水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗課件

水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗?zāi)夸?2水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗水文地質(zhì)現(xiàn)場1抽水試驗小結(jié)4目錄抽水試驗原理抽水試驗的設(shè)計12抽水試驗計算3抽水試驗專題講座5抽水試驗小結(jié)4目錄抽水試驗原理抽水試驗的設(shè)計12抽水試驗計算1抽水試驗原理抽水試驗是對含水層產(chǎn)生一個人工激發(fā)，含水層做出一個響應(yīng)（滲流場的流線發(fā)生變形），并形成一個井流場的過程。井流場的影響深度受取水構(gòu)筑物形式的限制，影響范圍小于或等于含水層滲流場。抽水試驗的效果受到邊界條件、水流特征及巖性均質(zhì)性等影響。抽水井含水層井流線邊界鉆孔1抽水試驗原理抽水試驗是對含水層產(chǎn)生一個人工激發(fā)，含水層做抽水試驗示意性剖面圖12345678910抽水試驗示意性剖面圖12345678910井流方程推導(dǎo)與假設(shè)地下水運動方程-承壓含水層為例由基于層流的達(dá)西定律、質(zhì)量與能量守恒原理及水流連續(xù)性原理可推導(dǎo)出地下水運動方程。在有邊界及初始條件下，可有數(shù)值法求解。能進(jìn)行sw(t)中長期預(yù)測。在設(shè)定無限邊界、均質(zhì)各向同性等條件下，推算出泰斯非穩(wěn)定流公式，通過模板配線獲得K/T、μ/S參數(shù)的水動力解析解，可進(jìn)行sw(t)短期預(yù)測。假設(shè)存在一圓島型補(bǔ)給邊界的條件下，泰斯公式可簡化為裘布依穩(wěn)定流公式，通過代數(shù)計算即可獲得簡單的K/T參數(shù)值，只能用于sw-Q預(yù)測。地下水仿真均質(zhì)無邊界概化條件高度簡化井流方程推導(dǎo)與假設(shè)地下水運動方程-承壓含水層為例由基于層流的抽水試驗類型介紹一、抽水試驗的分類1.按廣義的抽注水形式：抽水試驗，脈沖式注水試驗2.按取水構(gòu)筑物形式：鉆孔抽水試驗，機(jī)民井抽水試驗3.按試驗井孔數(shù)：單孔抽水試驗，群孔抽水試驗，開采性抽水試驗4.按滲流的流態(tài)：穩(wěn)定流抽水試驗，非穩(wěn)定抽水試驗5.按井孔的結(jié)構(gòu)類型：完整井抽水試驗，非完整井抽水試驗6.按含水介質(zhì)的不同：裂隙水抽水試驗，孔隙水（潛水，承壓水）抽水試驗二、穩(wěn)定流抽水試驗在勘查階段比較低，供排水規(guī)模比較小及項目審查要求不很是嚴(yán)的情況下均可以采用，多數(shù)情況下無須布設(shè)水位觀測井。該方法具有成本低，見效快及計算簡單的特點。三、非穩(wěn)定流抽水試驗在勘查階段比較高、水文地質(zhì)條件復(fù)雜、供排水規(guī)模比較大，以及要進(jìn)行動態(tài)水資源評價的情況下多采用。但該方法需要觀測井，水位觀測值基本上都要參與分析計算，水位及水量觀測精度要求較高；配線過程比較復(fù)雜。但總體來看，一般只須進(jìn)行一個落程的試驗，不需要穩(wěn)定觀測過程。四、群孔抽水試驗有二個以上的抽水井及有水位觀測井，由于響應(yīng)范圍較大，取得的水文地質(zhì)參數(shù)精度較單孔高，同時由于抽水試驗過程較長，結(jié)果可用于數(shù)值模型識別，因此具有特別意義。抽水試驗類型介紹一、抽水試驗的分類1.穩(wěn)定流抽水試驗1.穩(wěn)定流抽水試驗穩(wěn)定流抽水試驗的目的穩(wěn)定流抽水試驗是建立在裘布依穩(wěn)定流理論體系之上，在有給定補(bǔ)給邊界條件、具有均質(zhì)性及無限補(bǔ)給有保障的假設(shè)前提下進(jìn)行的；試驗結(jié)果可獲取含水層滲透系數(shù)近似值，不能獲取給水度或儲水系數(shù)參數(shù)值；考慮到裘布依公式的假設(shè)條件與現(xiàn)實條件有非常大的差別，影響半徑模型（對稱濟(jì)姆模型）與圓島模型不是一回事，試驗結(jié)果不能直接用于水資源評價（平均布井法，穩(wěn)定流干擾系數(shù)法，流線計算法等）。同時，按此理論，在新的供水水文地質(zhì)規(guī)范中也明確提出要淡化“影響半徑”的參數(shù)概念；考慮到邊界對抽水試驗的影響，穩(wěn)定延續(xù)時間亦不宜太長。