第八讲抽水试验
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抽水试验[pumping test],包括自试井抽取一定水量而在某距离之各观测井测定各种时间距地下水位的变化,观测数据利用各种地下水流理论式或其图解法分析抽水试验的结果。
抽水试验分类抽水试验按孔数可分为:单孔抽水试验、多孔抽水、群孔干扰抽水按水位稳定性分为:稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验方法按抽水孔类型分为:完整井和非完整井抽水试验的一般要求抽水试验应在洗井结束,洗井质量已达规定要求后进行。
抽水试验的类型、下降次数及延续时间应按照《供水水文地质勘察规范》( TJ27 —78 )及《城市供水水文地质勘察规范》中有关规定执行。
试验前,应根据井孔结构、水位降深、流量及其它条件,合理选择抽水设备和测试仪具。
抽水设备可用量桶、空气压缩机及各种水泵;流量测量,当流量小于2L/s 时,可用量桶,大于2L/s 时。
应用堰箱 (三角堰、梯形堰或矩形堰)或孔板流量计,高压自流水可用喷水管喷发高度测量法测量流量;水位测量可用测钟、浮标水位计或电测水位计;水温测量一般可用缓变温度计或带温度计的测钟。
抽水设备安装后,应先进行试抽,经调试能满足试验要求后,再正式抽水。
采用空气压缩机作抽水试验时,应下测水位管,在测水位管内测量动水位。
抽水试验中应做好地面排水,使抽出的水排至试验孔影响范围以外。
在抽水试验中,应及时进行静止水位、动水位、恢复水位、流量、水温、气温等项观测,并及时如实记录,不得任意涂改或追记。
如遇水位、流量、水的浑浊度及机械运转等发生突变时,应做详细记录,并及时查明原因。
稳定流抽水试验-在抽水过程中,要求出水量和动水位同时相对稳定,并有一定延续时间的抽水试验。
非稳定流抽水试验-在抽水过程中,一般仅保持抽水量固定而观测地下水位变化,或保持水位降深固定,而观测抽水量和含水层中地下水位变化的抽水试验。
开采性抽水试验-按开采条件或接近开采条件要求进行的抽水试验。
群孔抽水试验-两个或两个以上的抽水孔同时抽水,各孔的水位和水量有明显互相影响的抽水试验。
抽水试验一,抽水试验的技术要求(1)抽水孔与观测孔的布置抽水孔位置应根据试验的目的,结合场地水文地质条件、地形、地貌条件以及周围环境,布置在有代表性地段。
观测孔的布置应围绕主孔,可布置1~2排,首先应布置在与地下水流向相垂直的方向上,当布置两排时,另一排应布置在平行地下水流向的方向上。
参见有关书籍。
观测孔深度一般要求进入抽水试验段厚度之中,若为非均质含水层,观测孔的深度应与抽水孔一致。
(2)对水位降深及延续时间要求岩土工程勘察中抽水试验稳定延续时间一般为8~24h。
抽水试验一般要求进行三个落程,当进行简易抽水试验时可进行两个落程,各个落程的水位降深宜采用下列数值。
S1=1/6H; S2=1/4H; S3=1/3H或按S3=Smax ; S2=2/3S3 ; S1=1/3S3式中H-潜水水柱高度(由静水位至孔底)(m);承压水层隔水顶板以上水柱高度(m);S1、S2、S3-分别为三个落程的降深值(m)。
(3)渗透系数的计算参见《工程地质手册》(第三版)。
压水试验在坚硬和半坚硬岩土层中,当地下水距地表很深时,常用压水试验测定岩层的透水性,多用于水库、水坝工程。
1).压水试验的方法和类型(1)按试验段划分可分为分段压水试验、综合压水试验和全孔压水试验。
(2)按压力点划分为一点压水试验、三点压水试验和多点压水试验。
(3)按试验压力划分为低压压水试验和高压压水试验。
(4)按加压的动力源划分为水柱压水法、自流式压水法和机械法压水试验。
2).压水试验的主要参数(1)压入水量当控制某一设计压力值呈稳定后,每隔lOmin测读压入水量,连续四次读数,最终压入水量。
(2)压力阶段和压力值压水试验的总压力是指用于试验段的实际平均压力。
其单位习惯上均以水柱高度m计算,其水柱高度系由地下水位算起。
(3)试验段长度试验段长度可根据地层的单层厚度、裂隙发育程度等因素确定,一般为5~10cm,若岩芯完好,可适当加长试验段,但不宜大于10m,可利用专门的活动栓塞分段隔离。
