抽水試驗教程-課件PPT

1、第四章 水文地質(zhì)試驗水文地質(zhì)試驗 水文地質(zhì)試驗是對地下水進行定量研究的重要手段。水文地質(zhì)試驗包括野外試驗(或稱現(xiàn)場試驗)和室內(nèi)試驗兩類。 抽水試驗放水試驗連通試驗滲水試驗注水試驗壓水試驗地下水流速流向測定土的顆粒分析巖土物理性質(zhì)、水理性質(zhì)測定巖土和水的化學(xué)分析電鏡掃描差熱分析x光衍射微孔結(jié)構(gòu)分析野外試驗室內(nèi)試驗第一節(jié) 抽水試驗的目的、任務(wù)及類型 水文地質(zhì)抽水試驗是以地下水井流理論為基礎(chǔ)，通過在實際井孔中抽水時，水量和水位變化的觀測來獲取水文地質(zhì)參數(shù)，評價水文地質(zhì)條件，為預(yù)計礦井涌水量和評價地下水允許開采量等提供依據(jù)。抽水試驗的主要任務(wù)確定含水層及越流層的水文地質(zhì)參數(shù)；確定抽水井的實際涌水量及其

2、與水位降深之間的關(guān)系；研究降落漏斗的形狀、大小及擴展過程；研究含水層之間及含水層與地表水體之間的水力聯(lián)系；確定含水層的邊界位置及性質(zhì)；進行含水層疏干或地下水開采的模擬，以確定井間距、開采降探、合理井徑等群井設(shè)計參數(shù)。斷層F2F1F4F3山東萊蕪某巖溶地下水源地抽水條件下地下水流場圖井泉吉林省長嶺縣城北郊新第三系太康組含水層抽水鉆孔水位降深等值線示意圖K1K1K2K3K1K2K3導(dǎo)水?dāng)鄬樱ㄗ杷┑刭|(zhì)條件解釋示意圖泥巖粉砂巖砂礫巖二、抽水試驗的類型井孔數(shù)量單孔抽水試驗多孔抽水試驗干擾井群抽水試驗井流理論穩(wěn)定流抽水試驗非穩(wěn)定流抽水試驗井的類型完整井抽水試驗非完整井抽水試驗包含的含水層情況分層抽水試驗

3、分段抽水試驗混合抽水試驗抽水順序正向抽水試驗反向抽水試驗補：按抽水試驗任務(wù)分試驗抽水一次降深穩(wěn)定流單孔抽水，試驗性的抽水概略評價含水層富水性抽水試驗次降深穩(wěn)定或非穩(wěn)定流單孔抽水試驗求水文地質(zhì)參數(shù)，確定關(guān)系一般開采性抽水試驗和生產(chǎn)性群孔大型抽水試驗求水源地允許開采量，或求水文地質(zhì)參數(shù)，或判明水文地質(zhì)條件單孔抽水試驗布孔：只有一個抽水孔，不另外布置專門的觀測孔優(yōu)點：它方法簡單、成本較低。缺點：不能直接觀測降落漏斗的擴展情況，一般只能取得鉆孔涌水量Q及其與水位降探S的關(guān)系和概略的滲透系數(shù)K。適用：只用于穩(wěn)定流抽水，在普查和詳查階段應(yīng)用較多。多孔抽水試驗布孔：一個主孔抽水，另外專門布置一定數(shù)量的水位觀

4、測孔。優(yōu)點：能夠完成抽水試驗的各項任務(wù)，可測定不同方向的滲透系數(shù)、影響半徑R的大小、降落漏斗的形態(tài)及發(fā)展情況，以及含水層之間及其與地表水之間的水力聯(lián)系等，所取得的成果精度也較高。缺點：需布置專門的觀測孔，成本相對較高，適用：多用于精查階段。 1根據(jù)抽水試驗井孔數(shù)量劃分：干擾井群抽水試驗布孔：多個抽水孔同時抽水，另外布置若干觀測孔。抽水時，造成降落漏斗相互重疊干擾，又稱互阻井群抽水試驗。按抽水試驗的規(guī)模和任務(wù)，又分為一般干擾井群抽水試驗和大型群孔抽水試驗。一般干擾井群抽水試驗是為了研究相互干擾井的涌水量與水位降深的關(guān)系；或因為含水層極富水、單個抽水孔形成的水位降深不大、降落漏斗范圍太小，而需在較

5、近的距離內(nèi)打幾個抽水孔，組成一個孔組同時抽水；或為了模擬開采或疏干，需在若干井孔內(nèi)同時抽水，觀測研究整個流場的變化。特點：試驗成本高適用：水文地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)的精查階段或開采(疏干)階段使用。 大型群孔抽水試驗布孔：一般由數(shù)個乃至數(shù)十個抽水孔組成若干井組，觀測孔很多優(yōu)點：分布范圍大，可進行大流量、大降深、長時間的大型抽水，形成一個大的人工流場，以便充分揭露邊界條件和整個流場的非均質(zhì)狀況。缺點：花費巨大的人力和財力，須慎重采用適用：僅用于涌水量很大、邊界條件不清、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦區(qū)，近年來多用在一些巖溶大水礦區(qū)水文地質(zhì)精查階段(或?qū)ｎ}性勘探)中。例如，1980年在邯鄲礦務(wù)局王風(fēng)礦進行了一次包

