抽水試驗方法及過程

1、抽水試驗方法及過程1 抽水試驗目的抽水試驗目的2 抽水試驗儀器設備抽水試驗儀器設備3 抽水試驗分類抽水試驗分類4 穩(wěn)定流抽水試驗穩(wěn)定流抽水試驗5 穩(wěn)定流抽水試驗資料整理穩(wěn)定流抽水試驗資料整理1 抽水試驗目的抽水試驗目的 查明建筑場地地基土層滲透系數(shù)、導水系數(shù)、壓力傳導系數(shù)、給水度或彈性釋水系數(shù)、越流系數(shù)、影響半徑等有關水文地質(zhì)參數(shù)，為設計提供水文地質(zhì)資料。往往采用單孔（或有一個觀測孔）的穩(wěn)定流抽水試驗。完整孔：進水部分揭穿整個含水層厚度的抽水孔。非完整孔：未揭穿整個含水層或進水部分僅揭穿部分含水層的抽水孔。穩(wěn)定流抽水試驗：在抽水過程中，要求抽水流量和動水位同時相對穩(wěn)定，并有一定延續(xù)時間的抽水試

2、驗。非穩(wěn)定流抽水試驗：在抽水過程中，保持抽水流量固定而觀測地下水位隨時間的變化，或保持水位降深固定而觀測抽水流量隨時間的變化的抽水試驗。圖1-1 潛水非完整孔示意圖圖1-2 潛水完整孔示意圖穩(wěn)定水位3.40 ( )0.0(0.00)、過程曲線2007年5月11日0.2(1.00)0.1(0.50)0.3(1.50)0.4(2.00)17151613141112109日期t(h)2 抽水試驗儀器設備抽水試驗儀器設備2.1 過濾器過濾器安裝在管井中對應的含水層部位，帶有濾水孔，主要起到濾水、擋砂及護壁作用。抽水孔過濾器的類型，宜根據(jù)不同含水層的性質(zhì)和孔壁穩(wěn)定情況按表2.1選用。抽水試驗的觀測孔，宜

3、采用包網(wǎng)過濾器。表表2.1 過濾器類型選擇過濾器類型選擇含水層性質(zhì)及孔壁穩(wěn)定情況含水層性質(zhì)及孔壁穩(wěn)定情況 抽水孔過濾器類型抽水孔過濾器類型 軟巖、半堅硬不穩(wěn)定巖層、構造破碎帶、裂隙密集帶、巖溶強烈發(fā)育帶骨架過濾器卵（碎）石、圓（角）礫、粗砂、中砂 包網(wǎng)過濾器或纏絲過濾器 細砂、粉砂 填礫過濾器2.3 深井泵或潛水泵深井泵或潛水泵當孔（井）水位深度較大、要求抽水降深大、出水量也較大時，宜選用深井泵或深井潛水泵。2.4 空壓機空壓機當抽水孔直徑較小，水位埋深較深，含水層富水性好，且要求降深很大時，宜采用空壓機抽水。2.5 抽筒抽筒當鉆孔水位較深，水量不大，試驗要求不高時，可選擇抽筒提水。2.2 離

4、心泵離心泵當含水層地下水位高出地面或埋藏較淺，動水位在吸程范圍內(nèi)時，宜采用離心泵抽水。2.6 量測器具量測器具觀測水位宜使用電測水位計。地下水位較淺時，可采用浮標水位計。觀測讀數(shù)應精確到1cm。流量的測試用具應根據(jù)流量大小選定。流量小于1L/s時，可采用容積法或水表；流量為1L/s30L/s時，宜采用三角堰；流量大于30L/s時，應采用矩形堰。三角堰流量計算公式： 25ChQ Q流量（L/s）；h水深（cm）；C隨h變化的系數(shù)，一般取0.014。圖2.6-1 直角三角堰斷面結構圖矩形堰流量計算公式： 23018. 0BhQ Q流量（L/s）；h水深（cm）；B堰口寬（cm）。圖2.6-2 矩形

