实验5 抽水试验(1)

达西实验的装置如图2-3所示。

装置中的①是横截面积为A的直立圆筒，其上端开口，在圆筒侧壁装有两支相距为l 的侧压管。

筒底以上一定距离处装一滤板②，滤板上填放颗粒均匀的砂土。

水由上端注入圆筒，多余的水从溢水管③溢出，使筒内的水位维持一个恒定值。

渗透过砂层的水从短水管④流入量杯⑤中，并以此来计算渗流量q。

设△t时间内流入量杯的水体体积为△V, 则渗流量为q=△V /△t。

同时读取断面1-1和段面2-2处的侧压管水头值h1，h2，Δh为两断面之间的水头损失。

达西分析了大量实验资料，发现土中渗透的渗流量q与圆筒断面积A及水头损失△h 成正比，与断面间距l成反比，即（2-1）或（2-2）式中i=△h/l，称为水力梯度，也称水力坡降；k为渗透系数，其值等于水力梯度为1时水的渗透速度，cm/s 。

式（2-1）和（2-2）所表示的关系称为达西定律，它是渗透的基本定律。

（2）达西定律的适用范围达西定律是由砂质土体实验得到的，后来推广应用于其他土体如粘土和具有细裂隙的岩石等。

进一步的研究表明，在某些条件下，渗透并不一定符合达西定律，因此在实际工作中我们还要注意达西定律的适用范围。

大量试验表明，当渗透速度较小时，渗透的沿程水头损失与流速的一次方成正比。

在一般情况下，砂土、粘土中的渗透速度很小，其渗流可以看作是一种水流流线互相平行的流动——层流，渗流运动规律符合达西定律，渗透速度v与水力梯度i的关系可在v-i坐标系中表示成一条直线，如图2-4(a)所示。

粗颗粒土（如砾、卵石等）的试验结果如图2-4(b)所示, 由于其孔隙很大，当水力梯度较小时，流速不大，渗流可认为是层流, v-i关系成线性变化，达西定律仍然适用。

当水力梯度较大时，流速增大，渗流将过渡为不规则的相互混杂的流动形式——紊流,这时v-i关系呈非线性变化, 达西定律不再适用。

图2-4(a) 细粒土的v-i关系图2-4(b) 粗粒土的v-i关系①砂土、一般粘土②颗粒极细的粘土少数粘土（如颗粒极细的高压缩性土，可自由膨胀的粘性土等）的渗透试验表明，它们的渗透存在一个起始水力梯度i b，这种土只有即让水柱高度h随时间t逐渐减小，然后读取两个时间t1和t2对应的水头高度h1和h2。

可编辑第四章抽水试验抽水试验是确定含水层参数，了解水文地质条件的主要方法。

采用主孔抽水、带有多个观测孔的群孔抽水试验，包括非稳定流和稳定流抽水实验，要求观测抽水期间和水位恢复期间的水位、流量、水温、气温等内容。

要求了解试验基地及其所在地区的水文气象、地质地貌及水文地质条件，了解并掌握抽水试验的目的意义、工作程序、现场记录的主要内容、数据采集与处理方法，掌握相关资料的整理、编录方法和要求，了解对抽水试验工作质量进行评价的一般原则，能够利用学过的理论及方法进行水文地质参数计算，并对参数的合理性和精确性进行分析和检验。

§4.1 基本要求掌握抽水试验的目的、分类、方法及抽水试验准备工作。

4.1.1 抽水试验的目的(1) 确定含水层及越流层的水文地质参数：渗透系数 K、导水系数 T、给水度、弹性释水系数∗、导压系数 a、弱透水层渗透系数 K'、越流系数 b、越流因素 B、影响半径 R等。

(2) 通过测定井孔涌水量及其与水位下降（降深）之间的关系，分析确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力。

(3) 为取水工程设计提供所需的水文地质数据，如影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数等，依据降深和流量选择适宜的水泵型号。

(4) 确定水位下降漏斗的形状、大小及其随时间的增长速度；直接评价水源地的可开采量。

(5) 查明某些手段难以查明的水文地质条件，如确定各含水层间以及与地表水之间的水力联系、边界的性质及简单边界的位置、地下水补给通道、强径流带位置等。

4.1.2 抽水试验分类抽水试验主要分为单孔抽水、多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水。

