天然矿泉水地质勘探规范

中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

天 然 矿 泉 水 地 质 勘 探 规 范

Geologic exploration specification of natural mineral water

GB/T 13727－92

国家技术监督局1992-10-07 批准 1993-04-01 实施

1. 主题内容与适用范围

1.1 本规范规定了天然矿泉水（医疗、饮用矿泉水、下同）的勘探程度、勘探质量、储量计算、水源地保护、开发技术经济评价及报告编制的基本要求。
1.2 本规范适用于医疗、饮用矿泉水地质勘探，是天然矿泉水地质勘探设计书编制、工作布置、报告编写与审批的主要依据。也可供天然矿泉水地质普查、详查工作参考。

2. 引用标准 GB 5749 生活饮用水卫生标准 GB 8537 饮用天然矿泉水 GB 8538.1-8538.63 饮用天然矿泉水检验方法 GB 11615 地热资源地质勘查规范

3. 总则

3.1 本规范所指天然矿泉水，包括饮用矿泉水和医疗矿泉水。它是在特定地质条件下形成的一种宝贵的液态矿产资源，以水中所含适宜医疗或饮用的气体成分、微量元素和其它盐类成分而区别于普通地下水资源。
3.2 天然矿泉水地质勘探工作，按矿泉水资源勘查工作精度要求的不同，分为普查、详查和勘探三个阶段，勘探阶段之后为开采阶段。普查阶段为详查工作提供依据；详查阶段为勘探及建设立项提供依据；勘探阶段为水源地建设可行性研究和设计提供依据。
3.3 水文地质条件简单、需水量明显小于允许开采量，直接利用单井（泉）的矿泉水勘查，可不分阶段，依据矿泉水水源地建设需要，直接进行勘探阶段工作。水文地质条件复杂的埋藏型矿泉水勘查，宜分阶段遵循地质勘查工作程序进行。
3.4 天然矿泉水勘探是在已确定立项开发的矿泉水水源地进行工作，应详细查明矿泉水形成的地质－水文地质条件，确定矿泉水生产井位置及卫生保护区边界，取得不少于一年的水质、水量、水位、水温连续观测资料，在动态观测或生产性抽水资料基础上计算评价矿泉水允许开采量，其精度一般应满足B级要求，提出技术经济最佳开采方案。并对可能提供二期开发的远景区作出初步论证和评价。
3.5 已开发的矿泉水水源地，应着重水质、水位（水量）、水温的系统监测与综合分析研究，确划定矿泉水卫生保护区，建立经济合理的开采管理模型，核算矿泉水允许开采量，为矿泉水开发管理或扩大开采提供依据。

