《水文地质试验》PPT课件.ppt

专门水文地质学,主讲教师：刘金辉2015年,学位课程,第四章 水文地质试验,1抽水试验的目的和任务2 抽水试验的分类和方法3 抽水孔与观测孔的布置要求4 抽水试验的技术要求5 抽水试验设备与现场工作6其它试验方法简介,第四章 水文地质试验1 抽水试验的目的和任务,一、抽水试验的概念 抽水试验是通过钻孔或水井抽水，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方法。,第四章 水文地质试验1 抽水试验的目的和任务,二、抽水试验的目的和任务 1、确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力；2、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等；3、确定降落漏斗的形状及影响范围;4、确定取水工程设计所需的水文地质数据，如单井出水量、单位出水量、井间干扰系数等；,第四章 水文地质试验1 抽水试验的目的和任务,二、抽水试验的目的和任务 5、直接评价水源地的允许开采量；6、查明某些手段难以查明的水文地质条件：如地下水与地表水之间及不同含水层之间的水力联系，含水系统边界的性质及位置，地下水补给通道，强径流带位置等。,第四章 水文地质试验1 抽水试验的目的和任务,二、抽水试验的目的和任务 通过抽水条件下的等水位线图，可以判断：F1、F2、F3为隔水断层，F4为导水断层，地下水从NE和NW补给,第四章 水文地质试验1 抽水试验的目的和任务,二、抽水试验的目的和任务 通过抽水条件下的等水位线图，可以判断：含水层各向异性，断层导水性以及隔水边界；,导水断层,隔水边界,第四章 水文地质试验1 抽水试验的目的和任务,小结 一、抽水试验的概念 二、抽水试验的目的和任务,第四章 水文地质试验,1抽水试验的目的和任务2 抽水试验的分类和方法3 抽水孔与观测孔的布置要求4 抽水试验的技术要求5 抽水试验设备与现场工作6其它试验方法简介,第四章 水文地质试验2 抽水试验的分类和方法,一、抽水试验分类 抽水试验主要分为单孔抽水试验、多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验。1、单孔抽水试验 仅在一个试验孔中抽水，在其周围没有设置观测孔观测地下水位的抽水试验，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。,第四章 水文地质试验2 抽水试验的分类和方法,一、抽水试验分类 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的抽水试验。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。,第四章 水文地质试验2 抽水试验的分类和方法,一、抽水试验分类 3、群孔干扰抽水试验 在影响半径范围内，两个或两个以上钻孔同时进行的抽水试验。通过干扰抽水试验确定水位下降与总涌水量的关系，从而预测一定降深下的开采量或一定开采定额下的水位降深值，同时为确定合理的布井方案提供依据。,第四章 水文地质试验2 抽水试验的分类和方法,一、抽水试验分类 4、试验性开采抽水试验 是模拟未来开采方案而进行的抽水试验。一般在地下水天然补给量不充沛或补给量不易查清，或者勘察工作量有限而又缺乏地下水长期观测资料的水源地，为充分暴露水文地质问题，宜进行试验性开采抽水试验，并用钻孔实际出水量作为评价地下水可开采量的依据。,第四章 水文地质试验2 抽水试验的分类和方法,二、抽水试验方法 1、单孔抽水试验采用稳定流抽水试验方法；稳定流抽水试验：在抽水过程中，要求出水量和动水位同时保持相对稳定，并有一定延续时间的抽水试验。2、多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水试验一般采用非稳定流抽水试验方法；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变化的抽水试验。出水量和动水位不能同时保持相对稳定。,第四章 水文地质试验2 抽水试验的分类和方法,二、抽水试验方法 3、在特殊条件下也可采用变流量(阶梯流量或连续降低抽水流量)抽水试验方法；4、抽水试验孔宜采用完整井(巨厚含水层可采用非完整井)；5、观测孔孔深应尽量与抽水孔孔深一致。,第四章 水文地质试验2 抽水试验的分类和方法,小结 一、抽水试验分类 二、抽水试验方法,第四章 水文地质试验,1抽水试验的目的和任务2 抽水试验的分类和方法3 抽水孔与观测孔的布置要求4 抽水试验的技术要求5 抽水试验设备与现场工作6其它试验方法简介,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,一、抽水孔的布置要求 应根据勘察阶段，地质、水文地质条件和地下水资源评价方法等因素确定来布置。