韓志文

（四川省冶金地質(zhì)勘查院，四川 成都 610000）

抽水試驗是以地下水井流理論為基礎(chǔ)，用抽水設(shè)備在鉆孔或水井中抽水以測定含水層滲透系數(shù)和孔井涌水量、水質(zhì)和各含水層水力補給的水文地質(zhì)試驗。穩(wěn)定流抽水試驗是用水泵將水從鉆孔中取出來，使單位時間內(nèi)的出水量和孔內(nèi)水位同時達到穩(wěn)定要求，通過試驗實測流量和降深值，結(jié)合含水層厚度和孔徑，計算含水層的滲透系數(shù)和影響半徑等水文地質(zhì)參數(shù)[1]。來確定地下水的允許開采量，為水資源的開發(fā)和利用提供依據(jù)。

1 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)內(nèi)出露地層主要有侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組(J1z)、中下統(tǒng)自流井組(J1-2z）、中統(tǒng)新田溝組(J2x)、下沙溪廟組(J2xs)、上沙溪廟組(J2s)；新生界第四系松散堆積層(Qh)。

據(jù)鉆孔揭露：0～4.70m為第四系殘坡積層，透水層；4.70m～24.50m為侏羅系下沙溪廟組砂巖段，巖性為灰黃、褐灰色中一粗粒，厚層一塊狀長石石英砂巖，含裂隙水；24.50m～37.10m為侏羅系下沙溪廟組泥巖段，巖性為紫褐色、紫灰色泥巖，泥巖中見有壓性閉合裂隙，裂面光滑平整，該層泥巖為該礦泉水含水層的隔水頂板；井深37.10m～40.30m為侏羅系下沙溪廟組，巖性為灰綠色泥質(zhì)砂巖，具有兩條張裂隙，裂面粗糙，無充填物，未見水蝕痕跡；井深40.30m至78m為侏羅系新田溝組的涼高山砂巖段，為該礦泉水的含水層，厚度37.70m，巖性為灰白色中至粗粒，厚至巨厚層狀石英砂巖，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其中構(gòu)造裂隙及層間裂隙較為發(fā)育[2]。其底部為78.0m～78.4m的鈣質(zhì)膠結(jié)礫巖，為該礦泉水的隔水底板。

地下水可劃分為三種類型：松散堆積砂、礫石層孔隙水、紅層砂泥巖風(fēng)化帶孔隙裂隙水、碳酸鹽巖裂隙溶洞水。

松散堆積砂、礫石層孔隙水：為砂礫卵石層，質(zhì)地松散，透水性強，賦水條件好，在泉域內(nèi)無該層分布，僅分布于區(qū)外釜溪河兩岸的階地平壩，山間溝谷附近。

紅層砂泥巖風(fēng)化帶孔隙裂隙水：為泥巖夾砂巖，易風(fēng)化，裂隙較為發(fā)育，地下水主要儲集于砂、泥巖的孔隙、裂隙中。

碳酸鹽巖裂隙溶洞水：為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、含裂隙溶洞水，巖溶不發(fā)育，該類地下水主要儲集在碳酸鹽巖的裂隙中，因碳酸鹽巖中夾泥巖、頁巖等相對隔水層，地下水多從灰?guī)r與泥巖的接觸處以泉的形式溢出。

據(jù)鉆孔揭露（圖1）：0m～4.70m為第四系殘坡積層，透水層；4.70m～24.50m為侏羅系下沙溪廟組砂巖段，巖性為灰黃、褐灰色中一粗粒，厚層一塊狀長石石英砂巖，含裂隙水；24.50m～37.10m為侏羅系下沙溪廟組泥巖段，巖性為紫褐色、紫灰色泥巖，泥巖中見有壓性閉合裂隙，裂面光滑平整，該層泥巖為該礦泉水含水層的隔水頂板；井深37.10m～40.30m為侏羅系下沙溪廟組，巖性為灰綠色泥質(zhì)砂巖，具有兩條張裂隙，裂面粗糙，無充填物，未見水蝕痕跡；井深40.30m～78m為侏羅系新田溝組的涼高山砂巖段，為該礦泉水的含水層，厚度37.70m，巖性為灰白色中至粗粒，厚至巨厚層狀石英砂巖，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其中構(gòu)造裂隙及層間裂隙較為發(fā)育；底部78m～78.4m為鈣質(zhì)膠結(jié)礫巖，為該礦泉水的隔水底板。

