Execution Of A Triple Pumping Test And Interpretation By An Inverse Numerical Model

The hydraulic parameters of a multi-layered aquifer are deduced with the help of a multiple pumping test. All the observed drawdowns are interpreted simultaneously with an inverse model. It is shown that the vertical hydraulic conductivities of the semi-pervious layers can be deduced with accuracies comparable to those of the horizontal hydraulic conductivities of previous layers. The lithostratigraphic information collected during drilling and geophysical borehole logging can be represented accurately in the numerical model, an axi-symmetric hybrid finite-difference finite-element model. The model starts with the ordinary least squares method. If there are many outliers this method is followed by the biweighted least squares method to reduce their effect on the estimates. The accuracies of the estimates are deduced from their variance-covariance matrix. The method is illustrated by a triple pumping test in the layered groundwater reservoir at the top of the Ieper Group of Flanders (Belgium) and can be considered as a generalized interpretation method of pumping tests. Résumé: Les paramètres hydrauliques d'un aquifère multicouches sont déduits à l'aide d'un essai de pompage multiple. Tous les rabbattements observés sont interpretés simultanément par un modèle inverse. Il est démontré qu'on peut déduire les conductivités verticales des couches semi-perméables avec une précision comparable à celle des conductivités horizontales des couches perméables. L'information recueillie pendant le forage des puits et par les diagraphies géophysiques permet d'introduire avec une grande précision la lithostratigraphie dans le modèle numéerique, qui est un modèle axi-symétrique hybride différences finies éléments finis. Le modèle inverse utilise en premier lieu la méthode ordinaire de moindres carrés. Dans le cas de plusieurs valeurs extrèmes cette méthode est suivie par la méthode de moindres carrés bipondérés pour réduire l'effet de ces valeurs sur les estimations. Les précisions d'estimation des paramètres sont déduites de leur matrice de variance-covariance. La méthode, qui est illustrée par l'interprétation d'un essai de pompage triple dans l'aquifère multicouches formé dans la partie supéerieure du Groupe d'Ieper de Flandre (Belgique), peut être considérée comme une méthode généralisée d'interprétation des essais de pompage.     

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。     

基于解析法和数值法的非稳定流抽水试验参数反演

含水层的水文地质参数是进行地下水资源计算、地下水污染防控等所必需的基础数据,结合数值模拟技术进行含水层参数反演很有必要.按照1:5万水文地质调查规范在江汉平原仙桃市杨林尾镇复兴水厂不同含水层位开展抽水试验,包括深层含水层单孔抽水试验以及浅层含水层中群孔(2孔)抽水试验.对于单孔抽水试验,应用第1类越流系统井流理论进行参数反演;对于群孔抽水试验,推导了特定综合井函数,并利用特定标准曲线匹配法和直线图解法求解了含水层参数.随后利用FEFLOW软件建立了相应数值模型,拟合了含水层参数.结果表明:浅层含水层的渗透系数变化范围为21.66~54.00 m/d,贮水率变化范围为1.28×10-5~8.00×10-4 m-1;深层含水层渗透系数变化范围为1.27~7.00 m/d,贮水率变化范围为3.90×10-6~5.00×10-6 m-1.对于深层承压含水层而言,越流补给量较大.采用数值模拟方法结合抽水试验数据求参,综合考虑了含水层结构,拟合效果好,所得结果更加可靠.      

Oscillatory Pumping Test to Estimate Aquifer Hydraulic Parameters in a Bayesian Geostatistical Framework

Comprehensive information about the spatial distribution of the subsurface hydraulic properties is crucial to model groundwater flow, to predict solute transport in aquifers and to design remediation actions. In this work, a Bayesian Geostatistical approach, as implemented in bgaPEST, was adopted to estimate the hydraulic properties of a well field located at the Campus of Science and Technology of the University of Parma (Northern Italy), in a contest of a highly parameterized inversion. Head data, collected by means of multi frequency oscillatory pumping tests, were used to both estimate the hydraulic parameters and validate the results. The groundwater flow processes were modelled by means of MODFLOW 2005 and an adjoint-state formulation of the same software was used to efficiently calculate the sensitivity matrix, required by the inverse procedure. The Bayesian Geostatistical approach estimated the hydraulic conductivity and specific storage fields, handling a large number of parameters. The results of the inversion are consistent with the alluvial nature of the investigated aquifer and the preliminary traditional pumping tests carried out at the site.     