总体要求：详查阶段，在可能富水的地段布置抽水试验孔；勘探阶段，在含水层（带）富水性较好和拟建取水构筑物的地段布置抽水试验孔。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,一、抽水孔的布置要求 具体要求：1、为查明区域水文地质条件，则抽水孔应布置在有控制意义的典型地段，采用单孔抽水试验；2、为解决某项供水任务，则抽水孔应布置在有供水意义的地段或在未来开采井位置，采用用群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,一、抽水孔的布置要求 3、为查明边界性质或评价径流补给量时，则抽水孔应布置在靠近边界的地方，以便能观测到边界两侧水位差异变化或查明边界两侧的水力联系程度，采用多孔抽水试验；4、为求取水文地质参数，抽水孔应远离含水层的透水和隔水边界，布置在含水层的导水及贮水性质、补给条件、厚度和岩性条件等有代表性的地方，采用多孔抽水试验；,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,一、抽水孔的布置要求 5、在布置带观测孔的抽水孔时，要考虑尽量利用已有水井作为抽水时的水位观测孔；当无现存水位观测井时，应考虑附近有无布置水位观测井的条件；6、抽水孔附近不应有其它正在使用的生产水井或地下排水工程；7、抽水孔附近应有较好的排水条件，即抽出的水能无渗漏地排到抽水孔影响半径区以外，特别应注意抽水量很大的群孔抽水的排水问题；,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 观测孔的布置取决于试验的目的、试验层的水文地质特征和抽水试验的计算方法。1、观测孔的平面布置(1)只是为了消除“井损”或“水跃值”的影响，在抽水孔旁布置一个观测孔即可。（井中水位与井壁水位的差值叫水跃值）,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 1、观测孔的平面布置(2)为确定降落漏斗形状和准确求得水文地质参数，观测孔应以抽水孔为中心布置成观测线的形式。均质各向同性、水力坡度较小的含水层，其抽水降落漏斗的平面形状为圆形，故垂直地下水流向布置一条带23个观测孔的观测线即可(图53A)。均质各向同性、水力坡度较大的含水层，抽水一般形成椭圆形降落漏斗，除垂直地下水流向布置一条带23个观测孔的观测线外，还应在上、下游平行地下水流向各布置一条带23个观测孔的观测线(图53B)。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 1、观测孔的平面布置(图53A)(图53B),第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 1、观测孔的平面布置(2)为确定降落漏斗形状和准确求得水文地质参数，观测孔应以抽水孔为中心布置成观测线的形式。均质各向异性含水层，抽水降落漏斗多为不规则椭圆形，为分别求得不同方向的水文地质参数，应沿不同方向分别布置观测线。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 1、观测孔的平面布置(3)查明含水层的边界性质和位置，观测线应通过主孔，并垂直边界布置，在边界两侧都要布置观测孔。(4)为地下水流数值模拟而进行的大型抽水试验，应将观测孔比较均匀地布置在评价区域内，以便能控制整个流场的变化及边界上的水位和流量，应在每个参数分区内度布置观测孔，便于流场控制。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 2、观测孔的数量、距离及深度 每条观测线上，观测孔数量、距离及深度取决于试验的任务、精度要求和抽水类型。（1）观测孔的数量 对于稳定流抽水试验，若只为求参数，布置1个观测孔即可；如欲绘制降落漏斗形状，则每条观测线上需布置2-3个观测孔。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 2、观测孔的数量、距离及深度（1）观测孔的数量 对于非稳定流抽水试验，如用s-lgt曲线计算水文地质参数，只需布置1个观测孔；如用s-lgr曲线计算参数，则每条观测线上需布3个观测孔。对于确定水力联系及边界性质的抽水试验，观测孔不应少于2个。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 2、观测孔的数量、距离及深度（2）观测孔的距离及深度 观测孔与主孔距离，近主孔者小，远主孔者大，最远应能观测到明显水位下降。为避开抽水孔附近三维流的影响，第一个观测孔距抽水孔的距离一般应大于含水层的厚度，如果含水层厚度小于10m，至少应大于10m；最远观测孔视含水层渗透性和抽水降深而定，要求观测到的水位降深大于20cm。