基于水位恢复法的含水层水文地质参数的求解

含水层厚度计算公式含水层厚度计算是水文地质学中的一个重要内容，它涉及到地下水的分布、储量估算以及水文地质图的编制等。

含水层厚度的计算通常需要综合考虑地下水的赋存条件、地质构造、岩性特征、地下水流动特征等多种因素。

在实际工作中，计算含水层厚度的方法有多种，包括地质学方法、水文学方法、地球物理勘探方法等。

以下是一些常见的含水层厚度计算方法的概述：一、地质学方法1. 岩心钻孔法：通过钻探获取岩心样本，直接测量含水层的厚度。

这是最直接也是最准确的方法，但成本较高，且受限于钻孔的分布和数量。

2. 地质剖面法：通过野外地质调查，结合地质图和剖面图，估算含水层的厚度。

这种方法适用于裸露或部分裸露的含水层。

3. 地下水动态观测法：通过长期观测地下水位的变动，分析含水层的厚度和储水量。

这种方法适用于有稳定地下水位的地区。

二、水文学方法1. 水文地质单元法：将地下水系统划分为水文地质单元，根据单元内的水文地质条件和地下水流动特征，估算含水层的厚度。

2. 水文响应函数法：通过建立地下水流动的数学模型，利用水文响应函数分析含水层的厚度和储水量。

3. 水位恢复法：通过分析地下水位的恢复数据，估算含水层的厚度。

这种方法适用于曾经进行过水位恢复的地区。

三、地球物理勘探方法1. 电法勘探：利用电阻率差异来识别含水层，通过测量地下电阻率分布，估算含水层的厚度。

2. 磁法勘探：通过测量地磁场的异常，识别含水层的位置和厚度。

3. 地震勘探：通过分析地震波在地下的传播特征，识别含水层的位置和厚度。

四、综合方法在实际工作中，往往需要综合使用多种方法来计算含水层厚度，以提高计算的准确性和可靠性。

例如，可以将地质学方法与地球物理勘探方法相结合，通过地质钻孔验证地球物理勘探的结果，从而更准确地估算含水层的厚度。

五、计算公式虽然含水层厚度的计算通常需要综合多种方法和技术，但在某些情况下，也可以使用一些简化的计算公式来估算含水层的厚度。

例如，如果已知含水层的顶底板岩石的电阻率，可以使用以下公式估算含水层厚度：含水层厚度=(顶板岩石电阻率-底板岩石电阻率)/电阻率差其中，电阻率差是指含水层与顶底板岩石的电阻率差异。

利用群孔抽水试验水位恢复资料计算水文地质参数的新方法刘振宇
【期刊名称】《内蒙古煤炭经济》
【年(卷),期】2002(000)002
【摘要】利用群孔抽水试验水位恢复资料计算、导水系数、贮水系数等含水层的物理结构参数，是地下水资源勘察过程中技术人员常常从事的实际工作。

