李艷剛

(河北省石家莊水文水資源勘測局，河北石家莊050051)

抽水試驗是確定含水層參數(shù)及了解區(qū)域水文地質(zhì)條件的主要方法。在實際應(yīng)用中，受現(xiàn)場條件、抽水設(shè)備、觀測誤差及計算方法等的限制，抽水試驗的參數(shù)計算有一定的誤差。筆者結(jié)合石家莊市高新區(qū)水源地的資料，采用穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流的方法計算含水層參數(shù)，并根據(jù)水源地運行后的水位埋深和出水量對參數(shù)進行擬合，確定合理的水文地質(zhì)參數(shù)。

1 基本情況

圖1 抽水井與觀測井位置圖

該水源地含水層巖性以砂卵礫石、中粗砂為主，含水層厚度30～60 m。共有6眼水井，1－6號。其所在區(qū)域淺層地下水含水層底板埋深85～140m，含水層厚度30～60m。巖層巖性主要為砂卵礫石、中粗砂。由于上部含水層疏干，滲透系數(shù)、單位涌水量減小，滲透系數(shù)由北部的200～300m/d，過度到南部的20～60 m/d，單位涌水量由大于80 m3/h·m到20～40 m3/h·m。

選取4號井進行抽水試驗，4號井成井深度120 m，取水層位40～120 m，含水層厚度34 m，主要含水層巖性為中粗砂、砂卵礫石等，抽水井管徑0.30 m，為完整井;觀測井位于抽水井東側(cè)38.5m處，成井深度90m，抽水井與觀測井位置見圖1。抽水井含水層厚34.4 m，單井出水量154.9 m3/h，單位涌水量188.9 m3/h·m。

2 參數(shù)計算

2.1 直線圖解法

從抽水試驗資料分析，抽水孔開始20分鐘內(nèi)主要受到彈性釋水影響，故采用承壓水非穩(wěn)定流直線圖解法計算，在單對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制s－lgt直線，根據(jù)以下公式計算參數(shù):

式中:K含水層的滲透系數(shù)(m/d);Q抽水井的涌水量(m3/d);M為含水層厚度(m);T為導(dǎo)水系數(shù)(m2/d);m直線斜率。

在單對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制s－lgt直線，根據(jù)以上公式計算參數(shù)。

2.2 水位恢復(fù)法

觀測孔采用水位恢復(fù)法，計算公式如下:

在單對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制s－lg(t/(t－t0)直線，根據(jù)以上公式計算參數(shù)。

2.3 潛水穩(wěn)定流公式

單孔穩(wěn)定流(4#井)

帶1個觀測孔(4#井、觀測孔)

式中:K含水層的滲透系數(shù)，m/d;Q抽水井的涌水量，m3/d;H潛水含水層厚度，m;R單井抽水時的影響半徑，m;抽水井孔的半徑，m;抽水井內(nèi)的水位下降值，m;h1與抽水井距離為r1處觀測孔(井)中水柱高度(m)。

2.4 計算結(jié)果

根據(jù)以上兩種方法計算結(jié)果見表1。

表1 抽水試驗參數(shù)計算成果表

3 數(shù)值法校正

根據(jù)抽水試驗資料分析可知，這幾種計算方法計算的滲透系數(shù)范圍在54.0～142.6(m/d)之間。同時考慮到抽水井含水層巖性以砂卵礫石、中粗砂為主，根據(jù)經(jīng)驗值，其滲透系數(shù)K在100～150 m/d之間。為了更好的確定水文地質(zhì)參數(shù)同時進行水源井的影響分析，采用5號井運行記錄及區(qū)域水位埋深對參數(shù)進行擬合。

根據(jù)此水源地運行后的第30 d、60 d、90 d、480 d的出水量、水位埋深數(shù)據(jù)，采用潛水非穩(wěn)定流參數(shù)計算公式，在抽水試驗計算的參數(shù)范圍內(nèi)，選用不同的滲透系數(shù)K值，計算1～4、6號井對5號井的影響降深，同時考慮區(qū)域水位降深對水源地的影響，計算5號井的降深值與實測值相比較，用于擬合滲透系數(shù)K值。計算公式如下:

式中:h0初始水位埋深(m);SW影響降深(m);H潛水含水層厚度(m);hW抽水孔的動水位(m);K滲透系數(shù)(m/d);Qi第i眼井開采量(m3/d);α壓力傳導(dǎo)系數(shù)(m2/d);μ給水度，取5號井含水層平均給水度0.174;t抽水時間(d);ri第i眼井至計算點的距離(m)。

表2 水源地埋深與開采量資料

參數(shù)優(yōu)選實測資料見表2，參數(shù)優(yōu)選計算結(jié)果見表3。根據(jù)參數(shù)擬合確定滲透系數(shù)K為130m/d，壓力傳導(dǎo)系數(shù)α為29 855 m2/d，導(dǎo)水系數(shù)T為4 420 m2/d。

表3 實測埋深與計算埋深對比表

4 結(jié)語

結(jié)合水源地抽水試驗資料，采用穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流方法計算了含水層參數(shù);利用實測的水位埋深及出水量對參數(shù)進行擬合校正，能很好的避免抽水試驗的誤差。由計算結(jié)果可以看出，采用非穩(wěn)定流方法計算的參數(shù)與最終的結(jié)果較接近，計算的含水層參數(shù)具有很好的合理性，可以為水源地更改設(shè)計提供必要的技術(shù)支持。

［1］水利部水資源管理中心.SL/Z322－2005建設(shè)項目水資源論證導(dǎo)則(試行)［S］.北京:中國水利水電出版社，2005.

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