《专门水文地质学》课程设计报告

当 Q1=17.5 m3/d S1=1.15m
根据公式：
K 0.733Q lg R (2H S)S r
（1）
影响半径公式 R 2s KH （2）
（设 R 从 12m 开始算）
第一次抽水试验数据：
r=0.055m S=1.15m
H=40.00m Q=17.54m3/d
R0=12.00m
故： K1= 0.733Q lg R =0.332m/d (2H S)S r R1= 2S KH =8.38m ︱R1-R0 ︳=3.62m＞ε=0.01
四、实例分析计算：
1、抽水资料整理及涌水量计算 某场地钻孔 ZK24 作了单孔抽水试验，孔口高程 1070.91m，孔深 30.2m，开
孔口径 150mm，钻至 7.00m 处变径为 130mm，钻至 20.00m 处变径为 110mm，
钻至 30.20m 处终孔（钻孔地质资料详见 ZK24 柱状图）。止水套管下至中风化基岩
量
水温
抽水时间 s
Q
q
时间
（m （l/s） （l/s.m） （h） 气温
）
（C0
）
水位 恢复 时间 （mi n）
2003.03.2
1088.5
4
1.15 0.203
0.177
15
8
10
(-3.50)
8:00
20
1092 30.2
～ 2.73 0.374
2003.3.27
0.137
15
8
27
19
20:00
二、先修课程：
水文地质学基础、地下水动力学、专门水文地质学、地下水资源评价及相关课 程
三、参考文献：
（1）水文地质手册（地质出版社，1978） （2）供水水文地质手册（地质出版社，1983） （3）专门水文地质学（曹剑锋等编，地质出版社） （4）供水水文地质勘察规范（GB50027-2001） （5）地下水质量标准（GB/T14848-93）
注：采用非完整井公式，R 采用经验公式，计算 K 值。基坑涌水量预测 R 采用
大井法，查阅资料。
K=
0.732Q
S *[ L S
L
]
lg(R / r) lg(0.66L / r)
解： （1）根据抽水试验资料作 Q-S 曲线、q-s 曲线，如下图：
（2）确定影响半径 R 和计算含水层渗透系数 K：
3、水质评价 依据地下水水质标准（表 3），试进行 A-1、A-2、A-3、A-4 水样（表 4）的
单指标及综合指数的评价。
表 3 地下水水质标准
项目
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅳ类
Ⅴ类
备注
NO3 As
≤ 2.0 ≤ 0.005
≤ 5.0 ≤ 0,01
≤ 20
≤ 30
>30
≤ 0,05 ≤ 0.05 >0.05
Cr6+
解： A-1 水样： （1）单指标评价：
Ii = Ci C0i
INo3=4.0/20=0.2<1 地下水质量未超标 IAs=0.008/0.01=0.8 <1 地下水质量未超标 ICr6+=0.042/0.05=0.84<1 地下水质量未超标 IHg=0.008/0.001=8>1 水质已超标，受到了污染 ICN=0.006/0.05=0.12 <1 地下水质量未超标
=2.13 m3/d
2、建经验公式及预测流量 在某承压含水层进行了 4 次不同降深的抽水试验，获得了表 2 的数据。试求
S=6m 时的抽水井流量。要求：
（1）确定 Q-Sw 关系； （2）确定公式中的系数（最小二乘法）；
（3）根据经验公式预测 Sw=6m 时的抽水井流量。
表 2 降深、流量统计表
降深次数
R 2s KH =2*0.21* 40 *0.282 =1.41m
（3）地下室为三层时基坑涌水量预测：
l Sw l
ln R ln 0.66l
Q = πKSw[ r
rw ]
23.2 0.21 ln 1.41
ln
23.2 0.66* 23.2
=3.14*0.282*0.21*[ 0.055
0.055 ]
4.6 0.513 0.112
15
8
56
19
水泵
电潜泵
施工条件
流量计
流量箱
水位计
测钟，万能用表
根据抽水试验资料作 Q-S 曲线、q-s 曲线；确定影响半径；计算渗透系数 K；
