第六章 水文地质参数的计算

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1、第六章水文地质参数的计算吉林大学环境与资源学院地下水科学与工程系梁秀娟水工楼207水文地质参数是表征含水介质水文地质性能的数量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主要包括含水介质的渗透系数和导水系数、承压含水层的贮水系数、潜水含水层的重力给水度、弱透水层的越流系数及水动力弥散系数等，还有表征与岩土性质、水文气象等因素的有关参数，如降水入渗系数、潜水蒸发强度、灌溉入渗补给系数等。水文地质参数常通过野外试验、实验室测试及根据地下水动态观测资料采用有关理论公式计算求取，数值法反演求参等。6.1给水度一、影响给水度的主要因素给水度（μ）是表征潜水含水层给水能力或蓄水能力的一个指标

2、。给水度不仅和包气带的岩性有关，而且随排水时间、潜水埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。二、给水度的确定方法1.根据抽水前后包气带土层天然湿度的变化来确定μ值根据包气带中非饱和流的运移和分带规律知，抽水前包气带内土层的天然湿度分布应如图7－1中的oacd线所示。抽水后，潜水面由A下降到B（下降水头高度为△h），故毛细水带将下移，由aa′段下移到bb′段，此时的土层天然湿度分布线则变为图中的oabd。对比抽水前后的两条湿度分布线可知，由于抽水水位下降，水位变动带将回给出一定量的水。图7－1抽水前后包气带湿度分布示意图Wh－持水度；Z0－湿度变动带；oacd—抽水前天然湿度线

3、；oabd—抽水后天然湿度线；ac、bd—毛细水带湿度分布示意线按水均衡原理，抽水前后包气带内湿度之差，应等于潜水位下降△h时包气带（主要是毛细水带）所给出之水量（μ△h），式中：△Zi—包气带天然湿度测定分段长度；△h—抽水产生的潜水面下移深度；W1i，W2i—抽水前后△Zi段内的土层天然湿度；Wh－持水度；Z0－湿度变动带；oacd—抽水前天然湿度线；oabd—抽水后天然湿度线；ac、bd—毛细水带湿度分布示意线n—取样数。故给水度：2.根据潜水水位动态观测资料用有限差分法确定μ值如果潜水为单向流动，隔水层水平，含水层均质，可沿流向布置3个地下水动态观测孔（图7－2），

4、然后根据水位动态观测资料，按下式计算μ值。式中：h1,t、h2,t、h3,t—1、2、3号观测孔t时刻水位及含水层厚度；△h2—△t时段内2号孔水位变幅；w—垂向流入和流出量之和称综合补给强度；K—渗透系数；△x—观测孔间距。图7－2单向流动μ值计算示意图6.2渗透系数和导水系数渗透系数（K）又称水力传导系数，是描述介质渗透能力的重要水文地质参数，渗透系数大小与介质的结构（颗粒大小、排列、空隙充填等）和水的物理性质（液体的粘滞性、容重等）有关，单位是m/d或cm/s。导水系数（T）即含水层的渗透系数与含水层厚度的乘积，常用单位是m2/d。导水系数只适用于平面二维流和一维流，

5、而在三维流中无意义。含水层的渗透系数和导水系数一般采用抽水试验法和数值法反演计算求得。一、用抽水试验方法求参应注意的问题根据抽水试验资料，采用解析公式反演方法识别含水层水文地质参数，分稳定流抽水和非稳定流抽水两类。1.利用稳定流抽水试验资料计算渗透系数（1）采用方法常采用稳定流裘布依公式计算渗透系数，但计算结果往往与实际不符。（2）产生原因①施工质量——洗孔不彻底，滤水管外填砾不合规格等。②选用计算公式与抽水引起的地下水运动规律不符，即不符合裘布依公式的假设条件。（3）主要影响因素①含水层的井壁边界条件②影响半径（R）③天然水力坡度（I）的影响④抽水降深大小的影响2.利用非

6、稳定流抽水试验资料反求水文地质参数C.V.Theis公式在应用中要注意泰斯公式的假设条件。野外水文地质条件不一定完全符合假设条件，在使用单井非稳定抽水试验资料求水文地质参数时应注意：①承压完整井抽水，当井内流速达到一定程度（如达1m/s以上），在井附近会产生三维流区，利用主孔资料或布置在三维流区内的观测孔求解时，将产生三维流影响的水头损失，应对实测降深值进行修正；②由于地下水运动存在天然水力坡度，利用观测孔求水文地质参数时将具有不同方向的数值差异，在地下水流方向的上、下游所计算的参数数值差异较大。解决的方法是在抽水形成的降落漏斗范围内布置较多观测孔，求水文地质参数的平均值，

7、代表该地段的水文地质参数值；③注意边界条件的影响。二、数值法求水文地质参数数值法求参按其求解方法可分为试估—校正法和优化计算方法。一般采用试估—校正法。这种方法利用水文地质工作者对水文地质条件的认识，给出参数初值及其变化范围，用正演计算求解水头函数，将计算结果和实测值进行拟合比较，通过不断调整水文地质参数，反复多次的正演计算，使计算曲线与实测曲线符合拟合要求，此时的水文地质参数即为所求。求参结果的可靠性和花费时间的多少，除取决于原始资料精度外，还取决于调参者的经验和技巧。6.3贮水率和贮水系数贮水率表示当含水层水头