阶梯状抽水试验水文地质参数确定.pdf

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1、第37卷第3期人民黄河Vo1．37．No．32015年3月YELL0WRIVERMar．，2015【水环境与水生态】阶梯状抽水试验水文地质参数确定邱淑伟，梁秀娟，肖长来，刘博，黄鹤，(1．吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室，吉林长春130021；2．吉林大学环境与资源学院，吉林长春130021)摘要：针对传统阶梯状抽水试验参数计算过程中，通常只选择抽水阶段的部分试验数据等问题，应用Theis公式及叠加原理，利用抽水试验所有降深数据(抽水和水位恢复阶段全部资料)求解水文地质参数，利用承压含水层抽水试验数据计算得出导水系数、储水系数，利用潜水含水层抽水试验数据计算得出渗透系数和给

2、水度，此外在低效率抽水井中利用抽水试验数据计算得出井损系数和井流量指数。计算过程中，利用Excel计算并绘制计算水位降深和观测水位降深的拟合曲线，计算过程简单快捷。整个抽水试验过程中，不必再分别提出抽水、水位恢复期的计算公式，可以避免人为选择单个水位降深数据对参数求解带来的影响。关键词：阶梯状抽水试验；Theis公式；叠加原理；水文地质参数中图分类号：TV221．2；P641．73文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000，1379．2015．03．018含水层参数对于评价地下水出水潜力及地下水流s=4@rW(H)(1)态有着至关重要的作用，抽水试验常用来求取水文

3、地2Sr质参数⋯。水文地质工作者依赖于解析模型评价抽，，’、4—T—t(Z)水试验数据J。早期的参数求取公式有Theis公式、式中：s为水位降深，m；Q为抽水流量，m。／d；T为导水Copper—Jacob法、Bouhon模型及HantushJacob系数，m／d；W(M)为井函数；r为观测井距离抽水井距法。阶梯状抽水试验可以用来研究抽水井特性，离或者抽水井半径，m；S为储水系数；f为抽水时间，d。计算含水层参数、井损值，分析抽水井的有效性r。井函数W()可用积分方程表示为Jacob在1947年首先提出阶梯状抽水试验]，将各线性水头损失结合提出了井损系数的计算公式。(M)=f二dy

4、=一0．577216—1n+“一Rorabaugh等在此基础上，通过一系列阶段性抽水试验提出流量指数P不应为2，而是1．5—3．5中的(一1)南(3)某个值。国内外许多学者-15]也提出了采用抽水试即验求解水文地质参数的其他方法。--Q--[_0．577216在利用阶梯状抽水试验求取水文地质参数过程一-lnu+一(_1)]⋯中，经常遇到的问题：计算时没有用抽水试验的全部数(4)据，只是用抽水阶段的部分水位值，水位恢复期数据被如果水位降深远小于含水层厚度，s≤0．1／40(Ho舍弃；流量指数P经常被直接赋值为2，而实际应为为含水层初始厚度)，Theis法也可应用于潜水含水层，1．5—

5、3．5中的某个值。因此，笔者利用抽水试验所有其中水位降深值可用修正水位降深值代替。水位降深数据(抽水和水位恢复阶段全部资料)求解s=s一=4,rr7L)，()5)水文地质参数，其中，利用承压含水层抽水试验数据计算得出导水系数、储水系数，利用潜水含水层抽水试验=(6)数据计算得出渗透系数和给水度，此外，在低效率抽水井中利用抽水试验数据计算得出井损系数和井流量收稿日期：2014—09-26指数。基金项目：吉林省科技厅重点攻关项目(20100452)；吉林省自然科学基金资助项目(20140101164JC)；国家潜在油气资源产学研用合作创新项目(2010033l—OSR01—7)。1原理

6、作者简介：邱淑伟(1988一)，女，吉林桦甸人，博士研究生，研究方向为水文学及水资源。1．1承压含水层Theis公式通信作者：梁秀娟(1964一)，女，吉林公主岭人，教授，主要从事水资源与水环境、地下水方面的教学与研究工作。均质等厚的含水层完整井稳定流抽水状态下：E．mail：lax64@126．eom·72·人民黄河2015年第3期T=风(7)式中：E为最小平方差；s曲“为i时刻的观测水位降深；式中：S为修正水位降深，ITI；S为观测水位降深，In；／xScM为i时刻的计算水位降深。5,i为给水度；为渗透系数，m／d。1．参数求解过程1．2阶梯状抽水试验原理水文地质参数求解过程中

7、，先将式(3)井函数简n假设每一步变流量Q可由Theis公式表达，则总．化，当式中的高级阶数小于lo一时，即可忽略水位降深S可由每一步水位降深根据叠加原理叠加起n。!来¨。设ti为每一步抽水开始时间，则不计_2。计算过程：①绘制s如一曲线；②给定、sQI~,"F2S(。初始值，应用式(9)计算每一阶段的S蹦，并绘制s一<<)曲线；③应用式(12)计算最小平方差E，拟合s。。一曲Qiw(