在求参过程中，若想较理想地应用有关规范和教材普遍介绍的Jacob近似计算公式，【总页数】3页(P80-82)
【作者】刘振宇
【作者单位】扎赉诺尔煤业公司地勘处工程师
【正文语种】中文
【中图分类】P641.461
【相关文献】
1.利用群孔抽水试验资料进行水位预测预报 [J], 崔俊民
2.利用非稳定流抽水试验资料求解水文地质参数的新方法 [J], 巩彦文;张丽伟;滕凯
3.利用抽水试验资料确定水文地质参数 [J], 于传宁;宗先国;张利红;刘向东
4.利用抽水试验资料确定水文地质参数K [J], 白连生
5.利用群孔抽水试验水位恢复资料计算水文地质参数的新方法 [J], 任增平;闫俊萍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于水位恢复试验数据估计含水层参数的模糊线性回归法赵瑞平;常安定;郭建青;康瑞龙【摘要】[目的]通过分析含水层水位恢复试验数据进行含水层参数估计,为地下水含水层参数估计提供方法支持.[方法]以现有的直线拟合法为基础,应用模糊数学知识,在考虑了地下水系统本身存在的不确定性的基础上,借助正态模糊线性回归推求各含水层参数对应的正态模糊数,通过相应的隶属函数最终给出了在不同置信水平下含水层参数的取值区间,并与其他方法的含水层参数估计结果进行了比较.[结果]基于含水层水位恢复试验数据,通过模糊线性回归,得到了不同置信水平下含水层参数的取值区间,且随着置信水平的增大,参数取值区间不断缩小；实例验证及不同方法估计结果的比较表明,应用正态模糊线性回归法求解含水层参数的方法不仅是可行的,而且更符合实际情况.[结论]用基于水位恢复试验数据的模糊线性回归法估计含水层参数,因充分考虑了含水层参数的不确定性,故估计结果更为准确可靠.【期刊名称】《西北农林科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(041)002【总页数】5页(P210-214)【关键词】含水层参数;水位恢复试验数据;模糊线性回归;隶属函数【作者】赵瑞平;常安定;郭建青;康瑞龙【作者单位】长安大学理学院,陕西西安710054;长安大学理学院,陕西西安710054;长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054;长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TV211.1+2地下水含水层参数，如释水系数和导水系数等，可以表征整个含水层的储水和导水能力，能为水源井设计或有关水文地质预测提供依据。

确定含水层参数的主要途径是进行抽水试验，水文地质勘测中的水位恢复阶段，由于没有人力和机械因素干扰，更适用于水文地质参数的分析。

所以通过分析水位恢复阶段的水位降深观测数据，能够得到较为可靠的含水层参数。

目前，分析定流量抽水试验水位恢复数据的常用方法主要有标准曲线配线法[1]、以Cooper-Jacob直线公式为基础的直线图解法[2-3]、改进的直线拟合法[4]和曲线拟合法[5]等。

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2022年第24期·131·文章编号：2095-6835（2022）24-0131-03闽宁镇地下水水源地水文地质参数计算＊段晓龙（宁夏回族自治区水文环境地质调查院，宁夏银川750021）摘要：在地下水水源地水资源评价过程中，渗透系数及给水度作为含水层的固有参数，能客观反映出含水层的给水能力，是一组重要的水文地质参数。

依据闽宁水源地勘探时取得的野外非稳定流抽水试验数据，采用Boulton 模型配线法、Jacob 直线图解法和水位恢复法分别计算渗透系数和给水度。

结果显示，3种计算方法取得的渗透系数数值接近，在17.2～21.12m/d 之间，平均为19.60m/d ，给水度为0.26。

含水层岩性为砂砾石、粗砂夹黏砂土，渗透系数经验值为10～25m/d ，给水度为0.25～0.35。

计算结果与经验值相符，其数值能代表该地区含水层的渗透性和富水性，可用于水源地水资源评价及保护等工作。

关键词：闽宁镇；地下水；抽水试验；渗透系数中图分类号：P641.8文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2022.24.0371自然地理概况研究区位于宁夏永宁县闽宁镇，地理坐标为E105°49′00″—E106°01′00″，N38°13′00″—N38°23′00″。

属于温带大陆性干旱、半干旱气候，降雨稀少，蒸发强烈。

研究区西邻贺兰山，东接冲湖积平原，南抵花布山丘陵区，北至洪积斜平原三关口沟口[1]。

在内、外地质营力共同作用下，自西向东依次形成了贺兰山高中山区、低山丘陵区、洪积斜平原及冲湖积平原多种地貌形态，如图1所示。

山区地势陡峭沟谷发育，平原区地势平缓，海拔高度为1120～2400m 。

贺兰山区出露寒武系、奥陶系、白垩系及侏罗系地层，花布山山前分布新近系砂岩，洪积斜平原区堆积第四系松散砂砾石[2]。

超采区推行节水措施合理开采后水位恢复期及侧向排出量计算公式（河谷平原地下水超采区水位恢复治理恢复量及恢复年数均衡计算法）一、恢复模型简介1、水文地质及水资源基本条件（1）上游及两侧补给区为山区或含水层基地明显高于开采区所在水文地质单元，即：开采区所在资源计算区为一具有不同含水介质或流场的补给区、补给边界的独立水文地质单元，且补给量不随开采动态水位的变化而变化，下游排泄断面适于断面流量法计算排泄量。