⑴確定地下水富水性等級，涌水量外推計算；⑵確定含水層性能參數(shù)，如滲透系數(shù)值；⑶確定洗井效果及井損情況；穩(wěn)定流抽水試驗的目的2抽水試驗設(shè)計1.設(shè)計前的準(zhǔn)備工作⑴獲取井孔的結(jié)構(gòu)情況，明確試驗的目的與技術(shù)要求；⑵進(jìn)行1～2km范圍的水文地質(zhì)勘測，避免周邊水體及井孔影響；⑶推測單井涌水量，進(jìn)行提水設(shè)備（水泵，壓風(fēng)機(jī)等）及落程安排；⑷提出觀測時間，觀測方法及觀測誤差的技術(shù)要求。2.抽水試驗的觀測要求⑴抽水井水位觀測按非穩(wěn)定流要求，正式抽水試驗前進(jìn)行幾次靜止水位觀測；⑵水量觀測要求；⑶氣溫及水溫觀測要求；⑷穩(wěn)定延續(xù)時間要求（不能長也不能短）；⑸恢復(fù)水位觀測要求；⑹試驗前后的井深測量要求；3.非穩(wěn)定流觀測孔布置前，應(yīng)進(jìn)行抽水試驗性能分析，保證觀測井?dāng)?shù)據(jù)有效性4.重大抽水試驗，應(yīng)編制單井抽水試驗設(shè)計書2抽水試驗設(shè)計1.設(shè)計前的準(zhǔn)備工作提示1、區(qū)域水位變化對長時間的抽水試驗有一定的影響，特別是水位變幅較大的時期。因此，抽水試驗應(yīng)盡量安排在區(qū)域水位變幅較小的時期進(jìn)行。2、無論區(qū)域水位如何變化，應(yīng)盡可能在抽水試驗前遠(yuǎn)距離設(shè)置一個區(qū)域水位觀測井，在抽水試驗計算時，進(jìn)行水位誤差消除。3、盡可能在試驗過程中采用同一條測線，并在試驗結(jié)束后進(jìn)行測線刻度修正，修正值應(yīng)反映到計算水位中。提示1、區(qū)域水位變化對長時間的抽水試驗有一定的影響，特別是水3抽水試驗計算穩(wěn)定流抽水試驗計算步驟與要點：⑴分析抽水試驗資料，用曲度法或差分法（包括相關(guān)系數(shù)法）確定抽水試驗sw-Q，sw-q曲線類型，是否反常；⑵進(jìn)行抽水試驗sw-Q曲線方程擬合，并確定曲線類型及系數(shù)；⑶如果有2個以上落程試驗則進(jìn)行層流降深計算（去井損）；⑷確定井孔的非完整性及井孔特征值；⑸選擇合理公式進(jìn)行K值迭代計算；⑹進(jìn)行涌水量外推計算。去井損后的潛水非完整井公式與影響半徑經(jīng)驗公式迭代，如右圖。如果只有單落程，則加入阿勃拉莫夫水躍值經(jīng)驗公式。3抽水試驗計算穩(wěn)定流抽水試驗計算步驟與要點：去井損后的潛水水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗課件非穩(wěn)定流抽水試驗計算步驟與要點：⑴分析抽水試驗資料，確定抽水試驗sw-lg(t)曲線拐點是否明顯；⑵進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，確定是否有越流影響、邊界影響及滯后影響等；⑶進(jìn)行相應(yīng)模型下的標(biāo)準(zhǔn)曲線配線分析，確定T及S值；⑷如果需要預(yù)測則錄入設(shè)計井孔并進(jìn)行降深預(yù)測。曲線類型判別配線及求參非穩(wěn)定流抽水試驗計算步驟與要點：曲線類型判別配線及求參含水層非穩(wěn)定流參數(shù)計算的AQUIFERTEST軟件界面含水層非穩(wěn)定流參數(shù)計算的AQUIFERTEST軟件界面提示：⑴受骨架壓縮及井筒涌水影響，第1分鐘內(nèi)的觀測值可能偏離泰斯曲線；⑵受邊界影響或越流等情況影響，尾部曲線可能偏離泰斯曲線；指定時間不同距離的泰斯曲線示意圖提示：指定時間不同距離的泰斯曲線示意圖AQUIFERTEST（V4.2）計算軟件的指定時間降深場預(yù)報AQUIFERTEST（V4.2）計算軟件的指定時間降深場預(yù)4抽水試驗小結(jié)一、文字部分⑴抽水試驗的類型，時間，落程安排及人員觀測情況；⑵場地水文地質(zhì)條件背景情況；⑶抽水試驗觀測值及誤差統(tǒng)計情況；⑷抽水試驗參數(shù)計算；⑸存在問題；二、圖表部分⑴抽水試驗現(xiàn)場曲線二條（穩(wěn)定流），非穩(wěn)定流一條；⑵降深與涌水量歷時曲線，相應(yīng)觀測記錄表；⑶配線及參數(shù)（非穩(wěn)定流）；⑷抽水試驗統(tǒng)計表及實際材料圖。