王 松

（山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 太原 030024）

1 地質(zhì)概述

黃河灘水源地覆蓋層為第四系全新統(tǒng)洪沖積層，巖性地表表層為低液限粉土，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)較均勻，厚0～1.0 m；其下巖性為級(jí)配不良礫、卵石混合土，厚度5.7～6.8 m.根據(jù)篩分試驗(yàn)，級(jí)配不良礫、卵石混合土層顆粒組成為：卵石含量為10.5%～15.9%，平均值為13.2%，礫石含量為43.8%～54.5%，平均值為49.15%，砂粒含量27.6%～44.4%，平均值為36.0%，粉黏粒含量1.3%～2.0%，平均值為1.65%，不均勻系數(shù)Cu為34.4～109.2，平均值為71.8，曲率系數(shù)Cc為0.3～0.6，平均值為0.45，結(jié)構(gòu)松散～中密，卵礫石主要成分為長石砂巖、灰?guī)r等，呈次圓～磨圓狀。場地地下水類型主要為松散巖類孔隙水，地下水賦存于級(jí)配不良礫及卵石混合土層中。

覆蓋層下伏基巖為三疊系下統(tǒng)劉家溝組淺紅色砂巖夾紫紅色泥巖，地下水類型為碎屑巖類裂隙水，主要賦存于砂巖中。

2 確定滲透系數(shù)

本次試驗(yàn)在松散巖類含水層中布置抽水試驗(yàn)井3個(gè)，水井深度8.2～10.1 m；布置觀測井4個(gè)，井深11.6～12.2 m（見圖1）；各井均打到基巖面，以基巖為相對(duì)隔水底界，進(jìn)行了單井抽水試驗(yàn)9段，群井抽水試驗(yàn)1段，均屬于完整井抽水試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表1.

圖1 抽水試驗(yàn)井位置示意圖注：ZKc為抽水井，ZKg、S為觀測井

表1 單井及群井抽水試驗(yàn)成果見表

1）單井抽水試驗(yàn)

單井抽水試驗(yàn)時(shí)，是在所有抽水井及觀測井完成之后進(jìn)行的。抽水井及觀測井間距：平行黃河河流方向69～73 m，垂直黃河河流方向56～71 m.試驗(yàn)期間，平行黃河河流方向抽水井的上游或下游觀測井水位有較小變化，垂直黃河河流方向抽水井的觀測井水位不變化，說明水源地覆蓋層滲透性呈不均勻性，平行黃河流向滲透性強(qiáng)于垂直黃河流向滲透性，由此根據(jù)不同方向的觀測井，分別計(jì)算。

根據(jù)單井抽水試驗(yàn)結(jié)果，滲透系數(shù)K計(jì)算采用穩(wěn)定流單井完整井的抽水試驗(yàn)公式1［1］；影響半徑R估算在觀測井沒有變化時(shí)采用公式 2［1］，在觀測井有變化時(shí)采用公式 3［2］。

式中：Q—出水量，m3/d；

K—滲透系數(shù)，m/d；

S—降深，m；

R—影響半徑，m；

r、rw—抽水井井半徑，m；

r1—抽水井、觀測井間距離，m；

H—靜止水位高度或潛水層厚度，m；

Sw——抽水井降深，m；

S1——觀測井降深，m.

各井試驗(yàn)情況、滲透系數(shù)計(jì)算過程及結(jié)果見表2～表4.單井抽水時(shí)出水量為78.24～218.64 m3/d，平均值為140.64 m3/d.滲透系數(shù)取值時(shí)，各抽水井滲透系數(shù)取各計(jì)算成果的平均值，則ZKc10-2號(hào)井滲透系數(shù)取7.6 m/d，ZKc10-3號(hào)井滲透系數(shù)取4.1 m/d，ZKc10-4號(hào)井滲透系數(shù)取16.0 m/d.水源地滲透系數(shù)按三個(gè)抽水井滲透系數(shù)的平均值，即9.2 m/d，屬中等～強(qiáng)透水層。

表2 抽水井計(jì)算一覽表（采用公式1、2）

表3 抽水井計(jì)算一覽表（采用公式1、3）

表4 抽水井滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2）群井抽水試驗(yàn)

群井抽水試驗(yàn)是在所有單井抽水試驗(yàn)完成之后進(jìn)行的，群井抽水試驗(yàn)時(shí)，各抽水井水位埋深較單井抽水期間均有降低，平均降了0.6 m.抽水時(shí)，ZKc10-2號(hào)井出水量有明顯減小，其余兩井出水量與單井抽水期間基本一致。群井抽水期間，三個(gè)井外側(cè)的觀測井中水位絕大部分有明顯下降，其中西側(cè)的ZKg10-5、ZKg10-6號(hào)觀測井影響半徑較遠(yuǎn)，可達(dá)110～115 m，南側(cè)的S-1號(hào)觀測井反映影響半徑較小，為56 m左右，東南側(cè)的ZKg10-1號(hào)觀測井與三個(gè)井最近距離約71 m，未見水位下降。群井抽水與單井比較，其影響范圍明顯擴(kuò)大，最大擴(kuò)展了40多m，說明群井抽水時(shí)，必須考慮干擾影響，布井時(shí)即使井距大于單井抽水時(shí)的影響半徑，群井抽水時(shí)井之間也會(huì)互相干擾。

為估算抽水試驗(yàn)區(qū)滲透系數(shù)，復(fù)核單井抽水滲透性結(jié)果，將三個(gè)單井包圍的范圍假想為一個(gè)大口井，半徑按同面積圓換算，即25.1 m，三個(gè)抽水井位置呈三角形，根據(jù)表1進(jìn)行滲透系數(shù)估算，最大出水量Q按三個(gè)抽水井最大出水量之和，即404.88 m3/d，最大降深S取三個(gè)抽水井最大降深平均值，即3.75 m，含水層厚度H按三個(gè)抽水井含水層厚度平均值，即4.34 m.采用公式1、3估算，結(jié)果見表5.

根據(jù)表5，群井抽水時(shí)，卵石混合土、混合土卵石含水層滲透系數(shù)為5.78～10.25 m/d，平均值8.9 m/d，屬中等透水層。

表5 假想井滲透系數(shù)一覽表（采用公式1、3）

3 結(jié)束語

對(duì)單井抽水及群井抽水試驗(yàn)進(jìn)行比較，單井抽水試驗(yàn)滲透系數(shù)為9.2 m/d，群井抽水試驗(yàn)滲透系數(shù)為8.9 m/d，二者比較接近，說明計(jì)算結(jié)果較為可靠，考慮到群井抽水計(jì)算時(shí)的假定條件與實(shí)際有一定差異，故采用單井抽水試驗(yàn)結(jié)果，即9.2 m/d.

［1］長江水利委員會(huì)長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.SL305-2005水利水電工程鉆井抽水試驗(yàn)規(guī)程［S］.北京：中國水利水電出版社，2005：23，46.

［2］供水水文地質(zhì)組.供水水文地質(zhì)手冊(cè)第二冊(cè)水文地質(zhì)計(jì)算［M］.北京：地質(zhì)出版社，1976：P267.