4. 勘探研究程度要求

4.1 地质工作
4.1.1 从地层、地质构造活动、地表及岩心观察到的近代地下流体引起的蚀变、沉淀析出物，研究其与水源地在空间位置上的联系；
4.1.2 从岩石化学成分、矿物成分研究其与矿泉水组分间可能存在的联系；
4.1.3 研究构造断裂－裂隙系统，基岩风化裂隙系统在平面和深部的延伸、分布，及其对水源地富水性的影响。
4.2 水文地质工作
4.2.1 研究矿泉水系统形成的区域水文地质条件，内容包括：
　　a. 矿泉水补给范围的确定；
　　b. 含水层、隔水层的划分，每层在平面和垂向的分布、组合特征；
　　c. 矿泉水出水段部位（指矿泉水在基岩中上升流动的主要构造断裂带位置）的确定，必要时辅以物探（电法、重力、磁法、地温测量、射气测量等）确定矿泉水的含水层位；
　　d. 区域内矿泉水、地下水和地表水的分布关系，水质特征和成因联系；
　　e. 区域内可能的污染源及卫生保护区的评价和圈定，侧重研究通过矿泉水的补给区可能引起的污染问题；
　　f. 采矿、隧道开挖、水利工程活动对矿泉水水质、水量可能产生的影响；
　　g. 对可能提供第二期开发的水源地远景区，在不投入专门工作量的前提下，进行预测和初步评价。
4.2.2 水源地调查：要求对水源地汇水范围进行比例尺 1：25000 － 1：5000 的综合水文地质测绘，必要时辅以钻探和坑探工作。查明矿泉水出露地的水文地质结构和卫生保护条件并对可能的污染源、必须的卫生保护区作出评价。
4.2.3 水动力学试验： 对适于井采的矿泉水水源地，应进行钻孔抽水试验，计算矿泉水含水岩层的渗透性等参数，确定井（孔）涌水量并研究长期开采后出现越流补给影响矿泉水水质的可能性。
4.2.4 矿泉水动态观测： 对泉（孔）及其周围地表水体，应布置动态观测点，观测矿泉水的水质、水量、水位、水温动态，确定其在枯、丰、平水期的动态特征，研究各类水体与矿泉水之间的联系。
4.2.5 水文地热工作： 对水温大于34°C的医疗矿泉水水源地，可参考GB 11615 有关要求编制等温线图，进行温度测井，计算地温梯度，确定温度异常，用水化学温标估算储层温度和热矿泉水循环深度。
4.3 矿泉水水质研究
4.3.1 研究矿泉水常量化学组分、微量元素组分及其变化；查明矿泉水水化学成分与流量、温度变化的关系；对锶含量在0.2～0.4mg/L， 偏硅酸含量在25～30mg/L,且温度低于 20°C的饮用矿泉水，还须应用同位素方法测定矿泉水年龄。
4.3.2 对碳酸泉和医疗矿泉水，应测定水中溶解气体和逸出气体的组分和数量，研究水源地的原生态环境（氧化作用、还原作用、变质作用）及气体的成因。
4.3.3 测定矿泉水的限量组分、污染组分、有机物组分和微生物含量，查明与其水文地质条件之间的关系。
4.3.4 测定放射性元素及其含量，查明其与水文地质条件之间的关系。
4.4 矿泉水开发技术条件的研究
4.4.1 利用钻井开采时应在查明含水层结构的条件下，提出合理的井孔结构、成井工艺、井口及含水层顶底板水质卫生防护措施；查明相邻地段已有开采井群对矿泉水开采的影响。
4.4.2 直接从泉口引用矿泉水的情况下，应着重查明泉口的卫生保护条件及取水条件、浅层地下水对矿泉水系统的污染范围或地段。
4.4.3 设立水源井专门档案，内容包括有关地层、井身结构、钻进、固井、洗井、修井等技术资料记录以及有关开采量、水化学和卫生学等定期监测分析结果。

5. 勘探控制程度

5.1 勘探类型（见表1）

5.2 矿泉水勘探规模分级（见表2）

5.3 矿泉水勘探宜在开发与保护条件好的泉水露头和已开发水源地的基础上进行。在井、泉水量已满足初期建厂水量要求的条件下，一般不布置钻探工程。
5.4 钻探工程应根据不同勘探类型、勘查阶段和勘查区的地质-水文研究程度确定，其最低钻探工程量见表3。