第五章水文地质试验重要性:水文地质试验是水文地质调查中不可缺少的重要手段,许多水文地质资料,都需通过水文地质试验才能获得。
种类:水文地质试验分为两类:(1)野外试验,(2)室内试验。
其中:本章以介绍抽水试验为主,另外还有其它几项试验:渗水试验、钻孔注水试验、地下水示踪试验、连通试验。
§1 抽水试验的目的任务抽水试验––––是通过从钻孔或水井中抽水,来定量评价含水层富水性,测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件的一种野外试验工作。
抽水试验是以地下水井流理论为基础(地下水动力学),在实际井孔中抽水和观测的一种野外试验。
随着水文地质勘查阶段由浅入深,在整个勘查费用中,抽水试验所占比重越来越大,费用仅次于钻探工作;有时,整个钻探工程主要是为了抽水试验而进行的。
抽水试验的目的、任务:(1)直接测定含水层的富水程度和评价井(孔)的出水能力;(2)抽水试验是确定含水层水文地质参数(K、T、S、μ)的主要方法;(3)抽水试验可为取水工程设计提供所需水文地质数据,如R、单井出水量、单位出水量等;并可根据水位降深和涌水量选择水泵型号;(4)通过抽水试验,可直接评价水源地的可(允许)开采量;(5)可以通过抽水试验查明某些其他手段难以查明的水文地质条件,如地表水、地下水之间及含水层之间的水力联系,以及地下水补给通道和强径流带位置等。
从实例图5一1的抽水条件下的等水位线图可以准确地判断F1、F2、F3断层具阻水性质,F4是透水的,水从北东和北西补给。
从图5—2的等水位线,可准确地判断含水层的各向异性、断层的导水性和抽水孔西南存在的岩性隔水边界。
§2 抽水试验的分类和各种抽水试验方法的主要用途抽水试验的类型1.按所依据的井流理论,可分为稳定流抽水和非稳定流抽水试验。
稳定流抽水试验:要求流量和水位降深都是相对稳定的,即不随时间而变。
用稳定流理论和公式来分析计算,简便易行,但自然界大都是非稳定流,只有在补给水源充沛且相对稳定的地段抽水才能形成相对稳定的似稳定渗流场,所以它的应用受到限制。
抽水试验抽水试验施工方案抽水试验施工方案一、试验的目的确定含水层(素填土、卵石层)的水文地质参数:渗透系数K、导水系数T、给水度m、弹性释水系数m*、导压系数a等。
二、抽水试验的方法带观测孔的单孔稳定流抽水试验:在一个主孔内抽水,在其四周设置一个观测孔观测地下水位。
三、抽水孔和观看孔的位置和钻探要求1. 抽水孔和观看孔的位置:抽水孔(位置布置如下列图)抽水孔编号目标含水层钻孔要求滤水管长度开孔直径滤水管孔径滤水管类型备注1#卵石层钻孔要求打到基岩强风化层2m整个卵石层250mm140mm镀锌钢花管2#素填土钻孔要求打到卵石层2m素填土段250mm140mm镀锌钢花管素填土包括粘土3#卵石层钻孔要求打到基岩强风化层2m整个卵石层250mm140mm镀锌钢花管4#素填土钻孔要求打到卵石层12m素填土段250mm140mm镀锌钢花管素填土包括粘土观测孔(位置布置如下列图)观测孔编号目标含水层距抽水孔的距离钻孔要求滤水管长度开孔直径滤水管孔径滤水管类型备注1#卵石层10m钻孔要求打到基岩强风化层1m整个卵石层250mm140mm镀锌钢花管2#素填土6m钻孔要求打到卵石层层1m素填土段250mm140mm镀锌钢花管素填土包括粘土3#卵石层6m钻孔要求打到基岩强风化层1m整个卵石层250mm140mm镀锌钢花管4#素填土10m钻孔要求打到卵石层1m素填土段250mm140mm镀锌钢花管素填土包括粘土2. 抽水孔和观测孔的钻探要求要求:钻孔兼具工程勘探任务,因此应满意《岩土工程勘察标准》(GB50021-2023)要求,并进展钻探编录;(1)抽水孔和观测孔安装过滤器前,应采纳清水或其他有效方法,将孔内泥质物去除洁净。
(2)过滤器的安装应根据钻孔抽水试验设计书的要求进展,下放过程中不得损坏过滤器。
安装时应具体记录过滤器各局部的规格、长度和实际深度,并准时绘制安装构造图。
(3)抽水孔的测压管应固定在过滤器的外壁上,并与过滤器一同下入孔内设计深度。