抽水試驗確定滲透系數(shù)的方法與步驟

1、抽水試驗確定滲透系數(shù)的方法及步驟1) 抽水試驗資料整理試驗期間,對原始資料和表格應(yīng)及時進(jìn)行整理.試驗結(jié)束后,應(yīng)進(jìn)行資料分析、整理,提交抽水試驗報告.單孔抽水試驗應(yīng)提交抽水試驗綜合成果表,其容包括：水位和流量過程曲線、水位和流量關(guān)系曲線、水位和時間(單對數(shù)及雙對數(shù))關(guān)系曲線、恢復(fù)水位與時間關(guān)系曲線、抽水成果、水質(zhì)化驗成果、水文地質(zhì)計算成果、施工技術(shù)柱狀圖、鉆孔平面位置圖等.并利用單孔抽水試驗資料編繪導(dǎo)水系數(shù)分區(qū)圖.多孔抽水試驗尚應(yīng)提交抽水試驗地下水水位下降漏斗平面圖、剖面圖.群孔干擾抽水試驗和試驗性開采抽水試驗還應(yīng)提交抽水孔和觀測孔平面位置圖(以水文地質(zhì)圖為底圖)、勘察區(qū)初始水位等水位線圖、水位

2、下降漏斗開展趨勢圖(編制等水位線圖系列)、水位下降漏斗剖面圖、水位恢復(fù)后的等水位線圖、觀測孔的St、Slgt曲線注、各抽水孔單孔流量和孔組總流量過程曲線等.注意：(1)要消除區(qū)域水位下降值；(2)在基巖地區(qū)要消除固體潮的影響；3)傍河抽水要消除河水位變化對抽水孔水位變化的影響.多孔抽水試驗、群孔干擾抽水試驗和試驗性開采抽水試驗均應(yīng)編寫試驗小結(jié),其容包括：試驗?zāi)康?、要求、方法、獲得的主要成果及其質(zhì)量評述和結(jié)論.2) 穩(wěn)定流抽水試驗求參方法求參方法可以采用Dupuit公式法和Thiem公式法.3) )只有抽水孔觀測資料時的Dupuit公式承壓完整井：潛水完整井：式中K含水層滲透系數(shù)(m/d);Q抽

3、水井流量(m3/d);sw抽水井中水位降深(m);M承壓含水層厚度(m);R影響半徑(m);H潛水含水層厚度(m);h潛水含水層抽水后的厚度(m);rw抽水井半徑(m).4) )當(dāng)有抽水井和觀測孔的觀測資料時的Dupuit或Thiem公式承壓完整井,-h=一過一山-“2md八Thiem.公式士潛水完整井,Thiem.公式士式中hw抽水井中水柱高度m;hl、h2與抽水井距離為ri和r2處觀測孔井中水柱高度m,分別等于初始水位H0與井中水位降深s之差,h1=H0-si;h2=H0s2.其余符號意義同前.當(dāng)前水井中的降深較大時,可采用修正降深.修正降深s'與實際降深s之間的關(guān)系為：s'

4、;=s-s2/2H.3.非穩(wěn)定流抽水試驗求參方法3.1承壓水非穩(wěn)定流抽水試驗求參方法1Theis配線法在兩相同刻度的雙對數(shù)坐標(biāo)紙上,分別繪制Theis標(biāo)準(zhǔn)曲線Wu-1/u和抽水試驗數(shù)據(jù)曲線s-t,保持坐標(biāo)軸平行,使兩條曲線配合,得到配合點M的水位降深s、時間t、Theis井函數(shù)Mu及1/u的數(shù)值,按以下公式計算參數(shù)r為抽水井半徑或觀測孔至抽水井的距離丁二一4M動國TK=MATt*二r21rlir-以上為降深一一時間法s-t.也可以采用降深一時間距離法s-t/r2、降深一距離法s-r進(jìn)行參數(shù)計算.2Jacob直線圖解法當(dāng)抽水試驗時間較長,u=r2/4at0.01時,在半對數(shù)坐標(biāo)紙上抽水試驗數(shù)據(jù)曲

