第三章水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算

1、第三章第三章 水文地質(zhì)參數(shù)的確定方法水文地質(zhì)參數(shù)的確定方法 3 31 1概述概述 3 32 2利用抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)利用抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù) 3 33 3利用地下水動(dòng)態(tài)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)利用地下水動(dòng)態(tài)資料確定水文地質(zhì)參數(shù) 3 34 4用室內(nèi)試驗(yàn)方法確定水文地質(zhì)參數(shù)用室內(nèi)試驗(yàn)方法確定水文地質(zhì)參數(shù)3 31 1 概述概述一、水文地質(zhì)參數(shù)的種類(lèi)一、水文地質(zhì)參數(shù)的種類(lèi)水文地質(zhì)參數(shù)是表征含水層水理特性的定量指標(biāo)，水文地質(zhì)參數(shù)是表征含水層水理特性的定量指標(biāo)，是地下水資源評(píng)價(jià)的重要基礎(chǔ)資料。是地下水資源評(píng)價(jià)的重要基礎(chǔ)資料。水文地質(zhì)參數(shù)主要包括含水層的滲透系數(shù)水文地質(zhì)參數(shù)主要包括含水層的滲透

2、系數(shù)(k)和導(dǎo)水和導(dǎo)水系數(shù)系數(shù)(T)、承壓含水層貯水系數(shù)、承壓含水層貯水系數(shù)(S或或*)、潛水含水層、潛水含水層的給水度的給水度()、弱透水層的越流系數(shù)、弱透水層的越流系數(shù)(ke)；還有與巖；還有與巖土性質(zhì)、水文氣象等因素有關(guān)的指標(biāo)，主要包括降土性質(zhì)、水文氣象等因素有關(guān)的指標(biāo)，主要包括降水入滲系數(shù)水入滲系數(shù)(a a)、潛水蒸發(fā)系數(shù)、潛水蒸發(fā)系數(shù)(C)等。等。1.滲透系數(shù)滲透系數(shù)當(dāng)水力坡度為當(dāng)水力坡度為1時(shí)，從單位面積含水層通過(guò)的流量。時(shí)，從單位面積含水層通過(guò)的流量。常用常用m/d表示。滲透系數(shù)的大小主要取決于含水層表示。滲透系數(shù)的大小主要取決于含水層中相連通的空隙的尺度。中相連通的空隙的尺度。

3、2.釋釋(儲(chǔ)儲(chǔ))水系數(shù)水系數(shù)分為給水度和彈性釋水系數(shù)。分為給水度和彈性釋水系數(shù)。給水度是指潛水含水層被疏干時(shí)，所釋出的水體給水度是指潛水含水層被疏干時(shí)，所釋出的水體積與該含水層體積之比。積與該含水層體積之比。彈性釋水系數(shù)：彈性釋水系數(shù)：承壓含水層降低單位水頭時(shí)，從承壓含水層降低單位水頭時(shí)，從一單位面積含水層柱體中所釋出的水體積與該柱體一單位面積含水層柱體中所釋出的水體積與該柱體的體積之比。的體積之比。二、常用的水文地質(zhì)參數(shù)確定方法二、常用的水文地質(zhì)參數(shù)確定方法水文地質(zhì)參數(shù)的確定水文地質(zhì)參數(shù)的確定,在地下水勘察、開(kāi)發(fā)利用的不同階段在地下水勘察、開(kāi)發(fā)利用的不同階段,可可以采用不同的方法。以采用不同

4、的方法。1.采用野外抽水試驗(yàn)來(lái)測(cè)定水文地質(zhì)參數(shù)采用野外抽水試驗(yàn)來(lái)測(cè)定水文地質(zhì)參數(shù)在勘探階段或地下水開(kāi)發(fā)利用的初期，通常采用野外抽水試驗(yàn)在勘探階段或地下水開(kāi)發(fā)利用的初期，通常采用野外抽水試驗(yàn)來(lái)測(cè)定水文地質(zhì)參數(shù)。但由于抽水試驗(yàn)的數(shù)量有限，往往不能來(lái)測(cè)定水文地質(zhì)參數(shù)。但由于抽水試驗(yàn)的數(shù)量有限，往往不能代表大面積含水層的情況。代表大面積含水層的情況。2.2.利用地下水的開(kāi)采資料和動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)利用地下水的開(kāi)采資料和動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)在地下水已開(kāi)發(fā)利用在地下水已開(kāi)發(fā)利用,且有較長(zhǎng)期的地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料的情且有較長(zhǎng)期的地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料的情況下況下,常利用地下水的開(kāi)采資料和動(dòng)態(tài)觀測(cè)

5、資料確定水文地質(zhì)常利用地下水的開(kāi)采資料和動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)。用這種方法確定的水文地質(zhì)參數(shù)代表性強(qiáng)，往往比較符參數(shù)。用這種方法確定的水文地質(zhì)參數(shù)代表性強(qiáng)，往往比較符合實(shí)際。合實(shí)際。3.室內(nèi)試驗(yàn)的方法確定水文地質(zhì)參數(shù)室內(nèi)試驗(yàn)的方法確定水文地質(zhì)參數(shù)在特定條件下也可以采用室內(nèi)試驗(yàn)的方法確定某些在特定條件下也可以采用室內(nèi)試驗(yàn)的方法確定某些水文地質(zhì)參數(shù)，但一般與實(shí)際情況相差較大。水文地質(zhì)參數(shù)，但一般與實(shí)際情況相差較大。4.采用模擬的方法確定水文地質(zhì)參數(shù)采用模擬的方法確定水文地質(zhì)參數(shù)利用模型采用模擬的方法來(lái)確定復(fù)雜條件下的水文利用模型采用模擬的方法來(lái)確定復(fù)雜條件下的水文地質(zhì)參數(shù)。如利用數(shù)學(xué)模型采用

