含水层的渗透系数
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1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S-t、S-lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜水完整井:式中 K——含水层渗透系数 (m/d);Q——抽水井流量 (m3/d);sw——抽水井中水位降深 (m);M——承压含水层厚度 (m);R——影响半径 (m);H——潜水含水层厚度 (m);h——潜水含水层抽水后的厚度 (m);rw——抽水井半径 (m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度 (m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度 (m),分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S-t、S-lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜水完整井:式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度(m),分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2。
(一)松散岩类孔隙水含水层1、富水性中等的第四系冲洪积孔隙水含水层主要分布于龙岩盆地。
上部为黄或灰黄色的亚粘土和亚砂土,下部为砂,砂砾和砾石层。
厚度一般为5~20m,局部达80m;富水性较好,泉流量可达2.552 l/s,渗透系数3.97~10.98 m3/d,水位埋深1~3m之间。
2、富水性弱的第四系残坡积、坡洪积孔隙水含水层主要分布于溪马河沿岸。
马坑矿区中矿段和新祠一带也有零星分布。
岩性多属土黄、黄褐色粘土夹碎瓦,常见砂砾石层透镜体。
富水性较差,多属透水不含水层,泉水流量多在1.0 l/s以下。
(二)碎屑岩类裂隙水含水层区内分布最为广泛,均属碎屑沉积岩层。
据其富水性可分为:1、富水性中等的碎屑岩类裂隙水含水层(1)奥陶一志留系浅变质碎屑岩(O—S)广泛出露于本区西部后垄山—九峰崎,东北部的观音座莲—下甲村一带。
是本区山峰主要的组成部分。
岩性比较复杂,计有浅灰—灰黑色,中厚层状或中薄层状变质粉砂岩、变质泥岩、变质细砂岩、砂岩、千枚状硅泥岩等;中部夹透镜状灰岩,总厚度>1000m。
岩性坚硬,致密块状。
裂隙发育,主要含风化裂隙水。
泉水流量为0.170~2.715 l/s。
富水性中等。
矿化度为0.092 g/l。
属SO4—(K+Na)·Ca水。
(2)上泥盆系天瓦栋组(D3t)与桃子坑组(D3rZ)前者分布较广,后垄山—九峰崎以西,观音座莲以北均有出露。
后者仅见于矿区南部三坑村一带,面积较小。
其中,天瓦栋组(D3t)上段以浅灰,紫灰色中薄层状粉砂岩、泥岩、细砂岩为主,夹灰白色中薄层状砂砾岩类。
下段以灰白色中厚层状砾岩、粗砂岩为主,夹细砂岩、粉砂岩。
厚度810m。
桃子坑组(D3tz)以紫红色细砂岩、粉砂岩、泥岩为主,夹砾岩、粗中粒砂岩,厚度497m。
岩性均较坚硬、致密、块状,主要含风化裂隙水。
泉水流量为0.221~2.861 l/s。
富水性中等。
矿化度为0.19 g/l。
属SO4·Cl—(k+Na)·Ca水。
专门水文地质学--渗透系数和导水系数吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§6.2渗透系数和导水系数渗透系数又称水力传导系数,是描述介质渗透能力的重要水文地质参数。
根据达西公式,渗透系数代表当水力坡度为1时,水在介质中的渗流速度,单位是m/d 或cm/s 。
渗透系数大小与介质的结构(颗粒大小、排列、空隙充填等)和水的物理性质(液体的粘滞性、容重等)有关。
导水系数即含水层的渗透系数与其厚度的乘积。
其理论意义为水力梯度为1时,通过含水层的单宽流量,常用单位是m 2/d 。
导水系数只适用于平面二维流和一维流,而在三维流及剖面二维流中无意义。
利用抽水试验资料求取含水层的渗透系数及导水系数方法视具体的抽水试验情况而定,下面就各种情况下的计算公式加以简述,其原理及具体计算步骤可参考地下水动力学相关教材。
一、单孔稳定流抽水试验抽水孔水位下降资料求渗透系数1. 当Q ~s (或2h ∆)关系曲线呈直线时,(1)承压水完整孔:r RsM Q K ln 2π= (6-9)(2)承压水非完整孔: 当M ﹥150r ,l /M ﹥0.1时, )12.1ln (ln 2rMl l M r R sM Q K ππ-+=(6-10) 当过滤器位于含水层的顶部或底部时,)]2.01ln([ln 2rMl l M r R sM Q K +-+=π(6-11) (3)潜水完整孔:rRh H Q K ln )(22-=π (6-12)(4)潜水非完整孔:图6-2 土壤含水率变化曲线当h ﹥150r ,l /h ﹥0.1时,)12.1ln (ln )(22r hl l h r R h H Q K ππ⋅-+-=(6-13) 当过滤器位于含水层的顶部或底部时,)]2.01ln([ln )(22r hl l h rR h H Q K +-+-=π (6-14)式中 K —渗透系数(m/d );Q —出水量(m 3/d ); s —水位下降值(m );M —承压水含水层的厚度(m );H —自然情况下潜水含水层的厚度(m );h —潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度的平均值(m ); h —潜水含水层在抽水试验时的厚度(m );l —过滤器的长度(m );r —抽水孔过滤器的半径(m ); R —影响半径(m )。