4抽水試驗小結(jié)一、文字部分5抽水試驗專題講座⑴大厚度含水層⑵“影響半徑模型”錯誤⑶抽水量的保障⑷由穩(wěn)定流理論引發(fā)的開采量保證問題⑸抽水會影響到邊界嗎?⑹三維流及非完整性對抽水試驗設(shè)計的影響⑺水文地質(zhì)參數(shù)的正確概念⑻中外抽水試驗的差異及進(jìn)展⑼抽水試驗性能分析可代替井群規(guī)劃⑽抽水試驗重要提示5抽水試驗專題講座⑴大厚度含水層⑴大厚度含水層水文地質(zhì)參數(shù)T/S與含水段的巖性結(jié)構(gòu)有密切的聯(lián)系,當(dāng)含水層厚度非常大時,水文鉆探及抽水設(shè)備不能滿足了解整個含水層參數(shù)的要求.抽水井由于本身結(jié)構(gòu)原因及層流要求,過水流速不能太大,因此,當(dāng)含水層厚度(或濾水管長度)遠(yuǎn)大于濾水管有效工作長度時,濾水管長度的增加不能與出水量成正比關(guān)系,引發(fā)含水層有效厚度概念.根據(jù)陳雨孫等的試驗對比結(jié)果,濾水管有效工作長度在17～35米,當(dāng)含水層厚度或濾水管工作長度遠(yuǎn)大于這個數(shù)據(jù)時,求出的穩(wěn)定流K值會大大偏小于經(jīng)驗值,這時應(yīng)采用T值,若要進(jìn)行K值對比則采用含水層有效厚度去計算.⑴大厚度含水層水文地質(zhì)參數(shù)T/S與含水段的巖性結(jié)構(gòu)有密切的聯(lián)⑵“影響半徑模型”錯誤裘布依提出的“圓島模型”是高度概化的環(huán)島狀補(bǔ)給邊界模型,抽水量完全是由”海水”補(bǔ)給的,取之不盡,用之不完,完全能夠達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?！坝绊懓霃健蹦Ｐ褪堑聡聊竟こ處烼hiem所提出。他認(rèn)為：在水平方向無限延伸的含水層中的R值可以近似取為從抽水井中心到實際上觀測不出地下水位下降處的水平距離，這樣就引出“影響半徑”的概念。⑵“影響半徑模型”錯誤裘布依提出的“圓島模型”是高度概化的環(huán)⑶抽水量的保障⑶抽水量的保障水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗課件⑷由穩(wěn)定流理論引發(fā)的開采量保證問題⑷由穩(wěn)定流理論引發(fā)的開采量保證問題⑸抽水會影響到邊界嗎?⑸抽水會影響到邊界嗎?按照穩(wěn)定流理論，抽水一段時間后存在一個影響半徑，影響半徑以外的區(qū)域不受井流影響，不產(chǎn)生水位下降，顯然，這也意味著不會影響到距抽水很遠(yuǎn)的邊界了。這時的水量均衡關(guān)系可表示為：Qb=Qp+△Qk，這個公式成立嗎？，顯然是不成立的，因為未開采時的Qb=Qp，既然開采未影響到邊界，那么開采時的補(bǔ)給量和原有的排泄量也是不變化的。開采的地下水來自何處呢？根據(jù)前面的分析，如果抽水未影響到邊界，那么開采量就應(yīng)該完全是由動用儲存量來提供的了。補(bǔ)給量Qb排泄量Qp增加開采后△Qk按照穩(wěn)定流理論，抽水一段時間后存在一個影響半徑，影響半徑以外⑹三維流及非完整性對抽水試驗設(shè)計的影響當(dāng)降深很大或含水層頂?shù)装遄兓^大時，靠近抽水井附近三維流的影響非常大，而常規(guī)的抽水試驗設(shè)計的求參多為層流的KX或KY或KXY，并沒有考慮KZ，因此，根據(jù)物探解釋成果或機(jī)民井調(diào)查成果盡量選擇有代表性的井孔，或盡量避免大降深，或水位觀測井離開抽水井足夠遠(yuǎn)?？紤]到不同深度的觀測井或觀測井在不同深度具有不同的水位值，觀測井與抽水井盡可能的同結(jié)構(gòu)同孔深。⑹三維流及非完整性對抽水試驗設(shè)計的影響當(dāng)降深很大或含水層頂?shù)讌?shù)的概念參數(shù)的應(yīng)用條件參數(shù)的尺度1、K-滲透系數(shù)，T-導(dǎo)水系數(shù)，S-儲水系數(shù)，μ-給水度2、T=K*MS=μ+Ss*M3、在含水層厚度變化較大的情況下，采用K/Ss組合；在含水層厚

