抽水試驗(yàn)方法及過程

1、抽水試驗(yàn)的方法和過程，1抽水試驗(yàn)的目的，2抽水試驗(yàn)的儀器設(shè)備，3抽水試驗(yàn)的分類，4穩(wěn)流抽水試驗(yàn)，5穩(wěn)流抽水試驗(yàn)的數(shù)據(jù)整理，1抽水試驗(yàn)的目的，找出相關(guān)的水文地質(zhì)參數(shù)，如滲透系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)、壓力傳遞系數(shù)、比屈服或彈性釋水系數(shù)、溢流系數(shù)和建筑場地地基土層的影響半徑，為設(shè)計(jì)提供水文地質(zhì)數(shù)據(jù)。通常采用單孔(或觀測井)穩(wěn)流抽水試驗(yàn)。全孔：進(jìn)水口部分露出整個(gè)含水層厚度的抽水孔。不完全洞：整個(gè)含水層未暴露，或進(jìn)水部分僅暴露于部分含水層的抽水洞。穩(wěn)流抽水試驗(yàn)：在抽水過程中，要求抽水流量和動(dòng)水位同時(shí)相對穩(wěn)定，并有一定的抽水試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間。非恒定流抽水試驗(yàn)：在抽水過程中，在保持抽水流量不變的情況下，觀察地下水位隨時(shí)間

2、的變化，或者在保持水位深度不變的情況下，觀察抽水流量隨時(shí)間的變化。圖1-1潛水不完全孔示意圖，圖1-2潛水完全孔示意圖，2臺抽水試驗(yàn)儀器設(shè)備，2.1過濾器，安裝在管井內(nèi)相應(yīng)的含水層中，有濾水孔，主要起到濾水、擋沙、護(hù)壁的作用。應(yīng)根據(jù)不同含水層的特性和孔壁的穩(wěn)定性，根據(jù)表2.1選擇抽水孔過濾器的類型。抽水試驗(yàn)的觀測井應(yīng)采用網(wǎng)狀過濾器。表2.1過濾式、2.3深井泵或潛水泵的選擇當(dāng)孔(井)水位深度大、抽水深度大、出水量大時(shí)，應(yīng)選擇深井泵或深井潛水泵。2.4空氣壓縮機(jī)當(dāng)抽水孔直徑小，水位埋深，含水層富水，需要深度下降時(shí)，應(yīng)使用空氣壓縮機(jī)抽水。2.5泵筒當(dāng)鉆井水位較深，水量不大，試驗(yàn)要求不高時(shí)，可以選擇

3、泵筒提水。2.2離心泵當(dāng)含水層的地下水位高于地面或埋地較淺，動(dòng)態(tài)水位在吸水范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用離心泵抽水。2.6、測量儀器、觀測水位應(yīng)使用電動(dòng)水位計(jì)。當(dāng)?shù)叵滤惠^淺時(shí)，可以使用浮標(biāo)式水位計(jì)。觀察到的讀數(shù)應(yīng)精確到1厘米。流量測試設(shè)備應(yīng)根據(jù)流量大小進(jìn)行選擇。當(dāng)流速小于1L/秒時(shí)，可以使用容積法或水表。當(dāng)流量為1L/s30L/s時(shí)，應(yīng)采用三角形堰。當(dāng)流量大于30L/s時(shí)，應(yīng)采用矩形堰。三角堰流量的計(jì)算公式：q流量(l/s)；水深(厘米)；系數(shù)c隨h變化，一般為0.014。圖2.6-1直角三角形堰截面結(jié)構(gòu)圖。矩形堰流量的計(jì)算公式為：q流量(l/s)；水深(厘米)；b堰寬(厘米)。圖2.6-2矩形堰段結(jié)構(gòu)圖