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,二、观测孔的布置要求 2、观测孔的数量、距离及深度（2）观测孔的距离及深度 相邻观测孔距离，应保证两孔的水位差大于20cm。观测孔的深度一般要揭穿试验含水层，当试验含水层厚度较大时，应至少深入到含水层1015m。为查明垂向含水层之间的水力联系时，应在同一条观测线上布置分层的水位观测孔。各观测孔的过滤器，要安置在同一含水层同一深度上，各观测孔过滤器的长度宜相等。,第四章 水文地质试验3 抽水孔与观测孔的布置要求,小结 一、抽水孔的布置要求 二、观测孔的布置要求,第四章 水文地质试验,1抽水试验的目的和任务2 抽水试验的分类和方法3 抽水孔与观测孔的布置要求4 抽水试验的技术要求5 抽水试验设备与现场工作6其它试验方法简介,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 稳定流抽水试验在技术要求上主要有水位降深、抽水试验流量、稳定延续时间及水位和流量观测。1、水位降深 为提高水文地质参数的计算精度和预测更大水位降深时井的出水量，稳定流抽水试验，一般要求进行三次不同水位降深的抽水试验，要求各次降深的抽水连续进行。三次降深值的确定，一般根据试验层的透水性和抽水设备能力确定，降深尽可能大些，以便能充分揭露含水层性质。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 1、水位降深（1）对于富水性较差的含水层或非开采含水层，可只做一次最大降深的抽水试验；（2）对松散孔隙含水层，抽水三次水位降深的次序可由小到大逐次进行（正向抽水）；（3）对于裂隙和岩溶含水层，为了有利于裂隙和溶隙中充填的细粒物质(天然泥沙或钻进产生的岩粉)吸出，增加裂隙的导水性，抽水三次水位降深次序应由大到小逐次进行（反向抽水）。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 1、水位降深（4）抽水试验的最大水位降深值(Smax)应按抽水设备能力尽可能大些：潜水含水层，Smax=1/31/2潜水含水层厚度；承压含水层，Smax承压含水层顶板以上的水头高度;当进行三次不同水位降深抽水试验时，其余两次试验的水位降深，应分别等于最大水位降深值的13和23。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 1、水位降深（4）抽水试验的最大水位降深值(Smax)应按抽水设备能力尽可能大些：当抽水设备达不到上述要求时，要求Smax等于水泵的最大扬程(或吸程)即可，相邻两次水位降深之间的水头差值不应小于lm。根据抽水试验求得的水文地质参数代表了抽水降落漏斗范围内含水层的平均参数。因此，抽水降深越大，所求得的水文地质参数代表性越好，但抽水投资越大。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 2、抽水试验流量（1）求水文地质参数：对抽水流量没有专门要求，但要保证达到试验规定的水位降深。试验前要对最大水位降深时对应的出水量有所了解，以便选择适合的水泵。最大出水量：根据同一含水层已有水井推测；根据洗井时的水量确定；根据含水层的经验渗透系数值和设计水位降深值估算。（2）开采井：抽水试验的流量最好能和需水量一致。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 3、稳定延续时间 稳定流抽水试验所求得的水文地质参数的精度主要决定于抽水试验的抽水流量和水位是否真正达到了稳定状态及稳定延续时间。（1）抽水试验的稳定 在稳定延续时间内，抽水流量和动水位与时间关系曲线在一定范围内波动，而且没有持续上升或下降的趋势。为了保证抽水试验稳定，生产规范（规程）一般是通过规定的抽水井水位和流量稳定后的延续时间来保证。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 3、稳定延续时间（2）抽水试验的稳定延续时间 一般来说抽水稳定延续时间愈长，所求得的水文地质参数代表性愈强。稳定延续时间的长短，一般与勘探的目的和含水层渗透性有关。按勘探目的 仅为获得含水层的水文地质参数，水位和流量的稳定延续时间达到24h即可；,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 3、稳定延续时间（2）抽水试验的稳定延续时间 按勘探目的 为获得水文地质参数和水井的出水能力，则水位和流量的稳定延续时间至少应达到4872h或者更长。无论何种目的试验，最远观测孔稳定延续时间都不得少于24h。