圖1 礦泉井井深結(jié)構(gòu)圖

2 抽水試驗

抽水試驗設(shè)備采用20m3/h的潛水泵，采用單井無觀測孔抽水，水位觀測采用Micro-Diver地下水水位自動檢測儀，出水管采用民用自來水管，流量觀測采用民用水表。在正式抽水之前水廠停止生產(chǎn)三天，并觀測靜止水位為5.89m，盡水泵最大能力做一次最大的水位降深，初步了解降深值與涌水量的關(guān)系，以便正式抽水時合理選擇水位降深。

抽水試驗選擇在枯水期進行，為單井穩(wěn)定流抽水試驗，抽水試驗歷時四天，分三次降深，為完整井抽水。每次降深的穩(wěn)定時間不少于8小時，抽水試驗結(jié)束后觀測水位恢復(fù)至穩(wěn)定。

3 滲透系數(shù)計算

此次抽水試驗按承壓井完整井公式計算含水層的滲透系數(shù)K和影響半徑R，公式如下：

式中：K—滲透系數(shù)，m/d；

Q—涌水量，m3/d；

S—水位降深，m；

r—抽水孔半徑，m；

H—含水層厚度，m；

利用上述公式，計算滲透系數(shù)和影響半徑，結(jié)果見抽水試驗成果表（表1）。

表1 抽水試驗成果表

礦泉井枯水期抽水試驗成果（圖2），從Q-S和q-s曲線看，為直線型，當(dāng)屬承壓水，水位恢復(fù)和穩(wěn)定較快，q=0.280L/s?m。由此反映，該礦泉水為水位、水量相對穩(wěn)定的源遠流長、深部循環(huán)的承壓水。

圖2 抽水試驗成果圖

4 單井允許開采量的確定

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定，對于單井開采，可利用抽水試驗資料，繪制Q=f（s）曲線，依據(jù)曲線類型確定水流方程，用內(nèi)插法計算允許開采量，或依據(jù)鉆孔的水位、水量長期觀測資料，用相關(guān)分析方法計算允許開采量。

計算單井礦泉水允許開采量一般從兩方面考慮，其一是依據(jù)枯季抽水試驗曲線類型，確定最適合的水流計算方程；其二是井（孔）抽水水位降低值一般不宜過大，該礦泉水井為承壓含水層，抽水降深不得大于含水層頂板。按上述原則，結(jié)合實際情況確定礦泉水允許開采量：該礦泉水為深層承壓水，補給條件相對較差，抽水試驗大降深穩(wěn)定較慢；枯水期抽水試驗最大降深15.87m，單位涌水量為0.279L/s.m。

該礦泉水井枯期抽水試驗（2019年11月）成果表明，抽水水動力關(guān)系Q-S曲線為直線型，根據(jù)GB8537-2018國家標(biāo)準(zhǔn)，采用枯水期的試驗成果，兼顧核實檢查資料進行計算，故采用下列直線方程式計算該礦泉井的允許開采量：

Q=86.4×q×Smax×0.90=86.40×0.279×15.87×0.9 0=344m3/d。

式中：Q：允許開采量；

86.4：換算系數(shù)；

q：枯期抽水試驗確定的單位出水量q=0.279L/S·m；

Smax：最大降深值。

根據(jù)每日的允許開采量確定全年的允許開采量約為12.56萬m3。

5 結(jié)論

該礦泉枯水期抽水試驗最大降深15.87m，單位涌水量為0.279L/s·m，每天允許開采量為344m3/d，年允許開采量約為12.56萬m3。