6、括38個抽水孔、82個觀測孔，抽水量達135200m3d(157m3s)的大型奧灰?guī)r溶含水層群孔抽水試驗。單孔抽水試驗多孔抽水試驗2按抽水試驗所依據(jù)的井流理論穩(wěn)定流抽水試驗要求：抽水時的流量和水位降深都相對穩(wěn)定，即不隨時間改變。優(yōu)點：方法比較簡單。缺點：自然界大都是非穩(wěn)定流，只在補給水源充沛且相對穩(wěn)定的地段抽水時才能形成相對穩(wěn)定的似穩(wěn)定流場，故其應(yīng)用受到一定限制。 非穩(wěn)定流抽水試驗要求：水位和流量中的一個穩(wěn)定，另一個可隨時間變化。一般要求流量穩(wěn)定，降深變化。優(yōu)點：接近實際，能研究的因素和測定的參數(shù)更多，還能判定簡單條件下的邊界，并能充分利用整個抽水過程所提供的全部信息。適用：更廣泛缺點：解釋計

7、算較復(fù)雜，觀測技術(shù)要求較高3根據(jù)抽水井的類型分完整井抽水試驗完整井，即鉆孔揭穿整個含水層，過濾器長度等于含水層厚度。特點：井流理論較完善，故一般應(yīng)盡量用完整井做抽水試驗。非完整井抽水試驗非完整井，即鉆孔僅揭穿含水層的一部分，過濾器長度小于含水層厚度特點：當(dāng)含水層厚度很大，又是均質(zhì)層時，為了節(jié)省費用，或為了研究過濾器的有效長度時進行非完整井抽水試驗。非完整井完整井抽水井的類型4、根據(jù)試驗段所包含的含水層情況分分層抽水每次只抽一個含水層。對不同性質(zhì)的含水層(如潛水與承壓水)應(yīng)采用分層抽水。對參數(shù)、水質(zhì)差異較大的同類含水層，也應(yīng)分層抽水，以分別掌握各層的水文地質(zhì)特征。分段抽水在透水性各不相同的多層含

8、水層組中，或在不同深度透水性有差異的厚層含水層中，對各層段分別進行抽水試驗，以了解各段的透水性。有時也可只對其中的主要含水段進行抽水，如厚層灰?guī)r含水層中的巖溶發(fā)育段。這時段與段之間應(yīng)止水隔離，止水處應(yīng)位于弱透水的部位?；旌铣樗螅涸诰袑⒉煌畬雍蠟橐粋€試驗段進行抽水，各層之間不加以止水特點：較簡單，費用較低功能：反映各層的綜合平均狀況適用：一般只在含水層富水性弱時采用；或當(dāng)各分層的參數(shù)已掌握；或只需了解各層的平均參數(shù)；或難于分層抽水時才采用混合抽水試驗5根據(jù)抽水順序分正向抽水抽水時水位降深由小到大，即先進行小降深抽水，后進行大降深抽水。因其有利于抽水井周圍天然過濾層的形成，多用于松散含水

9、層中。反向抽水試驗抽水時水位降深由大到小。抽水開始時的大降深有利于對井壁和裂隙的清洗，多用于基巖中。初始水位正向抽水反向抽水第二節(jié)抽水試驗的技術(shù)要求一、抽水試驗的場地布置二、穩(wěn)定流抽水試驗的技術(shù)要求三、非穩(wěn)定流抽水試驗的技術(shù)要求四、大型群孔干擾抽水試驗的主要技術(shù)要求一、抽水試驗的場地布置 布置抽水試驗的場地，主要是抽水孔（主孔）與觀測孔的配置。根據(jù)抽水試驗的任務(wù)和當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，首先要選定抽水孔的位置，然后進行觀測孔布置。（一）抽水孔的布置（二）觀測孔的布置(一)抽水孔的布置 、布置抽水孔的主要根據(jù)是抽水試驗的任務(wù)和目的，目的任務(wù)不同其布置原則也各異 ： 為求取水文地質(zhì)參數(shù)的抽水孔，一般應(yīng)

10、遠離含水層的透水、隔水邊界，應(yīng)布置在含水層的導(dǎo)水及貯水性質(zhì)、補給條件、厚度和巖性條件等有代表性的地方。對于探采結(jié)合的抽水井(包括供水詳勘階段的抽水井)，要求布置在含水層(帶)富水性較好或計劃布置生產(chǎn)水井的位置上，以便為將來生產(chǎn)孔的設(shè)計提供可靠信息。欲查明含水層邊界性質(zhì)、邊界補給量的抽水孔，應(yīng)布置在靠近邊界的地方，以便觀測到邊界兩側(cè)明顯的水位差異或查明兩側(cè)的水力聯(lián)系程度。、在布置帶觀測孔的抽水井時，要考慮盡量利用已有水井作為抽水時的水位觀測孔；當(dāng)無現(xiàn)存水位觀測井時，則應(yīng)考慮附近有無布置水位觀測井的條件。、抽水孔附近不應(yīng)有其它正在使用的生產(chǎn)水井或地下排水工程，以避免干擾。、抽水井附近應(yīng)有較好的排水