6、數(shù)值模擬的方法和地質(zhì)參數(shù)。如利用數(shù)學(xué)模型采用數(shù)值模擬的方法和電網(wǎng)絡(luò)模擬法等。電網(wǎng)絡(luò)模擬法等。5.經(jīng)驗(yàn)數(shù)值法經(jīng)驗(yàn)數(shù)值法3 32 2 利用抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)利用抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)包括利用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)和包括利用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)和利用非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)兩種利用非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)兩種方法。方法。一、利用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)一、利用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)(一一)利用裘布依公式確定利用裘布依公式確定K1.承壓完整井承壓完整井00000)lg(lg366. 0)()lg(lg366. 0M

7、srRQhHMrRQK如果有觀測(cè)孔時(shí)，可用蒂姆公式計(jì)算。如果有觀測(cè)孔時(shí)，可用蒂姆公式計(jì)算。有兩個(gè)觀測(cè)孔時(shí)：有兩個(gè)觀測(cè)孔時(shí)：有一個(gè)觀測(cè)孔時(shí)：有一個(gè)觀測(cè)孔時(shí)：注意：盡量用蒂姆公式計(jì)算。注意：盡量用蒂姆公式計(jì)算。)()lg(lg366. 0)()lg(lg366. 021121212ssMrrQhhMrrQK)()lg(lg366. 0)()lg(lg366. 010010101ssMrrQhhMrrQK2.潛水完整井潛水完整井如果有觀測(cè)孔時(shí)，可用蒂姆公式計(jì)算。如果有觀測(cè)孔時(shí)，可用蒂姆公式計(jì)算。有兩個(gè)觀測(cè)孔時(shí)：有兩個(gè)觀測(cè)孔時(shí)：有一個(gè)觀測(cè)孔時(shí)：有一個(gè)觀測(cè)孔時(shí)：)(2()lg(lg733. 0)()lg

8、(lg733. 01010001220101ssssHrrQhhrrQK)(2()lg(lg733. 0)()lg(lg733. 02121012221212ssssHrrQhhrrQK0000220)2)lg(lg733. 0)()lg(lg733. 000ssHrRQhHrRQK3.計(jì)算參數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題計(jì)算參數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)消除水躍值影響消除水躍值影響在利用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定滲透系數(shù)時(shí)，需要消除水躍在利用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定滲透系數(shù)時(shí)，需要消除水躍值的影響，否則計(jì)算的值的影響，否則計(jì)算的K值一般偏小。值一般偏小。(2)選擇高質(zhì)量的試驗(yàn)井選擇高質(zhì)量的試驗(yàn)井試驗(yàn)井的濾水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不

9、合理，施工質(zhì)量不高，如填礫不合試驗(yàn)井的濾水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，施工質(zhì)量不高，如填礫不合規(guī)格、洗井不徹底等，勢(shì)必影響井的出水量或產(chǎn)生過(guò)大的水規(guī)格、洗井不徹底等，勢(shì)必影響井的出水量或產(chǎn)生過(guò)大的水躍值，使計(jì)算出的躍值，使計(jì)算出的K值偏小。值偏小。(3)避免混合流的影響避免混合流的影響抽水試驗(yàn)中，應(yīng)適當(dāng)控制抽水降深，以免因流速過(guò)大而出現(xiàn)抽水試驗(yàn)中，應(yīng)適當(dāng)控制抽水降深，以免因流速過(guò)大而出現(xiàn)混合流?；旌狭?。觀測(cè)孔布置示意圖觀測(cè)孔布置示意圖( (二二) )有越流補(bǔ)給時(shí)滲透系數(shù)有越流補(bǔ)給時(shí)滲透系數(shù)K K、越流系數(shù)、越流系數(shù)K Ke e的確定的確定確定方法有配線(xiàn)法和直線(xiàn)圖解法。確定方法有配線(xiàn)法和直線(xiàn)圖解法。1.配線(xiàn)

10、法配線(xiàn)法基本原理基本原理在承壓含水層有越流補(bǔ)給的抽水試驗(yàn)中，當(dāng)越流補(bǔ)給在承壓含水層有越流補(bǔ)給的抽水試驗(yàn)中，當(dāng)越流補(bǔ)給量等于抽水量時(shí)，或當(dāng)抽水時(shí)間持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)，地下水量等于抽水量時(shí)，或當(dāng)抽水時(shí)間持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)，地下水位下降漏斗達(dá)到穩(wěn)定，就可按越流補(bǔ)給狀況下的穩(wěn)定位下降漏斗達(dá)到穩(wěn)定，就可按越流補(bǔ)給狀況下的穩(wěn)定流計(jì)算。其降深流計(jì)算。其降深s的計(jì)算公式為的計(jì)算公式為:)(20BrKKMQs因?yàn)椋簩?duì)二式兩邊取對(duì)數(shù)，得:式中， 和 是常數(shù)。曲線(xiàn) 與曲線(xiàn) 相似，只是坐標(biāo)平移了 只要能找到坐標(biāo)平移的距離，即可求得T和B。BBrrTQBrkslglglg2lglglg0TQ2lgBlgBrBrklglg0rslglg