5、堰斷面結構圖3 抽水試驗分類抽水試驗分類3.1 根據(jù)抽水試驗孔中存在含水巖層的多少可分為：分層（段）抽水試驗與混合抽水試驗。3.2 根據(jù)抽水孔進水段長度與含水層厚度的關系可分為：完整孔抽水試驗與非完整孔抽水試驗。3.3 根據(jù)抽水試驗時水量、水位與時間關系可分為穩(wěn)定流抽水試驗與非穩(wěn)定流抽水試驗。4 穩(wěn)定流抽水試驗穩(wěn)定流抽水試驗4.1 抽水試驗成孔宜為清水鉆進，當鉆孔工藝必須采用泥漿護壁時，應進行嚴格細致的洗井。4.2 抽水試驗時的排水，應根據(jù)抽水場地情況，確定排水方向與距離。4.3 抽水試驗過程中，應同步觀測、記錄抽水孔的涌水量和抽水孔及觀測孔的動水位。涌水量和動水位的觀測時間，宜在抽水開始后的

6、第1，2，3，4，5，10，15，20，30，40，50，60min各觀測一次，出現(xiàn)穩(wěn)定趨勢以后每隔30min觀測一次，直至結束。4.4 抽水試驗宜三次降深，最大降深應接近工程設計所需的地下水位降深的標高。三次降深的分配原則宜滿足：最大降深s3（m），s2=2/3s3，s1=1/3s3（s1為第一次降深，s2為第二次降深）。 4.5 抽水試驗每次落程的穩(wěn)定延續(xù)時間，應符合下列要求：1、卵石、礫石、粗砂含水層，三次降深的穩(wěn)定延續(xù)時間為4h、4h、8h；2、中砂、細砂、粉砂含水層，穩(wěn)定延續(xù)時間為8h、8h、16h；3、裂隙和巖溶含水層，穩(wěn)定延續(xù)時間為16h、16h、24h。4.6 試驗結束后，應進

7、行恢復水位觀測，停泵時按1、3、5、10、15、30min的間隔進行水位觀測，以后每小時進行一次。 5 穩(wěn)定流抽水試驗資料整理穩(wěn)定流抽水試驗資料整理5.1 滲透系數(shù)滲透系數(shù)5.1.1 潛水非完整井，單孔抽水試驗計算滲透系數(shù)k：rLLSQk66. 0lg366. 0k滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；L過濾器長度（m）；S抽水井水位下降值（m）； r抽水井半徑（m）。 圖5.1.1 潛水非完整井示意圖 5.1.2 潛水非完整井，一個觀測孔、中心井抽水試驗計算滲透系數(shù)k：)()lg(lg366. 0111LSSSSrrQkk滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；S抽水井水位

8、下降值（m）；S1觀測孔水位下降值（m）； r抽水井半徑（m）r1觀測孔到抽水井中心距離（m）；L過濾器長度（m）。 圖5.1.2 潛水非完整井示意圖 5.1.3 潛水非完整井，兩個觀測孔、中心井抽水試驗計算滲透系數(shù)k： )2)()lg(lg366. 0212112LSSSSSrrQkk滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；S抽水井水位下降值（m）；S11號觀測孔水位下降值（m）；S22號觀測孔水位下降值（m）；r11號觀測孔到抽水井中心距離（m）；r22號觀測孔到抽水井中心距離（m）；L過濾器長度（m）。圖5.1.3 潛水非完整井示意圖 5.1.4 承壓水非完整井，單孔抽水試驗計算

9、滲透系數(shù)k：rSQk2k滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；r抽水井半徑（m）；S抽水井水位下降值（m）。圖5.1.4 承壓水非完整井示意圖5.1.5 承壓水非完整井，一個觀測孔、中心井抽水試驗計算滲透系數(shù)k：hhrrQk11112k滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；h1觀測孔中水柱高度（m）； h抽水井中水柱高度（m）； r抽水井半徑（m）；r1觀測孔到抽水井中心距離（m）。圖5.1.5 承壓水非完整井示意圖5.1.6 承壓水非完整井，兩個觀測孔、中心井抽水試驗計算滲透系數(shù)k：1221112hhrrQkk滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；h11號觀測孔

10、水柱高度（m）；h22號觀測孔水柱高度（m）；r11號觀測孔到抽水井中心距離（m）；r22號觀測孔到抽水井中心距離（m）。 圖5.1.6 承壓水非完整井示意圖 5.1.7 潛水完整井，單孔抽水試驗計算滲透系數(shù)k：SSHrRQk)2(lg732. 0k滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；H含水層厚度（m）；S抽水井水位下降值（m）； R影響半徑（m）；r抽水井半徑（m）。圖5.1.7 潛水完整井示意圖 5.1.8 潛水完整井，一個觀測孔、中心井抽水試驗計算滲透系數(shù)k：)2)(lg732. 0111SSHSSrrQkk滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；H含水層厚度（m）；

