水文與工程地質(zhì)專業(yè)《實(shí)訓(xùn)2-抽水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理教案》

課題：抽水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)1了解抽水試驗(yàn)的根本概念。2掌握抽水試驗(yàn)的應(yīng)用。3培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程地質(zhì)課程實(shí)訓(xùn)技能的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重難點(diǎn)1抽水試驗(yàn)的用途。2抽水試驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算與分析。教學(xué)過程一、抽水試驗(yàn)簡介。抽水試驗(yàn)是通過抽水設(shè)備，在揭露含水層的鉆孔、豎井、民井、試坑中抽水，獲得一定的水位降低值降深和相應(yīng)的流量，依據(jù)降深和流量，按不同的邊界條件采用相應(yīng)的計(jì)算公式，從而說明鉆孔涌水量Q及其與水位下降S的關(guān)系和與抽水延續(xù)時(shí)間t的關(guān)系，確定井孔的出水能力和計(jì)算含水層的滲透系數(shù)。如圖抽水設(shè)備。抽水試驗(yàn)按水位穩(wěn)定性分為：穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)和非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)方法；按抽水孔類型分為：完整井和非完整井抽水試驗(yàn)；按孔數(shù)可分為：單孔抽水試驗(yàn)、多孔抽水、群孔干擾抽水。穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求應(yīng)滿足以下要求：1宜進(jìn)行3次水位降深，最大水位降深值應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件、并考慮抽水設(shè)備能力確定，其余2次降深值宜分別為最大降深值的1/3和2/3；2基巖含水層水位降深順序宜按先大后小，松散含水層水位降深順序宜按先小后大逐次進(jìn)行；3抽水試驗(yàn)穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間：〔1〕穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)，主孔水位波動(dòng)值應(yīng)不超過3cm~5cm，觀測孔水位波動(dòng)值應(yīng)不超過2cm~3cm；〔2〕主孔涌水量波動(dòng)值應(yīng)不超過平均流量的3%。4抽水試驗(yàn)穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間：1卵石、圓礫和粗砂含水層為8h；2中砂、細(xì)砂和粉砂含水層為16h；3基巖含水層〔帶〕為24h。4根據(jù)含水層的類型、補(bǔ)給條件、水質(zhì)變化和試驗(yàn)?zāi)康牡纫蛩?，穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間可適當(dāng)調(diào)整，中、小降深的抽水穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間可為8h~24h。5抽水試驗(yàn)時(shí)，動(dòng)水位和出水量觀測的時(shí)間，宜在抽水開始后的第5、10、15、20215、30min各觀測一次，以后每隔30min觀測一次。二、抽水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理抽水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理實(shí)訓(xùn)方法步驟與要求為：1閱讀所有圖表及抽水觀測記錄，掌握地層及鉆孔結(jié)構(gòu)，熟悉抽水工作的一般情況;2進(jìn)行抽水資料整理〔1〕利用原始資料繪制流量、水位歷時(shí)曲線及水位恢復(fù)曲線〔Q-t和S-t曲線〕；〔2〕計(jì)算“抽水試驗(yàn)成果表〞中的各項(xiàng)內(nèi)容，選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算公式計(jì)算滲透系數(shù)；〔3〕繪制涌水量Q、單位涌水量q與降深S的關(guān)系曲線，即Q-S曲線，q-S曲線；〔4〕計(jì)算最大涌水量、滲透系數(shù)K值和影響半徑R。【案例分析與計(jì)算】某工程抽水試驗(yàn)抽水井原始資料如表1和表2所示，按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行抽水試驗(yàn)資料的分析與計(jì)算。表1某工程抽水試驗(yàn)原始資料抽水井原始資料觀測孔降深涌水量Qm3/h降深Sm觀1觀2觀3觀4觀5觀6S1mS2mS3mS4mS5mS6m14010050表2觀測孔距離觀測孔距離觀1觀2觀3觀4觀5觀6R1mR2mR3mR4mR5mR6mlgR1=lgR2=lgR3=lgR4=lgR5=lgR6=【分析與解答】根據(jù)資料作Q~S曲線如圖3，呈直線型。第二步：利用最小二乘法確定單位涌水量q值。第三步：計(jì)算最大涌水量：根據(jù)曲線形狀，可將抽水井最大降深延伸至，即Sma=m，最大涌水量Qma=qS=m3/h=m3/d。根據(jù)開挖深度為16m左右，地下水位需控制在17m左右，降深為13m，其涌水量為Q=qS==m3/h=m3/d。第四步：計(jì)算K值：根據(jù)Q-S曲線形狀，選擇帶兩個(gè)觀測孔的承壓完整井公式計(jì)算：上式中Q：涌水量，取3360m3/d；M：含水層厚度，取35m；r1：觀測孔r1距抽水井的距離，??；r2：觀測孔r2距抽水井的距離，取46m；如采用最大涌水量計(jì)算K值第五步：計(jì)算影響半徑R：采用圖解法，因?yàn)镾-lgr呈直線關(guān)系，當(dāng)r=R時(shí)，S=0。作S-lgr關(guān)系曲線，該直線在r軸〔對(duì)數(shù)軸〕上截點(diǎn)處的讀數(shù)目即為R值，求得R=179m。采用公式計(jì)算，帶兩個(gè)觀測孔的承壓完整井公式：采用圖解法計(jì)算和采用公式計(jì)算結(jié)果根本一致。表3為云陽縣故陵鎮(zhèn)抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理成果。三、綜合應(yīng)用<<抽水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理實(shí)訓(xùn)>>：根據(jù)課堂提供的工程案例，學(xué)生分析，課堂內(nèi)