11、條件，即抽出的水能無滲漏地排到抽水孔影響半徑區(qū)以外，特別應(yīng)注意抽水量很大的群孔抽水的排水問題。抽水孔的布置、布置觀測孔的意義利用觀測孔的水位觀測數(shù)據(jù)可以提高井流公式所計算出的水文地質(zhì)參數(shù)的精度。這是因為：觀測孔中的水位，不存在抽水孔水躍值和抽水孔附近三維流的影響，能更真實地代表含水層中的水位；觀測孔中的水位，由于不存在抽水主孔“抽水沖擊”的影響，水位波動小，水位觀測數(shù)據(jù)精度較高；利用觀測孔水位數(shù)據(jù)參與井流公式的計算，可避開因R值選取不當(dāng)給參數(shù)計算精度造成的影響（二）觀測孔的布置布置觀測孔的意義（續(xù)）利用觀測孔的水位，可用多種作圖方法求解穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流的水文地質(zhì)參數(shù)。利用觀測孔水位，可繪制出抽

12、水的人工流場圖(等水位線或下降漏斗)，從而可幫助我們判明含水層的邊界位置與性質(zhì)、補給方向、補給來源及強徑流帶位置等水文地質(zhì)條件。一般大型孔群抽水試驗，可根據(jù)觀測孔控制滲流場的時、空持征，作為建立地下水流數(shù)值模擬模型的基礎(chǔ)。、觀測孔的平面布置 觀測孔的平面布置取決于抽水試驗的任務(wù)、精度要求、規(guī)模大小、含水層的性質(zhì)，以及資料整理和參數(shù)的計算方法等因素。綜合因素 為準(zhǔn)確求參，應(yīng)根據(jù)含水層邊界條件、均質(zhì)程度、地下水的類型、流向及水力坡度等，在抽水孔的一側(cè)宜垂直地下水的流向布置2-3個觀測孔。 為了測定含水層不同方向的非均質(zhì)性或確定抽水影響半徑,可以根據(jù)含水層的不同情況,以抽水孔為中心布置1-4條觀測線

13、。如有兩條觀測線,一條垂直地下水流向,另一條宜平行地下水流向。 觀測線觀測線的具體布置均質(zhì)各向同性、水力坡度較大的含水層，其抽水降落漏斗形狀為橢圓形，下游一側(cè)的水力坡度遠較上游一側(cè)大，故除垂直地下水流向布置一條觀測線外，應(yīng)在上、下游方向上布置一條水位觀測線。均質(zhì)各向同性、水力坡度較小的含水層，其抽水降落漏斗的平面形狀為圓形，即在通過抽水孔的各個方向上，水力坡度基本相等，但一般上游側(cè)水力坡度較下游側(cè)為小，故在與地下水流向垂直方向上布置一條觀測線即可。若受場地條件限制難于布孔時，也可與地下水流向成45度角的方向布置一排觀測孔。對非均質(zhì)含水層，水力坡度不大時，應(yīng)布置三排觀測孔，其中兩排垂直流向、一排

14、平行流向。對非均質(zhì)各向異性含水層，水力坡度較大時可布置四排觀測孔，其中垂直和平行流向各兩排。均質(zhì)各向異性的含水層，抽水水位降落漏斗常沿著含水層貯、導(dǎo)水性質(zhì)好的方向發(fā)展(延伸為長軸)，該方向水力坡度較小；貯、導(dǎo)水性差的方向為漏斗短軸，水力坡度較大。因此，抽水時的水位觀測線應(yīng)沿著不同貯、導(dǎo)水性質(zhì)的方向布置，以分別取得不同方向的水文地質(zhì)參數(shù)。觀測孔平面布置的其他要求對群孔抽水試驗，應(yīng)在抽水孔組中心布置一個觀測孔；此外還應(yīng)能控制整個流場并直到邊界，非均質(zhì)的各個塊段。對某些專門目的的抽水試驗，觀測孔的布置則可不拘形式，以解決問題為原則；研究斷層的導(dǎo)水性時，可將觀測孔布置在斷層的兩盤；判別含水層之間的水力

15、聯(lián)系時，則分別在各個含水層中布置鉆孔；研究河水與地下水的關(guān)系時，觀測孔應(yīng)布置在岸邊。為查明相鄰已采水源地的影響，應(yīng)在連接兩個開采中心方向布置觀測孔。為確定水位下降漏斗形態(tài)和補給(或隔水)邊界，應(yīng)在邊界和外圍一定范圍內(nèi)布設(shè)一定數(shù)量的觀測孔。在承壓水含水層進行抽水試驗時，宜在觀測孔附近覆蓋層(半透水層或弱含水層)中布置副觀測孔。在進行試驗性開采抽水試驗時，應(yīng)在水位下降漏斗范圍內(nèi)的重要建筑物附近增設(shè)工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)觀測點。、觀測孔的數(shù)量觀測孔的數(shù)量主要取決于抽水的目的要求和參數(shù)計算方法： 用于描述降落漏斗的抽水試驗，每條觀測線上不應(yīng)少于3個觀測孔。 用于判定水力聯(lián)系及邊界性質(zhì)的抽水試驗，觀測孔不應(yīng)