11、BTQlg2lg，BBrr求參步驟求參步驟a.在雙對(duì)數(shù)紙上，繪制在雙對(duì)數(shù)紙上，繪制 曲線(xiàn)，見(jiàn)下圖；曲線(xiàn)，見(jiàn)下圖；b.在另一張模數(shù)相同的透明雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，據(jù)觀測(cè)在另一張模數(shù)相同的透明雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，據(jù)觀測(cè)孔水位降深，繪制孔水位降深，繪制sr曲線(xiàn)；曲線(xiàn)； c.將實(shí)際資料曲線(xiàn)疊置在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上，在保證對(duì)應(yīng)坐將實(shí)際資料曲線(xiàn)疊置在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上，在保證對(duì)應(yīng)坐標(biāo)平行的條件下，移動(dòng)坐標(biāo)紙，直至兩曲線(xiàn)重合為止。標(biāo)平行的條件下，移動(dòng)坐標(biāo)紙，直至兩曲線(xiàn)重合為止。 d.d.重合好后，在圖上任取一點(diǎn)作為匹配點(diǎn)，讀出該點(diǎn)重合好后，在圖上任取一點(diǎn)作為匹配點(diǎn)，讀出該點(diǎn)的坐標(biāo)的坐標(biāo)s，r， 代入下列各式中求參數(shù)。代入下列各式中求

12、參數(shù)。BrBrK,0BrKSQT02BrrB 2BTKeBrBrK02.2.直線(xiàn)圖解法直線(xiàn)圖解法有越流時(shí)的近似計(jì)算公式為：有越流時(shí)的近似計(jì)算公式為：公式表明公式表明s與與lgr是線(xiàn)性關(guān)系。是線(xiàn)性關(guān)系。將實(shí)測(cè)的將實(shí)測(cè)的s取普通坐標(biāo)，取普通坐標(biāo)，r取對(duì)數(shù)坐標(biāo)，作圖為直取對(duì)數(shù)坐標(biāo)，作圖為直線(xiàn)，其斜率為：線(xiàn)，其斜率為：BrTQrBTQS89. 0lg230. 2123. 1ln2TQi230. 2iQiQT366. 0230. 2將該直線(xiàn)延長(zhǎng)交于將該直線(xiàn)延長(zhǎng)交于r軸，軸，可讀出可讀出s=0時(shí)的時(shí)的r值，設(shè)為值，設(shè)為r r0 0，則有：，則有：即：所以：089. 0lg0Br20089. 0189. 0

13、BTKrBBreBrTQ089. 0lg230. 20二、利用非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)二、利用非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料確定水文地質(zhì)參數(shù)求解的方法有配線(xiàn)法、直線(xiàn)圖解法和水位恢復(fù)法。求解的方法有配線(xiàn)法、直線(xiàn)圖解法和水位恢復(fù)法。( (一一) )承壓含水層承壓含水層1.1.配線(xiàn)法配線(xiàn)法 包括包括降深降深時(shí)間距離配線(xiàn)法、降深時(shí)間距離配線(xiàn)法、降深時(shí)間配線(xiàn)法和降深時(shí)間配線(xiàn)法和降深距離配線(xiàn)法三種方法。距離配線(xiàn)法三種方法。降深降深時(shí)間距離配線(xiàn)法時(shí)間距離配線(xiàn)法基本原理基本原理Theis公式為：公式為：對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)，得：對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)，得： TurtTtruuWTQs4144*2*2 TurtTQuW

14、s4lg1lglg4lglglg*2對(duì)于同一次定流量抽水右邊第二項(xiàng)均為常數(shù)對(duì)于同一次定流量抽水右邊第二項(xiàng)均為常數(shù),在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系內(nèi)內(nèi),st/r2曲線(xiàn)和曲線(xiàn)和W(u)1/u標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)在形狀上是相同的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)在形狀上是相同的,只是只是縱坐標(biāo)平移了縱坐標(biāo)平移了 ,橫坐標(biāo)平移了橫坐標(biāo)平移了 。 將二曲線(xiàn)重合，任選一匹配點(diǎn)，記下對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值，代入將二曲線(xiàn)重合，任選一匹配點(diǎn)，記下對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值，代入Theis公式可求。公式可求。 具體具體步驟步驟在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制W(u)1/u標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。 在另一張模數(shù)相同的透明雙對(duì)數(shù)紙上繪制實(shí)測(cè)的在另一張模數(shù)相同的透明雙對(duì)數(shù)紙上繪

