水文地質(zhì)試驗常用野外試驗

水文地質(zhì)試驗常用野外試驗水文地質(zhì)試驗是水文地質(zhì)調(diào)查中不可缺少的重要手段，許多水文地質(zhì)資料，都需通過水文地質(zhì)試驗才能獲得。常用的水文地質(zhì)試驗主要有抽水試驗、滲水試驗、注水試驗、壓水試驗、流速測定試驗、連通試驗、彌散試驗。抽水試驗是通過從鉆孔或水井中抽水，來定量評價含水層富水性，測定含水層水文地質(zhì)參數(shù)和判斷某些水文地質(zhì)條件的一種野外試驗工作。隨著水文地質(zhì)勘查階段由淺入深，在整個勘查費用中，抽水試驗所占比重越來越大，費用僅次于鉆探工作；有時，整個鉆探工程主要是為了抽水試驗而進行的。抽水試驗的目的：確定含水層及越流層的水文地質(zhì)參數(shù)：滲透系數(shù)K、導(dǎo)水系數(shù)T、給水度^、彈性釋水系數(shù)^*、導(dǎo)壓系數(shù)a、弱透水層滲透系數(shù)K'、越流系數(shù)b、越流因素B、影響半徑R等。通過測定井孔涌水量及其與水位下降(降深)之間的關(guān)系，分析確定含水層的富水程度、評價井孔的出水能力。為取水工程設(shè)計提供所需的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，如影響半徑、單井出水量、單位出水量、井間干擾出水量、干擾系數(shù)等，依據(jù)降深和流量選擇適宜的水泵型號。確定水位下降漏斗的形狀、大小及其隨時間的增長速度；直接評價水源地的可開采量。查明某些手段難以查明的水文地質(zhì)條件，如確定各含水層間以及與地表水之間的水力聯(lián)系、邊界的性質(zhì)及簡單邊界的位置、地下水補給通道、強徑流帶位置等。按抽水井與觀測井的關(guān)系可分：單孔抽水試驗：僅在一個試驗孔中抽水，用以確定涌水量與水位降深的關(guān)系，概略取得含水層滲透系數(shù)。多用于普查和初步勘探階段。多孔抽水試驗：在一個主孔內(nèi)抽水，在其周圍設(shè)置若干個觀測孔觀測地下水位。通過多孔抽水試驗可以求得較為確切的水文地質(zhì)參數(shù)和含水層不同方向的滲透性能及邊界條件等。少量用于初步勘探階段，更多用于詳細勘探階段。按貫穿含水層的程度及進水條件可分為：完整井：貫穿整個含水層，在全部含水層厚度上都安裝有過濾器并能全斷面進水的井。完整井的井流理論較完善，故一般盡量用完整井作試驗。非完整井：未揭穿整個含水層、只有井底和含水層的部分厚度上能進水或進水部分僅揭穿部分含水層的井。只有當含水層厚度很大又是均質(zhì)層，為了節(jié)省費用才進行非完整井抽水?；驗榱藢ｉT研究過濾器“有效長度”時，則做非完整井抽水試驗。按是否隔離不同含水層可分為：混合抽水試驗：將兩個以上含水層不加隔離，在同一個鉆孔中同時進行抽水。允許條件：a.對含水層的性質(zhì)及相互關(guān)系已基本弄清，抽水試驗的目的只是為了解生產(chǎn)孔的出水量；b.勘探要求不高，而且數(shù)個含水層靜止水位相差不超過1m。分層抽水試驗：將鉆孔中所揭露的數(shù)個含水層加以隔離，逐層單獨抽水。按抽水井與地下水流態(tài)關(guān)系可分為：（1） 穩(wěn)定流抽水試驗：要求在一定持續(xù)的時間內(nèi)流量和水位同時相對穩(wěn)定（即不超過一定的允許波動范圍），可進行1?3個落程的抽水，抽水后還要對水位恢復(fù)情況進行觀測和記錄。主要用于計算含水層的滲透系數(shù)。（2） 非穩(wěn)定流抽水試驗：是在抽水鉆孔中僅保持水量穩(wěn)定并使水位不斷改變，或僅保持水位穩(wěn)定使水量不斷改變的抽水試驗?？梢詼y求含水層的導(dǎo)水系數(shù)T，壓力傳導(dǎo)系數(shù)a,滲透系數(shù)K,給水度^或釋水系數(shù)S按揭穿含水層的類型可分為：（1） 潛水井：揭露潛水含水層的水井。又稱無壓井。（2） 承壓水井：揭露承壓含水層的水井。又稱有壓井。滲水試驗?zāi)康模簻y定包氣帶土層垂向滲透系數(shù)。確定渠道、水庫、灌區(qū)的滲漏水量時，可用此法確定干燥土層的滲透系數(shù)。在研究大氣降水、灌溉水、渠水、暫時性表流等對地下水的補給量時，常需進行此種試驗。原理：在地表挖試坑注水，在坑底保持一定水層厚度，使水在地下水面以上的干土層中穩(wěn)定下滲，根據(jù)單位時間內(nèi)試坑的穩(wěn)定耗水量測算土層滲透系數(shù)。注水試驗當鉆孔中地下水位埋藏很深或試驗層為透水不含水時，可用注水試驗代替抽水試驗，近似地測定該巖層的滲透系數(shù)。連續(xù)往井內(nèi)注水，使井中水位抬高，形成以井為中心的反漏斗曲面，并取得井中穩(wěn)定的地下水位抬高值和注入水量，通過水位與水量的函數(shù)關(guān)系，測定地下水位以上或某一深度井段巖層的滲透性。適用條件：鉆孔中地下水位埋藏很深或試驗層為透水不含水層時；研究地下水人工補給或廢水地下處置的效率時。因注水井一般難以具備洗井條件，故注水試驗方法求得的巖層滲透系數(shù)遠比抽水試驗求得的小。壓水試驗向井內(nèi)壓水取得單位時間的漏水量與壓力、試段長度間的相互關(guān)系，以定性地了解地下不同深度堅硬、半堅硬巖層的相對透水性和裂隙的相對發(fā)育程度，主要為水工構(gòu)筑物設(shè)計提供資料。目前多采用自上而下栓塞隔離的分段壓水法。流速測定測定地下水實際流速，首先根據(jù)已有等水位線圖或在無此圖時沿等邊三角形頂點布孔，確定地下水流向，然后分別在上下游布設(shè)示蹤劑投放孔和觀測孔，孔距決定于含水層透水性，在細砂中為2?5米,含礫粗砂中為5?15米，裂隙巖層中為10?15米，巖溶發(fā)育巖層可大于50米。連通試驗實質(zhì)上是一種示蹤試驗，亦是在上游某個地下水點（水井、坑道、巖溶豎井及地下暗河表流段等）投入某種指示劑，在下游的地下水點監(jiān)測示蹤劑是否出現(xiàn)，以及出現(xiàn)的時間和濃度。試驗的目的主要是查明巖溶地下水的運動途徑、速度，地下河系的連通、延展與分布情況，地表水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系，以及礦坑涌水的水源與通道等問題。以上問題的查明，對地下水資源計算，水質(zhì)保護，確定礦床疏于、水庫漏失途徑，均有很大意義。常用試驗方法：水位傳遞法；指示劑投放法；放煙或注水法。彌散試驗該試驗的目的即為測定含水層