6. 勘探工作质量要求

6.1 地质-水文地质调查
6.1.1 地质水文调查范围应包括矿泉水的补给区或卫生保护区，调查地质地形底图比例尺不小于1：10000
6.1.2 地质-水文地质调查，应详细查明：
　　a. 水源地的地层时代、岩性特征、地质构造、岩浆活动及其矿泉水形成的地质条件；
　　b. 矿泉水的赋存条件、含水层岩性和富水性、分布范围、埋藏深度及水源地卫生保护条件；
　　c. 矿泉水的水化学特征和微生物指标；
　　d. 矿泉水运动状态和动态特征；
　　e. 矿泉水允许开采量及其保证程度。
6.2 地球物理调查
6.2.1 对埋藏型矿泉水，可针对主要含矿泉水的断裂构造或含水层进行地球物理调查，确定断裂构造的宽度、产状、含水层的埋藏深度与分布等。
6.2.2 地球物理调查比例尺应与地质-水文地质调查比例尺一致，对所获资料，应结合地质水文地质条件进行分析，提出综合译成果，作为矿泉水勘探与布置开采水源井的依据。
6.3 水文地质钻探与试验
6.3.1 水文地质钻探
6.3.1.1 钻孔口径：松散层中的勘探孔，口径不小于175mm；基岩中的勘探孔最小终孔口径不应小于110mm；勘探开采井，以能下入取水设备为原则。
6.3.1.2 钻孔深度；应以矿泉水含水层埋深为依据，覆盖层中宜建立完整井，以穿过含水层10～ 20m为宜；基岩中穿过主要富水段，延深深度应不小于10m.
6.3.1.3 对含矿泉水的层位或地段的顶底板必须严格止水。
6.3.1.4 必须采用清水钻进。严格禁止采用化学物质堵漏。
6.3.1.5 详细进行钻孔地质编录，应特别注意对裂隙发育程度、裂隙面性质、构造破碎带发育程度的观测和记录。
6.3.1.6 详细记录钻进中的涌水、漏水、逸气等现象的起止时间、井深、层位。
6.3.1.7 对埋藏型矿泉水，应进行综合物探测井，准确确定含水层层位，深度及其物性参数。
6.3.2 钻孔抽水试验
6.3.2.1 对只适于于单井开采的地区，应进行单井抽水试验；适于群井开采的地区，则应依据 具体情况进行多孔或带观测孔的试验。
6.3.2.2 抽水试验地段，应以矿泉水含水层为目的层，当有多个含水层时，宜选择富水性最好、水质最佳的井段作为抽水试验段；当含水层水量小而又不易分层或分段时，可作为一个试验段进行混合抽水。
6.3.2.3 抽水试验应进行3次降深，确定涌水量与降深的关系和回归方程曲线，计算试验井（孔）在保证水质达标成分稳定条件下的出水能力。各次降深间距不小于1m。
6.3.2.4 抽水试验的延续时间，在水量丰富的地区，当抽水水位和水量易稳定时，稳定延续时间可选用24h；在水源补给条件较差而水位和水量又不易稳定时，稳定延续时间可选用48h或更多；群孔抽水试验，应结合开采方案进行，抽水稳定延续时间不少于96h。
6.3.2.5 抽水试验过程中，应连续多次采取水样，测定水中达标成分的含量变化。
6.4 样品测试
6.4.1 水样
6.4.1.1 饮用矿泉水检验项目见 GB 8537中4.1～4.5条；医疗矿泉水检验项目见本规范附录B。
6.4.1.2 样品采集和保存见GB 8538.2
6.4.1.3 检验方法见 GB8538.3～8538.63
6.4.2 气样 6.4.2.1 凡有逸出气体的井、泉均应采集气体样品。
6.4.2.2 分析项目包括 H₂S、O₂、CO₂、CO、N₂、NH₃、CH₄、及Rn射气。
6.4.2.3 样品采集和保存见 GB 8538.2 6.4.3 同位素样 6.4.3.1 按研究矿泉水的成因、年龄、补给来源等实际需要采集样品。
6.4.3.2 分析项目按实际需要和水质情况确定，包括稳定同位素（18O、34S、2H）和放射性同位素（3H、14C）。
6.5 动态观测
6.5.1 应及早建立泉（井）动态监测点（网），掌握矿泉水天然动态、对已开发的泉（井）应在已有观测点（网）的基础上继续进行监测，了解开采动态变化规律。
6.5.2 观测内容和要求：水位（压力）、流量、温度可每月观测2～3次，连续观测一个水文年以上。
6.5.3 应及时分析和整理观测资料，编制年鉴或存入数据库，绘制动态变化综合曲线图。

7. 水质评价要求

7.1 依据丰水期和枯水期的水质分析结果进行评价。对于饮用矿泉水按GB 8537规定的各项指标进行评价；对于医疗矿泉水按附录B医疗矿泉水水质标准所规定的各项指标评价。凡是达到矿泉水标准的界限指标值，必须有国家级计量认证的两个以上测试单位的对应分析或外检数据。
7.2 矿泉水命名：饮用矿泉水化学成分达到GB 8537 规定指标者可参加成分命名；医疗矿泉水化学成分达到附录B规定的特殊含量者可参加命名。矿泉水中的阴、阳离子大于25％mmol以上者可参加水化学类型命名。
7.3 矿泉水兼作生活饮用水者必须按GB 5749评价。

