抽水试验确定承压含水层参数方法探讨

地下水资源评价与地下水可开采量计算,需要对地下含水层组参数进行分析确定。本文结合鲁北地区两个地下水水源地采用抽水试验确定承压含水层水文地质参数的实践,探讨定流量(单孔或多孔)抽水试验确定含水层参数的可行性,并对定降深抽水试验确定水文地质参数方法进行了探索。     

大型抽水试验的水文地质意义

本文以山东省东阿县下马头水源地为实例,探讨了大型抽水试验的主要水文地质意义,包括:确定地下水的主要补给来源及方向,抽水影响范围及程度,水源地岩溶含水层的富水性及供水保证能力,水源地附近地下水与地表水之间的水力联系,水源地附近主要断裂构造的水力性质,水源地抽水对下游水源地的影响以及水文地质参数与水源地地下水允许开采量计算。     

多层含水层抽水试验分层止水方法介绍

前言沙岭子电厂水源地进行水文地质勘测中,由于水源地地下水由潜水、承压水及承压自流水所组成的多层含水层类型。鉴于这样一个多含水层的结构特征,为取得各层含水层的水文地质参数及水位、水温、水质等资料,就必须解决井内、外分层止水进行抽水试验以及井内水位降深观测装置和观测孔的观测管分层安装、分层止水等一系列多工艺问题。     

数值法模拟赵油坊水源地深层地下水允许开采量

通过抽水试验,确定了拟建水源地——赵油坊的水文地质参数:平均导水系数878.27m2/d,弹性释水系数为6.85×10-4,压力传导系数为1.55×106m2/d,水跃值为3.44m;根据水文地质参数把水源地划分为6个单元。选用合理的计算模型,模拟不同开采条件下地下水水位下降情况,确定以24000m3/d的开采方案较为合理。      

单井稳定流抽水试验中水位恢复曲线的作用分析

单井稳定流抽水试验是目前煤炭勘探中获取水文地质参数、查明水文地质条件的主要方法之一。由于其获取的水文地质参数相对于非稳定流抽水试验简单直接而被广泛应用,但所计算的含水层渗透系数比实际往往偏小,且易忽视对水位恢复资料的分析研究与利用。通过对安徽淮南、淮北煤田近10年来水文地质勘探单孔稳定流抽水试验资料的分析与研究,论述了单井稳定流抽水参数计算的过程和存在的不足,强调了绘制水位恢复曲线的作用,提出了单井稳定流抽水渗透系数计算结果的采用方法和建议。进而使井田水文地质条件评价、矿井涌水量预测更加客观、真实。     

单孔抽水试验资料的分析整理

单孔抽水试验中由于无专门水位观测孔。使单孔抽水试验资料所求得的水文地质参数正确程度较差,其使用价值亦因此受到局限。但由于单孔抽水试验方法较简单,钻探工程量少,仍是水文地质勘探工程中广泛采用的方法。如何对单孔抽水试验资料进行分析整理,评价,提高参数计算的准确性,必对资料的使用价值具有重要的意义。 生产实践中单孔抽水试验绝大多数按从稳定流理     

用数值法求芹河水源地的水文地质参数

通过对芹河水源地地区水文地质条件的分析,结合群孔抽水试验资料,建立基于有限差分法的水平面二维流理想数值模型,采用最优化方法,进行模拟计算。根据计算结果对地下水水位降深、流场分别进行拟合分析,得出所建立的的数学模型能够较为真实地刻画地下水流的特征,模型合理可靠,用于计算水文地质参数是可行的。最终得出该计算区的水文地质参数水平渗透系数K为6．588m／d,给水度μ为0．191。     

利用“隔离井法”公式确定水文地质参数的图解方法

本文在简要介绍“隔离井法”公式的基础上,提出了根据非稳定流抽水试验资料利用“隔离井法”水位函数和流量函数表确定水文地质参数的图解方法,通过实例说明了该方法的简便实现过程,并对所求参数的可靠性进行了分析。     

井损对水文地质参数计算的影响

通过分析抽水试验过程中井损产生的原因及确定方法,运用水位动态变化过程中的井损计算方法,对乌兰陶勒盖水源地WL6号孔的抽水试验资料的井损计算程序进行了说明,并提出了该水源地理想降深与实际降深的经验公式。利用Aqui Test软件,分别计算了忽略井损和考虑井损两种情况下潜水(承压水)抽水井渗透系数及给水度(贮水率),从计算结果来看,计算井损、修正降深所得的各参数的值要比不考虑井损的值大;井损对潜水的抽水试验资料的影响要比承压水的大。     

