1、吉林大学精品课专门水文地质学教材 水文与水资源工程教学实习指导4.5 抽水试验资料整理及参数确定方法4.5.1 抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间( 单对数及双对数) 关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。多孔抽水试验还应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提
2、交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图( 编制等水位线图系列) 、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的 S-t、S-lg t 曲线、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。注意: 要消除区域水位下降值; 在基岩地区要消除固体潮的影响; 傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。4.5.2 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用 Dupuit 公式法和 Thiem 公式法。1.只有
3、抽水孔观测资料时的 Dupuit 公式承压完整井: KsRrMQw10ln2潜水完整井: Hsrhw2ln)(式中 K含水层渗透系数 (m/d);Q 抽水井流量 (m3/d);sw 抽水井中水位降深 (m);M承压含水层厚度 (m);R 影响半径 (m);H潜水含水层厚度 (m);h潜水含水层抽水后的厚度 (m);rw抽水井半径 (m)。2.当有抽水井和观测孔的观测资料时的 Dupuit 或 Thiem 公式承压完整井: wwrKMQh11ln2Thiem 公式: 112l潜水完整井: wwrKQh21lnThiem 公式: 1221lrM式中 hw 抽水井中水柱高度 (m);h1、h 2与抽
4、水井距离为 r1 和 r2 处观测孔(井)中水柱高度 (m),分别等于初始水位 H0 与井中水位降深 s 之差, h1= H0 s1;h 2= H0 s2。其余符号意义同前。当前水井中的降深较大时,可采用修正降深。修正降深 s与实际降深 s 之间的关系为:02s4.5.3 非稳定流抽水试验求参方法4.5.3.1 承压水非稳定流抽水试验求参方法1.Theis 配线法在两张相同刻度的双对数坐标纸上,分别绘制 Theis 标准曲线 W(u)-1/u 和抽水试验数据曲线 s-t,保持坐标轴平行,使两条曲线配合,得到配合点 M 的水位降深s、时间t、Theis 井函数w(u) 及1/u 的数值,按下列公
5、式计算参数(r 为抽水井半径或观测孔至抽水井的距离): 14)(08.2utratTsKuwQ以上为降深时间法(s-t)。也可以采用降深-时间距离法(s-t/r2)、降深- 距离法(s-r )进行参数计算。2.Jacob 直线图解法当抽水试验时间较长,u= r2/(4at)0.01 时,在半对数坐标纸上抽水试验数据曲线 s-t 为一直线(延长后交时间轴于 t0, 此时 s=0.00m),在直线段上任取两点 t1、s1、t2、s2,则有 122ln83.0tsQT0205.tra3.Hantush 拐点半对数法对半承压完整井的非稳定流抽水试验(存在越流量,K/b为越流系数),当抽水试验时间较长,
6、u= r2/(4at)0.1 时,在半对数坐标纸上抽水试验数据曲线 s-t,外推确定最大水位降深 Smax,在 s-lgt 线上确定拐点 Si = Smax/2, 拐点处的斜率 mi 及时间 ti, 则有 )(3.2lg01BrKemstii求r),(020183.BTbKrtsemQiBr4.水位恢复法当抽水试验水位恢复时间较长,u= r2/(4at)0.01 时,在半对数坐标纸上绘制停抽后水位恢复数据曲线 s-t,在直线段上任取两点 t1,s1,t2 ,s2 ,则有aTstrtsQt120lg125.n83.5.水位恢复的直线斜率法当抽水试验水位恢复时间较长,u= r2/(4at)0.1
7、时,在半对数坐标纸上绘制停抽后水位恢复数据曲线 s-t,直线段的斜率为 B,则有 0lg43.2tsBQTr4.5.3.2 潜水非稳定流抽水试验求参方法潜水参数计算可采用仿泰斯公式法、Boulton 法和 Numan 法。1.仿泰斯公式法 )(220uWKQhHwTtrau4式中 H0、h w初始水头及抽水后井中水头;W(u)泰斯井函数;Q抽水井的流量(m 3/d);r到抽水井的距离(m); t自抽水开始起算的时间 (d);T含水层的导水系数(m 2/d);T=Kh m;hm -潜水含水层的平均厚度(m);K含水层的渗透系数(m/d); a-含水层的导压系数(1/d)潜水含水层的给水度。具体计
8、算时可采用配线法、直线图解法、水位恢复法等。2.潜水完整井考虑迟后疏干的 Boulton 公式),(42)1(1202DruwTQdxDrJshutxchexsyau式中: *)(疏 干 因 素T抽水早期: ),(4DruWQsaTtrau4*2抽水中期: )(20DKQs抽水晚期: ),(4ruWTytay2可根据抽水早期、中期、晚期的观测资料,采用相应的方法计算参数。3.Numan 法对于潜水含水层完整井非稳定流抽水试验,也可以采用 Numan 模型求参,具体求参过程可参阅地下水动力学等教科书。4.5.4 参数计算结果的验证上述参数计算结果的精度如何,取决于试验场地水文地质条件的概化,也取决于观测数据的精度。对于所求得的参数,应将其代入相应的公式,通过对比计算降深与实测降深的差值,分析所求参数的精度及其可靠性和代表性,最终确定抽水试验场地的有代表性意义的参数值。