度變化較小的情況下可以采用T/S組合，4、不存在在潛水含水層中采用K，S；承壓含水層中采用T，S或穩(wěn)定流為K，非穩(wěn)定流為T，S說法。5、含水層參數(shù)與井流參數(shù)并不完全吻合，對井流而言,不同深度的K參數(shù)與水位值隨高程的降低而變小，與地表水流的參數(shù)分布特征表現(xiàn)出高度的相似性。出現(xiàn)問題？中外研究交流方面以為然所以為然發(fā)展與創(chuàng)新解決問題?、怂牡刭|(zhì)參數(shù)的正確概念參數(shù)的概念1、K-滲透系數(shù)，T-導(dǎo)水系數(shù)，S-儲水系數(shù)，μ-⑻中外抽水試驗的差異及進(jìn)展抽水試驗井只提供激發(fā)，計算依靠水位觀測井；單孔穩(wěn)定流抽水試驗參數(shù)計算結(jié)果受成井及冼井效果影響，多不采用；不只有穩(wěn)定流試驗才能計算井損，階梯式非穩(wěn)定流抽水試驗同樣也能提供；孔隙水與裂隙水的滲流計算公式并不等同；不同于國內(nèi)，要求提供填礫層的厚度及滲透系數(shù)值；在抽水試驗計算中允許變流量或流量有變化，并不影響非穩(wěn)定流配線；在非穩(wěn)定流計算前要進(jìn)行異常值剔除及曲線類型判別；隨著算法進(jìn)步及計算機(jī)的利用，除了泰斯配線，博爾頓及紐曼等滯后給水越流存在的算法，出現(xiàn)了很多新的算法。⑻中外抽水試驗的差異及進(jìn)展抽水試驗井只提供激發(fā)，計算依靠水位主要非穩(wěn)定流抽水試驗計算方法統(tǒng)計一覽表備注：根據(jù)加拿大滑鐵瀘水文地質(zhì)公司AqufertestV35軟件編制主要非穩(wěn)定流抽水試驗計算方法統(tǒng)計一覽表備注：根據(jù)加拿大滑⑼抽水試驗性能分析可代替井群規(guī)劃井距

(m)井1坐標(biāo)井2坐標(biāo)井3坐標(biāo)孔壁降深

(m)漏斗中心降深

(m)10-8.66,-58.66,-50,103.723.4825-21.6,-12.521.6,-12.50,253.513.1750-43.3,-2543.3,-253.352.92100-86.6,-5086.6,-500,1003.212.70200-173.2,-100173.2,-1000,2003.052.45300-260,-150260,-1500,3002.952.31400-346.4,-200346.4,-2000,4002.892.21500-433,-250433,-2500,5002.862.12600-520,-300520,-3000,6002.812.06700-606,-350606,-3500,7002.772.02800-693,-400693,-4000,8002.741.97900-779,-450779,-4500,9002.711.941000-866,-500866,-5000,10002.681.91一、設(shè)定含水層及抽水井參數(shù)取承壓完整含水層厚度72米,滲透系數(shù)86m/d,儲水系數(shù)0.002，單井涌水量4400m3/d，井深130m，孔徑650mm，管徑426mm，濾水管工作長度為40m的系列含水層參數(shù)及生產(chǎn)井結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。二、井群坐標(biāo)參數(shù)及計算采用等邊三角形進(jìn)行井群布設(shè)，共設(shè)置三眼相同結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)井，取三角形中心的坐標(biāo)為原點（0，0），計算采用AQUFERTEST軟件進(jìn)行，將計算結(jié)果在曲線中查到后填入表1中。在其它軟件中進(jìn)行有關(guān)曲線的繪制。圖1為單孔抽水試驗1100天時的降深距離曲線圖，圖2為三孔等距群孔抽水1100天時的中心觀測孔及孔壁降深—井距曲線圖。表1為等距生產(chǎn)井坐標(biāo)及計算結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計一覽表。⑼抽水試驗性能分析可代替井群規(guī)劃井距(m)井1坐標(biāo)井2坐標(biāo)水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗課件三、計算結(jié)果及結(jié)論1、單井抽水時的孔壁降深—距離曲線與群孔抽水試驗降落漏斗中心及生產(chǎn)井孔壁降深—井距曲線均為形態(tài)相近的曲線類型。抽水的前段曲線為半對數(shù)型，后中段為類似漸近線的貝塞爾極數(shù)類型。