8. 储量计算要求

8.1 储量计算一般原则
8.1.1 矿泉水储量计算，一般只计算允许开采量。
8.1.2 储量计算应根据矿泉水形成的地质、水文地质条件、水动力特征及水质类型，选择合理的计算方法和各项参数，建立数学模型，提高计算精度。
8.1.3 矿泉水允许开采量依据勘查研究程度可分为A、B、C、D四级，其单位以m³/d表示。
8.1.3.1 A级允许开采量：系水源地经多年开发验证了的水量，为水源地开发管理的依据。其条件是：
　　a. 准确查明了水源地的边界及含水层特征
　　b. 准确查明了矿泉水物理化学特征；
　　c. 允许开采量计算所需参数均已为开采验证；
　　d. 已掌握3年以上的动态监测资料；按GB 8537 水化学测试项目要求，每年取得丰、枯水期完整的水化学资料；
　　e.已准确划定矿泉水水源地卫生保护区；
8.1.3.2 B级允许开采量：系水源地开发设计依据的储量。其条件是：
　　a. 详细控制了水源地的边界和含水层特征；
　　b. 详细查明了矿泉水的物理化学特征；
　　c. 通过试验取得了允许开采量计算所需参数；
　　d. 泉水应掌握一年以上的连续动态监测资料；水源井应具有枯水期的抽水试验资料；
　　e. 已查明矿泉水开发条件及水源卫生防护条件；
8.1.3.3 C级允许开采量：系水源地开发利用进行可行性研究和水源地勘探立项所依据的储量；需水量明显小于允许开采量的条件下，也可作为开发设计的依据。其条件是：
　　a. 基本控制了水源地边界和含水层特征；
　　b. 基本查明了矿泉水的物理化学特征；
　　c. 通过试验已获得储量计算的主要参数；
　　d. 已掌握泉水丰、枯水期的动态监测资料；水源井应具有按降深及抽水试验时间要求的正式抽水试验资料。
8.1.3.4 D级允许开采量：系根据地质、水文地质调查、物化探或经验参数所求得的储量，作为矿水开发远景规划及进一步部署勘查工作的依据。其条件是：
　　a. 大致控制了水源地范围和含水层的分布及其特征；
　　b. 大致查明了矿泉水的物理化学特征；
　　c. 通过调查访问，大致了解矿泉水的动态变化；
　　d. 取得泉水流量偶测值，水源井简易抽水试验资料；
8.1.4 对应碳酸类型矿泉水的储量计算，在勘探阶段必须考虑伴生气体（游离CO2）的流量。
8.1.5 储量计算应以水质稳定为前提并满足综合评价的要求。
8.2 储量计算参数要求
8.2.1 含水层体积的确定
　　a. 含水层的分布面积：由水源地的水文地质图上圈定，一般依据含水岩层的分布范围确定；
　　b. 含水层厚度：由水源地控制性钻孔揭露的地层柱状图上确定。
8.2.2 含水层特性参数：包括导水系数T、压力传导系数α、给水系数μ、释水系数μθ、越流系数K/M等，依据钻孔抽水试验资料选用相应的计算公式计算确定。
8.3 允许开采量计算与评价
8.3.1 允许开采量计算
8.3.1.1 对应泉水，可依据泉水动态连续观测资料，按泉水流量衰减方程或频率分析推算允许开采量；
8.3.1.2 对于单井开采，可利用抽水试验资料，绘制Q＝f(s)曲线（含指数、对数、幂函数等类型），依据曲线类型确定水流方程，用内插法计算允许开采量。或依据钻孔的水位、水量长期观测资料，用相关分析方法计算允许开采量；
8.3.1.3 对于群井开采，可根据水源地的水文地质边界条件，确定水文地质模型和计算模型，用解析法或数值法预测允许开采量；
8.3.1.4 对于消耗型矿泉水，可计算探明区可利用的矿泵水储存量，按开采规模、开采年限计算允许开采量。
8.3.2 允许开采量评价
8.3.2.1 对计算依据的原始数据、计算方法、计算选用的参数，及计算结果的准确性、合理性、可靠性等作出评定；
8.3.2.2 根据矿泉水的利用方向、开采技术经济条件确定在保证水质稳定条件下的允许开采量，预测水源地开采动态的趋势，论证矿泉水允许开采量的保证程度及其级别；
8.3.2.3 指出矿泉水开采后的环境地质及资源保护等问题，提出相应的措施及要求。

9. 矿泉水水源地保护

9.1 矿泉水水源地，尤其是天然出露型矿泉水水源地应严格划分卫生保护区。 保护区的划分应结合水源地的地质、水文地质条件，特别是含水层的天然防护能力，矿泉水的类型，以及水源地的卫生、经济等情况，因地制宜地、合理地确定。卫生保护区划分为I、II、III 级。
9.2 各级卫生保护区的卫生保护措施
9.2.1 I级保护区（开采区）
9.2.1.1 范围包括矿泉水取水点、引水及取水建筑物所在地区。
9.2.1.2 保护区边界距取水点最少为10～15m。对天然出露型矿泉水以及处于卫生保护性能较差的地质、水文地质条件时，范围可适当的扩大。
9.2.1.3 范围内严禁无关的工作人员居住或逗留；禁止兴建与矿泉水引水无关的建筑物；消除一切可能导致矿泉水污染的因素及妨碍取水建筑物运行的活动。
9.2.2 II 级保护区（内保护区）
9.2.2.1 范围包括水源地的周围地区，即地表水及潜水向矿泉水取水点流动的径流地区。
9.2.2.2 在矿泉水与潜水具有水力联系且流速很小的情况下，二级保护区界离开引水工程的上游最短距离不小于100m；产于岩溶含水层的矿泉水，二级保护区界距离不小于300m。当有条件确定矿泉水流速时，可考虑以50 d 的自净化范围界限作为确定二级保护区的依据。亦可用计算方法确定二级保护区的范围。
9.2.2.3 范围内，禁止设置可导致矿泉水水质、水量、水温改变的引水工程；禁止进行可能引起含水层污染的人类生活及经济-工程活动。
9.2.2 III 级保护区（外保护区）
9.2.3.1 范围包括矿泉水资源补给和形成的整个地区。
9.2.3.2 在此地区内只允许对水源地卫生情况没有危害的经济-工程活动。