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 3、稳定延续时间（2）抽水试验的稳定延续时间 按含水层渗透性（供水水文地质勘察规范）卵石、圆砾和粗砂含水层为8h；中砂、细砂和粉砂含水层为16h；基岩含水层（带）为24h；,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 4、水位和流量观测（1）抽水主孔的水位和流量与观测孔的水位，必须同步观测。出水流量测量，当采用堰箱时，水位读数应准确到毫米（mm）；采用容积法时，充满水所需的时间不宜少于15s，应读数到0.1s；采用水表时应读数到0.1m3。为保证测量精度要求，可根据流量大小，选用不同规格的堰箱：当流量小于10L/s时，堰箱断面面积应大于0.25m2(即0.50.5m)；流量为1050L/s时，堰箱断面面积应大于1m2(即11m)；流量为50100L/s时，堰箱断面面积应大于2m2(即12m)。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 4、水位和流量观测,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 4、水位和流量观测,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 4、水位和流量观测（2）水位和流量的观测时间间隔，应由密到疏。一般在抽水开始后第5、10、15、20、25、30min各测一次，以后每隔30min或60min测一次，抽水孔的水位读数应准确到厘米（cm），观测孔的水位读数应准确到毫米（mm）；,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求 4、水位和流量观测（3）停抽后还应进行恢复水位的观测，直到水位的日变幅接近天然状态为止。恢复水位观测时间间隔与抽水试验要求基本相同。若连续3h水位不变，或水位呈单向变化，连续4h内每小时水位变化不超过1cm，或者水位升降与自然水位变化相一致时，即可停止观测。试验结束后应测量孔深，确定过滤器掩埋部分长度。淤砂部位应在过滤器有效长度以下，否则，试验应重新进行。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,一、稳定流抽水试验技术要求小结1、水位降深2、抽水试验流量 3、稳定延续时间4、水位和流量观测,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求非稳定流抽水试验可分为定流量抽水(水位降深随时间变化)和定降深抽水(流量随时间变化)两种试验方法。这里以定流量抽水为例，介绍非稳定流抽水试验的技术要求 1、抽水流量选择（1）进行定流量的非稳定流抽水，要求抽水流量从始至终均应保持常量，其变化幅度不大于3。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 1、抽水流量选择（2）抽水流量大小可根据以下几种情况确定：为求水文地质参数，抽水流量要保证抽水试验结束时，抽水井中水位降深不超过所用水泵的吸程；对探采结合的抽水井，可用设计需水量或设计需水量的1/31/2来确定抽水流量；可参考洗井时水位降深和出水量来确定抽水流量。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 2、水位观测（1）抽水主孔与观测孔的水位必须同步观测；（2）水位观测的时间间隔应比稳定流抽水为小，水位观测宜按第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min进行观测，以后可每隔30min观测一次，抽水孔的水位读数应准确到厘米（cm），观测孔的水位读数应准确到毫米（mm）；,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 2、水位观测(3)抽水结束后，或试验期间因故中断抽水时，应观测恢复水位，观测频率应与抽水时一致，水位应恢复到接近抽水前的静止水位。由于利用恢复水位资料计算的水文地质参数，比利用抽水观测资料求得的可靠，故非稳定流抽水恢复水位观测工作，更有重要意义。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 3、抽水延续时间 非稳定流抽水试验的延续时间，按水位下降与时间S（或h2）lgt关系曲线确定，分两种情况：（1）如S（或h2）lgt关系曲线有拐点，则延续时间应至拐点后的线段趋于水平：在承压含水层中抽水时，采用s1gt关系曲线；在潜水含水层中抽水时，采用h2lgt 关系曲线；当有观测孔时，应采用最远观测孔的 S（或h2）lgt关系曲线。,拐点法：拐点是指曲线上斜率的导数等于零的点。,拐点,水平,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 3、抽水延续时间（2）、如S（或h2）lgt关系曲线没有拐点，则延续时间宜根据试验目的确定。