含水层的渗透系数
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜水完整井：式中 K——含水层渗透系数 (m/d);Q——抽水井流量 (m3/d);sw——抽水井中水位降深 (m);M——承压含水层厚度 (m);R——影响半径 (m);H——潜水含水层厚度 (m);h——潜水含水层抽水后的厚度 (m);rw——抽水井半径 (m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度 (m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度 (m)，分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜水完整井：式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度(m)，分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
含水层及隔水层描述参考
(一)松散岩类孔隙水含水层1、富水性中等的第四系冲洪积孔隙水含水层主要分布于龙岩盆地。
上部为黄或灰黄色的亚粘土和亚砂土，下部为砂，砂砾和砾石层。
厚度一般为5～20m，局部达80m；富水性较好，泉流量可达2.552 l/s，渗透系数3.97～10.98 m3/d，水位埋深1～3m之间。
2、富水性弱的第四系残坡积、坡洪积孔隙水含水层主要分布于溪马河沿岸。
马坑矿区中矿段和新祠一带也有零星分布。
岩性多属土黄、黄褐色粘土夹碎瓦，常见砂砾石层透镜体。
富水性较差，多属透水不含水层，泉水流量多在1.0 l/s以下。
(二)碎屑岩类裂隙水含水层区内分布最为广泛，均属碎屑沉积岩层。
据其富水性可分为：1、富水性中等的碎屑岩类裂隙水含水层(1)奥陶一志留系浅变质碎屑岩(O—S)广泛出露于本区西部后垄山—九峰崎，东北部的观音座莲—下甲村一带。
是本区山峰主要的组成部分。
岩性比较复杂，计有浅灰—灰黑色，中厚层状或中薄层状变质粉砂岩、变质泥岩、变质细砂岩、砂岩、千枚状硅泥岩等；中部夹透镜状灰岩，总厚度>1000m。
岩性坚硬，致密块状。
裂隙发育，主要含风化裂隙水。
泉水流量为0.170～2.715 l/s。
富水性中等。
矿化度为0.092 g/l。
属SO4—(K+Na)·Ca水。
(2)上泥盆系天瓦栋组(D3t)与桃子坑组(D3rZ)前者分布较广，后垄山—九峰崎以西，观音座莲以北均有出露。
后者仅见于矿区南部三坑村一带，面积较小。
其中，天瓦栋组(D3t)上段以浅灰，紫灰色中薄层状粉砂岩、泥岩、细砂岩为主，夹灰白色中薄层状砂砾岩类。
下段以灰白色中厚层状砾岩、粗砂岩为主，夹细砂岩、粉砂岩。
厚度810m。
桃子坑组(D3tz)以紫红色细砂岩、粉砂岩、泥岩为主，夹砾岩、粗中粒砂岩，厚度497m。
岩性均较坚硬、致密、块状，主要含风化裂隙水。
泉水流量为0.221～2.861 l/s。
富水性中等。
矿化度为0.19 g/l。
属SO4·Cl—(k+Na)·Ca水。
单井稳定抽水试验计算含水层渗透系数的快速求解方法
根据式（ ） ８ 可得出 ， ７ 和（ ） 潜水井 的 百 Ｑ Ａ２ ｈ一
和 压 井 占 Ｑ 间 直 关 ，当 一 承 水 的 一之 为 线 系且 Ｑ 。
时， 潜水 井 的 一 。 承压水 井 的 一 ａ ； ５ ．
水 含 水 层 渗 透 系 数 的方 法 ． 于 不 符 合 裘 布 依 理 论 基 本 假 设 条 件 的 潜 水 或 承 压 水 含 水 层 ， 别 以 对 分
潜 水 完 整 井 和承 压 水 完整 井 为 例 进 行 了 分 析 和 公 式 求 解 方 法 的 讨 论 ． 此 基 础 上 加 以分 析 整 理 ， 在
潜水井 ： ｈ 一 口 Ｑ Ａ 百２ ＋６
（ ７）
承 水 ： ｎ６ 压 井 吉一 ＋Ｑ
（ ８）
公 式进 行变 换后 采 用 截距 法 计 算 渗 透 系数 ， 面 下 主要 是对潜 水井 和承 压水 井截距 法计 算 过程进 行 了必要 的完善 ， 同时 编 制 了相 应 的 计 算程 序 便 于
勘察 时 ， 常是通 过单 井稳定 抽 水试 验 的结果 ， 常 应 用裘 布依 公式 计算 含水 层 的参透 系数 ．
（） ２
式 中 ： 为承 压 含 水 层 厚 度 ， 为 井 的水 位 下 Ｍ ｍ；