2、兩種方法的井距分析結(jié)果相近，250～300米為可以接受的最小井距，取曲線2最大曲線降幅（約2.5m）的20%段或曲線曲率明顯變緩段的點位對應(yīng)的優(yōu)化井距為350米。3、兩種方法在井距分析時均有效，但以第一種方法最簡單；第二種方法計算煩瑣但曲線拐點明顯。在計算報告書中根據(jù)情況進(jìn)行選用，如果第一方法拐點明顯則用之，若不明顯則應(yīng)用第二種方法。三、計算結(jié)果及結(jié)論穩(wěn)定流抽水試驗一般安排在非勘探孔中進(jìn)行，抽水試驗的目的多為：計算K或T參數(shù)值，建立涌水量外推方程。參與計算的水位降深值有一定的要求：抽水孔中的水位降深值sw需要進(jìn)行去井損計算，消除水躍、三維流及紊流的降深影響；觀測孔的距離必須滿足r>1.2M及r<0.2R，并且sw-lg(r)呈半對數(shù)關(guān)系。穩(wěn)定流抽水試驗計算的參數(shù)值一般都小于非穩(wěn)定流抽水試驗，這主要是由試驗方法理論及井結(jié)構(gòu)本身的局限性造成的。非穩(wěn)定流抽水試驗的水位觀測一般在觀測孔中進(jìn)行，參與計算的是一個系列的降深值，這與穩(wěn)定流抽水試驗參數(shù)計算有明顯的差異，計算的參數(shù)值主要是T及S值。在有越流補(bǔ)給的情況下，可以計算越流系數(shù)。抽水試驗采用的試驗手段及計算公式應(yīng)與水資源評價的方法一致。由于穩(wěn)定流理論的局限性，控制性抽水試驗一般都要求進(jìn)行非穩(wěn)定流抽水試驗。在水文地質(zhì)條件不清或難以查清、需水量比較大且保證程度比較高的情況下，一般要進(jìn)行一次開采性抽水試驗，抽水在低水位期進(jìn)行，并延至水位明顯上升。在找水靶區(qū)或水源地開采地段應(yīng)布置一組群孔抽水試驗，試驗結(jié)果往往比單孔抽水試驗的效果要好，計算的參數(shù)有區(qū)代表性。⑽抽水試驗重要提示穩(wěn)定流抽水試驗一般安排在非勘探孔中進(jìn)行，抽水試驗的目的多為：2011年元月烏魯木齊市向永2011年元月烏魯木齊市向永 謝謝大家！ 謝謝大家！35水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗?zāi)夸?2水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗水文地質(zhì)現(xiàn)場36抽水試驗小結(jié)4目錄抽水試驗原理抽水試驗的設(shè)計12抽水試驗計算3抽水試驗專題講座5抽水試驗小結(jié)4目錄抽水試驗原理抽水試驗的設(shè)計12抽水試驗計算1抽水試驗原理抽水試驗是對含水層產(chǎn)生一個人工激發(fā)，含水層做出一個響應(yīng)（滲流場的流線發(fā)生變形），并形成一個井流場的過程。井流場的影響深度受取水構(gòu)筑物形式的限制，影響范圍小于或等于含水層滲流場。抽水試驗的效果受到邊界條件、水流特征及巖性均質(zhì)性等影響。抽水井含水層井流線邊界鉆孔1抽水試驗原理抽水試驗是對含水層產(chǎn)生一個人工激發(fā)，含水層做抽水試驗示意性剖面圖12345678910抽水試驗示意性剖面圖12345678910井流方程推導(dǎo)與假設(shè)地下水運動方程-承壓含水層為例由基于層流的達(dá)西定律、質(zhì)量與能量守恒原理及水流連續(xù)性原理可推導(dǎo)出地下水運動方程。在有邊界及初始條件下，可有數(shù)值法求解。能進(jìn)行sw(t)中長期預(yù)測。在設(shè)定無限邊界、均質(zhì)各向同性等條件下，推算出泰斯非穩(wěn)定流公式，通過模板配線獲得K/T、μ/S參數(shù)的水動力解析解，可進(jìn)行sw(t)短期預(yù)測。假設(shè)存在一圓島型補(bǔ)給邊界的條件下，泰斯公式可簡化為裘布依穩(wěn)定流公式，通過代數(shù)計算即可獲得簡單的K/T參數(shù)值，只能用于sw-Q預(yù)測。地下水仿真均質(zhì)無邊界概化條件高度簡化井流方程推導(dǎo)與假設(shè)地下水運動方程-承壓含水層為例由基于層流的抽水試驗類型介紹一、抽水試驗的分類1.按廣義的抽注水形式：抽水試驗，脈沖式注水試驗2.按取水構(gòu)筑物形式：鉆孔抽水試驗，機(jī)民井抽水試驗3.按試驗井孔數(shù)：單孔抽水試驗，群孔抽水試驗，開采性抽水試驗4.