非完整管井出水量计算的等效完整井法

《非完整管井出水量计算的等效完整井法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、·岩土工程与地下工程·非完整管井出水量计算的等效完整井法周先智，冯文明(中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，四川成都610081)【摘要】对含水层厚度不大的完整井，一般采用裘布依稳定流公式计算出水量;在大厚度含水层中，常因经济技术条件限制或含水层部分厚度能满足需水量要求而采用非完整井，非完整井出水量计算的经验、理论公式因边界条件的差别而异，在选用时较易出错。文章在裘布依、佛尔赫格依米尔、巴布什金的经验、理论的基础上，提出了非完整井出水量计算的等效完整井法。【关键词】完整井;非完整井;有底界非完整井;无底界非完整井;等效完整井;等效厚度【中图分类号】TU46+3【文献标识码】B

2、管井是垂直安置在地下的取水或保护地下水的管状构筑物，根据其揭露的地下水类型，分为潜水井(图1)和承压井(图2)两类。无论是潜水井还是承压井，按揭露含水层的程度和进水条件的不同，都可分为完整井和非完整井两类。凡是揭穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器，并能全部进水的井，称为完整井(如图1、图2中的a)。水井没有揭穿整个含水层(如图1、图2中的b、c、d)，或水井虽揭穿整个含水层，但整个含水层厚度上没有全部安装过滤器(仅部分井段进水，如图3)，则称为非完整井。非完整井按是否揭穿全部含水层厚度可分为有底界和无底界两类。我们将未揭穿含水层厚度的非完整井称为无底界非完整井(如

3、图1、图2中的b、c、d);将揭穿整个含水层厚度的非完整井称为有底界非完整井(如图3)。(a)(b)图2承压井(c)图3有底界非完整井两类。1.1完整井稳定流公式完整井稳定流公式以裘布依(Dupuit)公式为代表。裘布依公式，是法国水力学家裘布依(JulesDupuit，1804～1866)在达西定律的基础上，于1863年导出的地下水流向井内的平面流稳定运动公式。该公式的假定条件是:①地下水运动处于稳定状态;②地下水为层流，遵循达西定律;③含水层是均质、各向同性、等厚、水平的;④静水位是水平的，抽(a)(b)(c)(d)图1潜水井管井抽水时，地下水呈辐射状向管井流动汇集，流速

4、逐渐增大，至井壁处达到最大值，并脱离含水层进入井内，然后通过过滤管的进水缝隙进入井管内。管井出水量的计算，是管井设计的基础，对供水或人工降低水位都具有非常重要的意义。1管井出水量的计算公式井的出水量计算公式按地下水的流态分为稳定流公式［定稿日期］2012－07－13［作者简介］周先智(1964～)，男，工程师，主要从事工程地质、水文地质等工作。和非稳定流公式，管井出水量的计算一般采用稳定流公式，稳定流公式又有完整井稳定流公式和非完整井稳定流公式四川建筑第32卷4期2012．08155·岩土工程与地下工程·水井具有圆柱形定水头补给边界;⑤对于承压水，顶底板是完全隔水的，对于潜水

5、，井边水力坡度不大于1/4，底板完全隔水;⑥集水井是完整井。1.1.1潜水完整井稳定流公式表1佛尔赫格依米尔试验资料0－l0wfM0M0f22Q=πk(2H0－Sw)Sw=πk(H0－hw)(1)lnRlnRrwrw式中:Q为出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);H为0潜水含水层厚度(m);Sw为井内水位降深(m);hw为抽水后的井内水头高度(m);rw为井的半径(m);R为影响半径(m)，R=2Sw槡kH0。1.1.2承压完整井稳定流公式2πkM0SwQ=(2)lnRrw式中:Q为出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为0承压含水层厚度(m);Sw为井内水位降

6、深(m);rw为井的半径(m);R为影响半径(m)。1.1.3承压—潜水完整井稳定流公式或42hw－lQflξf==(6)Q槡hw槡hw2我们将式(1)～式(3)、式(5)、式(6)代入式(4)可得到有底界潜水非完整井稳定流式(7)、有底界承压非完整井稳定流式(8)、式(9)有底界承压—潜水非完整井稳定流式(10)。(2H0－M0)M0－hwQ=πk(3)lnRrw式中:Q为出水量(m3/d);k为渗透系数(m/d);M为422H0－hw2hw－l0承压含水层厚度(m);H0为抽水前的承压水头高度(m);hw为抽水后的井内水头高度(m)，hw=H0－Sw;Sw为井内水位降深(

7、m);rw为井的半径(m);R为影响半径(m)，取R=10Swl=πk(7)Qf槡hw槡hwlnRrw42h2πkM(Hh)0－w－ll0w=(8)Qf槡hw槡hw槡k与R=2Sw槡kH0的较大值。1.2非完整井稳定流公式计算非完整井出水量的非完整井稳定流公式有经验公式和理论公式两种，各种公式在教科书和有关专业参考书中均有列举，限于篇幅，本文不予详细列出，仅就经验公式探讨如下。lnRrw2πkM0Sw42M0－llQf=(9)槡0槡RMMln0rw4(2H0－M0)M0－hw22hw－llQf=πk(1