16、少于2個。 用于求參的抽水試驗： 1g，每條觀測線上僅布置1個孔； 1gr，每條觀測線可布置13個孔，但多數(shù)是取3個。 、觀測孔的間距觀測孔的間距應(yīng)近主孔者小，遠主孔者大，即距抽水孔由近至遠，觀測孔間距由小到大。近小遠大抽水孔觀測孔最近：不應(yīng)小于含水層厚度的1倍最遠：能觀測到明顯的水位下降相鄰：應(yīng)保證其降深差不于小0.1m觀測孔間距的一般規(guī)律透水性差潛水含水層有垂直補給非穩(wěn)定流抽水 透水性好承壓水含水層無垂直補給穩(wěn)定流抽水水力坡度大水位非線性分水嶺水位是變量、觀測孔的深度和孔徑孔深： 完整井，孔深應(yīng)達到抽水孔的最大降深以下。 非完整井，孔深應(yīng)達到抽水孔抽水段的中部?？讖剑阂话悴恍∮?5mm原始

17、水位Smax孔深孔深L0.5L最低水位注意： 觀測孔沉淀管的長度一般不應(yīng)小于2m 觀測孔一般應(yīng)深入試驗層5m-10m 若查明水力聯(lián)系，應(yīng)深入10m-20m以上觀測孔的深度抽水管的沉淀管長度二、穩(wěn)定流抽水試驗的技術(shù)要求 穩(wěn)定流抽水試驗，為保證抽水試驗的質(zhì)量，技術(shù)要求主要包括三個方面： 1、水位降深 2、穩(wěn)定延續(xù)時間 3、水位及流量觀測 1、水位降深直線型拋物線型曲線類型冪曲線型對數(shù)曲線型q曲線類型深次數(shù)降要求：三次降深：正式抽水試驗一般要求三次降深，以便確定流量與降深之間的關(guān)系，判斷抽水試驗的正確性和推斷涌水量兩次降深：關(guān)系已知，能保證二次降深抽水結(jié)果的正確成果的精度要求不高對次要含水層抽水一次

18、降深： 涌水量過小，sm抽水設(shè)備所限，最大降深未超過1m受煤礦開采影響，鉆孔水位較深三次降深值的確定 S2= Smax=S1=S3=潛水： Smax為含水層底板以上水位高度的承壓水： Smax為靜水位至含水層頂板的距離，盡可能將水位降至含水層頂板確定降深注意：當(dāng)抽水試驗用于求參時，最大降深值應(yīng)小一些，以避免產(chǎn)生紊流和三維流，影響參數(shù)的可靠性。用于疏干計算或水資源評價時，降深值應(yīng)能保證外推至設(shè)計要求，并盡量接近正式生產(chǎn)時的設(shè)計水位。為判斷邊界性質(zhì)和水力聯(lián)系時，則要求有足夠的降深以使問題充分暴露。當(dāng)含水層含水十分豐富，水位下降較難時，最大降深不應(yīng)小于3m，最小降深和兩次降深之差均不得小于1m。水位

19、降深次序的選擇，主要視含水層性質(zhì)而定：裂隙或巖溶含水層中反向抽水，松散含水層中正向抽水。、穩(wěn)定延續(xù)時間穩(wěn)定延續(xù)時間，簡稱穩(wěn)定時間，指滲流場達到近似穩(wěn)定后的延續(xù)時間。由于穩(wěn)定流抽水試驗要求在井周圍形成一個相對穩(wěn)定的降落漏斗，而穩(wěn)定降落漏斗形成的快慢取決于地下水類型、含水層參數(shù)、邊界條件及補給條件、抽水降深值等：潛水、弱滲透層、補給條件差或降深大時，穩(wěn)定降落漏斗形成會慢些。判斷漏斗穩(wěn)定與否的標(biāo)準(zhǔn)，是以抽水孔和觀測孔中水位、流量變化不超過一定數(shù)值為依據(jù)的。實，實，穩(wěn)定延續(xù)時間愈長，愈能發(fā)現(xiàn)微小而有趨勢性的變化和臨時性補給所造成的短暫穩(wěn)定及“滯后疏干”所造成的假穩(wěn)定。穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定的相關(guān)規(guī)定 穩(wěn)定延續(xù)

20、時間T：為求參的抽水，一般不超過24h其它目的的抽水，確定水井的出水能力，T一般為48h72，甚至更長抽水試驗帶有專門的水位觀測孔時，最遠觀測孔的不得少于2h4h煤炭資源地質(zhì)勘探抽水試驗規(guī)程規(guī)定，單孔抽水的必須達8h，最遠觀測孔為2h穩(wěn)定的相關(guān)規(guī)定水位H的穩(wěn)定： 在煤田水文地質(zhì)勘探中，水位穩(wěn)定要求是：抽水孔水位波動允許達到20cm30cm觀測孔水位變化值要小于2cm注：壓風(fēng)機抽水降深S m水位變化5e 155cm穩(wěn)定時間內(nèi)最大水位觀測值，m穩(wěn)定時間內(nèi)水位觀測平均值，m在穩(wěn)定時間內(nèi)，水位變化幅度e的計算方法為：穩(wěn)定的相關(guān)規(guī)定水量Q的穩(wěn)定 要求：單位涌水量 q L/（sm）涌水量變化幅度 i 00