多层含水层系统水文地质参数计算

为求取含水层水文地质参数,常用的试验方法是抽水试验。在进行抽水试验时,经常有越流现象,计算时一般采用越流模型计算。越流模型假定非抽水含水层的水位恒定不变,但在实际抽水过程中,抽水含水层和非抽水含水层间通过越流相互影响、相互作用。如果只考虑抽水含水层的水位变化而不考虑非抽水含水层的水位变化,会导致计算的水文地质参数不准确。实际工作中,有时会在非抽水含水层中布置一口观测井来观测抽水含水层抽水时对非抽水含水层的影响。如果采用多层含水层系统模型的方法,即可利用各含水层观测井中的数据计算出每个含水层和相关弱透水层的水文地质参数,提高参数计算精度、节省资金和工作量。     

Determining the optimal pumping duration of transient pumping tests for estimating hydraulic properties of leaky aquifers using global curve-fitting method: a simulation approach

Global curve-fitting method (GCFM) is regarded as an effective approach in hydrogeological parameter estimation, as it integrates and uses pumping data and water recovery data of a transient pumping test for parameter estimation. The impacts of pumping duration on hydrogeological parameter estimation by GCFM were investigated in the present study using 2 in situ pumping tests and 24 simulated transient pumping tests. Empirical formulas for determining the optimal pumping duration were derived. The study results suggest that pumping duration will have impacts on the accuracy of hydrogeological parameter estimation. When pumping duration is longer than a certain period, relative errors of hydrogeological parameter estimation keep relatively stable within an acceptable limit. Therefore, it is unnecessary to continue the pumping for a very long time after the groundwater level has become stable. When the change rate of drawdown over time (γ) in an observation well located within a distance of 100 m to the pumping well reaches 0.134, the pumping can be stopped. If there are more than one observation wells in a pumping test, the smallest γ value should be selected to determine the optimal pumping duration. This research is meaningful in the instruction of pumping tests, and will reduce test costs greatly.     

抽水试验中不同位置自动水位计响应数据应用分析

抽水试验中,动水位数据采集记录及处理分析对水文地质参数计算具有重要意义。近年来自动水位计被广泛用于抽水试验,通过传感器压强水头变化值获取水位降深。因井管内水流动会产生水头损失,自动水位计安放位置不同会导致获取的井水位降深不同,不同于传统方法测得的井水面降深,对水文地质参数计算将产生一定影响,因此如何合理放置自动水位计以及在参数计算中如何应用其获取的水位降深都亟待开展试验研究。在黑河流域第四系大厚度含水层地区,选择典型单层试验孔和利用分层封隔技术实现的一孔同径多层抽水孔开展试验研究,在动水位以下抽水试验层段上部、中部、下部以及潜水泵上部和下部分别放置自动水位计进行了系统的数据采集分析。结果表明:抽水试验中因井管内水流沿程水头损失及速度水头差异导致不同位置自动水位计获得压强水头变化值不同,本次试验实测到井筒内不同部位井损值;井损值在潜水泵进水口处最大,随距潜水泵距离的增大而减小,为避开井筒内较大水头损失对参数计算的影响,自动水位计宜优选安放在潜水泵上部接近动水位位置;在单孔抽水试验中利用稳定流公式计算水文地质参数时,自动水位计获取水位降深含井损不可忽略,需通过多落程抽水试验数据分析扣除后使用。同时,抽水试验中自动水位计不同位置获取数据的处理分析方法为更好地理解井中水头损失提供了依据。     

某地下空间承压含水层抽水试验及成果分析

由于地下水突涌风险,地下空间在施工作业中有必要通过抽水试验确定承压含水层的水文地质参数。依据勘察报告的初步评价,基坑开挖15.5m时,场地内第⑦1层承压含水层有可能产生突涌,为确保工程安全施工,需开挖前进行承压含水层抽水试验,取得场地承压含水层水文地质参数及降水引起的沉降特征,为地下空间设计和施工提供可靠依据。本次布设抽水井、观测井、分层沉降标组、孔隙水压力观测孔及地面沉降观测点,依据抽水试验技术要求获取渗透系数、抽水影响半径等相关水文地质参数。最后,针对工程场地内承压水情况及特点进行分析,提出基坑开挖时的承压水降压建议方案。     

基于遍历搜索算法的水文地质参数优化求解

为了解决传统的Theis配线法在求参过程中无法利用全部抽水试验数据、手动配线效率较低、求参过程受人为主观因素影响较大等问题,利用抽水试验数据,以Theis公式和叠加原理为理论基础,以理论计算降深与实测降深的Nach-Sutcliffe效率系数值达到最大为目标函数,基于Matlab软件编程,再利用遍历搜索算法对导水系数（T）、贮水系数（S）在其对应范围内进行遍历,实现了水文地质参数的自动精确求解。将遍历搜索算法应用于2个抽水试验实例的水文地质参数求解,并与传统求参方法的计算结果进行比较分析。结果表明：利用遍历搜索算法求参的计算结果与传统求参方法的计算结果相近,表明利用遍历搜索算法求解水文地质参数有效可靠;2个抽水实例利用遍历搜索算法得到的参数对应的理论计算降深与实测降深的Nach-Sutcliffe效率系数值分别为0.996 5、0.970 8,且相比传统的求参方法而言更接近1.000 0,说明其拟合程度更好。     