降值 ； 其他 变量 同式 （ ） １．
总结上 述公 式 可 以 看 出 ， 于潜 水 井 的裘 布 对 依 公式 （ ） 可 以假 设 ： 一ｈ ＝ Ａ 则 Ａ Ｑ １， Ｈ ｈ， ｈ一
ｍ， 管井 过 滤器半 径 ．
１ ２ 承 压 水 完 整 井 ．
Ｑ 一 ２ ７ Ｋ ．３
ｌ ｇ
水 文地 质 参 数 是 表 征 含 水 层 性 质 的重 要 参 数， 其数 值 大小是 含水 层各 种性 能 的综合 反 映 ， 是
最新专门水文地质学--渗透系数和导水系数
专门水文地质学--渗透系数和导水系数吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§6.2渗透系数和导水系数渗透系数又称水力传导系数，是描述介质渗透能力的重要水文地质参数。
根据达西公式，渗透系数代表当水力坡度为1时，水在介质中的渗流速度，单位是m/d 或cm/s 。
渗透系数大小与介质的结构（颗粒大小、排列、空隙充填等）和水的物理性质（液体的粘滞性、容重等）有关。
导水系数即含水层的渗透系数与其厚度的乘积。
其理论意义为水力梯度为1时，通过含水层的单宽流量，常用单位是m 2/d 。
导水系数只适用于平面二维流和一维流，而在三维流及剖面二维流中无意义。
利用抽水试验资料求取含水层的渗透系数及导水系数方法视具体的抽水试验情况而定，下面就各种情况下的计算公式加以简述，其原理及具体计算步骤可参考地下水动力学相关教材。
一、单孔稳定流抽水试验抽水孔水位下降资料求渗透系数1. 当Q ～s （或2h ∆）关系曲线呈直线时，（1）承压水完整孔：r RsM Q K ln 2π= (6-9)（2）承压水非完整孔： 当M ﹥150r ，l /M ﹥0.1时， )12.1ln (ln 2rMl l M r R sM Q K ππ-+=(6-10) 当过滤器位于含水层的顶部或底部时，)]2.01ln([ln 2rMl l M r R sM Q K +-+=π(6-11) （3）潜水完整孔：rRh H Q K ln )(22-=π (6-12)（4）潜水非完整孔：图6-2 土壤含水率变化曲线当h ﹥150r ，l /h ﹥0.1时，)12.1ln (ln )(22r hl l h r R h H Q K ππ⋅-+-=(6-13) 当过滤器位于含水层的顶部或底部时，)]2.01ln([ln )(22r hl l h rR h H Q K +-+-=π (6-14)式中 K —渗透系数（m/d ）；Q —出水量（m 3/d ）； s —水位下降值（m ）；M —承压水含水层的厚度（m ）；H —自然情况下潜水含水层的厚度（m ）；h —潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度的平均值（m ）； h —潜水含水层在抽水试验时的厚度（m ）；l —过滤器的长度（m ）；r —抽水孔过滤器的半径（m ）； R —影响半径（m ）。
单井稳定抽水试验计算含水层渗透系数的快速求解方法
单井稳定抽水试验计算含水层渗透系数的快速求解方法李宝霞【摘要】总结和讨论了根据裘布依公式和单井稳定抽水试验结果,如何快速求解潜水含水层和承压水含水层渗透系数的方法.对于不符合裘布依理论基本假设条件的潜水或承压水含水层,分别以潜水完整井和承压水完整井为例进行了分析和公式求解方法的讨论.在此基础上加以分析整理,完善了潜水或承压水含水层渗透系数求解的截距法,并且对全部求解过程进行了计算机编程,加快了求解的计算过程.%This paper review and discuss how to solve the permeability of unconfined aquifer and confined aquifer, with the basis of the Dupuit formula and pump tests. For the unconfined aquifer and confined aquifer, which do not meet the Dupuit basic assumptions, the paper do some discussion how to calculating the permeate coefficient of the aquifer by stability pump tests.