21、l30015穩(wěn)定時間內(nèi)最大涌水量觀測值，L/s穩(wěn)定時間內(nèi)涌水量觀測平均值，L/s注：確定是否真正達到穩(wěn)定狀態(tài)時，須注意：穩(wěn)定延續(xù)時間必須從抽水孔的水位、流量均達到穩(wěn)定狀態(tài)以后開始算起；穩(wěn)定時間內(nèi)水位、水量的變化應(yīng)在平均值上下波動。要注意抽水孔和觀測孔水位或流量微小而有趨勢性的變化。若變化幅度雖符合要求，但觀測值呈單一方向的持續(xù)上升或下降，則抽水試驗應(yīng)再延長8h以上。例1：間隔2次觀測到的水位或流量差值，已小于生產(chǎn)規(guī)程規(guī)定的穩(wěn)定標(biāo)難。但是，這種微小的水位下降現(xiàn)象，卻是連續(xù)地出現(xiàn)在以后各次的水位觀測中。例2：抽水試驗地段水位雖出現(xiàn)勻速的緩慢下降，其下降的速度又與不受抽水影響地段的含水層水位的天然下

22、降速度基本相同。分析：尚未真正進入穩(wěn)定狀態(tài)已達到穩(wěn)定狀態(tài)（1）在開始進行抽水試驗前，應(yīng)觀測天然穩(wěn)定水位。 觀測時間：一般每小時觀測一次 穩(wěn)定要求：2h內(nèi)所測水位值不變 4h內(nèi)水位相差不超過2cm 如天然水位有波動，則取一個或幾個周期中水位的平均值作為天然穩(wěn)定水位。 3、水位及流量觀測（2）試驗過程觀測 抽水主孔的水位和流量與觀測孔的水位，都應(yīng)同時進行觀測。因為，不同步的觀測資料可能給水文地質(zhì)參數(shù)的計算帶來較大誤差。 水位和流量的觀測時間間隔，應(yīng)由密到疏，如開始時5min-10min觀測一次，以后則每15min-30min觀測一次。 抽水終止或中斷后，還應(yīng)進行恢復(fù)水位的觀測，觀測時應(yīng)先密后疏，直

23、至穩(wěn)定。對恢復(fù)水位的要求與抽水前天然水位相同，或符合抽水前的天然動態(tài)（日變幅接近天然狀態(tài)）。三、非穩(wěn)定流抽水試驗的技術(shù)要求 非穩(wěn)定流抽水包括定流量和定降深兩種。在實踐中，多采用定流量抽水試驗。 非穩(wěn)定流抽水試驗對流量和水位觀測的要求仍同穩(wěn)定流抽水。定流量抽水時，從抽水開始到結(jié)束，流量均應(yīng)保持穩(wěn)定，對動水位的觀測應(yīng)比穩(wěn)定流抽水試驗時加密，特別要在開泵的頭10min-20min應(yīng)觀測到較多的數(shù)據(jù)。延續(xù)時間 非穩(wěn)定流抽水試驗的延續(xù)時間也取決于試驗的目的任務(wù)、水文地質(zhì)條件、試驗類型、抽水量和計算參數(shù)的方法。不同的抽水試驗，延續(xù)時間的差別很大。 以求解水文地質(zhì)參數(shù)為目的的抽水試驗，在我國其延續(xù)時間通常不

24、超過48h； 在供水水源勘察中，為確定可靠的允許開采量或補給量，或為反映出整個區(qū)域邊界對抽水過程的影響所進行的大型群孔抽水試驗的延續(xù)時間要比其它抽水試驗長得多，通常不超過3-4個月，個別可達5-7個月。 非穩(wěn)定流抽水試驗的時間要求： 當(dāng)試驗層為無界承壓水時，常用配線法和直線圖解法求解參數(shù)，此時其延續(xù)時間多按S-lgt曲線來確定。 配線法要求抽水前期的觀測資料，直線圖解法通常要求直線段能延續(xù)2個以分(min)為單位的對數(shù)周期，則總的抽水延續(xù)時間約為3個對數(shù)周期，即1000min，約為17h，故一般要求延續(xù)1d-2d。 lg1/ulgwlgtS1w1t11/u1配線法（Theis）SlgtS lg

25、tt0 t(10n-10n+1)直線法(Jacob) 當(dāng)考慮越流時，如用拐點法或利用Smax計算參數(shù)時，抽水應(yīng)延續(xù)至能判定Smax為止。 如僅用配線法，則與其它情況下使用配線法相近，延續(xù)時間短一些。如需利用穩(wěn)定狀態(tài)時段資料，則穩(wěn)定段的延續(xù)時間應(yīng)符合穩(wěn)定流抽水對延續(xù)時間的要求。時間要求 當(dāng)試驗?zāi)康氖桥卸ㄟ吔缥恢煤托再|(zhì)時，延續(xù)時間應(yīng)能保證任務(wù)的完成。對于定水頭供水邊界，抽水應(yīng)延至符合穩(wěn)定狀態(tài)要求；對于直線隔水邊界，抽水應(yīng)延至S-lgt圖上的第二個直線段，且延續(xù)一個對數(shù)周朗，常為100 min以上。對于一些隔水邊界（如分水嶺） ，兩側(cè)水頭差達到一定數(shù)值時可以轉(zhuǎn)為透水邊界，因此延續(xù)時間應(yīng)保證邊界處水位