15、制實(shí)測(cè)的st/r2曲曲線(xiàn)。線(xiàn)。將實(shí)際曲線(xiàn)置于標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上將實(shí)際曲線(xiàn)置于標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上,在保持對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸彼此平行的在保持對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸彼此平行的條件下相對(duì)平移條件下相對(duì)平移,直至兩曲線(xiàn)重合為止。直至兩曲線(xiàn)重合為止。 TQ4T4*任取一配點(diǎn)（在曲線(xiàn)上或曲線(xiàn)外均可），記下匹任取一配點(diǎn)（在曲線(xiàn)上或曲線(xiàn)外均可），記下匹配點(diǎn)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)：配點(diǎn)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)：W(u)、1/u、s、t/r2 ，代入下式，代入下式求參數(shù)：求參數(shù)： 2*144rtuTuWsQT降深降深時(shí)間配線(xiàn)法時(shí)間配線(xiàn)法在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制W(u)1/u標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。 在另一張模數(shù)相同的透明雙對(duì)數(shù)紙上繪制實(shí)測(cè)的在另一張模數(shù)相同的透明雙

16、對(duì)數(shù)紙上繪制實(shí)測(cè)的st曲線(xiàn)。曲線(xiàn)。 將實(shí)際曲線(xiàn)置于標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上，在保持對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸彼將實(shí)際曲線(xiàn)置于標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上，在保持對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸彼此平行的條件下相對(duì)平移，直至兩曲線(xiàn)重合為止。此平行的條件下相對(duì)平移，直至兩曲線(xiàn)重合為止。 任取一配點(diǎn)（在曲線(xiàn)上或曲線(xiàn)外均可），記下匹配任取一配點(diǎn)（在曲線(xiàn)上或曲線(xiàn)外均可），記下匹配點(diǎn)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)：點(diǎn)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)：W(u)、1/u、s、t，代入下式求參數(shù)：，代入下式求參數(shù)： urtTuWsQT1442*配線(xiàn)法的優(yōu)點(diǎn)：配線(xiàn)法的優(yōu)點(diǎn)：可以充分利用抽水試驗(yàn)獲得的全部觀測(cè)資料，避可以充分利用抽水試驗(yàn)獲得的全部觀測(cè)資料，避免了個(gè)別資料的偶然誤差，提高計(jì)算精度。免了個(gè)別資料的偶然誤差，提高計(jì)

17、算精度。 配線(xiàn)法的缺點(diǎn)：配線(xiàn)法的缺點(diǎn)：(1) 抽水初期實(shí)際曲線(xiàn)常與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)不符；抽水初期實(shí)際曲線(xiàn)常與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)不符；(2) 當(dāng)抽水后期曲線(xiàn)比較平緩時(shí)，同標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)不當(dāng)抽水后期曲線(xiàn)比較平緩時(shí)，同標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)不容易擬合準(zhǔn)確，常帶有人為誤差。容易擬合準(zhǔn)確，常帶有人為誤差。 因此擬合時(shí)盡可能用中部彎曲的線(xiàn)段。因此擬合時(shí)盡可能用中部彎曲的線(xiàn)段。 2.Jacob2.Jacob直線(xiàn)圖解法直線(xiàn)圖解法(1)slgt/r2直線(xiàn)圖解法直線(xiàn)圖解法當(dāng)當(dāng)u足夠小時(shí)，可用足夠小時(shí)，可用Jacob式計(jì)算式計(jì)算可變形為：可變形為：顯然，顯然，s與與lgt/r2是線(xiàn)性關(guān)系。是線(xiàn)性關(guān)系。在單對(duì)數(shù)紙上以在單對(duì)數(shù)紙上以t/r2為為橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)

18、,以以s為縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo),slgt/r2為一直線(xiàn)為一直線(xiàn),如下圖。如下圖。直線(xiàn)的斜率為直線(xiàn)的斜率為i，則：，則： 得：得：TQi43 .2iQT43 .22*2*lg183. 025. 2lg183. 0)25. 2lg(183. 0rtTQTTQrtTTQs*225. 2lg183. 0rTtTQs (2)slgt/r(2)slgt/r2 2直線(xiàn)圖解法直線(xiàn)圖解法當(dāng)當(dāng)S=0，有：，有： 可得：可得：將截距（將截距（t/r2）代入上面式子，得：）代入上面式子，得：2*25. 2lg43 . 20rtTTQ125.22*rtT2*25. 2rtT(3)slgt(3)slgt直線(xiàn)圖解法直線(xiàn)圖解法前式

19、還可變?yōu)椋呵笆竭€可變?yōu)椋?直線(xiàn)的斜率為直線(xiàn)的斜率為 ，可得：，可得：當(dāng)當(dāng)S=0時(shí)，得截距時(shí)，得截距(t)代入上面式子，得：代入上面式子，得：*225. 2lg43 . 2lg43 . 2rTTQtTQsTQi43 . 2iQT43 . 2 trTtrTTQ2*225. 225. 2lg43 . 20直線(xiàn)圖解法的優(yōu)點(diǎn)：直線(xiàn)圖解法的優(yōu)點(diǎn)：既可以避免配線(xiàn)法的隨意性，又能充分利用抽水后既可以避免配線(xiàn)法的隨意性，又能充分利用抽水后期的所有資料。期的所有資料。 注意：注意：JacobJacob公式的條件是公式的條件是u u0.010.01。 因?yàn)橐驗(yàn)?，所以要求，所以要求r小，小，t大。大。選資料時(shí)，要選