5、線s-t為一直線延長后交時間軸于t0,此時s=0.00m,在直線段上任取兩點t1、si、t2、s2,那么有（3） Hantush拐點半對數(shù)法對半承壓完整井的非穩(wěn)定流抽水試驗存在越流量,K'/b為越流系數(shù),當(dāng)抽水試驗時間較長,u=r2/4at0.1時,在半對數(shù)坐標(biāo)紙上抽水試驗數(shù)據(jù)曲線s-t,外推確定最大水位降深Smax,在s-lgt線上確定拐點Si=Smax/2,拐點處的斜率mi及時間ti,那么有國4一國占等=的.5,求白了!G183R產(chǎn)叫盲二迎Brkt4水位恢復(fù)法當(dāng)抽水試驗水位恢復(fù)時間較長,u=r2/4at0.01時,在半對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制停抽后水位恢復(fù)數(shù)據(jù)曲線s-t,在直線段上任取兩點

6、t1,s1,t2,s2,那么有5水位恢復(fù)的直線斜率法當(dāng)抽水試驗水位恢復(fù)時間較長,u=r2/4at0.1時,在半對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制停抽后水位恢復(fù)數(shù)據(jù)曲線s-t,直線段的斜率為B,那么有3.2潛水非穩(wěn)定流抽水試驗求參方法潛水參數(shù)計算可采用仿泰斯公式法、Boulton法和Numan法.1仿泰斯公式法式中H0、hw-初始水頭及抽水后井中水頭;Wu泰斯井函數(shù)；Q抽水井的流量m3/d;r到抽水井的距離m;t自抽水開始起算的時間d;T含水層的導(dǎo)水系數(shù)m2/d;T=Khm;hm潛水含水層的平均厚度m;K含水層的滲透系數(shù)m/d;A含水層的導(dǎo)壓系數(shù)1/d;m潛水含水層的給水度.具體計算時可采用配線法、直線圖解法、水

7、位恢復(fù)法等.2潛水完整井考慮遲后疏干的Boulton公式1M句1日11E隹1E-31E+41E+51E/1E+71E+21E*2抽水早期:即山.,口,4牙D0尸抽水中朗：±=上反?一抽水晚期：3=力.可根據(jù)抽水早期、中期、晚期的觀測資料,采用相應(yīng)的方法計算參數(shù).3 3Numan法對于潛水含水層完整井非穩(wěn)定流抽水試驗,也可以采用Numan模型求參,具體求參過程可參閱?地下水動力學(xué)?等教科書.4 .參數(shù)計算新技術(shù)新方法的應(yīng)用采用AQUIFERYTEST軟件圖1、數(shù)值模擬法可采用GMS、MODFLOW、FEFLOW等軟件以及肖長來教授提出的全稱曲線擬合法圖2等一些新的軟件、方法確定水文地質(zhì)

8、參數(shù),效果非常好.C1井第一次抽水(Hantcish-Jacob)Conductivity:9.38E-2m/d圖1AQUIFERYTEST軟件求參圖示憎術(shù)葉Mtbniui圖2全稱曲線擬合法求參圖示5 .參數(shù)計算結(jié)果的驗證上述參數(shù)計算結(jié)果的精度如何,取決于試驗場地水文地質(zhì)條件的概化,也取決于觀測數(shù)據(jù)的精度.對于所求得的參數(shù),應(yīng)將其代入相應(yīng)的公式,通過比照計算降深與實測降深的差值,分析所求參數(shù)的精度及其可靠性和代表性,最終確定抽水試驗場地的有代表性意義的參數(shù)值.方法二單孔穩(wěn)定流抽水試驗,當(dāng)利用抽水孔的水位下降資料計算滲透系數(shù)時,可采用以下公式：1當(dāng)Qs或Ah2關(guān)系曲線呈直線時,1承壓水完整孔：8