按滲流的流態(tài)：穩(wěn)定流抽水試驗，非穩(wěn)定抽水試驗5.按井孔的結(jié)構(gòu)類型：完整井抽水試驗，非完整井抽水試驗6.按含水介質(zhì)的不同：裂隙水抽水試驗，孔隙水（潛水，承壓水）抽水試驗二、穩(wěn)定流抽水試驗在勘查階段比較低，供排水規(guī)模比較小及項目審查要求不很是嚴(yán)的情況下均可以采用，多數(shù)情況下無須布設(shè)水位觀測井。該方法具有成本低，見效快及計算簡單的特點。三、非穩(wěn)定流抽水試驗在勘查階段比較高、水文地質(zhì)條件復(fù)雜、供排水規(guī)模比較大，以及要進(jìn)行動態(tài)水資源評價的情況下多采用。但該方法需要觀測井，水位觀測值基本上都要參與分析計算，水位及水量觀測精度要求較高；配線過程比較復(fù)雜。但總體來看，一般只須進(jìn)行一個落程的試驗，不需要穩(wěn)定觀測過程。四、群孔抽水試驗有二個以上的抽水井及有水位觀測井，由于響應(yīng)范圍較大，取得的水文地質(zhì)參數(shù)精度較單孔高，同時由于抽水試驗過程較長，結(jié)果可用于數(shù)值模型識別，因此具有特別意義。抽水試驗類型介紹一、抽水試驗的分類1.穩(wěn)定流抽水試驗1.穩(wěn)定流抽水試驗穩(wěn)定流抽水試驗的目的穩(wěn)定流抽水試驗是建立在裘布依穩(wěn)定流理論體系之上，在有給定補(bǔ)給邊界條件、具有均質(zhì)性及無限補(bǔ)給有保障的假設(shè)前提下進(jìn)行的；試驗結(jié)果可獲取含水層滲透系數(shù)近似值，不能獲取給水度或儲水系數(shù)參數(shù)值；考慮到裘布依公式的假設(shè)條件與現(xiàn)實條件有非常大的差別，影響半徑模型（對稱濟(jì)姆模型）與圓島模型不是一回事，試驗結(jié)果不能直接用于水資源評價（平均布井法，穩(wěn)定流干擾系數(shù)法，流線計算法等）。同時，按此理論，在新的供水水文地質(zhì)規(guī)范中也明確提出要淡化“影響半徑”的參數(shù)概念；考慮到邊界對抽水試驗的影響，穩(wěn)定延續(xù)時間亦不宜太長。⑴確定地下水富水性等級，涌水量外推計算；⑵確定含水層性能參數(shù)，如滲透系數(shù)值；⑶確定洗井效果及井損情況；穩(wěn)定流抽水試驗的目的2抽水試驗設(shè)計1.設(shè)計前的準(zhǔn)備工作⑴獲取井孔的結(jié)構(gòu)情況，明確試驗的目的與技術(shù)要求；⑵進(jìn)行1～2km范圍的水文地質(zhì)勘測，避免周邊水體及井孔影響；⑶推測單井涌水量，進(jìn)行提水設(shè)備（水泵，壓風(fēng)機(jī)等）及落程安排；⑷提出觀測時間，觀測方法及觀測誤差的技術(shù)要求。2.抽水試驗的觀測要求⑴抽水井水位觀測按非穩(wěn)定流要求，正式抽水試驗前進(jìn)行幾次靜止水位觀測；⑵水量觀測要求；⑶氣溫及水溫觀測要求；⑷穩(wěn)定延續(xù)時間要求（不能長也不能短）；⑸恢復(fù)水位觀測要求；⑹試驗前后的井深測量要求；3.非穩(wěn)定流觀測孔布置前，應(yīng)進(jìn)行抽水試驗性能分析，保證觀測井?dāng)?shù)據(jù)有效性4.重大抽水試驗，應(yīng)編制單井抽水試驗設(shè)計書2抽水試驗設(shè)計1.設(shè)計前的準(zhǔn)備工作提示1、區(qū)域水位變化對長時間的抽水試驗有一定的影響，特別是水位變幅較大的時期。因此，抽水試驗應(yīng)盡量安排在區(qū)域水位變幅較小的時期進(jìn)行。2、無論區(qū)域水位如何變化，應(yīng)盡可能在抽水試驗前遠(yuǎn)距離設(shè)置一個區(qū)域水位觀測井，在抽水試驗計算時，進(jìn)行水位誤差消除。3、盡可能在試驗過程中采用同一條測線，并在試驗結(jié)束后進(jìn)行測線刻度修正，修正值應(yīng)反映到計算水位中。提示1、區(qū)域水位變化對長時間的抽水試驗有一定的影響，特別是水3抽水試驗計算穩(wěn)定流抽水試驗計算步驟與要點：⑴分析抽水試驗資料，用曲度法或差分法（包括相關(guān)系數(shù)法）確定抽水試驗sw-Q，sw-q曲線類型，是否反常；⑵進(jìn)行抽水試驗sw-Q曲線方程擬合，并確定曲線類型及系數(shù)；⑶如果有2個以上落程試驗則進(jìn)行層流降深計算（去井損）；⑷確定井孔的非完整性及井孔特征值；⑸選擇合理公式進(jìn)行K值迭代計算；⑹進(jìn)行涌水量外推計算。