沈衛(wèi)立 SHEN Wei-li；岑朝正 CEN Chao-zheng

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，許昌 461000）

（No.2 Geo-exploration Institute，Henan Provincial Bureau of Geo-exploration and Mineral Development，Xuchang 461000，China）

0 引言

在非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)中，配線法是求水文地質(zhì)參數(shù)的重要方法，通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合，能比較方便地求出所需要的水文地質(zhì)參數(shù)，但是配線法又比較麻煩，過去因?yàn)榇蠖酁槭止ぷ鰣D，存在的人為因素比較大，所以在實(shí)際應(yīng)用過程中受到限制。Section軟件是在Windows XP系統(tǒng)和MapGis6.7（B20 051118）基礎(chǔ)上，以Microsoft VC++6.0為編程語言，MapGis 6.7 SDK為開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)的地質(zhì)圖件制作軟件。系統(tǒng)基于MapGis輸入編輯子系統(tǒng)強(qiáng)大的圖形編輯能力，添加專業(yè)的地質(zhì)圖件制作工具，大大提高了地質(zhì)圖件的制作效率，它具有功能強(qiáng)大、技術(shù)先進(jìn)、使用方便等特點(diǎn)。本文介紹一種用Section軟件進(jìn)行配線操作的方法，可以省時(shí)、省力、減少誤差。

1 基本原理

抽水試驗(yàn)是以均質(zhì)各向同性的假設(shè)條件為前提的，當(dāng)抽水井以定流量抽水時(shí)，抽水后將形成以抽水井為對(duì)稱軸的下降漏斗。在抽水井附近觀測(cè)孔中的地下水水位變化實(shí)際上是含水層水文地質(zhì)條件和水文地質(zhì)參數(shù)對(duì)抽水的反映。可以通過理論公式擬合抽水井及其附近觀測(cè)孔中水位隨時(shí)間的變化過程。定流量抽水時(shí)的泰斯公式可表示為：

式中：T為導(dǎo)水系數(shù)；Q抽水井的流量；s為抽水影響范圍內(nèi)任一時(shí)刻的水位降深；W（u）和u為井函數(shù)；μ*為含水層貯水系數(shù)；t為抽水時(shí)間；r為抽水孔距觀測(cè)孔的距離。通過抽水時(shí)的s-t雙對(duì)數(shù)曲線與泰斯標(biāo)準(zhǔn)曲擬合，來取得實(shí)測(cè)和理論曲線的最佳配合點(diǎn)的降深和時(shí)間，代入上式后計(jì)算來獲得想要的水文地質(zhì)參數(shù)。

2 手工配線過程

①在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制W（u）－u的標(biāo)準(zhǔn)曲線；②在另一張相同模數(shù)的透明雙對(duì)數(shù)紙上繪制實(shí)測(cè)的s-t曲線；③將實(shí)際曲線置于標(biāo)準(zhǔn)曲線上，在保持對(duì)實(shí)坐標(biāo)彼此平行的條件下相對(duì)平移，直至兩曲線重合為止，如圖1；④任取一匹配點(diǎn)（在曲線上或曲線外均可），記下匹配點(diǎn)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)值，分別代入公式計(jì)算有關(guān)參數(shù)。

圖1 手工配線圖

手工配線的過程中需要手工投點(diǎn)，一般抽水試驗(yàn)的時(shí)間都比較長(zhǎng)。抽水試驗(yàn)前期水位觀測(cè)點(diǎn)的密度相對(duì)較大，同時(shí)也是參數(shù)計(jì)算的主要階段，由于觀測(cè)密度大，兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的間隔就比較小，這樣人工投點(diǎn)時(shí)的誤差就較大。為了避免或者減少這種人為的誤差，可以利用Section軟件來實(shí)現(xiàn)這種配線過程。

3 Section軟件配線操作過程

非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)結(jié)束后由技術(shù)人員對(duì)各種資料進(jìn)行分類、校對(duì)。將個(gè)別明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)剔除，保證資料的可靠性。如表1抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 實(shí)測(cè)抽水?dāng)?shù)據(jù)

第一步，在Section軟件中新建工程文件來管理理論泰斯曲線和實(shí)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)文件和線文件（圖3）；

第二步，在Section軟件中繪制泰斯標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線可以通過該軟件的編輯系統(tǒng)失量化獲得（圖2）；

第三步，把抽水累計(jì)時(shí)間和觀測(cè)孔水位降深數(shù)據(jù)在電子表格中取對(duì)數(shù)后，進(jìn)行投影。在Section編輯系統(tǒng)中選擇“1輔助工具”→“表格數(shù)據(jù)投影”→“選擇數(shù)據(jù)投影”，對(duì)觀測(cè)孔實(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)投影，生成實(shí)測(cè)點(diǎn)圖形（如圖3）。

圖2 理論曲線

圖3 配線過程圖

第四步，通過整圖變換使實(shí)測(cè)點(diǎn)投影和理論曲線的坐標(biāo)系的比例尺相同，然后進(jìn)行擬合配線。在配線工程文件中使理論曲線的點(diǎn)、線文件打開但不處在編輯狀態(tài)；實(shí)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)、線文件處于編輯狀態(tài)。如圖3，這樣平移實(shí)測(cè)點(diǎn)文件時(shí)，理論曲線的點(diǎn)線文件就不會(huì)被移動(dòng)，同時(shí)還能保證兩個(gè)坐標(biāo)系彼此平行，達(dá)到最佳擬合點(diǎn)后（圖3），選W(u)=1,1/u=10時(shí)對(duì)應(yīng)的匹配點(diǎn)為t=77,s=0.85。

因?yàn)閳D上兩坐標(biāo)系為雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，在圖上量得和數(shù)值只是距離，而不是實(shí)際t和s的值，要通過反對(duì)數(shù)計(jì)算得出t和s的值。

把以上配合得出的t和s的值代入公式1和公式2計(jì)算，就能達(dá)到計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)的目的了。

4 總結(jié)

上面的例子中數(shù)據(jù)量比較少，但在實(shí)際非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)中觀測(cè)孔可以是一個(gè)也可以是多個(gè)；抽水觀測(cè)時(shí)間跟據(jù)需要有長(zhǎng)有短，有時(shí)可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)天，這時(shí)需要計(jì)算和投點(diǎn)的數(shù)據(jù)量比較大。過去對(duì)非穩(wěn)定流的計(jì)算和分析過程全部為手工，就需要大量的人工長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)。采用電子表格對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并用Section軟件進(jìn)行投影和配線，節(jié)省了大量的人力和時(shí)間，并增加了數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，減小了人為誤差。

通過Section軟件來進(jìn)行配線計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)，簡(jiǎn)化了配線過程，對(duì)在實(shí)際生產(chǎn)中的非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)起到了積極的推廣作用。

[1]薛禹群.地下水動(dòng)力學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1997年9月.

[2]章至浩.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[R].中國(guó)礦業(yè)出版社，1995.

[3]曹劍峰.專門水文地質(zhì)學(xué)[R].科學(xué)出版社出版，2006.

[4]石玉章.地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[R].石油大學(xué)出版社出版，2006.