26、降深值達到預(yù)定值。時間要求 當(dāng)抽水試驗?zāi)康闹饕谟诖_定水井的出水量(對定流量抽水來說，應(yīng)為在某一出水量條件下，水井在設(shè)計使用年限內(nèi)的水位降深)時，試驗延續(xù)時間應(yīng)盡可能長一些，最好能從含水層的枯木期末期開始，一直抽到豐水期到來；或抽水試驗至少進行到S-lgt曲線能可靠地反映出含水層邊界性質(zhì)為止。 A：定水頭補給邊界，應(yīng)延續(xù)到水位進入穩(wěn)定狀態(tài)后的一段時間為止； B：隔水邊界， S-lgt曲線的斜率應(yīng)出現(xiàn)明顯增大段； C：無限達界， S-lgt曲線應(yīng)在抽水期內(nèi)出現(xiàn)勻速的下降。時間要求四、大型群孔干擾抽水試驗的主要技術(shù)要求 主要目的：求得水源地的允許開采量；或求得礦井在設(shè)計疏干降深條件下的排水量；或?qū)?/p>

27、某一開采量條件下的未來水位降深作出預(yù)報。 抽水量要求： 應(yīng)盡可能接近水源地的設(shè)計開采量。當(dāng)設(shè)計開采量很大(如5x104m3以上)或抽水設(shè)備能力有限時，抽水量至少也應(yīng)達到水源地設(shè)計開采量的13以上。 水位降深要求： 基本上同對抽水量的要求一樣，即應(yīng)盡可能地接近水源地(或地下疏干工程)設(shè)計的水位降深，一般或至少應(yīng)使群孔抽水水位下降漏斗中心處達到設(shè)計水位降探的l3。特別是當(dāng)需要通過抽水時地下水流場分析(查明)某些水文地質(zhì)條件時，更必須有較大的水位降深要求。 抽水流態(tài)要求： 可以是穩(wěn)定流的，也可以是非穩(wěn)定流的。對于供水水文地質(zhì)勘查來說，為獲得水源地的穩(wěn)定出水量，一般多進行穩(wěn)定流的開采抽水試驗。 穩(wěn)定出

28、水量的獲得： A：通過改變抽水強度直接確定出水源地最大降深時的穩(wěn)定出水量； -(適用于地下水資源不太豐富的水源地) B：通過進行三次水位降深的穩(wěn)定流抽水試驗，據(jù)流量-水位降深(Q-S)關(guān)系曲線方程，下推設(shè)計條件下的穩(wěn)定出水量。 抽水時段的選?。?為提高水源地允許開采量的保證程度，抽水試驗最好在地下水枯水期的后期進行；如還需通過抽水試驗求得水源地在豐水期所獲得的補給量，則抽水試驗要求一直延續(xù)到豐水期到來之后的一段時間。 大型群孔干擾抽水試驗抽水延續(xù)時間： 為了實現(xiàn)大型群孔干擾抽水試驗的各項任務(wù)，其抽水 延續(xù)時間往往較長。 按地質(zhì)礦產(chǎn)部城鎮(zhèn)及工礦供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范的規(guī)定，如進行穩(wěn)定流的抽水試驗，

29、要求水位下降漏斗中心水位的穩(wěn)定時間不應(yīng)少于一個月；但根據(jù)試驗任務(wù)的需要，可以更長(如23個月或以上)。 注意： 各抽水孔的抽水起、止時間應(yīng)該是相同的； 水位和出水量的觀測應(yīng)該是同步的； 停抽后恢復(fù)水位的觀測延續(xù)時間，于一般試驗相同。大型群孔干擾抽水試驗與抽水前天然水位相同，或符合抽水前的天然動態(tài)（日變幅接近天然狀態(tài)）第三節(jié) 抽水試驗的現(xiàn)場工作一、準(zhǔn)備工作二、現(xiàn)場觀測和記錄三、資料整理 在進行正式抽水試驗之前，要進行各個方面的準(zhǔn)備工作，其內(nèi)容包括：掌握試驗地段的水文地質(zhì)情況，其中主要是試驗層的埋藏、分布、補給條件、邊界條件、地下水的流向，以及試驗層與其它含水層或地表水體的水力聯(lián)系；掌握抽水孔和觀

30、測孔的位置、距離、結(jié)構(gòu)、孔深、止水方式和過濾器的安置，以及各個孔連線方向的水文地質(zhì)剖面；檢查抽水設(shè)備、動力裝置以及井中和場地上其它設(shè)備的質(zhì)量和安裝情況，并對測水用具進行檢查、調(diào)試和校核；一、準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作檢查各種用具、記錄冊等是否齊全、可用；安置、構(gòu)筑和檢查排水設(shè)施，對潛水含水層應(yīng)注意抽出的水是否有可能滲回試驗層內(nèi)，必要時應(yīng)鋪設(shè)排水管道；進行試驗抽水，通過試抽可以進一步洗孔，同時還可以全面檢查抽水試驗和各項準(zhǔn)備工作。試抽的觀測資料，可以預(yù)測抽水時的最大降深Smax和相應(yīng)的涌水量，以分配各次降深值。對非穩(wěn)定流抽水的試抽資料，可用于推測正式抽水時可能獲得的曲線類型，以及確定正式抽水時的涌水量等。