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】3页(P1025-1027)【关键词】渗透系数;裘布依公式;抽水试验;含水层;稳定流【作者】李宝霞【作者单位】武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TV1380 引言水文地质参数是表征含水层性质的重要参数，其数值大小是含水层各种性能的综合反映，是进行水文地质计算和合理开发利用地下水的重要依据，同时关系到水量评价结果的正确与否［1－5］.渗透系数（K）是表示含水层渗透性能的参数，是含水层最重要的水文地质参数之一.在水源勘察时，常常是通过单井稳定抽水试验的结果，应用裘布依公式计算含水层的参透系数.下面以潜水完整井和承压水完整井为例进行探讨.1 裘布依公式的基本形式根据导出的适用于潜水含水层和承压含水层的裘布依公式，有1.1 潜水完整井式中：Q为井的出水量，m3／d；K 为渗透系数，m／d；H为潜水含水层厚度，m；h为井内动水位至含水层底板的距离，m；R为影响半径，m；r为井半径，m，管井过滤器半径.1.2 承压水完整井式中：M为承压含水层厚度，m；s为井的水位下降值；其他变量同式（1）.总结上述公式可以看出，对于潜水井的裘布依公式（1），可以假设：H2－h2＝Δh2，则Δh2－Q之间呈直线关系；对于承压水井的裘布依公式（2），则s－Q 呈直线关系，如图1中的直线A.对于完全符合裘布依理论的含水层可以直接根据单井稳定抽水试验的结果，代入相应的裘布依公式计算含水层的参透系数（K）. 但是，由于裘布依公式在推导时存在着一些假设条件，如抽水井内及附近都是二维流等等.实际的含水层有时不一定符合裘布依的假设条件，当抽水井井壁及其附近含水层中产生三维紊流时，就出现了这种情况.此时，根据抽水试验结果得出的数据，对于潜水井的Δh2－Q和承压水井的s－Q之间的关系就不是裘布依公式中所描述的直线关系，而是呈曲线关系，如图1中的曲线B所示.此时，就不能直接应用裘布依公式计算含水层的渗透系数.根据现有的一些资料，可以将裘布依公式进行变换后采用截距法计算渗透系数，下面主要是对潜水井和承压水井截距法计算过程进行了必要的完善，同时编制了相应的计算程序便于更快地利用实验结果进行求解.图1 潜水井ΔQ和承压水井s－Q的关系2 含水层渗透系数的求解［6］抽水试验通常得到的是井的抽水量Q及其与之相对应的井的水位下降值s，根据裘布依公式可以看出，承压水井s－Q之间的关系直接反映在公式的表达式中.而对于潜水含水层，根据H－h＝s的关系，经过变换后也可得出Δh2－Q 之间的对应关系.2.1 潜水完整井的Δh2－Q和承压水完整井的s－Q呈直线关系根据单井稳定抽水试验得出的s及Q的对应数据，描绘出潜水井的Δh2－Q 或承压水井的s－Q关系曲线，利用得到的直线斜率，代入裘布依公式可直接得出渗透系数（K）.如图1中的直线A所示，计算结果的表达式如下2.2 潜水完整井的Δh2－Q和承压水完整井的s－Q不呈直线关系如图1中的曲线B，潜水井的Δh2－Q和承压水井的s－Q之间的关系可用下式表示.式（5）和（6）可变形为根据式（7）和（8）可得出，潜水井的和承压水井的之间为直线关系，且当Q＝0时，潜水井的＝a；承压水井的＝a.将潜水井的和承压水井的之间的直线关系描绘在直角坐标系中，可以得到直线在纵轴上的截距a的数值，见图2.图2 潜水井－Q和承压水井－Q的关系曲线然后再利用潜水井的和承压水井的关系，代入裘布依公式即可以求出相应含水层的渗透系数（K），此即截距法.得出的计算式为2.3 含水层渗透系数的求解方法为了求解的方便，上述讨论的含水层渗透系数求解的各种情况的计算过程可以编制相应的计算机程序，程序流程见图3.3 结束语根据单井稳定抽水试验结果和裘布依理论公式，可以求出潜水含水层和承压水含水层的渗透系数，求解过程中针对Q－s（或Δh2）关系不同的情况可以分别采用相应的不同的方法进行分析计算.经过对计算过程的分析整理编制成相应的计算机程序，计算机程序的运用可以更加简便地计算出含水层的渗透系数.图3 程序流程图参考文献［1］国家冶金工业局.GB50017－2001供水水文地质勘察规范［S］.北京：中国计划出版社，2001.［2］刘兆昌，李广贺，朱琨.供水水文地质［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.［3］朱学愚，钱孝星.地下水水文学［M］.北京：中国环境科学出版社，2005.［4］陈南祥.地水文地质学［M］.