硬岩水文地质参数井同径止水与分层抽水试验研究

针对传统施工程序无法解决坚硬岩石止水环隙很小（仅3 mm）钻孔的同径止水及分层抽水试验问题,以山西某水文地质参数井为研究对象,采用现场和室内综合试验的方法,对同径止水方案、材料、技术、分层抽水等工艺进行研究。结果表明:（1） 同径止水装置经过特殊的“外掏内缩”设计与制作,使止水外环间隙由3 mm增大到8.5 mm,解决了“极小止水环隙”下的同径止水问题;经抽水检验,止水效果良好。（2） 在孔外一系列试验的基础上,定制的止水材料和选择的止水组合与本孔的适应性强,下管风险小,实施过程相当顺利。（3）专门设计的分层导水管路,其上串接的隔离封水胶球与止水套管柱内设置的锥形隔水接头相互契合,封水可靠,形成了两套独立的导水管路,满足了上、下含水层分层抽水试验的工况。研究结果可为类似水文地质参数井开展同径止水或分层抽水试验研究提供参考。     

超深涌水钻孔的钻探工艺及水文地质试验方法研究

C4Z—G-05孔为某铁路高黎贡山隧道工程勘察钻孔,钻孔深度1075．5m。钻探过程中分别在孔深288～400m和611～724m穿过落差大于100m的断裂构造破碎带,并出现涌水及漏水现象,施工难度大,水文地质试验难以进行。据此,采取了合理的施工顺序,并根据钻进时的机械设备及钻进情况及时调控钻进参数;针对不同的地层,选用不同的泥浆类型,从而顺利的完成了该孔钻探工作。在水文地质试验中,对松散层潜水,采取了抽水试验,对两个断裂带,适时的运用观测涌水量和压力水头及涌水试验的方法,并选择适宜的计算公式,较好的完成了该孔的水文地质参数的计算工作．取得了良好的效果。     

基于Aquifer Test的含水层水文地质参数计算——以塔城市供水改扩建工程为例

水文地质参数的计算是水文地质勘察的一个重要环节。根据在塔城市北东方向喀拉墩地区进行的抽水试验资料,分别采用Aquifer Test软件和Dupuit公式迭代法计算抽水试验参数,对所求取的参数进行对比分析,通过Aquifer Test软件求取的参数与Dupuit公式迭代法求取的参数相近,各参数偏差率低,最终通过抽水试验数据,经不同的方法计算,确定含水层渗透系数K值为31.14 m/d。     

基于井下放水试验的矿井疏降量预测评价

井下放水试验作为特殊的水文地质试验,克服了地面抽水试验存在的不利条件,有着十分重要的实践和理论意义。为了探查双柳煤矿太原组灰岩含水层的水文地质条件,通过两次井下放水试验取得的相关水文地质参数,控制了太灰含水层的动态流场。基于井下放水试验取得的水文地质条件信息,利用Visual MODFLOW三维数值模拟软件,建立放水试验期间反映模拟区太灰地下水分布、储存及其时空变化规律的参数模型;根据拟定的预测方案,对太灰含水层的疏降涌水量进行预测。通过本次工作,对双柳井田下一阶段进行疏干降压,减少太灰含水层对上组煤（4#煤层）开采的威胁,同时为下组煤（8＋9#煤）开采提供疏降方式和水文地质依据。     

Global curve-fitting for determining the hydrogeological parameters of leaky confined aquifers by transient flow pumping test

Proper management of groundwater resources requires an accurate evaluation of the parameters (hydraulic properties) that control the movement and storage of groundwater. Hydrogeological parameters are the basis of groundwater evaluation, modeling, and management and so on. A global curve-fitting method incorporating pumping test data and water table recovery data was introduced in the present study. The principal and procedures of the method were elucidated in detail. The drawdown and recovery data from two sets of transient flow pumping test conducted in no. 2 water source site of Shizuishan city were used to verify the calculation accuracy of the proposed method. The hydrogeological parameters were also estimated with traditional type curve-fitting method on the basis of formula derived by Hantush and Jacob. The hydrogeological parameters calculated by the two methods were compared and the results show that the parameters obtained by the global curve-fitting method are a little bigger than but very close to those obtained by the traditional type curve-fitting method. The proposed method which possesses three major advantages is feasible and reliable in aquifer parameter identification. A comparative study on various methods for parameter identification is required and expected in future study.