9、.2.1-12承壓水非完整孔：當(dāng)M>150r,l/M>0.1時：RM-lyA2MyIn+7In27rxM(8.2.1-2)1丁I,或當(dāng)過濾器位于含水層的頂部或底部時:QK二27rsM口存竽缶1+0.2第(821-3)3潛水完整孔:821-44潛水非完整孔：當(dāng)>150r,l>0.1時:Q(.Rh-I.1.12Ar八(111+f*111)(821-5)水廣力2)'廠I兀廠'或當(dāng)過濾器位于含水層的頂部或底部時:821-6式中K滲透系數(shù)m/d;Q出水量m3/d;s水位下降值m;M承壓水含水層的厚度m;H自然情況下潛水含水層的厚度m;h潛水含水層在自然情況下和抽水

10、試驗時的厚度的平均值m;h潛水含水層在抽水試驗時的厚度m;l過濾器的長度m;r抽水孔過濾器的半徑m;R影響半徑m.2當(dāng)Qs或Ah2關(guān)系曲線呈曲線時,可采用插值法得出Qs代數(shù)多項式,即：s=a1Q+a2Q2+anQn821-7式中al、a2an待定系數(shù).注：al宜按均差表求得后,可相應(yīng)地將公式821-1、821-2、821-3中的Q/s以1/a1代換,分別進(jìn)行計算.和公式821-4、821-5、821-6中的a1后,按本條第3當(dāng)s/Q或Ah2/QQ關(guān)系曲線呈直線時,可采用作圖截距法求出二款代換,并計算.單孔穩(wěn)定流抽水試驗,當(dāng)利用觀測孔中的水位下降資料計算滲透系數(shù)時,假設(shè)觀測孔中的值s或Ah2在s

11、或Ah2lgr關(guān)系曲線上能連成直線,可采用以下公式：1承壓水完整孔：822-12潛水完整孔：8.2.2-2式中s1、s2在slgr關(guān)系曲線的直線段上任意兩點的縱坐標(biāo)值m;在Ah2lgr關(guān)系曲線的直線段上任意兩點的縱坐標(biāo)值m2;r1、r2在s或Ah2lgr關(guān)系曲線上縱坐標(biāo)為s1、s2或的兩點至抽水孔的距離m.單孔非穩(wěn)定流抽水試驗,在沒有補給的條件下,利用抽水孔或觀測孔的水位下降資料計算滲透系數(shù)時,可采用以下公式：1配線法：1承壓水完整孔：2潛水完整孔:Sil2出.£4KH/=呼叫)Ax(8233)軍22式中Wu井函數(shù)；S承壓水含水層的釋水系數(shù)；潛水含水層的給水度.2直線法：當(dāng)0.01時

12、,可采用公式822-1、822-2或以下公式:1承壓水完整孔：823-5水完整孔：823-6式中si、s2觀測孔或抽水孔在slgt關(guān)系曲線的直線段上任意兩點的縱坐標(biāo)值m；觀測孔或抽水孔在Ah2lgt關(guān)系曲線的直線段上任意兩點的縱坐標(biāo)值m2;t1、t2在s或Ah2lgt關(guān)系曲線上縱坐標(biāo)為si、s2或兩點的相應(yīng)時間min.8.2.4單孔非穩(wěn)定流抽水試驗,在有越流補給不考慮弱透水層水的釋放的條件下,利用slgt關(guān)系曲線上拐點處的斜率計算滲透系數(shù)時,可采用下式：824式中r觀測孔至抽水孔的距離m;B越流參數(shù)；mislgt關(guān)系曲線上拐點處的斜率.注：1拐點處的斜率,應(yīng)根據(jù)抽水孔或觀測孔中的穩(wěn)定最大下降值

13、的1/2確定曲線的拐點位置及拐點處的水位下降值,再通過拐點作切線計算得出.2越流參數(shù),應(yīng)根據(jù),從函數(shù)表中查出相應(yīng)的r/B,然后確定越流參數(shù)Bo8.2.5穩(wěn)定流抽水試驗或非穩(wěn)定流抽水試驗,當(dāng)利用水位恢復(fù)資料計算滲透系數(shù)時,可采用以下公式：1停止抽水前,假設(shè)動水位已穩(wěn)定,可采用公式824計算,式中的mi值應(yīng)采用恢復(fù)水位的曲線上拐點的斜率.2停止抽水前,假設(shè)動水位沒有穩(wěn)定,仍呈直線下降時,可采用以下公式：1承壓水完整孔：825-12潛水完整孔：825-2式中tk抽水開始到停止的時間min;tT抽水停止時算起的恢復(fù)時間min;s水位恢復(fù)時的剩余下降值m;h水位恢復(fù)時的潛水含水層厚度m.注：1當(dāng)利用觀測

