)標(biāo)記在圖上,并描述泉出露的位置,屬于何種地貌單元,如河谷、盆地、沖溝、峽谷及山麓等,標(biāo)出泉相對(duì)河水面高程及居民點(diǎn)的方位和距離。(2)詳細(xì)描述泉出露點(diǎn)的地質(zhì)條件,并選擇典型方位作剖面圖及泉出露地段的平面圖,應(yīng)表示出巖層性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn),松散沉積物中應(yīng)闡明沉積物成因類型、巖性、結(jié)構(gòu)等。(3)測(cè)定泉水溫度,判明水的物理性質(zhì)及氣體成分,并取水樣作化學(xué)成分鑒定;(4)觀察泉水出露形態(tài),自然流出的(滲出的、滴出的)或涌出的是否有間歇性流量變化;(5)觀察出露處是否有沉淀物質(zhì)泉華(礦質(zhì)的、鈣質(zhì)的、硫磺的,鐵質(zhì)的等) ;(6)測(cè)定泉水流量,了解訪問(wèn)泉水動(dòng)態(tài);(7)調(diào)查泉的使用情況,是否有引水工

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