（1）单孔抽水试验：仅在一个试验孔中抽水，用以确定涌水量与水位降深的关系，概略取得含水层渗透系数。

（2）多孔抽水试验：在一个主孔内抽水，在其周围设置若干个观测孔观测地下水位。

通过多孔抽水试验可以求得较为确切的水文地质参数和含水层不同方向的渗透性能及边界条件等。

一任务来源大连地铁三十里堡隧道区间构造施工受到本线第四系孔隙潜水影响，需求取该层地下水水文地质参数。

二实验目旳通过现场实验获取实验特性曲线，选择适合水文地质条件旳计算公式求取水文地质参数，为拟定基坑降排水设计方案提供可靠根据，合理优化施工降水方案，保护水资源。

三实验任务al+pl）粉质粘土层进行带由于实验场地条件限制，拟针对第四系全新统冲洪积层（Q4观测孔旳单井抽水实验。

实验场区位置及实验井孔平面布置见附图一。

四实验工作布置（一）水文地质钻探工作共布置抽水实验孔1眼，井深暂定33m，实际中钻至震旦系石灰岩终孔，井径Φ600mm，管径Φ219mm(井构造见附图二)；抽水专门观测孔2眼，井深暂定33m，实际中钻至震旦系石灰岩终孔，井径Φ600mm，管径Φ400mm（井构造见附图二），6m间距布设1眼，20m间距布设1眼。

（二）抽水实验运用单孔抽水带多种观测孔进行旳抽水实验，可精确求取水文地质参数。

本次实验在钻孔成井后，运用单孔抽水，同步观测2眼观测井，稳定期间分别为8、16小时，小落程出水量为大落程出水量旳1/2—2/3。

（三）抽水实验观测频率、精度规定及所有实验工作时间1．抽水实验技术规定抽水实验旳布置应满足国家现行规范旳规定，同步应观测水位和水量；抽水稳定延续时间不不不小于8H。

抽水结束后应进行恢复水位观测直至稳定。

2．静水位观测每小时观测一次，三次所测水位相似或4小时内水位相差不超过2厘米，即为静止水位。

3．抽水实验稳定原则动水位无持续上升或下降趋势，若有观测孔则以距抽水主孔最远端旳观测孔鉴定；同步考虑区域该时段旳自然水位变化状况，若与区域自然水位变化一致，同样鉴定稳定。

4．水跃值旳拟定在抽水井外环滤层中安放专门水位观测管，用于观测水跃值。

5．观测频率抽水孔、观测孔均按稳定流抽水实验频率进行观测，即开泵前测初始静水位，开泵后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分各测一次，之后每隔30分观测一次直至结束。

水文地质勘探实习报告一、实习目的和任务水文地质勘探是一种重要的勘探手段，主要应用在水文地质调查、地下水资源评价等领域，该课程除课堂讲授水文地质勘探基本原理和工作方法外，还要特别加强对学生野外实践和分析问题与解决问题能力的训练。

本次实习的目的就是为了巩固课堂学习的理论知识，理论联系实际，提高学生分析解决实际问题及野外勘探的初步能力，为学生毕业后从事水文地质勘探工作打下一个良好的基础。

二、实习内容1、水文地质钻探工作方法及野外钻探实践。

2、水文地质试验方法及抽水试验原理、现场抽水试验实践。

3、根据抽水试验结果计算水文地质参数。

.4、水文地质勘探实验报告编制。

三、实习地点简介张河湾抽水蓄能电站位于太行山深处井陉县境内，距石家庄市（负荷中心）直线距离为 52 km，公路里程 77 km，对外交通方便。

工程总投资为41.2亿人民币，是河北省最大的抽水蓄能电站，也是河北省第一个利用亚行贷款建设的公益性电力项目。

装机总容量为100万千瓦，安装4台25万 kW的单级混流可逆式机组，以一回 500 kV线路接入河北南部电网，年发电量16.75亿kW/h，年抽水用电量 22.04亿 kW/h，电站综合效率为0.76。

张河湾抽水蓄能电站为一等工程，上水库布置在山顶，开挖填围而成，正常蓄水位810m，总库容785．4万立方米，调节库容720万立方米，工作水深 31m，坝顶高程812m，最大坝高57m，全库采用复式沥青混凝土全面防渗。

下水库利用已建的张河湾水库，在原有未完建大坝上加高完建而成，正常蓄水位 488 m，保证抽水蓄能电站发电水位471m，总库容8330万立方米，具有年调节性能。

拦河坝为浆砌石重力坝，按100年一遇洪水标准设计，1000年一遇洪水标准校核；坝顶高程490 m，最大坝高77．35m。

水道和地下厂房系统布置在上下水库之间的山体内，设竖井高压管道，钢板衬砌；采用一管两机布置方式，主管长约 570 rn，尾水洞长约170m，电站距高比为1．58。

地下水利用实验一模拟抽水试验实验指导书西安碧水环境新技术有限公司2014.4一、实验目的为了确定含水层的水文地质参数，其方法有多种。

当前最基本的方法，在生产中多采用抽水试验法。

此法宜在野外实际现场进行，但限于时间、经费等原因，我们采用室内模拟抽水试验。

根据多次验证对比，此法与现场试验基本类似，且可观察到抽水过程中井流场渗透水流的变化情况和补给、抽排、抽降及降落漏斗的相互关系与整体现象，这些又是在现场试验中所达不到的优点。