求含水层的水文地质参数，抽水延续时间能满足计算曲线需要即可，一般不必超过24h。对不同求参方法，其要求如下：,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 3、抽水延续时间（2）、如S（或h2）lgt关系曲线没有拐点，则延续时间宜根据试验目的确定。求含水层的水文地质参数 如用直线图解法求取参数，只要求s-lgt曲线的直线段(即参数计算取值段)能延续两个以分钟为单位的对数周期即可，故总的抽水延续时间一般为3个对数周期，即1000min。,直线图解法,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 3、抽水延续时间（2）、如S（或h2）lgt关系曲线没有拐点，则延续时间宜根据试验目的确定。求含水层的水文地质参数 如果采用配线法计算参数，应使曲线图形完整就可结束抽水试验。当有观测孔时，则每个观测孔的水位资料都要符合上述有关要求。,配线法,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 3、抽水延续时间（2）、如S（或h2）lgt关系曲线没有拐点，则延续时间宜根据试验目的确定。确定含水层的边界条件 抽水延续时间应能使s-lgt曲线反映边界的性质为止。如为定水头补给边界，抽水应延续到水位进入稳定状态后一段时间；如为隔水边界，应使斜率出现明显增大段；当为无限边界，曲线应在抽水期内出现匀速下降后即可停止抽水试验。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 3、抽水延续时间（2）、如S（或h2）lgt关系曲线没有拐点，则延续时间宜根据试验目的确定。为确定含水层的边界条件,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求 3、抽水延续时间（2）、如S（或h2）lgt关系曲线没有拐点，则延续时间宜根据试验目的确定。评价含水层的供水能力 抽水延续时间应尽可能长些，最好能从枯水期末期开始，一直抽到丰水期到来；或使抽水延续时间应能使s-lgt曲线反映边界的性质为止：如为定水头补给边界，抽水应延续到水位进入稳定状态后一段时间；如为隔水边界，应使斜率出现明显增大段；当为无限边界，曲线应在抽水期内出现匀速下降后即可停止抽水试验。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,二、非稳定流抽水试验技术要求小结1、抽水流量选择2、水位观测 3、抽水延续时间（1）S（或h2）lgt关系曲线有拐点，延续时间应至拐点后的线段趋于水平；（2）S（或h2）lgt关系曲线没有拐点，则延续时间宜根据试验目的确定。求参、确定边界、评价供水能力。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,三、群孔干扰抽水试验要求 群孔干扰抽水试验除按非稳定流抽水要求进行外，还应满足下列要求：(1)干扰孔之间的距离，应保证一孔抽水，使另一孔产生一定的水位削减（大于20cm）；(2)水位降深次数应根据设计目的而定，一般应尽按抽水设备能力做一次最大降深；,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,三、群孔干扰抽水试验要求 群孔干扰抽水试验除按非稳定流抽水要求进行外，还应满足下列要求：(3)各干扰孔过滤器的规格和安装深度应尽量相同；(4)各抽水孔抽水起、止时间应该相同；(5)试验过程中，应同时对泉和可能受影响的地表水点进行水位、流量和水温的观测。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,四、试验性开采抽水试验要求 试验性开采抽水试验除按群孔干扰抽水要求进行外，还应满足下列要求：(1)抽水试验一般在枯水期进行；(2)抽水钻孔总涌水量尽量接近设计需水量（宜大于需水量的80）；(3)水位下降漏斗中心水位稳定时间不宜少于一个月；(4)若水位不能达到稳定，应及时调节总涌水量，使其达到稳定。,第四章 水文地质试验4 抽水试验的技术要求,小结 一、稳定流抽水试验技术要求 二、非稳定流抽水试验技术要求 三、群孔干扰抽水试验要求 四、试验性开采抽水试验要求,第四章 水文地质试验,1抽水试验的目的和任务2 抽水试验的分类和方法3 抽水孔与观测孔的布置要求4 抽水试验的技术要求5 抽水试验设备与现场工作6其它试验方法简介,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,一、抽水试验设备 抽水试验设备经常使用的有离心泵、深井泵、空气压缩机、射流泵等。用具包括过滤器、流量计（或堰箱）、水位计、水温计、计时器等。