20、距抽水井近，且抽水時(shí)間長(zhǎng)的觀測(cè)選資料時(shí)，要選距抽水井近，且抽水時(shí)間長(zhǎng)的觀測(cè)孔資料，畫(huà)直線(xiàn)時(shí)以抽水中、后期的數(shù)據(jù)為主。否孔資料，畫(huà)直線(xiàn)時(shí)以抽水中、后期的數(shù)據(jù)為主。否則，抽水時(shí)間短，直線(xiàn)斜率小，截距值小，所得的則，抽水時(shí)間短，直線(xiàn)斜率小，截距值小，所得的T值偏大，而值偏大，而*值偏小。值偏小。Ttru4*23.3.水位恢復(fù)法水位恢復(fù)法抽水試驗(yàn)曲線(xiàn)如下圖。抽水試驗(yàn)曲線(xiàn)如下圖。剩余降深剩余降深s? 原始水位與停抽后某時(shí)刻水位之差。原始水位與停抽后某時(shí)刻水位之差。 抽水井停抽以前抽水井停抽以前(tp時(shí)刻時(shí)刻)，抽水井以流量，抽水井以流量Q抽水；停抽水；停抽后，處理為以流量抽后，處理為以流量Q繼續(xù)抽水和以

21、流量繼續(xù)抽水和以流量Q注水的疊注水的疊加。加。 當(dāng)當(dāng)ttp， 時(shí)，時(shí)，觀測(cè)觀測(cè)孔得剩余降深為：孔得剩余降深為：式中：式中：t?=t-tpttTQsrtTTQrTtTQslg43 . 225. 2lg43 . 225. 2lg43 . 2*2*201. 0401. 04*2*2Ttrt Tr時(shí)，剩余降深剩余降深s*與與lgt/t?呈線(xiàn)性關(guān)系，斜率為：呈線(xiàn)性關(guān)系，斜率為：將將sp、tp 和求得的和求得的T代入下式：代入下式：可得：可得： *2*225. 2lg25. 2lg43 . 2rTtisrTtTQspppp或ispptra1044. 02iQiQTTQi183.043.243.2( (二二

22、) )潛水含水層潛水含水層據(jù)表繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，如下圖，曲線(xiàn)分據(jù)表繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，如下圖，曲線(xiàn)分A A組和組和B B組，組，作法同前。作法同前。據(jù)實(shí)測(cè)資料，在模數(shù)相同的雙對(duì)數(shù)透明紙上繪據(jù)實(shí)測(cè)資料，在模數(shù)相同的雙對(duì)數(shù)透明紙上繪s st t曲曲線(xiàn)。線(xiàn)。 把曲線(xiàn)的后半部分重疊在把曲線(xiàn)的后半部分重疊在B B組曲線(xiàn)上，保持對(duì)應(yīng)坐組曲線(xiàn)上，保持對(duì)應(yīng)坐標(biāo)平標(biāo)平行，使行，使s st t曲線(xiàn)和曲線(xiàn)和B B組曲線(xiàn)中的某一曲線(xiàn)最大地組曲線(xiàn)中的某一曲線(xiàn)最大地重合，記下該重合，記下該曲線(xiàn)的曲線(xiàn)的值，任選一匹配點(diǎn)，讀出相值，任選一匹配點(diǎn)，讀出相應(yīng)的坐標(biāo)應(yīng)的坐標(biāo)s s、t t、s sd d和和t ty y，代入下式求參數(shù)，代入下

23、式求參數(shù)T T和和。 在在A A組曲線(xiàn)中選組曲線(xiàn)中選值相同的那條線(xiàn)，將值相同的那條線(xiàn)，將s st t曲線(xiàn)的曲線(xiàn)的前半前半部分重疊在其上，使其最大程度擬合，任選匹部分重疊在其上，使其最大程度擬合，任選匹配點(diǎn)，讀出相應(yīng)的坐標(biāo)和配點(diǎn)，讀出相應(yīng)的坐標(biāo)和s s、t t、s sd d和和t ts s，代入下式求，代入下式求參數(shù)參數(shù)T T和和*。 42ydtrtTssQT sdtrtTssQT2*42 2. .直線(xiàn)圖解法直線(xiàn)圖解法 將實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)在單對(duì)數(shù)紙上，將實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)在單對(duì)數(shù)紙上，s s為普通坐標(biāo)，為普通坐標(biāo)，t t為對(duì)數(shù)坐標(biāo)；為對(duì)數(shù)坐標(biāo)； 后期的曲線(xiàn)應(yīng)為一直線(xiàn)，得直線(xiàn)斜率后期的曲線(xiàn)應(yīng)為一直線(xiàn)，得直線(xiàn)