北京：中国水利水电出版社，2008.［5］薛禹群.地下水动力学［M］.北京：地质出版社，1997.［6］李涛，刘华伟，陈耀元.非线性方程组求解的新方法［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2009，33（3）：569－572.。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜水完整井：式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度(m)，分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
下部含水层渗透系数
土石坝是土坝、土石混合坝、堆石坝的总称。它 是用坝址附近的土料、砂砾料和石料填筑而成的， 故又称为当地材料坝。
坝址渗漏，按其发生部位可分为坝基渗漏和 绕坝渗漏。
1）坝基渗流
坝基渗漏指通过坝基岩土体向下游的渗漏(图2-12)。 绕坝渗漏亦称坝肩渗漏，指绕道两岸坝肩岩体向下游的渗
漏(图2-13)。 坝基渗漏对工程可能产生的不利影响主要有： (1)因渗漏而造成水库的水量损失； (2)因渗透水流的潜蚀作用而影响坝基、岸坡岩体或覆盖
图2-13隔水底板水平, 河谷平缓开阔
（3）隔水底板倾斜，按巴甫洛夫公式计算： 正坡（倾向河床）时：
（2-39）
反坡时： (2-40)
式中 h1、H——河库初始水位、壅高后水位，自隔水底板算起，
m； h2、h——计算断面初始地下水位、壅高后地下水位，自隔水 底板算起，m ； z——河库底部隔水底板与计算断面处的底板之差，m 。
水位、壅高后地下水位,m，自 隔水底板算起。
（2-37）
图2-12 潜水位壅高计算
（2）隔水底板水平，河谷平缓开阔：
（2-38） 式中 L、L’——计算断面距初始水边（h1）、壅高后水边（H）的水
平距离，m；
h1、H——河库初始水位、 壅高后水位，自隔水底板 算起，m； h2、h——计算断面初始地 下水位、壅高后地下水位， 自隔水底板算起，m 。
坝基渗流计算公式
• 单一含水层，水平厚度不大：
• 双层含水层，K1/K2</10,M1<M2：
（2-45） （2-46）
• 多层含水层，各层K值相差小于10倍： ，
• 裂隙较大，地下水呈紊流时：
（2-47）
（2-48）
2) 坝肩渗漏
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间（单对数及双对数）关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图（以水文地质图为底图）、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图（编制等水位线图系列）、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S—t、S—lg t曲线［注卜各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2.稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit公式法和Thiem公式法。
⑴只有抽水孔观测资料时的Dupuit公式承压完整井：4 2 In PMs. AT q井:潜水完整f—ln^7V（H2-h2）r v2 2斗届7式中K- -一含水层渗透系数（m/d）;Q-抽水井流量（m3/d）;sw抽水井中水位降深（m）;M ----- 承压含水层厚度（m）;R――影响半径（m）;H ――潜水含水层厚度（m）;h——潜水含水层抽水后的厚度（m）;rw ——抽水井半径（m）。
（2）当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem 公式當压完整井；松一饨-。
In'1Thiem公h -h = ° In 9式；潜水完荃井£岸-比=In—Thiem公式陽圧三° hi乜匕式中hw ——抽水井中水柱高度（m）;hl、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度（m），分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 -1; h2= H0 -s2o其余符号意义同前当前水井中的降深较大时，可采用修正降深正降深s'与实际降深s之间的关系为:s'=s-s2/2H。