除此，有时还需构筑排水设施和设置通讯用具。1、过滤器含义与作用 含义：过滤器是指安装在钻孔含水层（段）中的一种带孔井管。作用：保证含水层中地下水顺利进入井管中，同时防止井壁坍塌及含水层细粒物质进入井中造成水井淤塞。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,一、抽水试验设备 2、对过滤器的要求（1）有较大的孔隙率和一定直径以减小过滤器阻力；（2）有足够的强度；（3）有足够的抗腐蚀能力及耐用；（4）成本低廉。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,一、抽水试验设备 3、过滤器类型 过滤器由过滤骨架和过滤层组成，过滤骨架起支撑作用，过滤层起着过滤作用。分布于骨架外的过滤层有密集缠丝、带孔眼的滤网及砾石充填层等几种。（1）骨架过滤器 只由骨架组成。（2）包网过滤器 过滤层为滤网。（3）缠丝过滤器 过滤层由密集的缠丝构成。（4）填砾过滤器 过滤层由充填的砾石层构成。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,一、抽水试验设备 3、过滤器类型 A-圆孔 B-缝隙 C-包网 D-缠丝 E-钢筋骨架 F-笼状 G-筐状 H-填砾,A,B,C,D,E,F,G,H,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,一、抽水试验设备 4、过滤器类型选择 抽水试验孔过滤器的类型选择，根据不同含水层的性质选用。（1）具有裂隙、溶洞（有大量充填物）的基岩含水层：使用骨架过滤器、缠丝过滤器或填砾过滤器。（2）卵（碎）石、圆（角）砾、粗砂、中砂含水层：缠丝过滤器或填砾过滤器。（3）细砂、粉砂含水层：填砾过滤器或包网过滤器。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,一、抽水试验设备小结 1、过滤器含义与作用 2、对过滤器的要求 3、过滤器类型 4、过滤器类型选择,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,二、抽水试验准备工作 1、除单孔抽水试验外，均应编制抽水试验设计任务书；2、测量抽水孔及观测孔深度，如发现沉淀管内有沉砂应清洗干净；3、做一次最大降深的试验性抽水，作为选择和分配抽水试验水位降深值的依据；4、在正式抽水前数日对所有的抽水孔和观测孔及其附近有关水点进行水位统测，编制抽水试验前初始水位等水位线图，如果地下水位日变化很大时，还应取得典型地段抽水前的日水位动态曲线；,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,二、抽水试验准备工作 5、为防止抽出水的回渗，在预计抽水影响范围内的排水沟必须采取防渗措施。当表层有3 m以上的粘土或亚粘土时，一般可直接挖沟排水。6、需要对多层含水层地下水进行分层评价时，应分层进行抽水试验，或用井中流速、流量仪解决分层抽水问题。,抽水试验工作量要求见表4-1。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,三、抽水试验现场观测和记录1、观测天然水位、动水位及恢复水位 2、观测流量 3、观测记录气温和水温 水温、气温宜24h观测一次，读数应准确到0.5，观测时间应与水位观测时间相对应。4、取水样作分析测试,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理 为了了解抽水试验是否正常和确定停抽时间，在抽水试验过程中，要及时对所观测的各种数据(抽水流量、水位降深、抽水延续时间)进行现场整理，绘制有关曲线。1、稳定流抽水试验现场资料整理(1)对稳定流抽水试验一般绘制各孔的Q-t和S-t曲线(图28)。Q-t和S-t曲线可帮助了解抽水试验进行是否正常和确定停抽时间。,1、稳定流抽水试验现场资料整理,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理1、稳定流抽水试验现场资料整理(2)要绘制Q-s和qs关系曲线(q为单位降深涌水量)Q-s和qs曲线则可帮助分析含水层的类型和边界性质，检验试验是否符合要求，曲线I、属于正常抽水试验，可以结束试验；曲线、V则属于不正常的曲线，应找出原因，进行处理后重新进行抽水试验。,1、稳定流抽水试验现场资料整理,Q,q,S,S,I,I,V,V,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理1、稳定流抽水试验现场资料整理曲线I表示承压井流（或厚度很大、降深相对较小的潜水井流）；曲线表示潜水或承压转无压的井流；曲线表示从某一降深值起，涌水量随降深的加大而增加很少；曲线表示补给衰竭或水流受阻，随S加大Q反而减少；曲线V通常表明试验有错误，但也可能反映在抽水过程中，原来被堵塞的裂隙、岩溶通道被突然疏通等情况的出现。