11、S抽水井水位下降值（m）；S1觀測孔水位下降值（m）；r1觀測孔到抽水井中心距離（m）； r抽水井半徑（m）。圖5.1.8 潛水完整井示意圖 5.1.9 潛水完整井，兩個觀測孔、中心井抽水試驗計算滲透系數(shù)k：)2)(lg732. 0212112SSHSSrrQkk滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；H含水層厚度（m）；S11號觀測孔水位下降值（m）；S22號觀測孔水位下降值（m）；r11號觀測孔到中心井距離（m）； r22號觀測孔到中心井距離（m）。圖5.1.9 潛水完整井示意圖 5.1.10 承壓水完整井，單孔抽水試驗計算滲透系數(shù)k：rRmSQklg366. 0k滲透系數(shù)（m/d

12、）；Q抽水井涌水量（m3/d）；m含水層厚度（m）；S抽水井水位下降值（m）；R影響半徑（m）；r抽水井半徑（m）。圖5.1.10 承壓水完整井示意圖rRMSQkln2公式二公式一5.1.11 承壓水完整井，一個觀測孔、中心井抽水試驗計算滲透系數(shù)k：rrSSmQk11lg)(366. 0k滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；m含水層厚度（m）；S抽水井水位下降值（m）；S1觀測孔水位下降值（m）；r1觀測孔到中心井距離（m）； r抽水井半徑（m）。 圖5.1.11 承壓水完整井示意圖 5.1.12 承壓水完整井，兩個觀測孔、中心井抽水試驗計算滲透系數(shù)k：1221lg)(366. 0

13、rrSSmQkk滲透系數(shù)（m/d）；Q抽水井涌水量（m3/d）；m含水層厚度（m）；S11號觀測孔水位下降值（m）；S22號觀測孔水位下降值（m）；r11號觀測孔到中心井距離（m）； r22號觀測孔到中心井距離（m）。 圖5.1.12 承壓水完整井示意圖 5.2 影響半徑影響半徑5.2.1 潛水條件下單孔抽水試驗，計算影響半徑R：rQSHkRlg)2(3 . 1lgR影響半徑（m）；Q抽水井的涌水量（m3/d）；k含水層滲透系數(shù)（m/d）；H抽水前潛水層厚度（m）；S抽水井水位下降值（m）； r抽水井半徑（m）。 圖5.2.1 潛水單井抽水示意圖 5.2.2 潛水條件下，一個觀測孔、中心孔抽水

14、試驗，計算影響半徑R：)2)(lg)2(lg)2(lg11111SSHSSrSHSrSHSRR影響半徑（m）；S抽水井水位下降值（m）；S1觀測井水位下降值（m）；H抽水前潛水層厚度（m）；r抽水井半徑（m）；r1抽水孔至觀測孔之間的距離（m）。 圖5.2.2 潛水井抽水、一個觀測井示意圖 5.2.3 潛水條件下，兩個觀測孔、中心孔抽水試驗，計算影響半徑R：)2)(lg)2(lg)2(lg2121122211SSHSSrSHSrSHSRR影響半徑（m）；S11號觀測井水位下降值（m）；S22號觀測井水位下降值（m）；H抽水前潛水層厚度（m）；r11號觀測孔與抽水井中心的距離（m）；r22號觀測

15、孔與抽水井中心的距離（m）。5.2.4 潛水條件下，根據(jù)經(jīng)驗公式計算影響半徑R：HkSR2R-影響半徑（m）；S抽水孔水位下降值（m）；H抽水前潛水層厚度（m）；k含水層滲透系數(shù)（m/d）。庫薩金經(jīng)驗公式5.2.5 承壓水條件下單孔抽水試驗，計算影響半徑R： rQkmSRlg73. 2lgR影響半徑（m）；Q抽水井的涌水量（m3/d）；k含水層滲透系數(shù)（m/d）；m承壓含水層的厚度（m）；S抽水井的水位下降值（m）；r抽水井的半徑（m）。圖5.2.5 承壓水單井抽水示意圖5.2.6 承壓水條件下，一個觀測孔、中心孔抽水試驗，計算影響半徑R：111lglglgSSrSrSRR-影響半徑（m）；S抽水井水位下降值（m）；S1觀測井水位下降值（m）；r1觀測孔到抽水孔中心的距離（m）；r抽水井的半徑（m