單位涌水量換算技術(shù)問題及解決途徑

1、濟(jì)南貝克礦山工程技術(shù)服務(wù)有限公司濟(jì)南貝克礦山工程技術(shù)服務(wù)有限公司鄭鄭 元元 忠忠單位涌水量換算技術(shù)問題及單位涌水量換算技術(shù)問題及解決途徑解決途徑 按鉆孔單位涌水量（按鉆孔單位涌水量（q），含水層富水性（注）分），含水層富水性（注）分為以下為以下4級(jí)：級(jí)： 1.弱富水性：弱富水性：q0.1L/（s.m）；）； 2.中等富水性：中等富水性：0.1L/（s.m）q1.0L/（s.m）；）； 3.強(qiáng)富水性：強(qiáng)富水性：1.0L/（s.m）q5.0L/（s.m）；）； 4.極強(qiáng)富水性：極強(qiáng)富水性：q5.0L/（s.m）；）； 注：評(píng)價(jià)含水層的富水性，鉆孔單位涌水量以口徑注：評(píng)價(jià)含水層的富水性，鉆孔單位涌水

2、量以口徑91mm、抽水水位降深、抽水水位降深10m為準(zhǔn)；若口徑、降深與上述為準(zhǔn)；若口徑、降深與上述不符時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行換算后再比較富水性。不符時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行換算后再比較富水性。 先根據(jù)抽水時(shí)涌水量先根據(jù)抽水時(shí)涌水量Q和降深和降深S的數(shù)據(jù)，用最小二的數(shù)據(jù)，用最小二乘法或圖解法確定乘法或圖解法確定Q=f（s）曲線，根據(jù)）曲線，根據(jù)Q-S曲線確定曲線確定降深降深10m時(shí)抽水孔的涌水量，再用下面的公式計(jì)算孔時(shí)抽水孔的涌水量，再用下面的公式計(jì)算孔徑為徑為91mm時(shí)的涌水量，最后除以時(shí)的涌水量，最后除以10m便是單位涌水便是單位涌水量。量。 式中式中 Q91, R91, r91孔徑為孔徑為91mm的鉆孔的涌水量

3、、影的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑；響半徑和鉆孔半徑； Q孔孔, R孔孔, r孔孔孔徑為孔徑為r的鉆孔的涌水量、影響半徑的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑；和鉆孔半徑； 919191lglglglgRrQQRr孔孔孔單位涌水量單位涌水量q值換算的主要步驟值換算的主要步驟 1、確定、確定Q-S曲線公式并判斷曲線類型；曲線公式并判斷曲線類型； 2、根據(jù)、根據(jù)Q-S曲線公式計(jì)算出降深曲線公式計(jì)算出降深10m的的Q孔孔值；值； 3、根據(jù)公式計(jì)算影響半徑、根據(jù)公式計(jì)算影響半徑R孔孔、R91及滲透系數(shù)及滲透系數(shù)K； 4、根據(jù)公式計(jì)算、根據(jù)公式計(jì)算Q91； 5、計(jì)算、計(jì)算q值。值。一、求一、求Q孔孔 在

4、生產(chǎn)實(shí)踐中，常常根據(jù)抽水試驗(yàn)資料做出水井的流量在生產(chǎn)實(shí)踐中，常常根據(jù)抽水試驗(yàn)資料做出水井的流量與水位降深之間的關(guān)系曲線，然后由該曲線通過數(shù)學(xué)方法找與水位降深之間的關(guān)系曲線，然后由該曲線通過數(shù)學(xué)方法找出與之間關(guān)系的表達(dá)式，即配出經(jīng)驗(yàn)公式。然后用它進(jìn)行出與之間關(guān)系的表達(dá)式，即配出經(jīng)驗(yàn)公式。然后用它進(jìn)行水位或流量的預(yù)測(cè)。配經(jīng)驗(yàn)公式的步驟如下：水位或流量的預(yù)測(cè)。配經(jīng)驗(yàn)公式的步驟如下： 根據(jù)抽水試驗(yàn)資料，得到每一抽水落程穩(wěn)定時(shí)的流量根據(jù)抽水試驗(yàn)資料，得到每一抽水落程穩(wěn)定時(shí)的流量和水位降深，做出和水位降深，做出-曲線曲線。 根據(jù)根據(jù)-曲線的形狀，判斷經(jīng)驗(yàn)方程的類型。曲線的形狀，判斷經(jīng)驗(yàn)方程的類型。 確定經(jīng)