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理2、非稳定流抽水试验现场资料整理 对于非稳定流抽水试验，在现场主要绘制s-lgt或lgs-lgt曲线，当有较多观测孔时还需绘制s-lgr或s-lg(t/r2)曲线(r为观测孔至抽水孔的距离)。以确定试验是否正常和停抽时间。3、抽水试验成果 抽水试验结束后，应对所有观测资料进行检查、校核，绘制各种正规的关系曲线和计算水文地质参数，完成抽水试验综合成果表的编制工作，并写出抽水试验工作报告。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理3、抽水试验成果（1）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(p36-37之间附表）。（2）多孔抽水试验还应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理3、抽水试验成果（3）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、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。（4）单孔抽水试验、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提交试验报告。4、求参方法 看地下水动力学教材,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理5、抽水试验报告提纲（1）前言 目的及意义、试验完成情况、存在问题及解决方法。（2）气象与水文条件 气象条件：气温、降水、蒸发、风等；水文条件：江河、湖泊、流量、水位等。（3）地质与水文地质条件 地形地貌：地质条件：地层岩性、地质构造；水文地质条件：含水层与地下水类型、地下水埋藏分布条件、地下水循环条件、地下水动态特征、地下水化学特征。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理 5、抽水试验报告提纲（4）抽水试验观测 观测内容：水位、流量、水温；观测方法及工具、精度及要求；观测记录成果。（5）水文地质参数计算 稳定流求参方法：公式法 非稳定流求参方法：配线法、直线图解法、水位恢复法、有越流补给的拐点法。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理5、抽水试验报告提纲（6）参数分析与讨论 计算结果的合理性分析与可靠性分析；参数计算的影响因素；参数的时空变化特点。（7）结论及建议（8）参考文献,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,四、抽水试验资料整理 5、抽水试验报告提纲（9）附图附表 抽水试验平面位置图；抽水井钻孔柱状图；初始流场图；抽水历史曲线图；水位、流量观测记录表；参数计算有关图表。,第四章 水文地质试验5 抽水试验设备与现场工作,小结 一、抽水试验设备 二、抽水试验准备工作 三、抽水试验现场观测和记录 四、抽水试验资料整理,第四章 水文地质试验,1抽水试验的目的和任务2 抽水试验的分类和方法3 抽水孔与观测孔的布置要求4 抽水试验技术要求5 抽水试验设备与现场工作6其它试验方法简介,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,一、渗水试验 1、试验目的 在野外现场测定包气带垂向渗透系数。在研究大气降水、渠水、灌溉水等对地下水的补给时，常需进行这种试验。2、试验原理 达西定律，K=V/I=Q/WI。3、试验方法与装置 渗水试验一般在试坑中进行。在试验层中开挖一个截面积约为0.30.5m2的圆形试坑，放置圆形铁环防止坑壁坍塌，不断将水注入坑中，并保持坑底水层厚度一定（一般为10cm）。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,一、渗水试验 渗水试验装置,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,一、渗水试验 4、计算公式 当注入水量达到稳定时，则可根据达西定律计算包气带岩层的渗透系数，即：K=V/I=Q/WI式中：Q稳定渗水量，即注入量(m3d)；V渗透速度(md)；W渗水面积，即圆环面积(m2)；I垂向水力坡度。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,一、渗水试验 4、计算公式 I=(HkZ+L)/L 式中：Z渗水坑内的水层厚度(m)；Hk-包气带土层毛细上升高度（m）L水从坑底向下渗入的深度(m)。