（2）含水层面积、厚度、水文地质参数及排泄断面厚度、宽度、水力坡度、水文地质参数已知，多年平均补给量、规划合理开采量已知，超采末期区域年平均水位（或区域含水层厚度）已知。

（3）开采量小于允许开采量，并为定值。

2、基本设定（1）用地下水多年平均及年内平均的计算运移过程代替实际上随时间变化的运移过程，地下水各项参与计算的水量都以平均量处理，补给量按多年平均补给量计算，开采量用多年平均量计算，水位变化率、排泄量变化率用多年平均值。

（2）在终止超采状态，进入合理开采过程后，多年平均补给量与开采量之差值对于各年都是相同的定值，这个开采剩余量在开采状态未达到动态平衡之前，一部分恢复含水层疏干空间，成为每年都增加的储存量；另一部分，由于含水层厚的增加，消耗与增加的排泄量。

再水为恢复过程的初期，每年的储存量增量和排泄量增量都比较大，随着时间的延续，排泄断面逐年增厚，上年排泄量逐年增大，用于恢复储存量的储存增量和含水层进一步加厚的排泄增量逐年减小，最终在某年数后趋于0，地下水达到补给—开采—排泄平衡状态，除自然波动外，地下水流场处于稳定状态。

由于采用年内均衡和恢复期均衡计算，假定这些量在恢复期内各年都是相同的，即用多年平均量代替逐年变化量。

（3）设超采末期含水层平均厚度为h0，合理开采后每年回复的含水层厚度增量为Δh，恢复达到稳定流场时的含水层累计增厚量为h1，恢复需要年数为t；多年平均补给量为Q补，合理开采量为Q开，恢复期多年平均排泄量为Q排；超采末期年排泄量为Q超采排。

基于阶梯流量压水试验水位恢复的含水层参数计算
韩东亚;葛晓光
【期刊名称】《煤田地质与勘探》
【年(卷),期】2008(036)003
【摘要】承压含水层阶梯流量井流公式与水位恢复井流公式可解决不同流量变动条件下含水层参数求解.针对野外压水试验中流量与水压难以控制且观测精度低,但阶梯流量压水后水位恢复曲线易于准确观测的特点,根据叠加原理,从非稳定承压含水层阶梯流量井流基本公式中推导出阶梯流量水位恢复公式.根据现场阶梯流量压水试验资料进行了含水层参数计算,验证了公式的可行性.
【总页数】3页(P36-38)
【作者】韩东亚;葛晓光
【作者单位】淮北矿业集团公司,安徽,淮北,235006;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】P641.2
【相关文献】
1.基于水位恢复试验数据估计含水层参数的模糊线性回归法 [J], 赵瑞平;常安定;郭建青;康瑞龙
2.剖析压水试验中采用地下水位与"稳定水位"的偏差 [J], 李锡均
3.利用阶梯流量抽水试验资料计算稳定流量降深 [J], Kamp.,GV;熊道辊
4.单孔稳定抽水试验水位恢复资料确定含水层参数 [J], 石中平
5.用水位恢复数据反演越流承压含水层参数 [J], 杨建民;郑刚
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水文地质参数求取的试验方法水文地质试验(hydrogeological test)供水水文地质勘察中在现场测定水文地质参数和了解地下水运动特征及其规律的各种试验工作。

包括抽水、注水、压水、渗水、管井回灌、连通和弥散试验，以及流向和流速测定。

抽水试验从钻孔、井或泉中抽取地下水，测定出水量与水位下降历时变化的试验。

通过抽水试验，可以确定出水量与水位下降的关系和该抽水点的最大出水量与降落漏斗半径；判定地下水运动的性质和地下水与地表水或不同含水层间的水力联系；利用抽水试验资料可计算水文地质参数。