含水层渗透系数和包气带渗透系数
含水层渗透系数和包气带渗透系数在地下水资源开发和保护中具有重要意义。
它们是描述地下岩石或土壤对水或气的渗透能力的重要参数，对于地下水储集层的评价、水文地质勘探和水资源保护具有重要的指导意义。
在本文中，我们将深入探讨含水层渗透系数和包气带渗透系数的定义、意义、测定方法以及其在水资源管理中的应用。
1. 含水层渗透系数含水层渗透系数是描述地下岩石或土壤对水的渗透能力的参数。
它反映了含水层对水的传导速率，是评价岩石或土壤透水性质的重要指标。
含水层渗透系数的大小直接影响着地下水的补给和补给能力，对地下水资源的开发和保护具有重要的指导意义。
在实际应用中，含水层渗透系数的测定方法多种多样，主要包括渗流法、压实法、水位法等。
其中，水位法是较为常用的测定方法，通过地下水位变化的监测来计算含水层渗透系数。
还可以利用定量渗流试验仪等专业设备进行测定。
含水层渗透系数的大小受到多种因素的影响，如岩石或土壤的孔隙度、孔隙连通性、渗透介质的粗细等。
在进行地下水资源勘探和评价时，需要综合考虑地质、水文地质、水文地球化学等多方面因素，对含水层渗透系数进行全面评估。
2. 包气带渗透系数包气带渗透系数是描述地下岩石或土壤对气体的渗透能力的参数。
它反映了包气带对气体的传导速率，对于地下气体的迁移和储存具有重要的指导意义。
包气带渗透系数的大小直接影响着地下气体的扩散能力和固定能力，对环境保护和生态恢复具有重要的意义。
包气带渗透系数的测定方法与含水层渗透系数类似，也包括渗流法、压实法、气体扩散法等。
在实际应用中，通常采用气体扩散法或气体渗透法来测定包气带渗透系数，通过监测地下气体扩散速率或渗透速率来计算包气带渗透系数。
不同于含水层渗透系数，包气带渗透系数的大小受到土壤通气性、渗透介质的孔隙度、气体的性质等因素的影响。
在进行地下气体迁移和储存的评价时，需要全面考虑岩石或土壤的物理化学特性、气体扩散速率、气体浓度分布等因素，对包气带渗透系数进行综合评估。
水文地质参数计算_2
具体步骤：
在双对数坐标纸上绘制W(u,r/B) ～(1/u)标准曲线；在另一张模数相同的透明双对数纸上，点绘s～t实测数据曲线；在保持对应坐标轴彼此平行的前提下,相对移动两坐标纸,在标准曲线中找最优重合曲线；两曲线重合后,任选一配点,记下对应的四个坐标值 W(u,r/B)、1/u、s、t，代入下式求得：
关于水文地质参数计算
§3－1 概述
一、水文地质参数的种类水文地质参数是表征含水层水理特性的定量指标，是地下水资源评价的重要基础资料。水文地质参数主要包括含水层的渗透系数(k)和导水系数 (T)、承压含水层贮水系数(S或μ*)、潜水含水层的给水度(μ)、弱透水层的越流系数(ke)；还有与岩土性质、水文气象等因素有关的指标，主要包括降水入渗系数(a)、潜水蒸发系数(C)等。
第14页，共56页，2022年，5月20日，5点1分，星期五
(2)s—lgt/r2直线图解法
当S=0，有：可得：将截距（t/r2）代入上面式子，得：
第14页，共56页，2022年，5月20日，5点1分，星期五
(3)s—lgt直线图解法
前式还可变为：直线的斜率为 ，可得：当S=0时，得截距(t)代入上面式子，得：
包括利用稳定流抽水试验资料确定水文地质参数和利 用非稳定流抽水试验资料确定水文地质参数两种方法。一、利用稳定流抽水试验资料确定水文地质参数 (一)利用裘布依公式确定K1.承压完整井
如果有观测孔时，可用蒂姆公式计算。有两个观测孔时：
有一个观测孔时：
第14页，共56页，2022年，5月20日，5点1分，星期五
剩余降深s*与lgt/t׳呈线性关系，斜率为：
将sp、tp 和求得的T代入下式：
渗透系数
用抽水试验确定渗透系数---转自青春飞扬搜狐博客1.抽水试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜水完整井：式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔（井）中水柱高度(m)，分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
含水层的渗透系数
管井出水量减少原因及处理措施