24、斜率i iL，代入下式，代入下式求求T T。 延長(zhǎng)此直線(xiàn)，與延長(zhǎng)此直線(xiàn)，與t t軸交一點(diǎn)，讀取時(shí)間坐標(biāo)軸交一點(diǎn)，讀取時(shí)間坐標(biāo)t tL，代入，代入下式求下式求。 LiQT43 . 2225. 2rTtL( (三三) )有越流補(bǔ)給時(shí)水文地質(zhì)參數(shù)的確定有越流補(bǔ)給時(shí)水文地質(zhì)參數(shù)的確定 1. 配線(xiàn)法配線(xiàn)法 井流計(jì)算公式為：井流計(jì)算公式為： 兩邊取對(duì)數(shù)，兩邊取對(duì)數(shù)，得：得：由此可看出，由此可看出，lgslgt曲線(xiàn)同曲線(xiàn)同lgw(u,r/B)lg1/u曲線(xiàn)曲線(xiàn)的形狀相同，只是橫、縱坐標(biāo)平移了，可用配線(xiàn)法的形狀相同，只是橫、縱坐標(biāo)平移了，可用配線(xiàn)法求參。求參。uTrtBruWTQs14,4*2uTrtBruW

25、TQs1lg4lglg,lg4lglg*2具體步驟：具體步驟： 在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制W(u,r/B) (1/u)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)；標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)； 在另一張模數(shù)相同的透明雙對(duì)數(shù)紙上，點(diǎn)繪在另一張模數(shù)相同的透明雙對(duì)數(shù)紙上，點(diǎn)繪st實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)；曲線(xiàn)； 在保持對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸彼此平行的前提下在保持對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸彼此平行的前提下,相對(duì)移動(dòng)兩坐標(biāo)紙相對(duì)移動(dòng)兩坐標(biāo)紙,在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)中找最優(yōu)重合曲線(xiàn)；在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)中找最優(yōu)重合曲線(xiàn)； 兩曲線(xiàn)重合后兩曲線(xiàn)重合后,任選一配點(diǎn)任選一配點(diǎn),記下對(duì)應(yīng)的四個(gè)坐標(biāo)值記下對(duì)應(yīng)的四個(gè)坐標(biāo)值W(u,r/B)、1/u、s、t，代入下式求得：，代入下式求得： 從曲線(xiàn)上讀得從曲線(xiàn)上讀得

26、r/B，可求得，可求得B和和(K/M)值。值。 )1()(4 ,)(42urtTBruWsQT2 ,)(BTMKBrrB3 33 3 利用地下水動(dòng)態(tài)資料確定利用地下水動(dòng)態(tài)資料確定 水文地質(zhì)參數(shù)水文地質(zhì)參數(shù)利用地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)資料來(lái)確定水文地質(zhì)參數(shù)利用地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)資料來(lái)確定水文地質(zhì)參數(shù)是一種比較經(jīng)濟(jì)的方法，并且確定參數(shù)的范圍比前是一種比較經(jīng)濟(jì)的方法，并且確定參數(shù)的范圍比前者更為廣泛，可以求出一些用抽水試驗(yàn)不能求得的者更為廣泛，可以求出一些用抽水試驗(yàn)不能求得的一些參數(shù)。一些參數(shù)。本節(jié)主要介紹給水度、降水入滲系數(shù)和潛水蒸發(fā)系本節(jié)主要介紹給水度、降水入滲系數(shù)和潛水蒸發(fā)系數(shù)的確定方法。數(shù)的確定方

27、法。一、確定給水度一、確定給水度( () )根據(jù)水均衡原理，可利用達(dá)西線(xiàn)性滲透定律求取。根據(jù)水均衡原理，可利用達(dá)西線(xiàn)性滲透定律求取。利用冬季或較長(zhǎng)時(shí)間干旱季節(jié)的地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資利用冬季或較長(zhǎng)時(shí)間干旱季節(jié)的地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料計(jì)算料計(jì)算,如圖所示如圖所示,陰影部分為計(jì)算區(qū)域陰影部分為計(jì)算區(qū)域(即均衡域即均衡域)。有有1、2、3三個(gè)觀測(cè)孔，無(wú)降雨、無(wú)潛水蒸發(fā)、人三個(gè)觀測(cè)孔，無(wú)降雨、無(wú)潛水蒸發(fā)、人工開(kāi)采等垂向交換水量，地下水僅以地下徑流的方工開(kāi)采等垂向交換水量，地下水僅以地下徑流的方式向下游運(yùn)動(dòng)。為便于研究，取單位寬度含水層，式向下游運(yùn)動(dòng)。為便于研究，取單位寬度含水層，根據(jù)達(dá)西線(xiàn)性滲透定律，則有：根據(jù)

28、達(dá)西線(xiàn)性滲透定律，則有：tLHHhhKqtLHHhhKq2323221212112 ,2根據(jù)給水度的含義，均衡域內(nèi)水量變化量為：根據(jù)給水度的含義，均衡域內(nèi)水量變化量為：由水均衡原理，可得：由水均衡原理，可得：則：則：如滲透系數(shù)為已知，則式中僅給水度為未知量，可如滲透系數(shù)為已知，則式中僅給水度為未知量，可求。求。221LLHqqqq212)22(212323212121LLHtLHHhhLHHhhK如含水層底板為水平時(shí)，則含水層厚度如含水層底板為水平時(shí)，則含水層厚度(h)(h)同水位同水位(H)(H)數(shù)值相等，公式可簡(jiǎn)化為：數(shù)值相等，公式可簡(jiǎn)化為：)(2)22(2)22(222122212122