抽水试验按地下水的稳定状态可分为稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验；按有无观测孔可分为单孔抽水试验和带观测孔的抽水试验；按试验段揭露含水层的程度可分为完整井抽水试验和非完整井抽水试验；按抽水井与多层含水层的关系可分为分层抽水试验和混合抽水试验；按试验目的可分为干扰孔抽水试验和开采抽水试验。

试验开始前要测量静水位，以确定地下水的初始状态；停止抽水后要观测恢复水位，根据恢复水位可大致判断出水量是否超过补给量，并能计算水文地质参数。

为保证抽出的水不渗回试验地段，影响试验质量，抽出的水需排至影响范围以外。

稳定流抽水试验要求水位和出水量都达到稳定的抽水试验。

确定的标准是，出水量和水位(单孔抽水为抽水孔水位，带观测孔的抽水为观测孔水位)都在一定范围内波动，且无持续上升或下降的趋势。

抽水孔的水位最大降深，承压水一般不超过压力水头，潜水一般不超过含水层厚度的1／2。

抽水的稳定延续时间一般为8～24h。

试验过程中，要及时绘制出水量与水位降深的历时曲线，即Q–t和S–t历时曲线(图1)；出水量与水位降深关系曲线，即Q–S曲线(图2)；单位出水量与水位降深关系曲线，即q–S曲线(图3)。

非稳定流抽水试验保持出水量(或水位)稳定，观测水位(或出水量)随时间变化的抽水试验。

当抽水区域内不能得到足够补给水量时，抽水势必引起水位降落漏斗的逐渐扩大，直至达到补给边界；只有当增加补给量或减少排泄量，使补给量与包括出水量在内的排泄量达到动态平衡后，漏斗才趋于稳定。

超采区推行节水措施合理开采后水位恢复期及侧向排出量计算公式（河谷平原地下水超采区水位恢复治理恢复量及恢复年数均衡计算法）一、恢复模型简介1、水文地质及水资源基本条件（1）上游及两侧补给区为山区或含水层基地明显高于开采区所在水文地质单元，即：开采区所在资源计算区为一具有不同含水介质或流场的补给区、补给边界的独立水文地质单元，且补给量不随开采动态水位的变化而变化，下游排泄断面适于断面流量法计算排泄量。

（2）含水层面积、厚度、水文地质参数及排泄断面厚度、宽度、水力坡度、水文地质参数已知，多年平均补给量、规划合理开采量已知，超采末期区域年平均水位（或区域含水层厚度）已知。

（3）开采量小于允许开采量，并为定值。

2、基本设定（1）用地下水多年平均及年内平均的计算运移过程代替实际上随时间变化的运移过程，地下水各项参与计算的水量都以平均量处理，补给量按多年平均补给量计算，开采量用多年平均量计算，水位变化率、排泄量变化率用多年平均值。

（2）在终止超采状态，进入合理开采过程后，多年平均补给量与开采量之差值对于各年都是相同的定值，这个开采剩余量在开采状态未达到动态平衡之前，一部分恢复含水层疏干空间，成为每年都增加的储存量；另一部分，由于含水层厚的增加，消耗与增加的排泄量。

再水为恢复过程的初期，每年的储存量增量和排泄量增量都比较大，随着时间的延续，排泄断面逐年增厚，上年排泄量逐年增大，用于恢复储存量的储存增量和含水层进一步加厚的排泄增量逐年减小，最终在某年数后趋于0，地下水达到补给—开采—排泄平衡状态，除自然波动外，地下水流场处于稳定状态。

由于采用年内均衡和恢复期均衡计算，假定这些量在恢复期内各年都是相同的，即用多年平均量代替逐年变化量。

（3）设超采末期含水层平均厚度为h0，合理开采后每年回复的含水层厚度增量为Δh，恢复达到稳定流场时的含水层累计增厚量为h1，恢复需要年数为t；多年平均补给量为Q补，合理开采量为Q开，恢复期多年平均排泄量为Q排；超采末期年排泄量为Q超采排。