过滤器进水口尺寸不当、缠丝或滤网腐 蚀破裂、接头不严或管壁断裂等造成砂 粒流入而堵塞 过滤器表面及周围填砾、含水层被细小 泥沙堵塞 过滤器表面及周围填砾、含水层被腐蚀 胶结物和地下水中析出的盐类沉淀物堵 塞 细菌等微生物繁殖造成堵塞 区域性地下水位下降 含水层中地下水流失 更换过滤器、修补 或封闭漏砂部位 用钢丝刷、活塞法、 真空法洗井 18％～35％工业 盐酸清洗 氯化法或酸洗法 回灌补充、降低抽 水设备安装高度 隔断
反循环回转钻进方式的泥浆循环运 动方向与正循环钻进相反，携带岩土碎 屑的泥浆沿钻杆腹腔或吸泥胶管的上升 流速不变，能较好地保证岩土碎屑的清 除。在井径变动较大，这种钻进方式清 除岩土碎屑的能力比正循环钻进要高， 进尺速度要快。缺点是由于泥浆的回流 仅靠泥浆泵的真空吸力作用，因此钻进 深度有限，只适用于打浅井。同时，因 泥浆中央带有大量的者土碎屑，易产生 堵塞现象。
目的：在已知水文地质等参数的条件 下，通过计算确定管井在最大允许水位降 落时的可能出水量；或在给定的管井出水 量下可能产生的水位降落。 理论公式：方法简单，计算结果精度 较差，适用于水源选择、方案拟定和初步 设计。 经验公式：计算结果接近实际，用于 施工图设计。
理论公式
承压含水层完整井
Q
s s0
R
冲孔换浆 井孔打成后，在井孔中仍充满着泥 浆，泥浆调度较大，含有大量泥质，无 法安装井管、填砾和粘土封闭，也会给 洗井带来困难。在下管前必须将井孔中 的泥浆换成清水。 将不带钻头的钻杆放入井底，用泥 浆泵吸取清水打入井中，将泥浆换出， 至井孔中全为清水力止。 清水护壁作用不如泥浆好，有可能 造成井壁局部坍塌，要尽量缩短冲孔时 间，换浆完毕立即下管。
铸铁管18％～25％； 钢筋混凝土管10％～15％； 塑料管10％。
裘布衣公式
R----影响半径（m）
r ,r -----观察孔至抽水孔距离(m)
S ,S -----观察孔水位降深(m)
抽水试验公式
裘布衣(Dupuit)公式（承压水）：
Q=
式中:
K----含水层渗透系数（m/d）
Q----抽水井流量（ /d）
S----抽水井中水位降深（m）
M---承压含水层厚度（m）
R----影响半径（m）
r-----抽水井半径(m)
裘布衣(Dupuit)公式（潜水）：
Q= 或q=1.366
式中:
R----影响半径（m）
r-----抽水井半径(m)
B.靠近河流完整井
K=
适用条件：靠近河流，即b＜2～3H
b：抽水井与河流的距离
一般非完整井
K=
=1.6吉林斯基
=1.32巴布什金
适用条件:
A承压水,潜水
B过滤器紧接含水层顶板或低板
C l＜o,3H; l＜o,3M(l-过滤器长)
多孔抽水
1.承压完整井
K----含水层渗透系数（m/d）
Q----抽水井流量（ /d）
S----抽水井中水位降深（m）
H---潜水含水层厚度（m）
R----影响半径（m）
r-----单位涌水量
r-----抽水井半径(m)
单孔试验（稳定流）
1.承压水完整井Dupuit公式
K= R=10S
式中:
K----含水层渗透系数（m/d）
Q----抽水井流量（ /d）
S----抽水井中水位降深（m）
M---承压水含水层厚度（m）
R----影响半径（m）
r-----单位涌水量
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
管井出水量减少原因及处理措施
过滤器进水口尺寸不当、缠丝或滤网腐 蚀破裂、接头不严或管壁断裂等造成砂 粒流入而堵塞 过滤器表面及周围填砾、含水层被细小 泥沙堵塞 过滤器表面及周围填砾、含水层被腐蚀 胶结物和地下水中析出的盐类沉淀物堵 塞 细菌等微生物繁殖造成堵塞 区域性地下水位下降 含水层中地下水流失 更换过滤器、修补 或封闭漏砂部位 用钢丝刷、活塞法、 真空法洗井 18％～35％工业 盐酸清洗 氯化法或酸洗法 回灌补充、降低抽 水设备安装高度 隔断
各种地层的影响半径R值
地层 粉砂 细砂 中砂 粗砂 极粗的砂 小砾石 中砾石 粗砾石 地层颗粒 粒径(mm) 0.05～0.1 0.1～0.25 0.25～0.5 0.5～1.0 1～ 2 2～ 3 3～ 5 5～10 所占重量 (%) 70以下 ＞70 ＞50 ＞50 ＞50 影响半径R (m) 25～50 50～100 100～300 300～400 400～500 500～600 600～1500 1500～3000
一般回转钻进 挂钩 胶管
反循环回转钻进 挂钩
胶管 钻盘 钻盘
泥浆泵
泥浆泵
