试验方法确定水文地质参数
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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。
水文地质试验为测定水文地质参数和了解地下水的运动规律而进行的试验工作,内容包括抽水、注水、压水、渗水、连通、流速和弥散系数测定等。
其中抽水试验是最主要的手段。
抽水试验利用井(孔)抽取地下水,以了解井的涌水量及其与水位下降的历时变化关系。
抽水试验按地下水流态可分为稳定流和非稳定流抽水。
按抽水井与观测孔的关系可分为单孔抽水和多孔抽水;按井孔贯穿含水层的程度可分为完整井抽水和非完整井抽水;按抽水井与含水层的关系可分为分层抽水和混合抽水等。
①稳定流抽水。
抽水时流量和水位降同时保持不变,适用于抽水量小于补给量的地区,这种抽水一般需进行三次水位降。
其最大降深值,潜水应介于其含水层厚度的1/3~1/2之间;承压水不得大于其承压水头。
稳定时间一般为8~24小时当水质和水量发生突然变化时则要延长稳定时间。
②非稳定流抽水。
保持抽水量为常量,观测水位随时间的变化,在抽水量大于补给量或抽水过程中水位一直持续下降的地区更为适用。
抽水时间视其目的、水文地质特征、水位降与时间关系曲线类型和选用计算参数的公式而定。
一般为12~24小时。
稳定流与非稳定流抽水可结合进行,观测孔兼顾两者的计算要求布设,既满足后者对水量、水位的观测精度,又达到前者的延续时间,互相校正,以获得较理想的成果。
抽水试验的设备通常为空气压缩机或深井泵。
当地下水最大动水位深度小于7.5米时,可采用卧式离心泵。
若是非稳定流抽水,则宜采用电动离心泵或深井泵。
抽水试验过程中,为便于发现和及时处理异常现象,确定抽水试验延续时间,应根据试验要求并作为成果绘制和提交下列资料:当进行稳定流抽水时,绘制涌水量、水位降-历时(、-)曲线、涌水量-水位降关系[=()]曲线(图1[地下水水位及流量历时曲线])及单位涌水量-水位降关系[=()]曲线。
当进行非稳定流抽水时,应绘制抽水井水位降与时间,观测孔水位降与抽水井距离()、水位恢复与时间的对数关系曲线,即-lg(图2[水位下降-时间对数关系曲线])、-lg、-lg(1+/)(图[kg2]3[水位恢复-时间对数关系曲线])曲线。
科技成果——现场快速测定水文地质参数的微
水试验方法
技术简介
该成果通过瞬时抽注水、气压泵、振荡棒等激发手段,测量井孔内水位发生瞬时微量变化,根据测量到的水位随时间变化数据推导岩土体渗透性参数。
与传统的抽水试验、压水试验等方法相比,微水试验方法不需要用水、用电,也不从含水体中抽水或注水,具有设备简便、操作方法简单、试验周期短的特点,对地下水环境扰动极小,几乎不造成任何污染。
适用于水利水电工程环境、水文地质勘察、地下水资源评价中含水层水文地质参数获取。
技术特点
1、与传统的抽水试验、压水试验等方法相比,微水试验方法不需要用水、用电,也不从含水体中抽水或注水,具有设备简便、操作方法简单、试验周期短的特点对地下水环境扰动小;
2、强渗透地层只需几分钟就可完成一组微水试验,对于弱透水地层也能缩短一半时间以上,可用于各类勘察中水文地质参数的确定工作,丰富水文地质参数原位测试的技术方法
3、微水试验基本消除了人为误差以及越流的影响,精度较高,可提高工作效率,节约生产成本。
知识产权情况
实用新型专利3项,软件著作权1项
应用情况
从2017年至今,该成果在山东、河北、河南等省份水文地质勘察、地下水环境影响评价、生态治理与科研项目工作中应用,通过建立大型物理试验平台,分析和讨论不同激发方式与激发强度、不同含水体特征的微水试验技术手段,总结和凝练试验过程与参数求解方法,与其他原位试验成果进行比较,具有设备简便易携带、场地适应性好和数据精度可靠的特点,对周边环境扰动小。
07第七章⽔⽂地质参数的计算第七章⽔⽂地质参数的计算⽔⽂地质参数是表征含⽔介质⽔⽂地质性能的数量指标,是地下⽔资源评价的重要基础资料,主要包括含⽔介质的渗透系数和导⽔系数、承压含⽔层的储⽔系数、潜⽔含⽔层的重⼒给⽔度、弱透⽔层的越流系数及⽔动⼒弥散系数等,还有表征与岩⼟性质、⽔⽂⽓象等因素的有关参数,如降⽔⼊渗系数、潜⽔蒸发强度、灌溉⼊渗补给系数等。