直线图解法与恢复水位法在大淑村井田水文地质
布情况以及涌水量等数据，优选
本次放水工作的试验孔位，并将研究调查区大观
的
井的形态构成等情况，
图1 直线图解法求解水文地质参数示意图
采用上述方法和计算公式即可求得导水系数T 及储水系数S。

2.2.2 水位恢复法求水文地质参数
水位恢复法求水文地质参数，是根据放水试验停止以后，用不同时刻的剩余降深值来计算水文地质参数T和S的方法。

由于水位恢复过程排除了放水（抽水）过程中一些因素的干扰，因而恢复水位的降深～时间曲线一般比较规则，所求得的水文地质参数比较接近实际情况。

故选择水位恢复法求水文地质参数。

同
曲线，求
表1 水文地质参数求解成果对比
孔号
直线图解法
导水系数（T）储水系数（S）
O2----
大观1 1.773 6 1.190 7×10-4
大观2 1.098 6 4.557 7×10-5
大观3 1.892 5 4.405 3×10-5
W25 1.556 3 1.467 3×10-5
W27 1.803 67.527 9×10-6
由表1可知，本次利用的水位恢复法和直线图解法所分别得到导水系数（T）数值相近，并且二者数据最大差值仅为0.146 4，根据数据分析和地质特征方面综合考虑，所求的导水系数（T）能够真实、准确地反映含水层水文地质特征。

造成试验结果中储水系数（S）相差较大的原因是，本次放水试验不满足“放水持续时间t p较长而恢复时间较短”的前提条。

利用水位恢复值确定水文地质参数的方法探讨师国辉【摘要】探讨利用水位恢复值确定水文地质参数的方法,并通过实例计算,得出的计算结果与实际情况基本吻合,可知利用水位恢复值确定水文地质参数的方法是可靠的.【期刊名称】《能源与环境》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】2页(P103-104)【关键词】矿井突水;水位恢复;抽水试验;渗透系数;导水系数;贮水系数【作者】师国辉【作者单位】福建省煤田地质局196地质大队福建沙县365500【正文语种】中文【中图分类】P641.1矿井水害是矿业生产过程中常见的水文地质现象，也是目前我国矿业生产的主要灾害之一［1］。

而矿区水文地质勘查作为矿业生产的前期工作，要尽可能准确的为后期矿业生产提供可靠的水文地质资料。

笔者首先阐述了常规抽水试验确定水文地质参数的不足，然后对水位恢复值确定水文地质参数的方法进行探讨，此方法不受机械、水位波动、人为等因素影响，且原理简单，方法易行，结果可靠，可以作为确定水文地质参数的方法，也可以作为抽水试验确定水文地质参数方法的对比和检验。

1 问题提出1863年裘布衣在达西定律的基础上，建立了稳定流单井抽水公式，即著名的裘布衣公式［2］，奠定了稳定流抽水试验的基础。

裘布衣公式是以一定的假设条件为基础，理想化抽水现场，导致计算结果与实际情况有误差。

而非稳定流抽水试验中，求解水文地质参数是标准曲线对比法和直线图解法，即泰斯公式［3］。

相对稳定流抽水试验而言，非稳定流抽水试验则更切合实际，求得的水文地质参数则更合理。

然而，非稳定流的泰斯公式不考虑水头补给，这显然与实际情况不符。

如承压完整井用标准曲线对比法求水文地质参数时，抽水初期实际曲线与标准曲线不符，抽水后期实际曲线较平缓，与标准曲线较难拟合；同时标准曲线对比法具有较大的随意性，计算结果可能因人而异。

