潜水含水层非稳定井流降水的有限差分分析

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1、2010年2月水运工程Feb.2010第2期总第438期Port&WaterwayEngineeringNo.2SerialNo.438潜水含水层非稳定井流降水的有限差分分析刘嘉，张功新，罗彦，董志良（中交四航工程研究院有限公司，广东广州510230）摘要：滨海地区利用吹填淤泥或砂围海造陆将在地基上部形成一潜水含水层，但现有方法大都依赖于Theis非稳定承压含水层井流理论求解水文地质参数，进行降水设计，缺乏合理性。结合广州港南沙港区粮食及通用码头软基试验区科研项目，利用Neuman非稳定井流理论进行潜水

2、含水层水文地质求参，将所得参数进行有限差分分析，数值结果与水位监测成果一致。工程实例表明，该方法合理、可靠，为类似应用提供了一种新途径。关键词：非稳定；潜水含水层；水文地质参数；降水；有限差分中图分类号：U655.54+3文献标志码：A文章编号：1002-4972（2010）02-0070-05Finite-differenceanalysisofunsteadywellflowatunconfinedaquiferLIUJia,ZHANGGong-xin,LUOYan,DONGZhi-liang(CC

3、CCSihangEngineeringResearchInstituteCo.,Ltd.,Guangzhou510230,China)Abstract:Inthecoastalarea,anunconfinedaquiferwillbeformedontheupperpartofthefoundationbydredgingandfillingsiltsorsandstoreclaimland,butthemostexistingmethodsarerelyingontheTheis,awellflow

4、theoryofnon-steadyconfinedaquifertosolvethehydro-geologicalparametersandconductprecipitationdesignthatislackofrationality.ByapplyingtheNeumanunsteadywellflowtheorytoderivethehydro-geologicalparametersofunconfinedaquiferandthenusingthefinite-differencemet

5、hodtoanalyzeallderivedparameters,theresultedvaluesareconsistentwiththewaterlevelmonitoredresults.Theengineeringexamplesshowthatthismethodisreasonableandreliable,andprovidesawayforthesimilarapplications.Keywords:non-steady;unconfinedaquifer;hydro-geologic

6、alparameters;precipitation;finite-difference采用井点降水预压进行软基处理，其关键问压含水层给水度S。其中，W（u）为Theis井函数，M题在于降水设计。Dupuit认为潜水井中进行定流为承压含水层厚度，r为井半径。JacobCE建议[4]量（或定降深）抽水，经过一定时间t，渗流将趋向用修正值sc=s-s（/2H）描述潜水井流情况，并要求[1][5]稳定，潜水面由原来的水平状态变为漏斗状。满足最大降深大于含水层厚度5%。2MuskatM给出达到稳定的时间t≥0.

7、5RSy/（kH）根据Theis解，由非稳定井流抽水试验所得（Sy为潜水含水层的给水度，R为影响半径，k为s~t曲线（s为水位降深）确定水文地质参数的主[2]土层渗透系数，H为潜水含水层厚度）。因此，要方法有图解法、配线法和解析法。前两种方法通过稳定井流抽水试验估计k值耗时过长。Theis人为误差大，求参过程复杂，适用性不大。梁文[3][6][7]CV提出地下水径向非稳定承压井流计算公式，康通过编写图解查表程序，邹正盛依据最小二已知抽水量Q，降深s，经过抽水时间t，可求得乘法建立自动配线法，都丰富了传统

8、求解手段。土层压力传导系数a，水力传导系数T（=kM）和承滕凯采用逐次逼近法，以标准剩余差最小为最优收稿日期：2009-08-20作者简介：刘嘉（1981—），男，硕士，主要从事岩土工程数值分析方面的研究工作。第2期刘嘉，等：潜水含水层非稳定井流降水的有限差分分析·71·目标值拟合井函数W（u），形成了非稳定井流抽水2.2水文地质求参[8]试验确定水文地质参数的解析方法，较之图解法广义Neuman方程定义潜水含水层中的水位[18]和配线法更