去井損后的潛水非完整井公式與影響半徑經(jīng)驗公式迭代，如右圖。如果只有單落程，則加入阿勃拉莫夫水躍值經(jīng)驗公式。3抽水試驗計算穩(wěn)定流抽水試驗計算步驟與要點：去井損后的潛水水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗課件非穩(wěn)定流抽水試驗計算步驟與要點：⑴分析抽水試驗資料，確定抽水試驗sw-lg(t)曲線拐點是否明顯；⑵進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，確定是否有越流影響、邊界影響及滯后影響等；⑶進(jìn)行相應(yīng)模型下的標(biāo)準(zhǔn)曲線配線分析，確定T及S值；⑷如果需要預(yù)測則錄入設(shè)計井孔并進(jìn)行降深預(yù)測。曲線類型判別配線及求參非穩(wěn)定流抽水試驗計算步驟與要點：曲線類型判別配線及求參含水層非穩(wěn)定流參數(shù)計算的AQUIFERTEST軟件界面含水層非穩(wěn)定流參數(shù)計算的AQUIFERTEST軟件界面提示：⑴受骨架壓縮及井筒涌水影響，第1分鐘內(nèi)的觀測值可能偏離泰斯曲線；⑵受邊界影響或越流等情況影響，尾部曲線可能偏離泰斯曲線；指定時間不同距離的泰斯曲線示意圖提示：指定時間不同距離的泰斯曲線示意圖AQUIFERTEST（V4.2）計算軟件的指定時間降深場預(yù)報AQUIFERTEST（V4.2）計算軟件的指定時間降深場預(yù)4抽水試驗小結(jié)一、文字部分⑴抽水試驗的類型，時間，落程安排及人員觀測情況；⑵場地水文地質(zhì)條件背景情況；⑶抽水試驗觀測值及誤差統(tǒng)計情況；⑷抽水試驗參數(shù)計算；⑸存在問題；二、圖表部分⑴抽水試驗現(xiàn)場曲線二條（穩(wěn)定流），非穩(wěn)定流一條；⑵降深與涌水量歷時曲線，相應(yīng)觀測記錄表；⑶配線及參數(shù)（非穩(wěn)定流）；⑷抽水試驗統(tǒng)計表及實際材料圖。4抽水試驗小結(jié)一、文字部分5抽水試驗專題講座⑴大厚度含水層⑵“影響半徑模型”錯誤⑶抽水量的保障⑷由穩(wěn)定流理論引發(fā)的開采量保證問題⑸抽水會影響到邊界嗎?⑹三維流及非完整性對抽水試驗設(shè)計的影響⑺水文地質(zhì)參數(shù)的正確概念⑻中外抽水試驗的差異及進(jìn)展⑼抽水試驗性能分析可代替井群規(guī)劃⑽抽水試驗重要提示5抽水試驗專題講座⑴大厚度含水層⑴大厚度含水層水文地質(zhì)參數(shù)T/S與含水段的巖性結(jié)構(gòu)有密切的聯(lián)系,當(dāng)含水層厚度非常大時,水文鉆探及抽水設(shè)備不能滿足了解整個含水層參數(shù)的要求.抽水井由于本身結(jié)構(gòu)原因及層流要求,過水流速不能太大,因此,當(dāng)含水層厚度(或濾水管長度)遠(yuǎn)大于濾水管有效工作長度時,濾水管長度的增加不能與出水量成正比關(guān)系,引發(fā)含水層有效厚度概念.根據(jù)陳雨孫等的試驗對比結(jié)果,濾水管有效工作長度在17～35米,當(dāng)含水層厚度或濾水管工作長度遠(yuǎn)大于這個數(shù)據(jù)時,求出的穩(wěn)定流K值會大大偏小于經(jīng)驗值,這時應(yīng)采用T值,若要進(jìn)行K值對比則采用含水層有效厚度去計算.⑴大厚度含水層水文地質(zhì)參數(shù)T/S與含水段的巖性結(jié)構(gòu)有密切的聯(lián)⑵“影響半徑模型”錯誤裘布依提出的“圓島模型”是高度概化的環(huán)島狀補(bǔ)給邊界模型,抽水量完全是由”海水”補(bǔ)給的,取之不盡,用之不完,完全能夠達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?！坝绊懓霃健蹦Ｐ褪堑聡聊竟こ處烼hiem所提出。他認(rèn)為：在水平方向無限延伸的含水層中的R值可以近似取為從抽水井中心到實際上觀測不出地下水位下降處的水平距離，這樣就引出“影響半徑”的概念。⑵“影響半徑模型”錯誤裘布依提出的“圓島模型”是高度概化的環(huán)⑶抽水量的保障⑶抽水量的保障水文地質(zhì)現(xiàn)場試驗抽水試驗課件⑷由穩(wěn)定流理論引發(fā)的開采量保證問題⑷由穩(wěn)定流理論引發(fā)的開采量保證問題⑸抽水會影響到邊界嗎?⑸抽水會影響到邊界嗎?