4、，3抽水試驗(yàn)分類，3.1根據(jù)抽水試驗(yàn)孔含水地層數(shù)量，可分為分層(段)抽水試驗(yàn)和混合抽水試驗(yàn)。3.2根據(jù)抽水孔進(jìn)口段長度與含水層厚度的關(guān)系，可分為全孔抽水試驗(yàn)和不全孔抽水試驗(yàn)。3.3根據(jù)抽水試驗(yàn)中水量、水位和時(shí)間的關(guān)系，可分為穩(wěn)流抽水試驗(yàn)和非穩(wěn)流抽水試驗(yàn)。4、穩(wěn)流抽水試驗(yàn)，4.1抽水試驗(yàn)中鉆孔應(yīng)采用清水鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過程中必須采用泥漿護(hù)壁時(shí)，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的洗井。4.2排水在抽水試驗(yàn)期間，排水方向和距離應(yīng)根據(jù)抽水現(xiàn)場條件確定。4.3抽水試驗(yàn)過程中，應(yīng)同步觀測和記錄抽水孔的涌水量以及抽水孔和觀測井的動(dòng)態(tài)水位。涌水量和動(dòng)態(tài)水位的觀測時(shí)間應(yīng)在抽水開始后的1、2、3、4、5、10、15、20、30、40、5

5、0和60分鐘，并在穩(wěn)定趨勢出現(xiàn)后每30分鐘觀測一次4.6試驗(yàn)結(jié)束后，恢復(fù)水位觀測。停泵時(shí)，每隔1、3、5、10、15和30分鐘觀察一次水位，然后每小時(shí)觀察一次。5、穩(wěn)流抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理，5.1滲透系數(shù)，5.1.1潛水不完全井，單孔抽水試驗(yàn)計(jì)算滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；l過濾器長度(m)；s抽水井水位下降值(米)；r抽水井半徑(m)。圖5.1.1潛水不完全井示意圖，5.1.2潛水不完全井抽水試驗(yàn)，一口觀測井和一口中心井計(jì)算滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；s抽水井水位下降值(米)；S1觀測井水位下降值(米)；r抽水井半徑(m) r1

6、從觀測井到抽水井中心的距離(m)；l過濾器長度(m)。圖5.1.2潛水不完全井示意圖，5.1.3兩口觀測井和中心井抽水試驗(yàn)計(jì)算滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；s抽水井水位下降值(米)；S11觀測井水位下降值(m)；S22觀測井水位下降值(米)；觀察井r11到抽油井中心的距離(米)；觀察井r22到抽油井中心的距離(米)；l過濾器長度(m)。圖5.1.3潛水不完全井示意圖，5.1.4有承壓水的不完全井，滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d)由單孔抽水試驗(yàn)計(jì)算；q抽水井涌水量(m3/d)；r抽油井半徑(m)；s抽水井水位下降值(米)。圖5.1.4承壓水不完全井示意圖，5.1.

7、5承壓水不完全井抽水試驗(yàn)及計(jì)算滲透系數(shù)k的觀測井和中心井，k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；觀測井水柱的H1高度(米)；抽水井水柱高度(米)；r抽油井半徑(m)；觀測井到抽水井中心的R1距離(米)。圖5.1.5承壓水不完全井示意圖，5.1.6承壓水不完全井抽水試驗(yàn)，兩口觀測井和中心井計(jì)算滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；觀察孔h11水柱高度(米)；觀測孔h22水柱高度(米)；觀察井r11到抽油井中心的距離(米)；觀察井r22到抽油井中心的距離(米)。圖5.1.6承壓水不完全井示意圖，5.1.7潛水完全井，單孔抽水試驗(yàn)計(jì)算滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d