单井稳定抽水试验计算含水层渗透系数的快速求解方法李宝霞【摘要】总结和讨论了根据裘布依公式和单井稳定抽水试验结果,如何快速求解潜水含水层和承压水含水层渗透系数的方法.对于不符合裘布依理论基本假设条件的潜水或承压水含水层,分别以潜水完整井和承压水完整井为例进行了分析和公式求解方法的讨论.在此基础上加以分析整理,完善了潜水或承压水含水层渗透系数求解的截距法,并且对全部求解过程进行了计算机编程,加快了求解的计算过程.%This paper review and discuss how to solve the permeability of unconfined aquifer and confined aquifer, with the basis of the Dupuit formula and pump tests. For the unconfined aquifer and confined aquifer, which do not meet the Dupuit basic assumptions, the paper do some discussion how to calculating the permeate coefficient of the aquifer by stability pump tests.【期刊名称】《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】3页(P1025-1027)【关键词】渗透系数;裘布依公式;抽水试验;含水层;稳定流【作者】李宝霞【作者单位】武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TV1380 引言水文地质参数是表征含水层性质的重要参数,其数值大小是含水层各种性能的综合反映,是进行水文地质计算和合理开发利用地下水的重要依据,同时关系到水量评价结果的正确与否[1-5].渗透系数(K)是表示含水层渗透性能的参数,是含水层最重要的水文地质参数之一.在水源勘察时,常常是通过单井稳定抽水试验的结果,应用裘布依公式计算含水层的参透系数.下面以潜水完整井和承压水完整井为例进行探讨.1 裘布依公式的基本形式根据导出的适用于潜水含水层和承压含水层的裘布依公式,有1.1 潜水完整井式中:Q为井的出水量,m3/d;K 为渗透系数,m/d;H为潜水含水层厚度,m;h为井内动水位至含水层底板的距离,m;R为影响半径,m;r为井半径,m,管井过滤器半径.1.2 承压水完整井式中:M为承压含水层厚度,m;s为井的水位下降值;其他变量同式(1).总结上述公式可以看出,对于潜水井的裘布依公式(1),可以假设:H2-h2=Δh2,则Δh2-Q之间呈直线关系;对于承压水井的裘布依公式(2),则s-Q 呈直线关系,如图1中的直线A.对于完全符合裘布依理论的含水层可以直接根据单井稳定抽水试验的结果,代入相应的裘布依公式计算含水层的参透系数(K). 但是,由于裘布依公式在推导时存在着一些假设条件,如抽水井内及附近都是二维流等等.实际的含水层有时不一定符合裘布依的假设条件,当抽水井井壁及其附近含水层中产生三维紊流时,就出现了这种情况.此时,根据抽水试验结果得出的数据,对于潜水井的Δh2-Q和承压水井的s-Q之间的关系就不是裘布依公式中所描述的直线关系,而是呈曲线关系,如图1中的曲线B所示.此时,就不能直接应用裘布依公式计算含水层的渗透系数.根据现有的一些资料,可以将裘布依公式进行变换后采用截距法计算渗透系数,下面主要是对潜水井和承压水井截距法计算过程进行了必要的完善,同时编制了相应的计算程序便于更快地利用实验结果进行求解.图1 潜水井ΔQ和承压水井s-Q的关系2 含水层渗透系数的求解[6]抽水试验通常得到的是井的抽水量Q及其与之相对应的井的水位下降值s,根据裘布依公式可以看出,承压水井s-Q之间的关系直接反映在公式的表达式中.而对于潜水含水层,根据H-h=s的关系,经过变换后也可得出Δh2-Q 之间的对应关系.2.1 潜水完整井的Δh2-Q和承压水完整井的s-Q呈直线关系根据单井稳定抽水试验得出的s及Q的对应数据,描绘出潜水井的Δh2-Q 或承压水井的s-Q关系曲线,利用得到的直线斜率,代入裘布依公式可直接得出渗透系数(K).如图1中的直线A所示,计算结果的表达式如下2.2 潜水完整井的Δh2-Q和承压水完整井的s-Q不呈直线关系如图1中的曲线B,潜水井的Δh2-Q和承压水井的s-Q之间的关系可用下式表示.式(5)和(6)可变形为根据式(7)和(8)可得出,潜水井的和承压水井的之间为直线关系,且当Q=0时,潜水井的=a;承压水井的=a.将潜水井的和承压水井的之间的直线关系描绘在直角坐标系中,可以得到直线在纵轴上的截距a的数值,见图2.图2 潜水井-Q和承压水井-Q的关系曲线然后再利用潜水井的和承压水井的关系,代入裘布依公式即可以求出相应含水层的渗透系数(K),此即截距法.得出的计算式为2.3 含水层渗透系数的求解方法为了求解的方便,上述讨论的含水层渗透系数求解的各种情况的计算过程可以编制相应的计算机程序,程序流程见图3.3 结束语根据单井稳定抽水试验结果和裘布依理论公式,可以求出潜水含水层和承压水含水层的渗透系数,求解过程中针对Q-s(或Δh2)关系不同的情况可以分别采用相应的不同的方法进行分析计算.