按照穩(wěn)定流理論，抽水一段時間后存在一個影響半徑，影響半徑以外的區(qū)域不受井流影響，不產(chǎn)生水位下降，顯然，這也意味著不會影響到距抽水很遠(yuǎn)的邊界了。這時的水量均衡關(guān)系可表示為：Qb=Qp+△Qk，這個公式成立嗎？，顯然是不成立的，因為未開采時的Qb=Qp，既然開采未影響到邊界，那么開采時的補(bǔ)給量和原有的排泄量也是不變化的。開采的地下水來自何處呢？根據(jù)前面的分析，如果抽水未影響到邊界，那么開采量就應(yīng)該完全是由動用儲存量來提供的了。補(bǔ)給量Qb排泄量Qp增加開采后△Qk按照穩(wěn)定流理論，抽水一段時間后存在一個影響半徑，影響半徑以外⑹三維流及非完整性對抽水試驗設(shè)計的影響當(dāng)降深很大或含水層頂?shù)装遄兓^大時，靠近抽水井附近三維流的影響非常大，而常規(guī)的抽水試驗設(shè)計的求參多為層流的KX或KY或KXY，并沒有考慮KZ，因此，根據(jù)物探解釋成果或機(jī)民井調(diào)查成果盡量選擇有代表性的井孔，或盡量避免大降深，或水位觀測井離開抽水井足夠遠(yuǎn)?？紤]到不同深度的觀測井或觀測井在不同深度具有不同的水位值，觀測井與抽水井盡可能的同結(jié)構(gòu)同孔深。⑹三維流及非完整性對抽水試驗設(shè)計的影響當(dāng)降深很大或含水層頂?shù)讌?shù)的概念參數(shù)的應(yīng)用條件參數(shù)的尺度1、K-滲透系數(shù)，T-導(dǎo)水系數(shù)，S-儲水系數(shù)，μ-給水度2、T=K*MS=μ+Ss*M3、在含水層厚度變化較大的情況下，采用K/Ss組合；在含水層厚

度變化較小的情況下可以采用T/S組合，4、不存在在潛水含水層中采用K，S；承壓含水層中采用T，S或穩(wěn)定流為K，非穩(wěn)定流為T，S說法。5、含水層參數(shù)與井流參數(shù)并不完全吻合，對井流而言,不同深度的K參數(shù)與水位值隨高程的降低而變小，與地表水流的參數(shù)分布特征表現(xiàn)出高度的相似性。出現(xiàn)問題？中外研究交流方面以為然所以為然發(fā)展與創(chuàng)新解決問題?、怂牡刭|(zhì)參數(shù)的正確概念參數(shù)的概念1、K-滲透系數(shù)，T-導(dǎo)水系數(shù)，S-儲水系數(shù)，μ-⑻中外抽水試驗的差異及進(jìn)展抽水試驗井只提供激發(fā)，計算依靠水位觀測井；單孔穩(wěn)定流抽水試驗參數(shù)計算結(jié)果受成井及冼井效果影響，多不采用；不只有穩(wěn)定流試驗才能計算井損，階梯式非穩(wěn)定流抽水試驗同樣也能提供；孔隙水與裂隙水的滲流計算公式并不等同；不同于國內(nèi)，要求提供填礫層的厚度及滲透系數(shù)值；在抽水試驗計算中允許變流量或流量有變化，并不影響非穩(wěn)定流配線；在非穩(wěn)定流計算前要進(jìn)行異常值剔除及曲線類型判別；隨著算法進(jìn)步及計算機(jī)的利用，除了泰斯配線，博爾頓及紐曼等滯后給水越流存在的算法，出現(xiàn)了很多新的算法。⑻中外抽水試驗的差異及進(jìn)展抽水試驗井只提供激發(fā)，計算依靠水位主要非穩(wěn)定流抽水試驗計算方法統(tǒng)計一覽表備注：根據(jù)加拿大滑鐵瀘水文地質(zhì)公司AqufertestV35軟件編制主要非穩(wěn)定流抽水試驗計算方法統(tǒng)計一覽表備注：根據(jù)加拿大滑⑼抽水試驗性能分析可代替井群規(guī)劃井距

(m)井1坐標(biāo)井2坐標(biāo)井3坐標(biāo)孔壁降深

(m)漏斗中心降深

(m)10-8.66,-58.66,-50,103.723.4825-21.6,-12.521.6,-12.50,253.513.1750-43.3,-2543.3,-253.352.92100-86.6,-5086.6,-500,1003.212.70200-173.2,-100173.2,-1000,2003.052.45300-260,-150260,-1500,3002.952.31400-346.4,-200346.4,-2000,4002.892.21500-433,-250433,-2500,5002.862.12600-520,-300520,-3000,6002.812.06700-606,-350606,-3500,7002.772.02800-693,-400693