新生界松散含水层抽水试验止水方法的研究——以祁东煤矿南部采区水文地质探查工程为例

两淮煤田绝大部分是被厚数百米的新生界松散层掩盖,其中含有若干个含水层,为掌握这些含水层的富水性和水文地质特征,需要对含水层进行抽水试验.新生界松散含水层抽水试验止水方法有多种,通过对祁东煤矿南部采区水文地质探查工程SQ9孔新生界底部“四含”抽水试验止水方法的研究,提出了一种简便而有效的止水方法.     

深基坑承压含水层抽水试验及控制运行研究

为降低深基坑工程设计与施工风险,对东门口站现场实际水文地质情况进行不同工况的抽水试验,取得场地准确水文地质参数(承压含水层)。该抽水试验指导进行基坑突涌性评价和实际工况运行控制情况,为降水运行提供依据对类似工程的设计、施工及风险控制具有借鉴意义。     

抽水试验和长观水位联合模拟确定含水层参数

为了更加准确地确定含水层参数,提出了利用地下水流数值模拟软件Modflow耦合大型抽水试验和长观孔水位两个模型的方法,对含水层参数进行了识别与校验。该方法求得的含水层参数避免了只利用抽水试验模型校验所带来的不确定性,同时利用抽水实验数据进行抽水与恢复的全过程曲线拟合,水位降深模拟相对误差小于6%,提高了含水层参数的准确性。     

巨厚非均质潜水含水层抽水试验及参数计算

渗透系数决定了深基坑工程涌水量的估算及止水帷幕的型式,影响工程安全及造价,对富水地区深基坑工程建设具有重大的意义。对于非均质含水层组,现有的解析公式中,很难找到合适的方法计算水文地质参数,特别是垂直方向的渗透系数。通过在现场施作临时止水帷幕,利用帷幕的绕流阻水作用进行抽水试验,模拟基坑开挖过程中的降水问题,再建立水文地质概念模型和地下水流数学模型,并利用三维有限差分数值模拟软件反演出各层渗透系数,最后通过验证性抽水资料对模型进行了验证,为福州一临江巨厚砂卵石地层地铁车站的围护结构设计中地下水控制提供了设计参数。该试验和数值模拟结果可为类似工程参考。     

典型隔水边界非稳定流承压含水层抽水试验研究

隔水边界附近的承压含水层,即半无限区域的承压含水层参数的准确求取对于特定地段的地下水资源量计算具有重要意义。以高密市柴沟镇小于家庄抽水试验为例,详细阐述了隔水边界附近的承压含水层参数求取过程,并对结果进行较为详尽的讨论。     

利用抽水试验资料确定水文地质参数

本文根据抽水试验取得的数据,分别采用稳定流公式法、降深-距离配线法、漏斗疏干法和直线解析法四种方法,计算了黄河侧渗补给浅层地下水的各项水文地质参数,最后对试验成果的合理性进行了分析评价并确定了各项水文地质参数.     

复杂水文地质条件下含水层识别在非稳定流抽水试验中的应用:以司家营铁矿南区为例

司家营铁矿南区水文地质条件复杂,控水构造发育,含水层类型具有明显的分区特性,表现出了含水层类型的多样性。为获得司家营南区合适的水文地质参数,提出一种新思路,同时考虑含水层类型和求参方法,利用含水层识别获得含水层类型、补给条件、隔水边界、井筒储集等含水层性质,再结合相应的数学模型求参。研究表明,含水层识别在指导水文地质求参方面表现出了它的优越性,提高了求参精度,是一种指导正确求取水文地质参数的手段。     

复合含水层系统地下水资源评价三维数值模型

江苏省盐城市地下含水系统为一复合含水层系统,采用真三维模型,将其概化为三度空间上的非均质各向异性.在对模型进行识别、验证的基础上,结合对地面沉降、咸水入侵等地质环境控制的要求,规划、预测了到2020年12月底,第Ⅱ承压含水层、第Ⅲ承压含水层和第Ⅳ承压含水层中的最低地下水位分别恢复到-20 m、-30 m和-40 m时,各含水层中地下水的开采量及地下水的最优开采布局,并预测了未来各含水层地下水位降落漏斗趋于稳定的地下水开采量.     