直线图解法虽然避免了标准曲线对比法中的不足，但要求抽水时间足够长，抽水孔与观测孔的距离要适宜，否则计算结果也会有较大误差。

用水位恢复数据计算承压含水层水文地质参数
王在岭;杨建民
【期刊名称】《铁道勘察》
【年(卷),期】2006(032)002
【摘要】水文地质勘测中的水位恢复阶段,由于没有人力和机械因素干扰,其测量数据可以画出平滑的曲线,更适用于水文地质参数的分析.但常用的双对数配线法操作不够简便,Theis水位恢复法有若干假设条件和要求,在实际中难以符合.结合实际工作中非稳定抽水阶段流量常"抖动"而难以利用和水位降深较快的特点,论证了利用似稳定降深和Cooper-Jacob直线法计算承压含水层渗透系数K的可行性,通过实地抽水试验及稳定流计算方法检验,表明计算结果可靠.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】王在岭;杨建民
【作者单位】铁道第三勘察设计院,天津,300142;天津大学,天津,300072
【正文语种】中文
【中图分类】U22
【相关文献】
1.利用水位恢复值确定水文地质参数的方法探讨 [J], 师国辉
2.利用群孔抽水试验水位恢复资料计算水文地质参数的新方法 [J], 刘振宇
3.直线图解法与恢复水位法在大淑村井田水文地质参数计算中的对比应用 [J], 王晓军
4.利用单井水位恢复曲线求解含水层水文地质参数 [J], 张桂芳;姚多喜;张曼曼
5.用水位恢复数据反演越流承压含水层参数 [J], 杨建民;郑刚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

（-）利用钻孔抽水试验资料计算含水层水文地质参数K潜水完整井非稳定流计算水文地质参数av直线图解法2 3Q t22it(Ah| — AhJ) 丄T = Kh p2.25 Tt0式中：ZJh2-观测孔ZJh2-lgt关系曲线的直线段上任童两点的纵坐标（mJ ;ti、ti—在Zlh，—lgt关系曲线上纵坐标为Zlhl、Zh：两点的相应时间（h）：检一直线段在横轴（Zh'=O时）上的截距（h）：K 一含水层渗透系数（m/h）：T 一含水层导水系数（m'/h）；M —含水层给水度；Q —出水量（m'/h）；hp—含水层自然厚度与抽水结束时厚度平均值（m）；r一主孔到观测孔距离（m）。

b、降深一时间配线法Q r式中Z兽r2S v= 4Ttr~观测孔与主孔的距离（m）；D—井函数变量：（"D）2 右a = ------------4ts-相当于承压含水层的弹性释水系数：延迟给水度；W （u>,u…r/D）一一潜水完整井井函数。

c、水位恢复图解法（停抽前动水位已稳定）2.3QK =—-2inniT = KhpAh2 = H2 -h2式中：K-含水层渗透系数（m/h）：Q—出水量（m'/h）；lip—含水层平均厚度（m）：m x -- 水位恢复曲线------ lg（ 1+t^/ti）拐点切线斜率:乜一抽水延续时间（h）：坊一恢复水位时间（h）：H—含水层天然厚度(m)；h—恢复水位中井内水柱高(m)od、水位恢复两点法23Q t2-2ir(h| - h?) 8hH + h aT = K^^4.4r2(hf-l^)i t23h(h^- h?) 8txTLl =-P a式中：K-含水层渗透系数（m/ h）：T—含水层导水系数（m'/h）；H—自然情况下，潜水含水层厚度（m）： h—抽水结束时井内水位高度（m）； ti—水位开始恢复一段时I'uJ后的时刻（h）： t2—水位恢复到晚于打一段时间的时刻（h）： hJ-仃时刻对应的井内水位高度（m）： h：-t：时刻对应的井内水位高度（m）； a-含水层导压系数（m’/d）： r-观测孔与主孔的距离（m）o2、潜水完整井稳定流计算水文地质参数裘布依公式法：0.733Q（lgR-lgr w）=~（2H - SJS W-R= 2S O VKH 式中：K—含水层渗透系数（m/h）R—抽水稳定时，含水层水位影响半径（工）：H—抽水前含水层厚度（m）；n-井孔半径（m）：S»—抽水井稳定降深（m）。