31、 上述各項準(zhǔn)備工作如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時解決，否則將影響試驗質(zhì)量，甚至導(dǎo)致試驗失數(shù)。 二、現(xiàn)場觀測和記錄 抽水試驗過程中需要觀測記錄的內(nèi)容有五項：測量抽水試驗前后的孔深 進行此項工作的目的是核查抽水段深度、層位、孔內(nèi)是否坍塌、沉淀和淤塞等。淤塞嚴(yán)重會影響資料精度，引起井類型的變化(如完整井轉(zhuǎn)變?yōu)榉峭暾?。觀測天然水位、動水位及恢復(fù)水位 抽水孔和觀測孔的水位應(yīng)同時觀測。A 靜止水位：正式進行抽水試驗前，要觀測靜止水位，即天然水位（波動）。在試驗影響范圍外布置專門觀測孔，觀測抽水前和整個抽水期間天然水位的變化，以便校正天然水位變化對動水位的影響。B 動水位：抽水試驗開始后，應(yīng)立即觀測抽水孔和觀測孔的動

32、水位，并同時觀測抽水孔的出水量。觀測的時間間隔短長。C 恢復(fù)水位：抽水試驗結(jié)束或中斷后，均應(yīng)認(rèn)真觀測恢復(fù)水位。觀測頻率應(yīng)按非穩(wěn)定流抽水初期的水位觀測要求進行。 對于整個觀測期間所出現(xiàn)的可能引起水位波動的因素都需記錄，如大氣降水、地震、爆破及設(shè)備、動力故障等。 抽水試驗時流量應(yīng)與水位同時觀測。非穩(wěn)定流抽水時，為保證計算參數(shù)的精度，應(yīng)盡量保持流量的穩(wěn)定。觀測水溫、氣溫 水溫和氣溫應(yīng)同時觀測，一般在試驗開始時觀測一次，以后每隔2h-4h觀測一次。觀測水溫時，溫度計應(yīng)在水中浸沒10min-15min。水質(zhì)分析和細(xì)菌檢驗 在抽水試驗結(jié)束前，應(yīng)采取水樣進行分析。如抽水過程中水的物理性質(zhì)有變化，則應(yīng)系統(tǒng)觀測

33、，必要時系統(tǒng)取樣化驗。當(dāng)試驗是為了確定水力聯(lián)系或研究咸淡水的關(guān)系時，也應(yīng)系統(tǒng)取樣分析。觀測流量三同時三、抽水試驗的資料整理現(xiàn)場整理穩(wěn)定流抽水試驗的現(xiàn)場資料整理非穩(wěn)定流抽水試驗的現(xiàn)場資料整理室內(nèi)整理(一)穩(wěn)定流抽水試驗的現(xiàn)場資料整理 1繪制水位及流量歷時曲線圖（S-t及Q-t） 繪制時，原則上應(yīng)包括整個抽水試驗的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)點過密時可適當(dāng)合并。S-t曲線圖應(yīng)包括水位恢復(fù)部分。 作用：根據(jù)曲線的變化趨勢，可以發(fā)現(xiàn)試驗過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象加以及時處理，也可判斷穩(wěn)定時間的起點和穩(wěn)定延續(xù)時間的長短。 一般正常抽水時，S-t和Q-t曲線在抽水初期表現(xiàn)為水位下降和出水量較大，且不穩(wěn)定；隨著抽水的進行，水曲線位

34、、流量逐漸趨向穩(wěn)定狀態(tài)，呈現(xiàn)水位、流量兩曲線平行。 S-Q-t曲線2繪制Q-S及q-S曲線圖 Q-S及q-S曲線圖的作用：確定鉆孔出水能力推算可能的最大涌水量推算單位涌水量判斷含水層的水力特性檢查抽水試驗成果是否正確曲線類型 直線型-承壓井流（或厚度很大、降深相對較小的潛水井流） 拋物線型-潛水、承壓-無壓井流（或三維流、紊流影響下的承壓井流） 冪曲線型-從某一降深值起，涌水量Q隨陣深S的增大而增加很少 對數(shù)型-補給衰竭或水流受阻，即隨S增大，Q的增量很小，曲線趨向S軸 -表明試驗可能有誤或特殊現(xiàn)象發(fā)生QS如原來被阻塞的裂隙、巖溶通道被突然疏通等兩次降深抽水試驗的Q-S曲線圖 當(dāng)抽水只進行兩次

35、降深時，Q-S及q-S圖上應(yīng)標(biāo)明實測點和計算點。 計算點偏離實測點所連曲線的程度，可用以判斷Q-S曲線是否正確，檢驗試驗是否正常。若試驗正常，計算點應(yīng)落在曲線附近。（二）非穩(wěn)定流抽水試驗的現(xiàn)場資料整理 1、繪制S-lgt曲線作用：求解水文地質(zhì)參數(shù)；指導(dǎo)抽水試驗現(xiàn)場工作的進行 決定抽水試驗是否需要縮短或延長；及時查明實際曲線偏離典型曲線的原因 以便糾正其中的人為錯誤根據(jù)試驗的穩(wěn)定狀態(tài)，可以有兩種求參方式： 當(dāng)水位不穩(wěn)定且不斷下降時，應(yīng)在S-lgt曲線上作切線求斜率，即可求參； 當(dāng)S-lgt曲線已趨向穩(wěn)定且存在拐點時，則應(yīng)在拐點位置作切線求斜率，然后根據(jù)拐點坐標(biāo)和斜率求參。SlgtS lgtt02