所以模拟抽水试验，不仅能达到学习的要求，熟悉野外试验的基本方法步骤，还可加深理解抽水试验的机理。

由于模型结构尺寸有限，故本实验只做稳定井流，对非稳定井流，另以习题形式弥补其不足。

二、实验设备与有关仪器及用具1．模型井流场——1/4圆形井流箱系统。

2．测定流量设备——因模型流量较小，为测定准确，故选用重量法。

从而需要：a．50kg台秤一台；b．水桶2只，其容积约为20~25L；c．秒表1只。

3．水位测量设备——测压管排一套，将井流箱上所有测压管均相连在同一牌上，以便观测与校验。

4．其它设备a．温度计1只——测定试验过程中的室温和水温变化；b．记录表若干；c．记录板1块。

三、模型设计依据井流场模型是按Dupuit稳定井流圆形定水头供水边界完整井模型设计的。

为了能观察到抽水过程中各水力要素的变化情况，故设计减高1.0m的1/4圆模型。

该模型的具体结构，见下示意图所示。

井孔设在模型中心，有1/4圆形有机玻璃穿孔管制成，周围缠以加强尼龙丝，并围填以砾石滤料。

箱中装填粗砂以模拟含水层。

箱底装有两排测压管链接管嘴，用硅胶管与测压牌相连。

供水管将水源水稳定不断的充入隔水间，使保持固定稳定水头。

如水头超过设计水头时，则多余水由宽顶溢流口溢出。

测流管设有闸阀，以放水模拟抽水，闸阀用以调节流量，并保持井孔中预计的抽水降深。

测压管由井孔中心计起，共2排每排10只，可以测定井孔、井壁外、含水层和供水隔水间的水位，其间距约为10cm，按需要排列。

实验5 抽水试验(1)摘要：本实验使用渗透仪对某土样进行抽水试验，通过记录渗透仪的读数，得出土样的渗透系数和压缩系数，以及确定反演起点。

实验结果表明，该土样渗透系数较大，约为1.3×10^-5cm/s，但压缩系数比较小，约为1.6×10^-5/cm。

关键词：抽水试验；渗透系数；压缩系数；反演起点。

一、实验目的1. 掌握抽水试验的原理和方法。

2. 熟悉渗透仪的使用。

3. 通过分析实验结果，确定土样的渗透系数和压缩系数，以及反演起点。

二、实验原理1. 抽水试验概述抽水试验是研究地下水渗流现象的一种实验方法。

通过对土体内水分的抽取，造成水势降低，从而引起土体内水分自动向低势场移动。

在试验中，需要记录土体内不同时间的水位高度和水流量，以确定渗透系数和流动能力。

2. 渗透系数和压缩系数渗透系数是土体在单位时间内单位面积上的渗水量。

压缩系数是土体在受到一定载荷后，单位变形量的比例。

两者均是衡量土样的渗流性质的重要指标。

3. 反演起点反演过程是指根据渗透仪读数，反演出土壤渗透系数和溢流量的过程。

反演起点是指反演曲线的起点。

在实验中，一般通过试验初期对溢流量进行初步估算，确定反演起点。

三、实验步骤1. 土样制备取某土样，在经过筛分和干燥后，用塑料袋包装并保持湿润。

2. 实验器材准备将渗透仪和溢流量计结合在一起，并与水源相连。

开启溢流阀门，供水源调节水流量，使其缓慢通过渗透膜。

当干涸状态下的渗透膜接触到水时，会有明显的“瞬间流量”，然后流量逐渐趋于稳定。

记录水位高度和流量读数。

4. 实验进行将土样放入渗透仪中，确定初始水位，开启闸门，开始试验。

定时记录水位高度和渗流量读数，在确定反演起点后，进行反演计算，得出土样的渗透系数和压缩系数。

5. 实验结束试验结束后，关闭闸门和溢流阀门，记录压缩系数和反演起点坐标。

四、实验结果与分析| 时间（min） | 测量高度（cm） | 流量（ml/min） ||-----------|------------|-------------|| 0 | 15.3 | 0 || 5 | 14.0 | 0.31 || 10 | 12.7 | 0.63 || 15 | 11.5 | 0.93 || 20 | 10.3 | 1.24 || 25 | 9.2 | 1.56 || 30 | 8.1 | 1.87 || 35 | 7.1 | 2.18 || 40 | 6.2 | 2.50 || 45 | 5.3 | 2.81 |2. 结果计算和分析按公式计算土样的渗透系数和压缩系数如下：渗透系数K=V/(A*tΔH)V为单位时间的流量，A为渗透面积，t为时间量，ΔH为对应水位的高度差。