经过对计算过程的分析整理编制成相应的计算机程序,计算机程序的运用可以更加简便地计算出含水层的渗透系数.图3 程序流程图参考文献[1]国家冶金工业局.GB50017-2001供水水文地质勘察规范[S].北京:中国计划出版社,2001.[2]刘兆昌,李广贺,朱琨.供水水文地质[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.[3]朱学愚,钱孝星.地下水水文学[M].北京:中国环境科学出版社,2005.[4]陈南祥.地水文地质学[M].北京:中国水利水电出版社,2008.[5]薛禹群.地下水动力学[M].北京:地质出版社,1997.[6]李涛,刘华伟,陈耀元.非线性方程组求解的新方法[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版,2009,33(3):569-572.。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S-t、S-lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜水完整井:式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度(m),分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S—t、S—lg t曲线[注卜各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2.稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit公式法和Thiem公式法。
⑴只有抽水孔观测资料时的Dupuit公式承压完整井:4 2 In PMs. AT q井:潜水完整f—ln^7V(H2-h2)r v2 2斗届7式中K- -一含水层渗透系数(m/d);Q-抽水井流量(m3/d);sw抽水井中水位降深(m);M ----- 承压含水层厚度(m);R――影响半径(m);H ――潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw ——抽水井半径(m)。
(2)当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem 公式當压完整井;松一饨-。
In'1Thiem公h -h = ° In 9式;潜水完荃井£岸-比=In—Thiem公式陽圧三° hi乜匕式中hw ——抽水井中水柱高度(m);hl、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度(m),分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 -1; h2= H0 -s2o其余符号意义同前当前水井中的降深较大时,可采用修正降深正降深s'与实际降深s之间的关系为:s'=s-s2/2H。
含水层渗透系数和包气带渗透系数在地下水资源开发和保护中具有重要意义。
它们是描述地下岩石或土壤对水或气的渗透能力的重要参数,对于地下水储集层的评价、水文地质勘探和水资源保护具有重要的指导意义。
在本文中,我们将深入探讨含水层渗透系数和包气带渗透系数的定义、意义、测定方法以及其在水资源管理中的应用。
1. 含水层渗透系数含水层渗透系数是描述地下岩石或土壤对水的渗透能力的参数。
它反映了含水层对水的传导速率,是评价岩石或土壤透水性质的重要指标。
含水层渗透系数的大小直接影响着地下水的补给和补给能力,对地下水资源的开发和保护具有重要的指导意义。
在实际应用中,含水层渗透系数的测定方法多种多样,主要包括渗流法、压实法、水位法等。
其中,水位法是较为常用的测定方法,通过地下水位变化的监测来计算含水层渗透系数。
还可以利用定量渗流试验仪等专业设备进行测定。
含水层渗透系数的大小受到多种因素的影响,如岩石或土壤的孔隙度、孔隙连通性、渗透介质的粗细等。
在进行地下水资源勘探和评价时,需要综合考虑地质、水文地质、水文地球化学等多方面因素,对含水层渗透系数进行全面评估。
2. 包气带渗透系数包气带渗透系数是描述地下岩石或土壤对气体的渗透能力的参数。
它反映了包气带对气体的传导速率,对于地下气体的迁移和储存具有重要的指导意义。
包气带渗透系数的大小直接影响着地下气体的扩散能力和固定能力,对环境保护和生态恢复具有重要的意义。
包气带渗透系数的测定方法与含水层渗透系数类似,也包括渗流法、压实法、气体扩散法等。
在实际应用中,通常采用气体扩散法或气体渗透法来测定包气带渗透系数,通过监测地下气体扩散速率或渗透速率来计算包气带渗透系数。
不同于含水层渗透系数,包气带渗透系数的大小受到土壤通气性、渗透介质的孔隙度、气体的性质等因素的影响。
在进行地下气体迁移和储存的评价时,需要全面考虑岩石或土壤的物理化学特性、气体扩散速率、气体浓度分布等因素,对包气带渗透系数进行综合评估。
用抽水试验确定渗透系数---转自青春飞扬搜狐博客1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S-t、S-lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜水完整井:式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度(m),分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2。