10. 矿泉水开发技术经济评价

10.1 技术经济评价的原则
10.1.1 矿泉水开发技术经济评价，是在地质、水文地质研究及矿泉水允许开采量评价的基础上，对一定时期内矿泉水开发经济效益或医疗作用的预估。
10.1.2 保证满足矿泉水开发经营者对水质、水温、水量的要求。
10.1.3 尽可能获得包括勘探工作在内的矿泉水开发的最大社会效益和经济效益，并妥善处理经济效益、资源效益和环境效益之间的关系。
10.2 技术经济评价的要求
10.2.1 根据B级或B＋C级矿泉水允许开采量；提出矿泉水厂的生产规模及引水工程建设的要求；
10.2.2 确定消除影响矿泉水开发不利因素的对策；
10.2.3 在综合分析的基础上，预估矿泉水开发的经济效益和社会效益。

11. 资料整理与报告编制

11.1 资料整理要求
11.1.1 应在认真的综合分析基础上，找出客观地质-水文地质条件与矿泉水生成的内在联系及其规律性，以文字及图表等形式予以科学的表达。
11.1.2 资料整理工作，应做到有的放矢。基础资料及原始数据要及时核实，达到准确可靠、图表编绘力求简明清晰，说明问题。
11.2 报告编写要求
11.2.1 根据勘探工作任务的需要，提交勘探报告。勘探报告应在勘探工作结束后3～6个月内提交审查。
11.2.2 勘探报告应满足水源地建设设计的基本要求。
11.2.3 报告名称应为：XX省XX县（市）XX矿泉水水源地勘探报告。其中矿泉水水源地应以地名命名。
11.2.4 报告编写内容要求可参考附录A。

报告编写提纲及附图、附表与附件要求 （参考件）

A1 报告编写提纲
　　a. 序言；
　　b. 矿泉水形成的自然地理条件；
　　c. 矿泉水水源地的地质水文地质条件；
　　d. 矿泉水水文地球化学特征及水质评价；
　　e. 矿泉水允许开采量评价；
　　f. 矿泉水水源地卫生保护区的建立与划分；
　　g. 勘探工作质量评述；
　　h. 矿泉水开发技术经济条件评价
　　i. 结论

A2 附图、附表与附件要求

A2.1 主要附图
　　a. 实际材料图；
　　b. 矿泉水区域地质图（1：50000～1：200000）；
　　c. 矿泉水水源地综合水文地质图（1：5000～1：25000）；
　　d. 矿泉水水源地保护条件图（图上应反映矿泉水的出露条件，各级保护区的界限、范围，现有污染因素及水化学背景等）；
　　e. 矿泉水动态曲线图；
　　f. 水文地质勘探剖面图；
　　g. 钻孔剖面及生产井结构图；
　　h. 物探成果图。

A2.2 主要附表

　　a. 井（孔）抽水试验成果表；
　　b. 水质全分析成果表；
　　c. 微生物检验成果表；
　　d. 岩矿鉴定成果表；
　　e. 岩土化学分析成果表；
　　f. 有关资料汇总表（如多年降水资料等）；
　　g. 地下水动态观测年表。

　　A2.3 附件 对报告中涉及而又不能详尽讨论的专门问题，以专项报告作为附件，如矿泉水水源地卫生保护区的水文地质条件论证报告、水质及卫生保护方面的专项报告等。 对单井（泉）小型水源地报告的附图、附表可适当简化。

附加说明：
　　本规范由全国矿产储量委员会提出。
　　本规范由国家矿产储量管理局归口管理。
　　本规范由中国地质科学院水文地质工程地质研究所负责起草。
　　本规范主要起草人安可士、任福弘、姚足金、郑灼华。