⽔⽂地质参数常通过野外试验、实验室测试及根据地下⽔动态观测资料采⽤有关理论公式计算求取,或采取数值法反演求参等。
第⼀节给⽔度⼀、影响给⽔度的主要因素给⽔度(µ)是表征潜⽔含⽔层给⽔能⼒或储⽔能⼒的⼀个指标,给⽔度和饱⽔带的岩性有关,随排⽔时间、潜⽔埋深、⽔位变化幅度及⽔质的变化⽽变化。
不同岩性给⽔度经验值见表7.l。
⼆、给⽔度的确定⽅法确定给⽔度的⽅法除⾮稳定流抽⽔试验法(参考《地下⽔动⼒学》等⽂献)外,还常⽤下列⽅法:1.根据抽⽔前后包⽓带上层天然温度的变化来确定p 值根据包⽓带中⾮饱和流的运移和分带规律知,抽⽔前包⽓带内⼟层的天然湿度分布应如图 7.1中的 Oacd 线所⽰。
抽⽔后,潜⽔⾯由 A 下降到 B (下降⽔头⾼度为功),故⽑细⽔带将下移,由aa '段下移到bb '段,此时的⼟层天然湿度分布线则变为图中的Oacd 。
对⽐抽⽔前后的两条湿度分布线可知,由于抽⽔使⽔位下降,⽔位变动带将给出⼀定量的⽔。
根据⽔均衡原理,抽⽔前后包⽓带内湿度之差,应等于潜⽔位下降Δh 时包⽓带(主要是⽑细⽔带)所给出之⽔量(µΔh )即h W W Z i i n i i=-∑=µ)(121故给⽔度为h W W Z i i n i i-=∑=)(121µ (7.1)式中:△Z i ——包⽓带天然湿度测定分段长度(m );△h ——抽⽔产⽣的潜⽔⾯下移深度(m );W 1i ,W 2i ;——抽⽔前后△Z i 段内的⼟层天然湿度(%);n ——取样数。
水文地质参数计算与评价实验报告实验报告:水文地质参数的计算与评价一、引言水文地质参数是指描述水文地质条件的物理参数,对于水文地质调查和水文地质工程设计具有重要的意义。
本实验通过实地勘察和实验室测试的方法,对水文地质参数进行计算和评价。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、方法、结果和讨论。
二、实验目的1.理解水文地质参数的概念和重要性;2.学会使用实地勘察和实验室测试的方法计算水文地质参数;3.掌握水文地质参数的评价方法。
三、实验原理1.水负荷试验:通过向井或孔隙中注入一定量的水,观察水位上升的情况,根据注入的水量和孔隙容积计算孔隙度和渗透系数。
2.介质颗粒分析:采用筛分和沉降法,将不同粒度的颗粒分离出来,计算颗粒组成和含水率。
3.渗透试验:在实验室中制备模型,通过施加一定的压力差和时间,测量渗透流量,并计算渗透系数。
四、实验方法1.实地勘察:选择一片地块,选取观测点,在井内注入一定量的水,观察水位上升的情况,并记录注水量和孔隙容积。
2.实验室测试:收集地块中的土样,进行介质颗粒分析和渗透试验,得到颗粒组成、含水率和渗透系数。
五、实验结果和讨论1.水负荷试验:根据实地勘察得到的数据,计算出孔隙度和渗透系数,用于评价地块的水文地质条件。
2.介质颗粒分析:通过实验室测试得到的颗粒组成和含水率,分析土壤的结构和水分状况,对水文地质条件进行评价。
3.渗透试验:根据实验室测试得到的渗透系数,评价土壤的渗透性能,为地下水运动和水文地质工程设计提供参考。
六、结论通过实地勘察和实验室测试的方法,成功计算和评价了水文地质参数。
根据计算和评价结果,可以得到地块的孔隙度、渗透系数、颗粒组成等参数,为水文地质调查和水文地质工程设计提供了重要的依据。
此外,本实验还掌握了水文地质参数的计算和评价方法,对于进一步研究水文地质领域具有一定的参考价值。
1.水文地质参数计算与评价实验指导书2.XXX等.水文地质学.北京:科学出版社,2024.。
第六章水文地质参数的计算水文地质参数是表征岩土水文地质性能大小的数量指标,是地下水资源评价的重要基础资料,主要包括含水层的渗透系数和导水系数、承压含水层贮水系数、潜水含水层的给水度、弱透水层的越流系数及含水介质的水动力弥散系数。
水文参数是表征与岩土性质、水文气象等因素有关的性能大小的相关指标,主要包括降水入渗系数、潜水蒸发系数、灌溉水回渗补给系数。