地下室为三层时基坑涌水量预测（地下室负三层底板为-11.4m，即 1062.80m，地
下水位为 1063.01m，底板低于地下水位 0.21m）。
︱R4-R3 ︳=0.00m＜ε=0.01m
故：
R=18.37m K=0.283m/d
第三次抽水试验数据：
r=0.055m
H=40.00m
S=4.60m
Q=44.32m3/d
故：
K1= 0.733Q lg R =0.219m/d (2H S)S r
R=12.00m
R1= 2S KH =27.23m ∣R1 – R0∣=15.23m＞ε=0.01m 将 R1=27.23m 代入（1）、（2）式，计算得： K2=0.252 m/d R2=29.21m ︱R2-R1 ︳=1.98m＞ε=0.01m 将 R2=29.21m 代入（1）、（2）式，计算得： K3=0.255 m/d R3=29.38m ︱R3-R2 ︳=0.17m＞ε=0.01m 将 R3=29.38m 代入（1）、（2）式，计算得： K4=0.256 m/d R4=29.44m ︱R4-R3 ︳=0.06m＞ε=0.01m 将 R4=29.44m 代入（1）、（2）式，计算得： K5=0.256 m/d R5=29.44m ︱R5-R4 ︳=0.00m＜ε=0.01m 故：R=29.44m K=0.256m/d 渗透系数 K 为三次降深所求的渗透系数的平均 K=（0.307+0.283+0.256）/3 =0.282 m/d
程抽水总延续时间为 10 小时，水位流量稳定时间为 8 小时，恢复水位观测时间为
6 小时，观测孔的水温、水位观测与抽水孔同步，抽水试验情况详见表 1.
表 1 ZK24 钻孔抽水试验资料一览表
静止
孔口 孔深 高程 （m （m） ）
水位 （m）
ZK2 钻孔抽水试验资料一览表
观测及
单位涌水
降深 涌水量
稳定
12
3
4
水位降深（m) 1 2
3
4
流量（m3/h) 7.20 13.10 20.50 28.80
解： （1）确定 Q-Sw 关系：
各曲线如图所示：
根据不同降深 Qi 和 Sw 点绘坐标纸上，其图形为一条过原点的直线，则 Q-Sw 为直线型：
Q=qSw
(2)确定公式中的系数（最小二乘法）
n
Qi S w
（2）综合指数评价：
FNO3=1
FAs=1
FCr6+=3
FHg=10
FCN=1
F
1 n
n t 1
Ft
=（1+1+3+10+1）/5
=3.2
2
2
F= F t F tmax
2
= 3.22 102 2
= 7.42>7.2
根据地下水质标准为Ⅴ类水，水质极差。
50
.25
.20
级别
优良
良好
较好
较差
极差
表 4 水样分析成果
水样
A-1
A-2
A-3ห้องสมุดไป่ตู้
A-4
NO3 As Cr6+ Hg CN
4.0 0.008 0.042 0.008 0.006
8.6 0.0062 0.0046 0 0.091
16.9 0 0.086 0.005 0.016
17.9 0.03 0.065 0.0061 0
待定系数：q=
i 1
n
S2 wi
i 1
= 1*7.20 2*13.10 3*20.50 4*28.8 12 22 32 42
=7.5 m3 /h*m
（3）根据经验公式预测 Sw=6m 时的抽水井流量：
Q=qSw 当 Sw=6m 时
q=7.5 m3 /h*m
Q=7.5*6=45 m3 /h
面上，长 7.00m，止住上层滞水的影响。单孔抽水试验分别作三次降深： S1=1.15m, Q1=0.2031 L/s S2=2.73m, Q2=0.374 L/s S3=4.60m, Q3=0.513 L/s 本次抽水试验参照现行《供水水文地质勘查规范》（GB27—2001）。动水位观
测时间，先是每十分钟观测一次，然后依次为 20 分钟、30 分钟、一小时。每个落
求得的水文地质参数的精度，主要影响因素之一是抽水试验时抽水井的水位和流量 是否真正达到了稳定状态。生产规范一般是通过规定的抽水井水位和流量稳定后的 延续时间来作保证。 （4）水位和流量观测时间的总要求：水位和流量的观测时间间隔，应由密到疏， 停抽后还应进行恢复水位的观测，直到水位的日变幅接近天然状态为止。 3、求取水文地质参数的基本方法 （1）图解法：根据已有的数据资料，将其各参数关用图表的方式表示其相互关系， 通过图表可以直观的求取相应参数。 （2）经验公式法：根据已有的资料，通过以往的经验公式，求取相应的水文地质 参数。