14、孔資料時,應(yīng)符合當(dāng)0.01時的要求.2如恢復(fù)水位曲線直線段的延長線不通過原點時,應(yīng)分析其原因,必要時應(yīng)進(jìn)行修正.利用同位素示蹤測井資料計算滲透系數(shù)時,可采用以下公式：826-1826-2式中Vf測點的滲透速度m/d;I測試孔附近的地下水水力坡度；r測試孔濾水管半徑m;r0探頭半徑m;t示蹤劑濃度從N0變化到Nt所需的時間d;N0同位素在孔中的初始計數(shù)率；Nt同位素t時的計數(shù)率；Nb放射性本底計數(shù)率；a流場畸變校正系數(shù).方法三K=ms在單孔抽水試驗中,由于沒有觀測孔,只能根據(jù)抽水試驗未穩(wěn)定前的水位,做出BI深-半對數(shù)時間圖,以圖解法來求滲透系數(shù)或根據(jù)水位恢復(fù)數(shù)據(jù),以圖解法來求巖石滲透系數(shù).像這種

15、聯(lián)解方程,想用數(shù)學(xué)推導(dǎo)法來求解,是非常困難的.涉及募函數(shù)和指數(shù)涵數(shù)如一礦山的抽水試驗,涌水量為Q=1053噸/天,含水層厚度為m=241.3米,降深s=9.40米,抽水管徑r=0.084米.經(jīng)過化簡和代入后為:k-0.085lgk=1.41113可以用逼進(jìn)法,在excel里計算.如k=1時,左邊的式子,其得數(shù)是小于1的,顯然不符合方程.如k=3時,左邊的式子,其得數(shù)是大于2的,顯然也是不符合方程.如k=2時,左邊的式子,其得數(shù)是介于1-2之間的,這樣就界定了k值的大致圍然后再分別計算k=1.1左邊的式子k-0.085lgk=1.0965k=1.2,k-0.085lgk=1.19327k=1.3

16、,k-0.085lgk=1.2903k=1.4,k-0.085lgk=1.38758k=1.5,k-0.085lgk=1.4850顯然k值小于1.5,大于1.4.然后再這個區(qū)間繼續(xù)計算k-0.085k的值,使之趨近于1.41113.在excel里,這種計算非?？旖?很快就可以得出k=1.4244R=112.12水文地質(zhì)參數(shù)確定方法確定水文地質(zhì)參數(shù)的方法一般分為經(jīng)驗數(shù)據(jù)法、經(jīng)驗公式法、室試驗法和野外試驗法四種.供水水文地質(zhì)勘察中主要采用野外試驗法,由于野外試驗法求得的參數(shù)精確度較高.經(jīng)驗數(shù)據(jù)法根據(jù)長期的經(jīng)驗積累的數(shù)據(jù),列成表格供需要時選用.滲透系數(shù)、壓力傳導(dǎo)系數(shù)、釋水系數(shù)、越流系數(shù)、彌散系數(shù)、降

17、水入滲系數(shù)、給水度和影響半徑等都有經(jīng)驗數(shù)據(jù)表可查.在評估地下水資源時,水文地質(zhì)參數(shù)常采用經(jīng)驗數(shù)據(jù).經(jīng)驗公式法考慮到某些根本規(guī)律列出的公式,并加上經(jīng)驗的修正.滲透系數(shù)、給水度等都可按經(jīng)驗公式計算,其值比選用經(jīng)驗數(shù)據(jù)的精確度要高.室試驗法在野外采取試件,利用試驗室的儀器和設(shè)備求取參數(shù).滲透系數(shù)、給水度、降水入滲系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù),可通過室試驗法求得.野外試驗法利用野外抽水試驗取得有關(guān)數(shù)據(jù),再代入公式計算水文地質(zhì)參數(shù).其計算公式分穩(wěn)定流公式和非穩(wěn)定流公式.計算時根據(jù)含水層的狀態(tài)潛水或承壓水、井的完整性完整井或非完整井、邊界條件傍河或其他邊界、抽水孔狀態(tài)單孔抽水或帶觀測孔抽水等條件選擇.滲透系數(shù)、導(dǎo)水