泥浆池Leabharlann 钻杆泥浆池钻杆
钻头
钻头
在基岩地层中钻井，不能使用钻进 松散地层的钻头，必须使用岩心钻头。 岩心钻头依靠镶焊在钻头上的硬合金切 削岩层，将沿井壁的岩石切削粉碎，但 不削碎中间部分，因此仍有较高的钻进 速度。随着钻头的钻进，中间部分就成 为圆柱状的岩心。岩心可供观察分析岩 石的矿物成分、结构构造以及地层的地 质构造等用。岩心钻进不能连续进行， 效率较低。
铸铁管18％～25％； 钢筋混凝土管10％～15％； 塑料管10％。
管井施工步骤
钻凿井孔 物探测井 冲孔换浆
粘土封闭
围填砾料
井管安装
洗
井
抽水试验
管井验收
钻凿井孔
冲击钻进法：利用钻头对地层的冲 击力钻凿井孔；仅适用于松散岩层；机 械设备简单；效率低、速度慢。 回转钻进法：包括一般回转钻进、 反循环回转钻进和岩心回转钻进。利用 钻头旋转对地层的切削、挤压、研磨破 碎作用钻凿井孔；既适用于松散岩层， 也适用于基岩；机械设备较复杂；效率 高、速度快。
抽水试验
目的：测定管井的出水量，了解出 水量与水位降落的关系，为选择、安装 抽水设备提供依据；取样进行分析，评 价管井水质。 方法步骤：记录静水位，开启抽水 设备，使抽水量达到设计出水量，动水 位稳定后记录水位降落值，绘制出水量 与水位降落关系曲线。
管井验收资料
① 管井施工说明书：管井地质柱状 图，过滤器和填砾规格，井位的座标及 井口的绝对标高，抽水试验记录，水的 化学及细菌分析资料，过滤器安装、填 砾、外围封闭施工记录； ② 管井使用说明书：最大开采量和 选用抽水设备的型号规格，使用维护注 意事项； ③ 钻进中的岩样：名称、厚度、埋 藏深度。
活塞洗井 是用安装在钻杆上活塞 在井壁管内上下拉动，借助真空抽吸作 用和压缩作用，在过滤器周围形成反复 冲洗的水流，以破坏泥浆壁，清除含水 层中残留的泥浆颗粒。 优点：洗井强度大，洗井彻底，洗 井效果良好，对本身颗粒细、台泥质较 多的含水层，能较彻底地清除含水层中 的泥质，明显增大山水量； 缺点：由于机械强度大，易破坏井 管。
回转钻进过程：钻机的动力通过传 动装置使转盘旋转，带动主钻杆旋转， 主钻杆接钻杆，钻杆接钻头，从而使钻 头旋转切削地层。当钻进—个主钻杆深 度后，由钻机的卷扬机提起钻具，将钻 杆用卡盘卡在井口，取下主钻杆，接一 根钻杆，再接上主钻杆，继续钻进，如 此反复进行，直至设计井深。
钻头过程中，高压泥浆泵把用粘土 调制成的含砂量极低的泥浆经胶管、提 引龙头、钻杆腹腔向下喷射至工作面， 起到冷却钻头、润滑钻具的作用，同时 将被切削下来的岩土碎屑混合在一起， 沿着井孔与钻杆之间的环形空间上升至 地面，流入泥浆池。 地层被钻成井孔后，破坏了原始应 力平衡状态，在侧压力作用下可导致井 壁坍塌，因钻进中泥浆始终灌满井孔， 比重较大，可平衡地层侧压力、防止井 壁坍塌。
地层 粉砂 细砂 中砂 粗砂 极粗的砂 砾石夹砂 带粗砂的砾石 漂砾石 地层颗粒 粒径(mm) 0.05～0.1 0.1～0.25 0.25～0.5 0.5～1.0 1～ 2 所占重量 (%) 70以下 ＞70 ＞50 ＞50 ＞50 渗透系数K (m/d) 1～ 5 5～10 10～25 25～50 50～100 75～150 100～200 200～500
井管安装 井管安装的顺序为沉淀管－过滤器 －井壁管，下管前应根据凿井和电测井 资料，确定过滤器的长度和安装位置。 井管安装必须保证井管顺直，接口 牢固，过滤器安装到位。 下管一般有两种方法：托盘法和吊 装法。前者适用于重量大、井管拉力小 的管材，如钢筋混凝土管；后者适用于 拉力大、重量相对轻的管材，如钢管、 铸铁管、塑料管。
冲孔换浆 井孔打成后，在井孔中仍充满着泥 浆，泥浆调度较大，含有大量泥质，无 法安装井管、填砾和粘土封闭，也会给 洗井带来困难。在下管前必须将井孔中 的泥浆换成清水。 将不带钻头的钻杆放入井底，用泥 浆泵吸取清水打入井中，将泥浆换出， 至井孔中全为清水力止。 清水护壁作用不如泥浆好，有可能 造成井壁局部坍塌，要尽量缩短冲孔时 间，换浆完毕立即下管。
管井使用注意事项： ① 抽水设备的出水量应小于管井的出水 能力，过滤器表面进水流速小于允许进水 流速； ② 建立管井使用卡，逐日按时记录井的 出水量、水位、出水压力等信息； ③ 机泵应定期检修，管井要及时清理沉 淀物，必要时进行洗井； ④ 季节性供水的管井，停运期间应定期 抽水，以防电机受潮和井管腐蚀与沉积； ⑤ 管井周围应按卫生防护要求，保持良 好的卫生环境和进行绿化。