当渗水到达潜水面后，Hk 0 由于Z远小于L，故I=(Z+L)/L1，于是K=V/I=Q/WI变为：K=V=Q/W 包气带岩层的垂向渗透系数(K)等于试坑单位面积上的稳定渗透流量，亦即渗入水在包气带土层中的渗透速度(V)。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,一、渗水试验 4、计算公式 一般要求在现场及时绘制V历时曲线，其稳定后的V值即为包气带岩层的渗透系数。由于直接从试坑中渗水，必将产生注入水向四周岩层中渗透，这样将会增加渗入面积，故所得的渗透系数一般偏大？为克服侧向渗水的影响，可采用双环渗水装置，使内、外环保持相同高的水层厚度，此时内环水将不会产生向四周渗透，只向下渗透，内环面积就是渗水面积，这样可提高试验所求参数的精度。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,一、渗水试验 4、计算公式,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,一、渗水试验 4、计算公式 双环法渗水试验装置,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,二、注水试验1、试验目的确定含水层水文地质参数。2、试验原理 达西定律和水均衡原理。3、试验条件 当钻孔中地下水位埋藏很深或试验层为透水不含水时，可用注水试验代替抽水试验，近似测定岩层渗透系数。一般采用稳定流注水方法。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,二、注水试验3、计算公式注水试验形成反向的充水漏斗,2r0,h0,H,R,r,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,二、注水试验 4、计算公式 对于常用的稳定流注水试验，其渗透系数计算公式：对潜水完整注水井，其注水量公式为：对承压完整注水井，其注水量公式为：H-注水前天然水位 用注水试验获得的岩层渗透系往往比抽水试验求得的值小得多，为什么？,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,三、地下水示踪试验 地下水示踪试验是测定地下水流向、流速、弥散系数等水文地质参数的有效方法。其基本原理是，当钻孔中投入某种示踪剂后，随着地下水的流动，示踪剂会在水动力作用下逐渐扩展，孔内示踪剂浓度也将逐渐被稀释，其扩展方向和范围主要与地下水流向和流速有关。因此只要测定示踪剂的运移踪迹和孔内示踪剂稀释速度就可求得地下水流向、流速和水质弥散系数等。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,三、地下水示踪试验 示踪剂种类很多，理想的示踪剂应是无毒、价廉，能随水流动，不与含水层介质反应及被吸附，且容易检出。目前使用较多的理想示踪剂是放射性同位素131I和82Br以及NaCl。四、连通试验 连通试验是查明地下水点之间或地下水与地表水之间联系程度的试验。当前主要用于查明岩溶地下水系联系和寻找矿井涌水通道及水库渗漏途径等方面。连通试验常用的方法有水位传递法和指示剂法。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,四、连通试验1、水位传递法 本方法主要用于查明岩溶管道流区内各岩溶水点间的连通情况。一般是对岩溶水点进行堵、闸、放水或注水，然后观测上、下游岩溶水点(或钻孔)的水位、水质及流量的变化，从而判断其连通性。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,四、连通试验2、指示剂法（1）原理：这种试验与示踪试验原理基本相同，就是在上游水点投放指示剂，在下游水点取样检测指示剂含量的变化，判断其是否连通，并可根据试剂出现的时间求其径流速度。（2）指示剂的要求：一般只要无毒、无害，能随水流动，容易检出的物质都可作为指示剂。目前常用的化学指示剂有：食盐、酒精、萤光素等；当通道较大时也可选用谷糠、锯屑、石松孢子、酵母菌等作为指示剂。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,四、连通试验2、指示剂法（3）指示剂投放量：取决于水点间的距离、流量及检测方法等。一般来说，距离远、流量大时，投放量应大些，反之可少些；检测仪器灵敏度高时投放量可少些，反之应多些。应根据实际情况决定。,第四章 水文地质试验6 其它试验方法简介,小结 一、渗水试验 二、注水试验 三、地下水示踪试验 四、连通试验,第四章 水文地质试验,1抽水试验的目的和任务2 抽水试验的分类和方法3 抽水孔与观测孔的布置要求4 抽水试验技术要求5 抽水试验设备与现场工作6其它试验方法简介,