18、系數(shù)、壓力傳導(dǎo)系數(shù)、釋水系數(shù)、越流系數(shù)、給水度和影響半徑等,都可用野外抽水試驗法求得較精確的數(shù)據(jù).野外確定降水入滲系數(shù)還可采用地下水均衡試驗場的實測數(shù)據(jù),一般精度較高.8.2滲透系數(shù)8.2.1單孔穩(wěn)定流抽水試驗,當(dāng)利用抽水孔的水位下降資料計算滲透系數(shù)時,可采用以下公1當(dāng)Qs或Ah2關(guān)系曲線呈直線時,1承壓水完整孔：8.2.1-12承壓水非完整孔：當(dāng)M>150r,l/M>0.1時:廠QR-I,M2MK=-lln+7In(8.2.1-2)(821-3)2ksM/幾廠或當(dāng)過濾器位于含水層的頂部或底部時：父QnRM-xnoM1K=-In-H：In(1+0.22心MLfI'廠'

19、;3)潛水完整孔：821-44潛水非完整孔：當(dāng)>150r,l>0.1時:或當(dāng)過濾器位于含水層的頂部或底部時:7T1口,+紅產(chǎn)山(1+0.2表)(821-6)式中K滲透系數(shù)m/d;Q出水量m/d；s水位下降值m;M承壓水含水層的厚度m;H自然情況下潛水含水層的厚度m;h潛水含水層在自然情況下和抽水試驗時的厚度的平均值m;h潛水含水層在抽水試驗時的厚度m;l過濾器的長度m;r抽水孔過濾器的半徑m;R影響半徑m.2當(dāng)Qs或Ah2關(guān)系曲線呈曲線時,可采用插值法得出Qs代數(shù)多項式,即:式中ai、a2ans=aiQ+a2Q2+anQn待定系數(shù).(821-7)注：a1宜按均差表求得后,可相應(yīng)地將

20、公式8.2.1-1、8.2.1-2、8.2.1-3中的Q/s和公式821-4、821-5、821-6中的以1/ai代換,分別進(jìn)行計算.3當(dāng)s/Q或Ah2/QQ關(guān)系曲線呈直線時,可采用作圖截距法求出ai后,按本條第二款代換,并計算.8.2.2單孔穩(wěn)定流抽水試驗,當(dāng)利用觀測孔中的水位下降資料計算滲透系數(shù)時,假設(shè)觀測孔中的值s或Ah2在s或Ah2lgr關(guān)系曲線上能連成直線,可采用以下公式：1 承壓水完整孔：8.2.2-12 潛水完整孔：8.2.2-2式中si、s2在slgr關(guān)系曲線的直線段上任意兩點的縱坐標(biāo)值m;在Ah2lgr關(guān)系曲線的直線段上任意兩點的縱坐標(biāo)值m2;門、r2在s或Ah2lgr關(guān)系曲

21、線上縱坐標(biāo)為si、s2或的兩點至抽水孔的距離m.8.2.3 單孔非穩(wěn)定流抽水試驗,在沒有補給的條件下,利用抽水孔或觀測孔的水位下降資料計算滲透系數(shù)時,可采用以下公式：i配線法：i承壓水完整孔：U.=2潛水完整孔:i-;-W或0.08Q、-I)垣.2324KHr4K式中Wu井函數(shù);S承壓水含水層的釋水系數(shù);it潛水含水層的給水度.2直線法:當(dāng)0.01時,可采用公式822-1、822-2或以下公式:1承壓水完整孔:(823-5)水完整孔:(823-6)式中&、S2觀測孔或抽水孔在slgt關(guān)系曲線的直線段上任意兩點的縱坐標(biāo)值(m)；觀測孔或抽水孔在Ah2lgt關(guān)系曲線的直線段上任意兩點的縱坐標(biāo)值m2;tl、t2在s或Ah2