确定这些水文地质参数的方法可以概括为两类:一类是用水文地质试验法(如野外现场抽水试验、注水试验、渗水试验及室内渗压试验、达西试验、弥散试验等),这种方法可以在较短的时间内求出含水层参数而得到广泛应用;另一类是利用地下水动态观测资料来确定,是一种比较经济的水文地质参数测定方法,并且测定参数的范围比前者更为广泛,可以求出一些用抽水试验不能求得的一些参数。
§6.1给水度的确定方法一、影响给水度的主要因素给水度是表征潜水含水层给水能力和储蓄水量能力的一个指标,在数值上等于单位面积的潜水含水层柱体,当潜水位下降一个单位时,在重力作用下自由排出的水量体积和相应的潜水含水层体积的比值。
给水度不仅和包气带的岩性有关,而且随排水时间、潜水埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。
各种岩性给水度经验值见表6-1。
表6-1 各中岩性给水度经验值岩性给水度岩性给水度粘土 0.02~0.035 细砂 0.08~0.11亚粘土 0.03~0.045 中细砂 0.085~0.12亚砂土 0.035~0.06 中砂 0.09~0.13 黄土状亚粘土 0.02~0.05 中粗砂 0.10~0.15黄土状亚砂土 0.03~0.06 粗砂 0.11~0.15 粉砂 0.06~0.08 粘土胶结的砂岩 0.02~0.03粉细砂 0.07~0.010 裂隙灰岩 0.008~0.10岩土性质对给水度的影响,主要有三个方面,即岩土的矿物成分,颗粒大小、级配及分选程度,空隙情况。
不同的矿物成分对水分子的吸附力不同,吸附力与给水度成反比;岩土颗粒从两个方面影响给水度,一是吸附的水量不同,颗粒小的吸附水量多,相应的给水度就小,颗粒粗的吸附水量少,给水度则大;二是颗粒大小、级配及分选程度决定了空隙大小,级配愈不均匀,给水度就愈小,反之,级配均匀,给水度愈大。
试验方法确定水文地质参数
摘要:城市在不断发展壮大,地面交通拥堵,使人不堪忍受。
快速便捷的出行方式,受到了广大上班族的青睐。
因此,地下轨道交通的建设受到越来越多的关注,使其向更深,更广的方向发展。
遇到地下水带来的一系列地下建筑空间建设的问题,应采取降水措施。
使地下水降到轨道交通开挖深度以下。
由于跨区域的地铁工程的水文地质条件的复杂性,水文地质单元的水文地质参数是特别重要的,在未来地下空间建设,使用现场抽水试验方法来确定含水层的水文地质参数,为降水施工的地下空间提供了科学依据。
关键词: 地质;水文;参数
水文地质参数,反应含水层或透水层水文地质性能指标。
是各种水文地质计算不可缺少的数据。
一般测量是通过探索试验取得要求的水文地质参数。
本文介绍的试验方法测试,可以确定水文地质的参数。
并能获得更高精度的试验参数。
一、主要水文地质参数
渗透系数,也被称为水力传导系数,水力坡度为1:00时,介质在地下水的普及率。
水文地质参数表征介质的导水能力。
渗透系数不仅与媒体属性,也与在介质中的地下水运动的粘度,比重和温度系数的物理性质有关。
根据达西定律:V =-KH /I通式。
V为渗透速度,H是地下水头,I为穿透距离,K为介质的渗透系数,量纲(L / T)。
随着温度升高而其渗透系数变大。
在地下水温度变化较大时,适当的转换。
以地下水含盐量较高,比重和粘度增加,渗透系数将发生变化。
在这种情况下,通常使用独立性质的液体的渗透率。
越流系数表示泵送含水层和非泵入含水层作为一个单元的水头差时,每单位面积上的抽水含水层的垂直渗透。
也被称为泄漏率。
这是一个描述水通过垂直隔水层的含水层补给容量参数,即弱透水层垂直渗透系数与厚度比,表示为1/ d。
当泵送含水层盖板或底板为软隔水层,在垂直的水头差的作用下,水在相邻含水层的盖板和底板隔水层流入泵送的含水层,这种现象被称为越流。
在这种情况下,包括泵送含水层,弱透水层和相邻的含水层系统统称为越流。
在自然条件下,可能会发生越流,前提是垂直水头差存在系统中。
二、确定水文地质参数的试验法
在野外标本,通过实验室仪器和设备的室内试验,取得参数。
渗透系数,给水度,沉淀系数获得的水文地质参数。
现场测试方法采用现场抽水试验获得相关数据,然后代入公式求水文地质参数。
