水文地质参数获取方法技术规范(3)

r1、r2——抽水孔至观测孔距离，其它同上 （5）承压含水层完整井岸边抽水(单孔，b<0.5R)：

K=

0.366QMSlg2b

wrw

（6）承压含水层完整井岸边抽水(有一个观测孔，位于近河一边)：

K=

0.366QMSlg2b r1

1r1

式中：b——抽水孔距河岸距离，其它同上 （7）承压含水层非完整井(单孔，井壁进水)：

K=

0.366QlSlg1.6l

wrw

式中：l——观测孔底至含水层顶板距离 （8）承压含水层非完整井(一个观测孔)：

K=

0.16Q l(S S) 23lg1.6l arshl 1 rwr1

78

(21)

(22)

(23)

(24) (25) (26)

水文地质参数获取方法技术规范

式中：l——观测孔底至含水层顶板距离，等于过滤管有效进水长度 （9）承压含水层非完整井(单井、井壁井底进水)：

K=

Q

(平井底) (27)

4rwSw

Q

(半球状井底) (28)

2πrwSw

K=

11 Qrwr1

K=(平井底一个观测孔) (29)

4h1 h

11 Qr1r2

K=(平井底二个观测孔) (30)

4h2 h1

（10）潜水——承压水完整井(单井)：

K=

（11）潜水完整井(单孔)：

0.733Q(lgR′ lgrw)(2H M)M h

2

(31)

K=

式中：H——含水层厚度

0.733Q(lgR lgrw)

(32)

(2H Sw)Sw

（12）潜水完整井(一个观测孔)：

K=

0.733Q(lgr1 lgrw)

(33)

(2H Sw S1)(Sw S1)

（13）潜水非完整井(单井)：

K=

0.735Q(lgR lgrw)

(H2 h2)

hL+0.5rw

h

(34)

2h L

含水层厚度很大时，应计算有效带厚度代替含水层厚度。

7.3非稳定流抽水求参

7.3.1非稳定抽水试验的设计

地下水非稳定流理论对含水层抽水过程的认识与稳定流理论的不同之处主要在于，非稳定流理论将含水层看作弹性体，在无限边界含水层中抽水时，整个流场的各运动要素是随时间而变化的，即流向钻孔的地下水是非稳定的流动。经过一定时间后地下水流才趋于稳定流动。非稳定流理论的基本公式——泰斯(С.V.Theis)公式的基本假设条件是：

79

水文地质参数获取方法技术规范

z 含水层均质、等厚、水平埋藏； z 没有垂向和水平补给； z 地下水初期水力坡度为零； z 地下水是平面流；

z 含水层在平面上是无限边界；

泰斯公式与裘布依公式比较，其优点在于反映了地下水运移普遍存在的非稳定过程，公式中考虑了时间因素，因此在一定条件下可以预测含水层中任一点的水位降深及降落漏斗展布的范围。有利于求取除K、T以外的其他参数，如弹性释水系数S(潜水为给水度μ)，压力传导系数 a等。根据泰斯公式发展的其他模型和计算公式，还可计算弱透水层越流系数 Kˊ/Mˊ、垂向渗透系数Kz等。

抽水试验设计须考虑的主要方面有：

z 抽水前要进行试抽，了解抽水孔的出水量，水位降深和观测孔水位降深情况，选择

一个较小的适当流量，以免抽水时掉泵和形成大降深。在1.6M≤ r ≤0.178R处设置观测孔，以避免三维流、紊流和远处计算K值偏大等问题的干扰； z 观测孔设置在垂直于地下水流动的方向上；

z 抽水试验选择时间段内周边地区无地下水开采，抽水井抽出水量引出区外，避免引

起对水位降深的干扰；

z 抽水流量必须保持基本稳定，最大流量与最小流量之比不应大于1.05； z 抽水时间的长短，要根据抽水过程中所绘制的水位降深(S)与时间(t)的双对数曲线

所显示的抽水阶段来决定。当曲线平稳的第二阶段末期出现曲线上翘，显示达到第三阶段后，再略延长一段时间抽水试验就可结束。所需抽水时间的长短与含水层岩性有关。

7.3.2承压完整井非稳定流抽水求参

非稳定承压完整井计算公式：以固定流量Q抽水时，距抽水井距离r处任一时间t的水位降深，可简化为：

S(r,t)=

2.3Q2.25at

(35) lg2

4πTr

r2

式中：u= ——井函数自变量

4at

S(r，t)——距抽水孔r处，任一时间(t)的水位降深

T=K·M——导水系数 a=

TK M=——压力传导系数 ssa

r——观测孔距抽水孔距离 sa——弹性释水系数

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水文地质参数获取方法技术规范

K——渗透系数

W(u)——井函数，可查表

（1）试算法：

压力传导系数a，导水系数T，渗透系数K，弹性释水系数s，t1、t2时刻测得抽水孔水位降S2，观测孔水位降S1

2.25at1

2

1

(36) =

2.25at2S2

lg

r2

lg

用此公式通过试算法求a。 设β=

S1

为纵坐标，a为横坐标。用已知观测时间t1、t2和任意给定的a1、a2……anS2

代入上式，求相应的β1、β2……βn值绘制β=f(a)关系曲线。根据抽水孔、观测孔实测所获得的S1、S2，得实测β实=

S1

。 S2

β=f(a)关系曲线上得到实际a值。将所计算的a值代入上述S1或S2计算公式中求得导水系数T。渗透系数K=

TT，弹性释水系数sa=。 Ma

为避免作图的不方便，注意时间t，采取抽水二小时后观测，且t1、t2间隔不小于4－5小时(图3)。

β=S /S21

β实=S /S12

实

图3 试算法关系曲线

（2）降深—时间双对数量板法： 非稳定流计算公式：

S(r,t)=

Q

W(u) 4πT

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水文地质参数获取方法技术规范

r2

(37) u=4at

r1

(38) t=

4au

配线的做法是：

①将观测孔不同时间测得的水位降深值，点绘在透明的双对数纸上。然后将对数纸重叠在理论标准曲线(即量板)上。 使实测点完全重合在理论标准曲线上。(注意：对数纸与量板要采用同一模数，且纵、横坐标必须平行。)

2

Q1

W(u)，t= 式中求得②读出相应的W(u)、S和1/u， t值代入S(r,t)=4πT4au

T、a。随之又可求出K、S。此方法主要用于一个观测孔。

（3）降深—距离双对数量板法：

与降深－时间曲线法一样，点绘同一时间各观测孔S～r关系曲线，重叠在W(u) ～u理论曲线上(注意纵横坐标平行)求a、T以及K、S。

本方法主要用于有数个观测孔的条件下。 （4）直线解析法：

2

2

0 0

Lgt（秒）

图4 S——lgt曲线

设在t1时间测定降深S1，t2时间测定降深S2， 有S2-S1=ΔS

T=

当ΔS=0时，t1=t0 有：

0.183Q

(39) ΔS

r2

(40) a=

2.25t0

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水文地质参数获取方法技术规范

同样K=

TT

、sa=求出渗透系数和弹性释水系数。 Ma

采用直线解析法常因人为误差导致直线斜率和截距的不准确，而影响计算结果。实际工作中可用最小二乘法推求直线方程斜率和截距后，再用上述方法求参。

（5）水位恢复法：

此方法优点是排除了抽水过程中的一些干扰因素，是常被采用的方法。计算公式是：

T=

0.183Qt1

lg (41)

S2 S1t2

0 1lg2

r2

a= 101 21 (42)

2.25t

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