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抽水试验确定渗透系数的方法及步骤word精品

⑵当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem 公式抽水试验确定渗透系数的方法及步骤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。

多孔抽水试验尚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 卜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 -1、S — lg t 曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。

注意:(1)要消除区域水位下降值; (2)在基岩地区要消除固体潮的影响; 3)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。

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)只有抽水孔观测资料时的 Dupuit 公式 承压完整井:—亠£潜水完整井: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 )。

離压完整井;加-扎二一^In丄1» 2 兀KM rThiem 式:饨讥二°In殳Z TT KM心潜水完整井=昇-局兰一——山—r vThiem 公式:抵一岸二In —^rKM q式中hw——抽水井中水柱高度(m);hl、h2――与抽水井距离为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= HO -s1;h2= HO -2。

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:s'=s-s2/2H。

3. 非稳定流抽水试验求参方法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卜时间[t]、Theis 井函数[w(u)]及[1/u]的数值,按下列公式计算参数(r为抽水井半径或观测孔至抽水井的距离):T0 082. f 节2]M4巫]以上为降深一一时间法(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,则有旳一%匚2.25710S — ------ 7~~-a = --------2.2St c(3) 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,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,则有警歸求屁◎冷丁_0 183孔-£性2Tts = ---- LBrK l T(4) 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S1 J S2可2.25^T(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23Qlg?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、Boult on法和Numan法。

(1)仿泰斯公式法iat式中HO、hw ——-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(m3/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(m2/d);T=Khm ;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);m ——潜水含水层的给水度。

具体计算时可采用配线法、直线图解法、水位恢复法等。

(2)潜水完整井考虑迟后疏干的Boult on公式抽水中期:"具心©)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. 参数计算新技术新方法的应用采用AQUIFERYTEST 软件(图1)、数值模拟法(可采用 GMS 、MODFLOW 、FEFLOW 等 软件)以及肖长来教授提出的全称曲线拟合法(图 2)等一些新的软件、方法确定水文地质 参数,效果非常好。

井第一次抽水(HantushJacob )Co nductivity:9.38E-2 m/d图1 AQUIFERYTEST软件求参图示抽水晩期;5二是琢血,,为>4刃 D7」=筈3.11E-1 怔代 1E+1 1E-21/u1E+21E+31E+41E+51E+-7EE1E+2梱朮时佃t 〔trdiO图2全称曲线拟合法求参图示 5. 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。

方法(二)单孔稳定流抽水试验,当利用抽水孔的水位下降资料计算渗透系数时,可采用下列公式: 1当Q 〜s (或△ h2)关系曲线呈直线时, 1 )承压水完整孔:Q . R 2.sM in ‘2)承压水非完整孔: 当 M>150r , l/M>0.1 时:或当过滤器位于含水层的顶部或底部时:3)潜水完整孔:(8.2.1-4)4) 潜水非完整孔: 当 >150r , l > 0.1 时:(821-1)Inr(821-2)(821-3)Q冲TU (H 2 - A2) r7T (H 2 一 A 2)或当过滤器位于含水层的顶部或底部时:3当s/Q (或△ h2/Q )〜Q 关系曲线呈直线时,可采用作图截距法求出 a1后,按本条第 二款代换,并计算。

单孔稳定流抽水试验, 当利用观测孔中的水位下降资料计算渗透系数时,若观测孔中的值s (或△ h2)在s (或△ h2)〜lgr 关系曲线上能连成直线,可采用下列公式: 1承压水完整孔:(5 1 — 52)厂 I(8.2.2-1 ) 2潜水完整孔:(822-2)式中 si 、s2 --------- 在s 〜Igr 关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m );在△ h2〜Igr 关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值 (m2);r1、r2 -------- 在s (或△ h2)〜Igr 关系曲线上纵坐标为 s1、s2 (或) 的两点至抽水孔的距离(m )。

(821-5)(8.2.1-6)式中 K -------- 渗透系数 (m/d );Q ――出水量(m3/d );s ――水位下降值(m );M ---- 承压水含水层的厚度(m );H ――自然情况下潜水含水层的厚度 (m );h ――潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度的平均值h ――潜水含水层在抽水试验时的厚度 (m );I ――过滤器的长度(m );r ――抽水孔过滤器的半径 (m );R ――影响半径(m )。

2当Q 〜s (或△ h2)关系曲线呈曲线时,可采用插值法得出s = a1Q+a2Q2+ ...... a nQn(8.2.1-(m );Q 〜s 代数多项式,即:式中 al 、a2........... a n ------ 待定系数。

注:ai 宜按均差表求得后,可相应地将公式(821-1)、(8.2.1-2)、( 8.2.1-3) 中的 Q/s和公式(821-4)、( 8.2.1-5)、(8.2.1-6)中的 H 2 /r以1/a1代换,分别进行计算。

7「•一「•_r +11 IA/(823")单孔非稳定流抽水试验,在没有补给的条件下,利用抽水孔或观测孔的水位下降资料计算渗透系数时,可采用下列公式:1配线法:1)承压水完整孔:Ms2)潜水完整孔:I stjy、(u)――井函数;S――承压水含水层的释水系数; 卩一一潜水含水层的给水度。

2直线法:1)承压水完整孔:4?rM(>2 - $1)水完整孔:(823-6)式中s1、s2 ------------ 观测孔或抽水孔在s〜Igt关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m);4 KM<8 了3-"4KH If式中W4心『<0.01时,可采用公式(822-1 )、( 822-2 )或下列公式:(823-5)1观测孔或抽水孔在 △ h2〜Igt 关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m2);t1、t2 ------ 在s (或△ h2)〜Igt 关系曲线上纵坐标为 si 、s2 (或) 两点的相应时间(min )。

824单孔非稳定流抽水试验,在有越流补给(不考虑弱透水层水的释放) 的条件下,利用s 〜Igt 关系曲线上拐点处的斜率计算渗透系数时,可采用下式:K = 2JQ 47T • M • nii • e r/[}(8.2.4)式中r ――观测孔至抽水孔的距离 (m );B ――越流参数;mi ---- s 〜Igt 关系曲线上拐点处的斜率。

注:1拐点处的斜率,应根据抽水孔或观测孔中的稳定最大下降值的 1/2确定曲线的拐点位置及拐点处的水位下降值,再通过拐点作切线计算得出。

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