水文地质试验常用野外试验

水文地质试验常用野外试验

水文地质试验是水文地质调查中不可缺少的重要手段，许多水文地质资料，都需通过水文地质试验才能获得。常用的水文地质试验主要有抽水试验、渗水试验、注水试验、压水试验、流速测定试验、连通试验、弥散试验。

抽水试验是通过从钻孔或水井中抽水，来定量评价含水层富水性，测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件的一种野外试验工作。

随着水文地质勘查阶段由浅入深，在整个勘查费用中，抽水试验所占比重越来越大，费用仅次于钻探工作；有时，整个钻探工程主要是为了抽水试验而进行的。

抽水试验的目的：

（1）确定含水层及越流层的水文地质参数：渗透系数K、导水系数T、给水度μ、弹性释水系数μ*、导压系数a、弱透水层渗透系数K'、越流系数b、越流因素B、影响半径R 等。

（2）通过测定井孔涌水量及其与水位下降（降深）之间的关系，分析确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力。

（3）为取水工程设计提供所需的水文地质数据，如影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数等，依据降深和流量选择适宜的水泵型号。

（4）确定水位下降漏斗的形状、大小及其随时间的增长速度；直接评价水源地的可开采量。

（5）查明某些手段难以查明的水文地质条件，如确定各含水层间以及与地表水之间的水力联系、边界的性质及简单边界的位置、地下水补给通道、强径流带位置等。

按抽水井与观测井的关系可分:

（1）单孔抽水试验：仅在一个试验孔中抽水，用以确定涌水量与水位降深的关系，概略取得含水层渗透系数。多用于普查和初步勘探阶段。

（2）多孔抽水试验：在一个主孔内抽水，在其周围设置若干个观测孔观测地下水位。通过多孔抽水试验可以求得较为确切的水文地质参数和含水层不同方向的渗透性能及边界条件等。少量用于初步勘探阶段，更多用于详细勘探阶段。

按贯穿含水层的程度及进水条件可分为：

（1）完整井：贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。完整井的井流理论较完善，故一般尽量用完整井作试验。

（2）非完整井：未揭穿整个含水层、只有井底和含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。只有当含水层厚度很大又是均质层，为了节省费用才进行非完整井抽水。或为了专门研究过滤器“有效长度”时，则做非完整井抽水试验。

按是否隔离不同含水层可分为：

（1）混合抽水试验：将两个以上含水层不加隔离，在同一个钻孔中同时进行抽水。允许条件：a.对含水层的性质及相互关系已基本弄清，抽水试验的目的只是为了解生产孔的出水量；b.勘探要求不高，而且数个含水层静止水位相差不超过1m。

（2）分层抽水试验：将钻孔中所揭露的数个含水层加以隔离，逐层单独抽水。

按抽水井与地下水流态关系可分为：

（1）稳定流抽水试验：要求在一定持续的时间内流量和水位同时相对稳定（即不超过一定的允许波动范围），可进行1~3个落程的抽水，抽水后还要对水位恢复情况进行观测和记录。主要用于计算含水层的渗透系数。

（2）非稳定流抽水试验：是在抽水钻孔中仅保持水量稳定并使水位不断改变，或仅保持水位稳定使水量不断改变的抽水试验。可以测求含水层的导水系数T，压力传导系数a，渗透系数K，给水度μ或释水系数S

按揭穿含水层的类型可分为：

（1）潜水井：揭露潜水含水层的水井。又称无压井。

（2）承压水井：揭露承压含水层的水井。又称有压井。

渗水试验目的：测定包气带土层垂向渗透系数。确定渠道、水库、灌区的渗漏水量时，可用此法确定干燥土层的渗透系数。

在研究大气降水、灌溉水、渠水、暂时性表流等对地下水的补给量时，常需进行此种试验。原理：在地表挖试坑注水，在坑底保持一定水层厚度，使水在地下水面以上的干土层中稳定下渗，根据单位时间内试坑的稳定耗水量测算土层渗透系数。

注水试验当钻孔中地下水位埋藏很深或试验层为透水不含水时，可用注水试验代替抽水试验，近似地测定该岩层的渗透系数。

连续往井内注水，使井中水位抬高，形成以井为中心的反漏斗曲面，并取得井中稳定的地下水位抬高值和注入水量，通过水位与水量的函数关系，测定地下水位以上或某一深度井段岩层的渗透性。

适用条件：钻孔中地下水位埋藏很深或试验层为透水不含水层时；研究地下水人工补给或废水地下处置的效率时。因注水井一般难以具备洗井条件，故注水试验方法求得的岩层渗透系数远比抽水试验求得的小。

压水试验向井内压水取得单位时间的漏水量与压力、试段长度间的相互关系，以定性地了解地下不同深度坚硬、半坚硬岩层的相对透水性和裂隙的相对发育程度，主要为水工构筑物设计提供资料。目前多采用自上而下栓塞隔离的分段压水法。

流速测定测定地下水实际流速，首先根据已有等水位线图或在无此图时沿等边三角形顶点布孔，确定地下水流向，然后分别在上下游布设示踪剂投放孔和观测孔，孔距决定于含水层透水性,在细砂中为2～5米,含砾粗砂中为5～15米，裂隙岩层中为10～15米,岩溶发育岩层可大于50米。

连通试验实质上是一种示踪试验，亦是在上游某个地下水点（水井、坑道、岩溶竖井及地下暗河表流段等）投入某种指示剂，在下游的地下水点监测示踪剂是否出现，以及出现的时间和浓度。试验的目的主要是查明岩溶地下水的运动途径、速度，地下河系的连通、延展与分布情况，地表水与地下水转化关系，以及矿坑涌水的水源与通道等问题。以上问题的查明，对地下水资源计算，水质保护，确定矿床疏于、水库漏失途径，均有很大意义。常用试验方法：水位传递法；指示剂投放法；放烟或注水法。

弥散试验该试验的目的即为测定含水层的弥散度。弥散系数是描述地下水中污染质混

溶运移和进行水质预测的重要参数。通常是在一个井孔中连续或脉冲注入含有示踪剂的流体，获得投剂孔、观测孔在不同时段内的水位及示踪剂浓度变化，然后根据其具体条件选用数学模型，求出弥散度和弥散系数。