K= S *[
0.732Q LS
L
]
(1)
lg(R / r) lg(0.66L / r)
R=2S H * K
(2)
其中：H=40.00m r=0.065m L=22.3m
将（2）式带入（1）式得：
K= S *[
0.732 Q
L S
L]
lg(2S* H * K / r ) lg(0.66 L / r)
将 R1=8.38 代入（1）、（2）式，计算得：
K2=0.309m/d R2=8.09m ︱R2-R1 ︳=0.29m＞ε=0.01m 将 R2=8.09 代入（1）、（2）式，计算得：
K3=0.307m/d R3=8.06m ︱R3-R2 ︳=0.03m＞ε=0.01m 将 R2=8.06m 代入（1）、（2）式，计算得：
将 R1=17.71 代入（1）、（2）式，计算得： K2=0.282m/d R2=18.34m ︱R2-R1 ︳=0.63m＞ε=0.01m
将 R2=18.34 代入（1）、（2）式，计算得： K3=0.283m/d R3=18.37m ︱R3-R2 ︳=0.03m＞ε=0.01m
将 R2=18.37m 代入（1）、（2）式，计算得： K4=0.283 m/d R4=18.37m
K4=0.307 m/d R4=8.06m
︱R4-R3 ︳=0.00m＜ε=0.01m 故：R=8.06m K=0.307m/d
第二次抽水试验数据：
r=0.055m
H=40.00m
R=12.00m
S=2.73m
Q=32.31m3/d
故：K1= 0.733Q lg R =0.263 m/d (2H S)S r R1= 2S KH =17.71m ∣R2 - R1∣=5.71m＞ε=0.01
目录 一、课程设计要求
1、抽水试验的目的和任务 2、抽水试验的主要技术要求 3、求取水文地质参数的基本方法
二、先修课程 三、参考文献 四、实例分析计算
1、抽水资料整理及涌水量计算 2、建经验公式及预测流量 3、水质评价
五、课程设计心得
一、课程设计要求
了解抽水试验的任务，掌握求取水文地质参数的基本方法，进行模拟操作学习。 1、抽水试验的目的和任务 （1）直接测定含水层的富水程度和评价井（孔）的出水能力； （2）抽水试验是确定含水层水文地质参数（K、T、μ 、α ）的主要方法； （3）抽水试验可为取水工程设计提供所需的水文地质数据，如单井出水量、单位 出水量、井间干扰系数等，并可根据水位降深和涌水量选择水泵型号； （4）通过抽水试验，可直接评价水源地的可（允许）开采量； （5）可以通过抽水试验查明某些其他手段难以查明的水文地质条件，如地表水与 地下水之间及含水层之间的水力联系，以及边界性质和强径流带位置等。 2、抽水试验的主要技术要求 （1）对水位降深的要求：为提高水文地质参数的计算精度和预测更大水位降深时 井的出水量，正式的稳定流抽水试验一般要求进行 3 次不同水位降深（落程）的抽 水，要求各次降深的抽水连续进行；对于富水性较差的含水层或非开采含水层，可 只做一次最大降深的抽水试验。 （2）抽水试验流量的设计：由于水井流量的大小主要取决于水位降深的大小，因 此一般以求得水文地质参数为目的的抽水试验，无须专门提出抽水流量的要求。但 为保证达到试验规定的水位降深，试验进行前仍应对最大水位降深时对应的出水量 有所了解，以便选择适合的水泵。 （3）对抽水试验孔水位降深和流量稳定后延续时间的要求：按稳定流抽水试验所
≤ 0.005 ≤ 0.01 ≤ 0.05 ≤ 0.1 >0.1
Hg
≤ 0.00005 ≤ 0.0005 ≤ 0.001 ≤ 0.001 >0.001
CN
≤ 0.001 ≤ 0.01 ≤ 0.05 ≤ 0.1 >0.1 饮用水标准
单项组分评分 0 值 Fi
1
3
6
10
综合评分值 F <0.80
0.80-<2. 2.50-<4 4.25-<7 >7.20