5、驗(yàn)公式的系數(shù)，建立經(jīng)驗(yàn)公式。確定系數(shù)的方確定經(jīng)驗(yàn)公式的系數(shù)，建立經(jīng)驗(yàn)公式。確定系數(shù)的方法主要有法主要有圖解法圖解法和和計(jì)算機(jī)法計(jì)算機(jī)法兩種。因?yàn)?，通常抽水試?yàn)的落程兩種。因?yàn)?，通常抽水試?yàn)的落程次數(shù)多于位置系數(shù)的個(gè)數(shù)（即方程數(shù)多于未知數(shù)的個(gè)數(shù)），計(jì)次數(shù)多于位置系數(shù)的個(gè)數(shù)（即方程數(shù)多于未知數(shù)的個(gè)數(shù)），計(jì)算時(shí)最好采用算時(shí)最好采用最小二乘法最小二乘法求解。求解。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，進(jìn)行流量（或降深）的預(yù)測(cè)。一般預(yù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，進(jìn)行流量（或降深）的預(yù)測(cè)。一般預(yù)測(cè)的降深不能超過抽水試驗(yàn)時(shí)最大降深的測(cè)的降深不能超過抽水試驗(yàn)時(shí)最大降深的1.5倍倍。不允許利。不允許利用降深很小時(shí)用降深很小時(shí)(降深降深3m)的試驗(yàn)

6、資料所建立的經(jīng)驗(yàn)公式來預(yù)測(cè)大的試驗(yàn)資料所建立的經(jīng)驗(yàn)公式來預(yù)測(cè)大降深的流量。降深的流量。 野外常用的野外常用的-曲線有直線型、拋物線型、冪函曲線有直線型、拋物線型、冪函數(shù)曲線型、對(duì)數(shù)曲線型等多種類型。數(shù)曲線型、對(duì)數(shù)曲線型等多種類型。 （1）直線型直線型。表示滿足承壓水的裘布衣公式，。表示滿足承壓水的裘布衣公式，Q和和S有如下關(guān)系：有如下關(guān)系： 如果在普通坐標(biāo)紙上作圖，單位涌水量如果在普通坐標(biāo)紙上作圖，單位涌水量q即為通即為通過原點(diǎn)的直線斜率。如果用最小二乘法確定待定系數(shù)，過原點(diǎn)的直線斜率。如果用最小二乘法確定待定系數(shù)，則可按下式計(jì)算：則可按下式計(jì)算： SQq2QSqS（2）拋物線型拋物線型。其方

7、程式為：。其方程式為： 注：注：S-Q曲線曲線 式中式中a和和b為待定系數(shù)。為待定系數(shù)。 采用最小二乘法，則可按下式計(jì)算：采用最小二乘法，則可按下式計(jì)算： 其中，為抽水試驗(yàn)的落程次數(shù)。其中，為抽水試驗(yàn)的落程次數(shù)。 2SaQbQ0bSQaN022NSSQbNQQ （3）冪函數(shù)曲線型冪函數(shù)曲線型。其方程式為：。其方程式為： 式中，式中，n和和m為待定系數(shù)。為待定系數(shù)。 采用最小二乘法，則可按下式計(jì)算：采用最小二乘法，則可按下式計(jì)算： 此類曲線長(zhǎng)出現(xiàn)在含水層滲透性較好，其厚度相此類曲線長(zhǎng)出現(xiàn)在含水層滲透性較好，其厚度相對(duì)較大，補(bǔ)給來源相對(duì)較差的地區(qū)。對(duì)較大，補(bǔ)給來源相對(duì)較差的地區(qū)。 1mmQnSn

