单孔抽水试验计算水文地质参数方法探讨

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1、单孔抽水试验计算水文地质参数方法探讨侯建军黄建忠张茂盛张义海李文春内蒙古自治区地质调查院在水文地质勘探过程中，必须通过施工水文地质孔了解含水层的水文地质条件。抽水试验是正确地获得水文地质参数极为重要的手段。工作中多用单孔、多孔、互阻孔及其观测孔的试验资料耒求解水文地质参数。但在实际工作中，很多情况下由于资金及施工条件等的限制，达不到以上要求，只能利用单井无观测孔进行抽水试验求解水文地质参数。因此，笔者就单井无观测孔，资料不足的情况下，如何利用其试验资料来计算水文地质参数的方法及程序进行探讨，使计算尽量达到应有的精度。一、单井试验资料求解水文地质参数方法（以承压水完整

2、井为例）（一）、计算公式1、稳定流理论计算公式（1）（2）2、非稳定流理论计算方法（1）直线图解法(3)(4)(2)、标准曲线配线法（5）（6）（3）、水位恢复法（7）（二）、公式中的符号意义：Q——井孔涌水量m3/dsw——井孔水位降深mR——引用影响半径mrw——井孔半径mM——含水层厚度过mK——渗透糸数m/dT——含水层导水糸数m2/dS——含水层弹性释水糸数i——直线斜率t0——sw=0时的时间minW（u）——井函数u——井函数自变量t——抽水累计时间mint/——停止抽水后恢复水位时间mins★——剩余降深ms/——降深修正值msi——第i次抽

3、水降深值msi+1—第i+1次抽水降深值mQi——第i次抽水涌水量m3/dQi+1——第i+1次抽水涌水量m3/dn——降深修正糸数3（三）、计算实例（以鄂尔多斯白垩糸B15孔为例）B15孔抽水试验资料见表1。因为该孔采用变流量阶梯状非稳定流抽水，而每个落程又要求达到相对稳定八小时以上。所以该孔即可用稳定流理论计算，也可用非稳定流理论计算。B15孔试段抽水试验资料表1含水层厚度M（米）井孔半径rw（米）抽水降深sw（米）涌水量Q（米3/曰）Sw1Sw2Sw3Q1Q2Q3113.450.167.7413.6722.48330590.88968.461、利用稳定流裘布依

4、公式计算考虑到紊流影响，先对降深sw进行修正，结果s/≈sw（修正方法见后）。将M、rw、sw3、Q3代入公式（1）和（2）联解方程式得K=0.41m/d、R=144.01m、T=KM=46.51m2/d.2、利用非稳定流计算由于第一试段降深较小（仅7.44米），时间短，水位变化不大，不符合直线图解法和曲线配线法计算条件，故没有用这两种方法计算。水位恢复法：根据停抽后剩余降深s★和时间（1+t／t/）变化曲线，求得曲线直线斜率i=3.35(见图1)，将i、Q3值代入公式（7）得T=52.90m2/d、k=0.47m/d.通过以上计算知：（1）当含水层厚度大、降深较小

5、且裸眼成井时，三维流对抽水影响较小，井损值可忽略不计。（2）变流量阶梯状抽水，即不完全符合裘布依公式条件，又不完全符合泰斯非稳定流公式条件，虽然取得资料很多，但很不好用。二、问题讨论1、对稳定流和非稳定流试验的简单剖析地下水向垂直集水构筑物运动的公式主要有两个：一个是稳定流的裘布依公式；一个是非稳定流的泰斯公式。稳定流的裘布依公式主要是假定在长期抽水过程中水位一直保持稳定，流入井的地下水从圆柱形的侧面源源不断地得到补给。即向在圆形孤岛中抽水一样，水从圆形孤岛周围得到补给。我们知道这种假定在地下水系统是罕见的。泰斯公式把地下水运动的稳定流推广到普遍的非稳定流运动状态，

6、为地下水动力学的研究提供了新的途径。可泰斯公式也是在一定的假设条件下建立的，也必然有它的不足之处。但它的优点是基本反映了地下水呈非稳定运动的客观规律，因为自然界地下水处于非稳定运动是绝对的、普遍的；处于稳定状态是相对的、局部的。公式中还考虑了时间因素，而地下水的各类运动要素又是随着时间变化的。因此，利用泰斯公式计算参数是比较接近实际的。另外，稳定流抽水试验需要三次降深，而由于每次降深的“稳定”是近似的，降深值的读取又有很大的人为因素，加之稳定时间不长，反而资料不好使用。非稳定流抽水试验只需要一次降深，不但能缩短抽水时间，节省人力物力，而且可以减少自然因素和人为因素的

7、影响，提高了抽水试验的同一性和准确性。2、计算公式的选择问题3在非稳定流抽水试验中，利用单井试验资料计算水文地质参数有：直线图解法、标准曲线配线法、恢复水位法等多种方法。但在大降深长时间抽水时，井周围将产生地下水运动的三维流区，而单井试验观测资料恰在三维流区的汇点，必将产生三维流影响的水头损失，如试验采用三次降深时，可用三次试验资料对水跃值（井损值）进行修正（修正公式见后）。可是非稳定流试验一般只做一次降深，无法对井损值修正。因此，不加分析直接利用上述公式计算，势必产生误差。为了避免水头损失对计算结果的影响，就必须选择合理的计算公式和方法。我们对以上三种方法进行