8、)；q抽水井涌水量(m3/d)；h .含水層厚度(米)；s抽水井水位下降值(米)；r影響半徑(m)；r抽水井半徑(m)。圖5.1.7全潛井示意圖，5.1.8全潛井，通過觀測井和中心井抽水試驗(yàn)計(jì)算的滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；h .含水層厚度(米)；s抽水井水位下降值(米)；S1觀測井水位下降值(米)；觀察井至抽油井中心的R1距離(米)；r抽水井半徑(m)。圖5.1.8全潛井示意圖，圖5.1.9全潛井，兩個(gè)觀測井和中心井抽水試驗(yàn)計(jì)算的滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；h .含水層厚度(米)；S11觀測井水位下降值(m)；S22觀測井水

9、位下降值(米)；觀察井r11到中心井的距離(米)；觀察井r22到中心井的距離(米)。圖5.1.9全潛水井示意圖，5.1.10全承壓水井，計(jì)算滲透系數(shù)k的單孔抽水試驗(yàn)：k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；m含水層厚度(m)；s抽水井水位下降值(米)；r影響半徑(m)；r抽水井半徑(m)。圖5.1.10承壓水全井示意圖，公式2，公式1，5.1.11滲透系數(shù)k的計(jì)算：k滲透系數(shù)(m/d)，通過承壓水全井和一口觀測井及中心井抽水試驗(yàn)得出；q抽水井涌水量(m3/d)；m含水層厚度(m)；s抽水井水位下降值(米)；S1觀測井水位下降值(米)；r1觀察井至中心井的距離(m)。R r，圖5.1.

10、11承壓水全井示意圖，5.1.12承壓水全井，兩口觀測井和中心井抽水試驗(yàn)計(jì)算滲透系數(shù)k:k滲透系數(shù)(m/d)；q抽水井涌水量(m3/d)；m含水層厚度(m)；S11觀測井水位下降值(m)；S22觀測井水位下降值(米)；觀察井r11到中心井的距離(米)；觀察井r22到中心井的距離(米)。圖5.1.12承壓水全井示意圖，5.2影響半徑，5.2.1潛水條件下單孔抽水試驗(yàn)，計(jì)算影響半徑r:r影響半徑(m)；q抽水井涌水量(m3/d)；k含水層滲透系數(shù)(m/d)；泵送前潛水層厚度(米)；s抽水井水位下降值(米)；r抽水井半徑(m)。圖5.2.1單井潛水抽水示意圖，5.2.2潛水條件下觀測井和中心孔抽水試

11、驗(yàn)，計(jì)算影響半徑r:r影響半徑(m)；s抽水井水位下降值(米)；S1觀測井水位下降值(米)；泵送前潛水層厚度(米)；r抽油井半徑(m)；r1抽水孔與觀測井之間的距離(m)。圖5.2.2，潛水井抽水和一口觀測井示意圖；圖5.2.3，潛水條件下兩口觀測井和中心孔抽水試驗(yàn)，計(jì)算影響半徑r:r影響半徑(m)；S11觀測井水位下降值(米)；S22觀測井水位下降值(米)；泵送前潛水層厚度(米)；觀察井r11到抽油井中心的距離(米)；r22觀測井與抽油井中心的距離(米)。5.2.4在潛水條件下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算影響半徑r:r影響半徑(m)；s抽水孔水位下降值(m)；泵送前潛水層厚度(米)；k含水層滲透系數(shù)(m/d)。Kusakin經(jīng)驗(yàn)公式，5.2.5承壓水條件下的單孔抽水試驗(yàn)，計(jì)算影響半徑r:r影響半徑(m)；q抽水井涌水量(m3/d)；k含水層滲透系數(shù)(m/d)；承壓含水層厚度(米)；s抽水井水位下降值(米)；r抽水井半徑(m)。圖5.2.5承壓水條件下單井抽水示意圖，5.2.6承壓水條件下觀測井和中心孔抽水試驗(yàn)，計(jì)算影響半徑r:r影響半徑(m)；s抽水井水位下降值(米)；S1觀測井水位下降值(米)；觀測井至抽水孔中心的R1距離(米)；r抽水井半徑(m)。5.2.7在承壓水條件下，進(jìn)行了兩口觀測井和中