8、S22lglglglglglgNSSmNSQSQlglg1lgQSnNmN（）（）對(duì)數(shù)曲線型對(duì)數(shù)曲線型。其方程式為：。其方程式為： 其中，其中，a、b為待定系數(shù)。為待定系數(shù)。 采用最小二乘法，則可按下式計(jì)算：采用最小二乘法，則可按下式計(jì)算： 對(duì)數(shù)曲線常出現(xiàn)在一些相對(duì)隔離的含水巖體和含對(duì)數(shù)曲線常出現(xiàn)在一些相對(duì)隔離的含水巖體和含水構(gòu)造地區(qū)，其分布范圍較大，地下水補(bǔ)給條件較差。水構(gòu)造地區(qū)，其分布范圍較大，地下水補(bǔ)給條件較差。 lgQ a bS lgQ bSaN22lglglglgNQSQSbNSS 二、求影響半徑二、求影響半徑R 注：注：S這里指降深這里指降深10m，取，取10即可；即可； K滲透系

9、數(shù)。滲透系數(shù)。 10RS K滲透系數(shù)的求法：滲透系數(shù)的求法： 滲透系數(shù)的計(jì)算公式有很多，都有不同的適用條滲透系數(shù)的計(jì)算公式有很多，都有不同的適用條件。適用條件：抽水孔遠(yuǎn)離補(bǔ)給或邊界條件，公式如件。適用條件：抽水孔遠(yuǎn)離補(bǔ)給或邊界條件，公式如下：下：（1）單孔抽水時(shí)）單孔抽水時(shí)（2）一個(gè)觀測(cè)孔時(shí)）一個(gè)觀測(cè)孔時(shí)（3）二個(gè)觀測(cè)孔時(shí)）二個(gè)觀測(cè)孔時(shí)0.366lgQRKmSr110.366lg()rQKm SSr21210.366lg()rQKm SSrr1r2RSS1S2m單孔多次抽水時(shí)：?jiǎn)慰锥啻纬樗畷r(shí)：0.366lgQRKmSr10RS K迭代法迭代法2313121111213121321233132(

10、)()()()()()S()()()()()()StStStStStStSSStttttt tttt tt拉格朗日差值拉格朗日差值R=50m三、單位涌水量三、單位涌水量q的計(jì)算的計(jì)算 式中式中 Q91, R91, r91孔徑為孔徑為91mm的鉆孔的涌水量、影響半的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑；徑和鉆孔半徑； Q孔孔, R孔孔, r孔孔孔徑為孔徑為r的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆的鉆孔的涌水量、影響半徑和鉆孔半徑；孔半徑； 單位涌水量單位涌水量 注：?jiǎn)挝挥克繂挝挥克縬值的計(jì)算一定要注意公式的適用條件。值的計(jì)算一定要注意公式的適用條件。919191lglglglgRrQQRr孔孔孔9110Qq 一、存在問題一、存在問題 1、實(shí)際生產(chǎn)中，現(xiàn)有抽（注）水試驗(yàn)資料可以分、實(shí)際生產(chǎn)中，現(xiàn)有抽（注）水試驗(yàn)資料可以分為單井單次抽水、單井多次抽水、單井多次抽水且?guī)閱尉畣未纬樗?、單井多次抽水、單井多次抽水且?guī)б粋€(gè)觀測(cè)孔、單井多次抽水且?guī)Ф€(gè)觀測(cè)孔，每種情一個(gè)觀測(cè)孔、單井多次抽水且?guī)Ф€(gè)觀測(cè)孔，每種情況選取的公式不同，換算公式專業(yè)性較強(qiáng)；況選取的公式不同，換算公式專業(yè)性較強(qiáng)； 2、計(jì)算繁瑣、工作量大、計(jì)算繁瑣、工作量大 ； 3、計(jì)算容易出錯(cuò)；、計(jì)算容易出錯(cuò)；二、解決途徑二、解決途徑