36、、繪制S-lgr曲線 當(dāng)有兩個以上觀測孔時，要求繪制S-lgr曲線，以根據(jù)曲線斜率計算參數(shù)。其中，r表示各觀測孔到抽水孔的距離。 3、繪制S-lg(1+tp/tr)曲線 S-剩余水位降深 意義 tp -抽水開始至停止的延續(xù)時間 tr -停止抽水后的水位恢復(fù)時間 計算導(dǎo)水系數(shù)T 作用 求抽水前的天然水位 求抽水前的給水度u 優(yōu)勢： 停止抽水后，鉆孔水位的恢復(fù)不受抽水時流量波動 的干擾，計算參數(shù)更為準(zhǔn)確。 (三)室內(nèi)資料整理主要內(nèi)容有：檢驗、校核原始觀測數(shù)據(jù)計算水文地質(zhì)參數(shù)繪制鉆孔抽水試驗成果表 編寫抽水試驗工作總結(jié)鉆孔位置圖水文地質(zhì)綜合柱狀圖抽水試驗技術(shù)資料表各種關(guān)系曲線試驗數(shù)據(jù)、參數(shù)、涌水量及

37、水質(zhì)分析成果表試驗的目的要求試驗的方法試驗的過程試驗的主要成果成果質(zhì)量評述重要的經(jīng)驗教訓(xùn)第四節(jié) 其他水文地質(zhì)野外試驗一、放水試驗二、注水試驗三、滲水試驗四、連通試驗 五、地下水實際流速測定一、放水試驗 將放水孔布置在井下巷道內(nèi)，利用孔口標(biāo)高低于含水層水位標(biāo)高的特點，使承壓水沿鉆孔自流涌入礦井，從而在含水層中形成一定規(guī)模的降落漏斗。 作用： 通過放水量與水壓變化的時間關(guān)系，來確定含水層和越流層的水文地質(zhì)參數(shù)； 研究降落漏斗的形態(tài)、大小及擴展過程； 分析含水層之間及其與地表水之間的水力聯(lián)系； 確定含水層的邊界位置及性質(zhì)； 模擬礦床硫干，為礦井防治水工程的設(shè)計和布置提供 可靠的水文地質(zhì)依據(jù)。放水試驗

38、特點：放水孔在井下施工節(jié)省鉆探進尺，縮短勘探時間；放水試驗主要適用于承壓含水層，尤其是對煤層底板構(gòu)成威脅的承壓含水層，且放水是借助干承壓水頭自流，不需要安裝專門的抽水設(shè)備；可與其它試驗方法相結(jié)合，井上下相結(jié)合進行觀測，擴大水文地質(zhì)勘探的空間，提高綜合性勘探的效果；井下放水試驗的水量和降深可以不受抽水設(shè)備能力的限制，可以較真實地模擬礦井建設(shè)生產(chǎn)過程中的地下水流場特征，使之更接近于排水疏干的實際情況。放水試驗規(guī)定應(yīng)進行井下放水的情況：復(fù)雜型或極復(fù)雜礦井，采用地面水文地質(zhì)勘探難以查清問題時；煤層頂、底板有含水砂層或巖溶含水層時；受地表水體和地形限制，或受開采塌陷影響，地面無施工條件時；孔深過大或地下

39、水位過深，地面無法進行水文地質(zhì)試驗時；需在井下尋找供水水源時(一)井下放水試驗的主要技術(shù)要求預(yù)計最大涌水量，建立足夠的排水系統(tǒng)隔離放水地區(qū)與礦井，以確保礦井安全（修筑防水閘門）保證正常的鉆探施工條件編制放水試驗設(shè)計，正式放水前，井上下進行水位、水壓和涌水量的統(tǒng)一觀測放水過程中，當(dāng)涌水量、水位難以穩(wěn)定時，放水延續(xù)時間一般不少于10d-15d，選取觀測時間間隔應(yīng)考慮到非穩(wěn)定流計算的需要；放水中心水位或水壓必須與涌水量同步觀測放水結(jié)束后，停用或報廢的鉆孔，應(yīng)及時封堵，并提出封孔報告(一)井下放水試驗的主要技術(shù)要求鉆機必須安裝牢固，鉆孔應(yīng)首先下好孔口管，并做耐壓試驗。正式施工前必須安裝孔口閘閥，以保證

40、控制放水量。含水層鋼管肋條水泥鉆孔鉆桿水壓表鐵卡木柱水閥門隔水層(二)井下放水孔的類型1、垂直放水孔 適用：深、淺部開采水平底板承壓含水層放水，最常見！水壓表水閥門流量表孔口管2、地面施工的井下放水孔 又稱地面穿透式井下放水孔。 適用：距地面較淺的放水硐室或開采水平，可放煤層頂、底板含水層水。套管放水巷道放水裝置3、水平放水孔 適用：疏干露天礦邊坡和頂板探放水 特點：通常具有一定的仰角，便于水順鉆孔流出。二、注水試驗 適用條件：當(dāng)?shù)叵滤宦癫睾苌畈槐氵M行抽水試驗；礦井防滲漏需要研究巖石滲透性，透水但不含水。可采用注水試驗代替抽水試驗，近似測定出巖層的滲透系數(shù)。 注水試驗還可以用于人工補給地下水和廢水池下處理研究。目前多采用穩(wěn)定（定流量）注水方法。鉆孔注水試驗示意 試驗時向井內(nèi)定流量注水，使井中水位拾高，造成水流由井內(nèi)向周圍含水層運動，形成一個鉆孔為中心的