29、212221232321212132213221LhhLhhLLHtKLLHtLhhLhhKLLHtLhhhhLhhhhK即：整理得：二、降水入滲系數(shù)二、降水入滲系數(shù)降水是自然界水分循環(huán)中最活躍的因子之一，是地降水是自然界水分循環(huán)中最活躍的因子之一，是地下水資源形成的重要組成部分。下水資源形成的重要組成部分。地下水可恢復(fù)資源的多寡是與降水入滲補(bǔ)給量密切地下水可恢復(fù)資源的多寡是與降水入滲補(bǔ)給量密切相關(guān)的。相關(guān)的。但是但是,降落到地面的水分不能直接到達(dá)潛水降落到地面的水分不能直接到達(dá)潛水面面,因?yàn)樵诘孛婧蜐撍嬷虚g隔著一個(gè)包氣帶因?yàn)樵诘孛婧蜐撍嬷虚g隔著一個(gè)包氣帶,入滲的入滲的水必須在包氣帶中向下

30、運(yùn)移才能到達(dá)潛水面。水必須在包氣帶中向下運(yùn)移才能到達(dá)潛水面。( (一一) )降水入滲系數(shù)的概念降水入滲系數(shù)的概念降水入滲系數(shù)是指降水滲入量與降水總量的比值，降水入滲系數(shù)是指降水滲入量與降水總量的比值，一般用一般用a a表示。表示。 a a值的大小取決于地表土層的巖性和土層結(jié)構(gòu)、值的大小取決于地表土層的巖性和土層結(jié)構(gòu)、地形坡度、植被覆蓋以及降水量的大小和降水形地形坡度、植被覆蓋以及降水量的大小和降水形式等。式等。 一般情況下，地表土層的巖性對(duì)一般情況下，地表土層的巖性對(duì)a a值的影響最顯值的影響最顯著。著。 降水入滲系數(shù)可分為次降水入滲系數(shù)、年降水入降水入滲系數(shù)可分為次降水入滲系數(shù)、年降水入滲系

31、數(shù)、多年平均降水入滲系數(shù)，它隨著時(shí)間和滲系數(shù)、多年平均降水入滲系數(shù)，它隨著時(shí)間和空間的變化而變化。空間的變化而變化。 降水入滲系數(shù)是一個(gè)無(wú)量綱系數(shù)，其值變化于降水入滲系數(shù)是一個(gè)無(wú)量綱系數(shù)，其值變化于01之間。之間。不同巖性和降水量的平均年降水入滲系數(shù)不同巖性和降水量的平均年降水入滲系數(shù) 巖性巖性P(mm/a)粘土粘土亞粘土亞粘土亞砂土亞砂土粉細(xì)砂粉細(xì)砂砂卵礫石砂卵礫石5000.020.010.05 0.020.07 0.050.110.080.121000.010.03 0.020.06 0.040.09 0.070.13 0.100.152000.030.05 0.040.10 0.070.

32、13 0.100.17 0.150.214000.050.11 0.080.15 0.120.20 0.150.23 0.220.306000.080.14 0.110.20 0.150.24 0.200.29 0.260.368000.090.15 0.130.23 0.170.26 0.220.31 0.280.3810000.080.15 0.140.23 0.180.26 0.220.31 0.280.3812000.070.14 0.130.21 0.170.25 0.210.29 0.270.3715000.060.12 0.110.18 0.150.2218000.050.10

33、0.090.15 0.130.19(二二)降水入滲補(bǔ)給系數(shù)的確定方法降水入滲補(bǔ)給系數(shù)的確定方法1.1.利用地下水位動(dòng)態(tài)資料計(jì)算降水入滲系數(shù)利用地下水位動(dòng)態(tài)資料計(jì)算降水入滲系數(shù)這種方法適用于地下水位埋藏深度較小的平原區(qū)。這種方法適用于地下水位埋藏深度較小的平原區(qū)。我國(guó)北方平原區(qū)地形平緩，地下徑流微弱，地下水從降水獲我國(guó)北方平原區(qū)地形平緩，地下徑流微弱，地下水從降水獲得補(bǔ)給，消耗于蒸發(fā)和開(kāi)采。得補(bǔ)給，消耗于蒸發(fā)和開(kāi)采。在一次降雨的短時(shí)間內(nèi)，水平排泄和蒸發(fā)消耗都很小，可以在一次降雨的短時(shí)間內(nèi)，水平排泄和蒸發(fā)消耗都很小，可以忽略不計(jì)。忽略不計(jì)。根據(jù)降水過(guò)程前后的地下水位觀測(cè)資料計(jì)算潛水含水層的一根據(jù)降

34、水過(guò)程前后的地下水位觀測(cè)資料計(jì)算潛水含水層的一次降水入滲系數(shù)，可采用下式近似計(jì)算降水入滲系數(shù)：次降水入滲系數(shù)，可采用下式近似計(jì)算降水入滲系數(shù)：Xmaxthhha注意：這種方法的適用條件是幾乎沒(méi)有水平排泄的注意：這種方法的適用條件是幾乎沒(méi)有水平排泄的潛水。在水力坡度大、地下徑流強(qiáng)烈的地區(qū)，降水潛水。在水力坡度大、地下徑流強(qiáng)烈的地區(qū)，降水入滲補(bǔ)給量不完全反映在潛水面的上升中，而有一入滲補(bǔ)給量不完全反映在潛水面的上升中，而有一部分水從水平方向排泄掉了，則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的降水部分水從水平方向排泄掉了，則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的降水入滲系數(shù)值偏小。入滲系數(shù)值偏小。2.直線(xiàn)斜率法直線(xiàn)斜率法根據(jù)水均衡原理，有：根據(jù)水均衡原