五沟煤矿第四含水层q值换算及富水性

为了给五沟煤矿第四含水层下正常开采及提高回采上限提供科学的水文地质依据,根据伸直法原理,在建立参数模型和曲线模型的基础上,判别出1016-1孔第四含水层抽水试验Q-S曲线类型,建立了抛物线方程,换算出井径为91mm、10m降深时的q值,精准地评价了第四含水层富水性,消除了野外施工中机械设备、降深等一些因素对抽水试验获取参数的影响。     

一类抛物型方程反问题的数值解法

讨论了一类二阶抛物型方程反问题的数值解法。应用拟解法的思想,把原问题分解为一系列适定的正问题和一个不适定的线性代数方程组。对于相应的正问题,证明了解连续依赖于初始分布,由此得到了在时刻的稳定性估计。使用古典欧拉差分格式求解正问题和用截断奇异值分解法求解病态方程组。数值结果显示数值解与理论解吻合很好。     

土层锚杆模型试验研究

针对土层锚杆应力分布的复杂性,进行室内模型试验,利用所得数据,绘制了拉力型锚杆和压力型锚杆杆体全长上的应变分布曲线、同列锚杆锚固段末端点以及坡面处的应变分布曲线。在所得曲线的基础上,对坡体中锚杆的应力分布特征以及变化规律进行了分析及讨论,从而对其工作性能和加固机理进行初步研究。介绍了锚杆上剪应力分布的理论解,并将试验结果与理论分析结果进行了对比,两者基本吻合,验证了本试验结果的合理性和可靠性。     

The 2D Steady Hydraulic Head Field Surrounding a Pumping Well in a Finite Heterogeneous Confined Aquifer

We present a second-order analytic solution [in terms of a heterogeneous log-transmissivity Y(r) = ln T(r)] for the hydraulic head field in a finite 2D confined heterogeneous aquifer under steady radial flow conditions assuming fixed head boundary conditions at the well and at a circular exterior boundary. The solution may be used to obtain the gradient used in calculation of solute transport to a well in a heterogeneous transmissivity field. The solution, obtained using perturbation methods coupled with Green's function techniques, leads us to postulate a more general form of the head for arbitrarily large-variance fields and may be used to obtain moment relations between the log-transmissivity and head under convergent flow conditions when Y(r) is expressed as a random space function. We present expressions for the mean head field when the log-transmissivity is Gaussian and conditioned on the transmissivity value at the well for an arbitrary ln T covariance. Finally, we look at the effect of parameter variations on the mean head behavior and present numerical simulations verifying the second-order mean head expressions.     

海潮引起有越流的滨海承压含水层地下水头变化的数值模拟

海潮波动可以引起海岸带有越流的承压含水层地下水头发生波动。建立了基于有限差分法的滨海地区一维承压含水层地下水运动数值模型。通过将潮汐波动概化为正弦波,分别对初始水头水平及线性倾斜的承压含水层模拟了滨海地区有越流的承压含水层地下水头随潮汐波动的变化。通过对两种情形下的变化比较,结果表明,受海潮影响的滨海承压含水层地下水头与海潮有相似的波动特征,但变幅减小,受海潮的影响程度与离海岸的距离有关,随着离海岸距离的增加,地下水头的变幅及潮汐效率呈负指数函数衰减,水头倾斜情形下变幅更小,潮汐效率更小,滞后时间更短,地下水头对海潮的滞后时间随距离呈线性增加。     

浅析受滨海潮汐作用影响的抽水试验

滨海地区地下水与海水有较强的水力联系。在做抽水试验的过程中,地下水位呈周期性的变化。通过工程实践,对地下水位受潮汐作用的影响进行了分析,对实测的Q（S）一t曲线进行修正,取得了较准确的水文地质参数。     

水质反问题模型的时域频域算法

为了提高水质数学模型的模拟精度,充分考虑了对流扩散方程中混合系数随空间变化的特性,结合数学物理反问题理论和方法,建立了河流水质分布参数反问题模型,分别在时域和频域推导出反演计算公式,最后给出应用计算实例。时域与频域两算法的对比分析结果表明,频域计算工作量小,占储存单元少;时域的反演计算误差却明显小于频域,其抗噪性能也较频域强。这说明分布参数能明显改善水质的模拟精度,与污染物在水域的实际分布规律相吻合,本文提出的方法在水环保工作中有着广泛的应用前景。     

Spatial Pair-Copula Model of Grade for an Anisotropic Gold Deposit

Mathematical Geosciences - Copulas provide a convenient way to express multivariate distribution. In this study, pair-copula modelling is applied to a gold deposit in Western Ghana. The dataset for...