H h h0 m
Q
2Km S0 2.73Km S0 ln R ln r0 ln R ln r0
无压含水层完整井 Q s s0
R
H h h0
Q
K H 2 h02 1.37K 2HS0 S02
ln R ln r0 ln R ln r0
地层渗透系数K值
12.2 管井构造、施工和管理
管井直径一般在50～1000mm， 深度一般在200米以内，通常由井室、 井壁管、过滤器、沉淀管组成。 井室：用以安装各种设备，采光、 采暖、通风，防水； 井壁管：加固井壁，隔离水质不 良或水头较低的含水层； 过滤器：集水，保持填砾与含水 层的稳定，防止漏砂及堵塞； 沉淀管：沉淀进入管井的砂粒。
增加管井出水量的措施： 真空井法 将管井的全部或部分封 闭，抽水时使管井处于负压状态，增大 水位落差。 爆破法 将雷管和炸药装在专用的 爆破器内，对孔隙、裂隙、溶洞发育不 全的坚硬裂隙岩含水层进行爆破。 酸洗法 对石灰岩含水层的管井采 用注酸的方法增大或贯通裂隙和溶洞。
12.3
管井的设计与水力计算
填砾和粘土封闭 填砾应以坚实、圆滑砾石为主，并 应按设计要求的粒径进行筛选。填砾过 程要均匀、连续，避免堵塞。 砾料填完后、一定要计算所填砾料 的总体积，一般情况下，围填砾料的总 体积应等于或大于井管与孔壁之间环形 空间的体积。 粘土封闭一般采用球直径为25mm 的粘土球，围填过程同样要求均匀、连 续，填至井口时，应进行夯实。
井室结构： 深井泵房——泵体和扬水管安装在管 井内，泵座和电动机安装在井室内； 深井潜水泵房——水泵和电动机安装 在管井内，控制设备安装在井室内； 卧式泵房——水泵和电动机安装在井 室内； 地面式——便于维护管理，防水、防 潮、通风、采光条件好； 地下式——便于总体规划，噪声小， 防冻条件好。
井壁管应有足够的强度，内壁平整 光滑，轴线不弯曲，便于设备安装和管 井清洗；可采用钢管、铸铁管、钢筋混 凝土管。 钢管可用于任意井深的管井；铸铁 管适用于井深小于250m的管井；钢筋混 凝土管适用于井深小于150m的管井。 井壁管内径应比水泵设备的外径大 100mm。 分段钻进法与不分段钻进法的井壁 管构造有所不同。
压缩空气洗井 将压缩空气以很高的 速度呈涡旋形向井壁喷射，借助水气混合 的冲力破坏泥浆壁，压缩空气与水汇合上 升时，可以形成很大的水位降，使地下水 形成很大的流速，增大对泥浆和泥皮的冲 击力。 优点：效率高、洗井比较彻底； 确定：洗井携走的砂粒较多，对砂层 有一定破坏作用，不适合砂粒较细的含水 层。
反循环回转钻进方式的泥浆循环运 动方向与正循环钻进相反，携带岩土碎 屑的泥浆沿钻杆腹腔或吸泥胶管的上升 流速不变，能较好地保证岩土碎屑的清 除。在井径变动较大，这种钻进方式清 除岩土碎屑的能力比正循环钻进要高， 进尺速度要快。缺点是由于泥浆的回流 仅靠泥浆泵的真空吸力作用，因此钻进 深度有限，只适用于打浅井。同时，因 泥浆中央带有大量的者土碎屑，易产生 堵塞现象。
地下水取水构筑物分类 ①.管井 井管从地面打到含 水层，抽取地下水的井；
②.大口井——由人工开挖或沉井法施工，设 置井筒，以截取浅层地下水的构筑物；
③.渗渠——壁上开孔，以集取浅层地下水的水 平管渠； ④.泉室——集取泉水的构筑物。
地下水取水构筑物的适用条件： ①.管井适用于含水层厚度大于5米， 其底板埋藏深度大于15米； ②.大口井适用于含水层厚度在5米左 右，其底板埋藏深度小于15米； ③.渗渠仅适用于含水层厚度小于5米， 渠底埋藏深度小于6米； ④.泉室适用于有泉水露头，且覆盖 层厚度小于5米。
第12章 地下水取水构筑物
12.1 地下水源概述和取水构筑物分类
卵石层、砂层和石灰岩层等组织松散， 具有众多相互连通的孔隙，透水性能较好， 水能在其中流动的岩层叫透水层，透水层又 叫含水层。 粘土和花岗岩等结构紧密，透水性极差 甚至不透水的岩层叫不透水层，不透水层也 称隔水层。
地下水分类：
埋藏在地面下第一个隔水层上的地下水叫潜水； 两个不透水层间的地下水叫层间水；具有自由 水面的层间水称无压地下水；承受有压力的层间水 称承压地下水； 在自身压力作用下从某一出口涌出的地下水叫 泉水。
目的：在已知水文地质等参数的条件 下，通过计算确定管井在最大允许水位降 落时的可能出水量；或在给定的管井出水 量下可能产生的水位降落。 理论公式：方法简单，计算结果精度 较差，适用于水源选择、方案拟定和初步 设计。 经验公式：计算结果接近实际，用于 施工图设计。