第一类越流系统井流非理想条件的影响分析

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1、本论文的研究得到国家自然科学基金“银川平原地下水对变化条件下的响应机制及合理开发利用研究”（41172212）、长安大学博士生科技助研项目（CHD2011ZY022）的资助。摘要地下水资源作为水资源的重要组成部分，是一种不可或缺的宝贵资源，在国民经济发展中发挥着举足轻重的作用。水文地质参数是合理进行地下水资源评价、解决诸如水位、流量动态预报等实际问题的基础，因此对水文地质参数进行准确计算就显得至关重要。解析法是求解水文地质参数的主要方法之一，但由于实际条件往往难以满足其推导过程中苛刻的假定条件，使计算结果常存在一定的误差。本文以第

2、一类越流系统为研究对象，在对其井流模型及求解方法进行回顾的基础上，借助VisualBasic编程语言，实现了观测孔解析降深的精确求解。同时利用Modflow数值模拟软件，建立了相应的井流模型，通过调整模型的空间剖分及时间剖分，使观测孔解析解与数值解达到最佳吻合。随后对抽水试验的各种求参方法进行对比分析，结果表明，利用全程曲线拟合法求解水文地质参数精度较高，故本次研究中，采用该方法对参数进行求解。论文利用所建立的井流数值模型，通过变化各种假定条件，分析观测孔中水位降深的变化情况，并采用全程曲线拟合法对参数进行求解，寻求参数变化规律，

3、对非理想条件的影响进行研究，得到以下认识和结论：（1）各向同性介质中非理想条件的影响①第一类越流系统中，当主含水层渗透系数比弱透水层渗透系数大两个数量级时，所求参数误差较小，不超过5%，基本能够满足第一类越流系统的假设条件。②含水层厚度相等，顶底板倾斜时，观测孔的降深以及所求参数基本不受影响；含水层底板水平，厚度以抽水井为中心，两侧线性变化时，经抽水井沿倾斜面走向方向观测孔的水位降深，与厚度相等情况下对应观测孔的降深最接近。实际工作中遇到类似情况，应沿穿过抽水井走向方向布置观测孔，如果需要使用与走向垂直方向的观测孔数据时，渗透系数

4、K采用抽水井处含水层厚度计算较好，弹性释水率Ss采用观测孔处含水层厚度计算较好，且应多收集研究区的钻孔资料，分析倾斜面范围大小，以对参数进行合理校正。③承压含水层的初始水头面即使是倾斜的，观测孔的水位降深以及所求参数也基本不受影响。④对介质非均质性的影响，分水平方向非均质与垂直方向非均质两方面分别进行了研究。水平方向上，如果影响范围之内，渗透系数有明显差距，那么所求参数必定会i受到影响，影响的程度取决于抽水井及观测孔距非均质边界的距离。因此实际工作中，应尽量避免在地貌或地质类型分界处做抽水试验，以免影响参数的精确度。垂直方向上非均

5、质且不同岩层厚度基本相等时，利用观测孔任何一层的水位降深资料，所求渗透系数均是各层渗透系数的平均值。（2）各向异性介质中非理想条件的影响①含水层厚度相等，顶底板倾斜时，观测孔的降深以及所求参数基本不受影响；含水层底板水平，厚度以抽水井为中心，两侧线性变化时，离抽水主孔越近，观测孔降深及参数所受影响越小，且经抽水井沿倾斜面走向方向观测孔的水位降深，与厚度相等情况下对应观测孔的降深最接近。因此实际工作中遇到类似情况，应沿穿过抽水井走向方向布置观测孔，并将该方向作为求参中的一条观测线，采用与走向垂直方向的观测孔数据时，渗透系数K采用抽水

6、井处含水层厚度计算较好，弹性释水率Ss采用观测孔处含水层厚度计算较好，且应尽量选择距离主井较近的观测孔数据，多收集研究区的钻孔资料，分析倾斜面范围大小，以对参数进行合理校正。②承压含水层的初始水头面即使是倾斜的，观测孔的水位降深以及所求参数也基本不受影响。③承压含水层如果是非均质各向异性（如断层带），那么进行抽水试验时，所求参数必定会受到影响，影响程度取决于各向异性介质范围的大小，这时观测孔应尽可能打在远离分界线的断层带中，且沿断层走向方向较好。该研究结果对解析法求参以及实际水文地质工作具有重要的指导意义和理论意义。关键词：第一类

7、越流系统，各向同性，各向异性，数值模拟，全程曲线拟合iiAbstractGroundwaterresourceasoneofthemostimportantwatersourcesisanindispensablevalueresource,whichplaysanimportantroleinthenationaleconomicdevelopment.Hydrogeologicalparametersarethebasisforrationallyevaluatinggroundwaterresources,solvingso

8、mepracticalproblemsofwaterlevelandflowdynamicforecast.Therefore,itisparticularlysignificanttocalculatetheseparametersaccurat