35、理，有：式中：式中：X為降水量，為降水量，Y為年總徑流深，為年總徑流深，Z為年蒸為年蒸發(fā)量。發(fā)量。ZYXQn則則hX為直線(xiàn)關(guān)系，為直線(xiàn)關(guān)系，a a為斜率。利用降水和年徑流深為斜率。利用降水和年徑流深資料可以求解。資料可以求解。三、潛水蒸發(fā)系數(shù)三、潛水蒸發(fā)系數(shù)潛水蒸發(fā)是指潛水在土壤水勢(shì)作用下運(yùn)移至包氣帶并蒸發(fā)成潛水蒸發(fā)是指潛水在土壤水勢(shì)作用下運(yùn)移至包氣帶并蒸發(fā)成為水汽的現(xiàn)象。為水汽的現(xiàn)象。在潛水埋深較小的地區(qū)，潛水蒸發(fā)是潛水的主要排泄途徑，在潛水埋深較小的地區(qū)，潛水蒸發(fā)是潛水的主要排泄途徑，直接影響到潛水位的消退。直接影響到潛水位的消退。單位時(shí)間的潛水蒸發(fā)量稱(chēng)為潛水蒸發(fā)強(qiáng)度單位時(shí)間的潛水蒸發(fā)量稱(chēng)

36、為潛水蒸發(fā)強(qiáng)度，潛水蒸發(fā)強(qiáng)度的，潛水蒸發(fā)強(qiáng)度的變化既受潛水埋深的制約，又受氣象、土壤、植被等因素的變化既受潛水埋深的制約，又受氣象、土壤、植被等因素的影響。影響。XZh Z,-hQ Y,-Xhna故：則令(一一) 潛水蒸發(fā)強(qiáng)度的確定潛水蒸發(fā)強(qiáng)度的確定一般采用阿維里揚(yáng)諾夫公式一般采用阿維里揚(yáng)諾夫公式(1965年年)計(jì)算，公式為：計(jì)算，公式為：公式中各指標(biāo)的確定方法如下：公式中各指標(biāo)的確定方法如下： 值的確定值的確定 以一定時(shí)段以一定時(shí)段(如十日、五日等如十日、五日等)為單位，從實(shí)測(cè)資料中為單位，從實(shí)測(cè)資料中摘出響應(yīng)的摘出響應(yīng)的 和和 , 繪制關(guān)系曲線(xiàn)繪制關(guān)系曲線(xiàn),使曲線(xiàn)尾端順勢(shì)使曲線(xiàn)尾端順勢(shì)延長(zhǎng)

37、，與延長(zhǎng)，與 軸相交軸相交,可以近似地得到可以近似地得到 值。值。 nEE)1 (000h0這里有兩個(gè)問(wèn)題值得注意：這里有兩個(gè)問(wèn)題值得注意：怎樣取時(shí)段內(nèi)怎樣取時(shí)段內(nèi) 值的問(wèn)題值的問(wèn)題一種方法是取時(shí)段始末的均值，這樣求出的一種方法是取時(shí)段始末的均值，這樣求出的 值略偏??；值略偏?。涣硪环N方法是取時(shí)段末時(shí)刻的埋深值。另一種方法是取時(shí)段末時(shí)刻的埋深值。曲線(xiàn)尾端延長(zhǎng)的任意性問(wèn)題曲線(xiàn)尾端延長(zhǎng)的任意性問(wèn)題曲線(xiàn)的延長(zhǎng)使得曲線(xiàn)的延長(zhǎng)使得 值可能偏大或偏小一點(diǎn)，對(duì)蒸發(fā)量值影值可能偏大或偏小一點(diǎn)，對(duì)蒸發(fā)量值影響不大，但宜通過(guò)多次綜合分析后確定。響不大，但宜通過(guò)多次綜合分析后確定。另外，另外，潛水蒸發(fā)極限埋深一方面與土質(zhì)有關(guān)，其次也與作物潛水蒸發(fā)極限埋深一方面與土質(zhì)有關(guān)，其次也與作物等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。例如，根據(jù)安徽省水利科學(xué)研究院五道溝試驗(yàn)例如，根據(jù)安徽省水利科學(xué)研究院五道溝試驗(yàn)場(chǎng)資料，在無(wú)作物的條件下，粉質(zhì)粘土的潛水蒸發(fā)極限埋深場(chǎng)資料，在無(wú)作物的條件下，粉質(zhì)粘土的潛水蒸發(fā)極限埋深2.32.5m，粉土為，粉土為4.0m；在有作物條件下，粉質(zhì)粘土的潛；在有作物條件下，粉質(zhì)粘土的潛水蒸發(fā)極限埋深水蒸發(fā)極限埋深3.23.5m，粉土為，粉土為5m左右。左右。0 n值的確定值的確定前述經(jīng)驗(yàn)公式可改寫(xiě)為：前述經(jīng)驗(yàn)公式可改寫(xiě)為：即：即： 兩邊取對(duì)數(shù)，得：