其计算公式分稳流公式和非定常流动的公式。
从含水层的状态(潜水或承压水)基础,计算的完整性(完整井、非完整井),边界条件(河流或其他边界附近),抽孔的状态(一个孔抽水或带观测井)等条件选择。
渗透系数,水力传导系数,压力传导系数,释放系数,越流系数,和影响半径,都可以用现场抽水试验方法,以获得更精确的数据。
由地下水平衡测试现场测量的降水入渗系数,数据一般精度高。
三、野外水文地质试验的基本方法:
抽水试验是确定含水层水文地质参数的测试方法:通过抽水井或钻孔,观察和记录的水的量和水位随着时间的推移的变化,利用水位和流量之间的函数关系,并计算含水层的渗透系数和井孔的水容量。
它也可以确定影响半径和特定阶层的产量和含水层和与表水、地下蓄水层之间的水力联系。
该试验需要观察和记录,泵送水位和流量之间关系的水位和流量曲线。
泵送试验的目的是通过以下方式获得,泵送流量和地下水水位下降,所计算出含水层渗透系数,存储系数水文地质参数;确定泵送地下水水位降落漏斗范围,识别表面的或不同的含水层之间地下水联系。
为了解决这个问题,你可能用不同的抽水试验。
单孔抽水试验,只有一个孔泵送,而不是另设观察孔,所获得的信息的精度较差。
一个主孔的多孔抽水试验同时配置监测水位观测井,以获得更准确的水文地质参数。
群井开采试验在同一时间大量生产井在一定范围内长期抽水,确定矿井水和区域水降的关系,以获得可靠的水文地质参数,作为地下水开采资源基础。
抽水试验确定水文地质参数,有稳定流抽水和非定常流抽水两大类。
前者需要在测试结束之前,泵送流量和抽水影响范围内的地下水位达到稳定不变的。
后者只需要抽水流量保持恒定水位并不一定达到稳定,或保持一定的水位下降,使流量变化。
多孔抽水试验观测井的安排应该是垂直或平行观测井的地下水流方向,或在岩土参数变化的最大方向。
设置每行三个或更多个观测井,主轴附近的小间隔,距离远间隔增加。
为了控制水位的变化。
抽水开始前对主孔深度,以及静态主孔和井水位观察。
泵送开始,短的间隔,测完泵送流量和空穴水位后,再测长间隔的。
在抽水流量和水位持续稳定相当长的一段时间后,停泵,观测水位恢复,直到重新稳定。
进行不稳定的抽水试验时,泵送流量保持一个固定的值,观察主孔和观测水位的变化,随着时间的推移,主孔水位下降到一定高度时,停止抽水,每孔水位随着时间的推移恢复过程仔细观察。
注射试验,连续且定量的水注入到钻孔,以保持一定的水平,以对渗透层水文地质渗透系数的测定。
但抽水试验的含水层中形成降落漏斗,注入测试的含水层中形成的反漏斗。
观测要求和该计算方法类似抽水试验。
注入测试可用于测
定不饱和的透水层的渗透系数。
渗水试验的试坑挖在表面。
测试坑水保持一定的水层厚度,在坑的底部,使水在干燥的土壤稳定入渗,在土壤水分消耗估计的基础上,对单位时间探井稳定层的渗透系数水文地质测试的方法。
确定水库灌溉水的泄漏中,使用这种方法干燥土壤的渗透系数的测定。
含水层的分散程度的测定。
一般的方法是通过投于钻孔示踪剂迁移状态,及含水层地下水流和示踪剂浓度曲线,获得分散性和扩散系数测定。
在现场测试的理想的示踪剂是无毒,价格低廉,可以移动的,化学性质稳定,含水层介质吸附和过滤掉的物质。
有局部的规模和总体规模两种类型的测试。
所谓局部的规模通常是单以脉冲喷射技术。
注入示踪剂后测量钻孔示踪剂浓度的曲线随时间变化,由公式计算的分散度。
总体规模,试验场设置示踪剂注入井和几个观测井,观察示踪剂迁移。
根据示踪剂浓度曲线和地下水流速,分散性和扩散系数可以计算出。
四、结束语
水文地质试验是一个复杂的,难度大,技术性很强的工作。
水文地质参数在岩土工程的确定是通过水文地质条件的现场测试。
有抽水试验,注水试验,渗水测试等等。
地下水有关的工程设计中,必不可少的是地下含水层的水文地质参数中渗透系数。
现场抽水试验确定渗透系数是最常用和最可靠的方法,被广泛应用于工程实践。
参考文献:
[1].河北省地质局水文地质四大队主编.水文地质手册.地质出版社.北京.1978
[2].李度.测定水文地质参数的方法.[J]吉林大学学报.2001.02(6)
[3].王新.潜水含水层给水度的测定.[J]石家庄学院报.2006.05(4)。