第三章水文地质参数计算

2.3Q T 4i 当S=0时，得截距(t)代入上面式子，得：
2.3Q 2.25T 0 lg 2 * t 4T r 2.25T * t 2 r
直线图解法的优点：
既可以避免配线法的随意性，又能充分利用抽水后 期的所有资料。
注意：Jacob公式的条件是u＜0.01。
第三章 水文地质参数的确定方法
§3 － 1
§3 －2
概述
利用抽水试验资料确定水文地质参数
§3 － 3
§3 －4
利用地下水动态资料确定水文地质参数
用室内试验方法确定水文地质参数
§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
r 2* 因为 u ，所以要求r小，t大。 4Tt
选资料时，要选距抽水井近，且抽水时间长的观测 孔资料，画直线时以抽水中、后期的数据为主。否 则，抽水时间短，直线斜率小，截距值小，所得的 T值偏大，而μ*值偏小。
3.水位恢复法
抽水试验曲线如下图。
剩余降深s ‫—׳‬原始水位与停抽后某时刻水位之差。 抽水井停抽以前(tp时刻)，抽水井以流量Q抽水；停 抽后，处理为以流量Q继续抽水和以流量Q注水的叠 加。 r 2* r 2* 当t＞tp， 时，≤观测 0.01时， 0.01 4Tt 4Tt
Q T 4 s W u 4T t * r2 1 u
降深—时间配线法
在双对数坐标纸上绘制W(u)—1/u标准曲线。 在另一张模数相同的透明双对数纸上绘制实测的 s—t曲线。 将实际曲线置于标准曲线上，在保持对应坐标轴彼 此平行的条件下相对平移，直至两曲线重合为止。 任取一配点（在曲线上或曲线外均可），记下匹配 点的对应坐标： W(u) 、 1/u 、 s 、 t ，代入下式求参数：
二、利用非稳定流抽水试验资料确定水文地质参数
求解的方法有配线法、直线图解法和水位恢复法。 (一)承压含水层
1.配线法 包括降深～时间距离配线法、降深～时间配线法和降深～ 距离配线法三种方法。 降深—时间距离配线法
基本原理 Theis公式为：
Q s W u 4T 2 * u r 4Tt
容易拟合准确，常带有人为误差。 因此拟合时尽可能用中部弯曲的线段。
2.Jacob直线图解法
(1)s—lgt/r2直线图解法 当u足够小时，可用Jacob式计算 可变形为：
0.183Q 2.25Tt s lg 2 * T r
0.183Q 2.25T t 0.183Q 2.25T 0.183Q t s lg( * ) lg lg 2 2 * T r T T r
t 可得： 2.25T 2 1 *

r
将截距（t/r2）代入上面式子，得：
t 2.25T 2 r
*
(3)s—lgt直线图解法
2.3Q 2.3Q 2.25T lg t lg 2 * 前式还可变为：s 4T 4T r
2.3Q 直线的斜率为 i ，可得： 4T
水入渗系数(a)、潜水蒸发系数(C)等。
1.渗透系数
当水力坡度为1时，从单位面积含水层通过的流量。 常用 m/d 表示。渗透系数的大小主要取决于含水层 中相连通的空隙的尺度。
2.释(储)水系数
分为给水度和弹性释水系数。 ①给水度是指潜水含水层被疏干时，所释出的水体 积与该含水层体积之比。 ②弹性释水系数：承压含水层降低单位水头时，从 一单位面积含水层柱体中所释出的水体积与该柱体 的体积之比。
2.30Q Q T ຫໍສະໝຸດ Baidu 0.366 2i i
将该直线延长交于r轴，可读出s=0时的r值，设为
r0 2.30Q lg 0.89 r0，则有： 0 2T B
r0 即： lg 0.89 0 B
r0 0.89 B 1 所以： B 0.89r0 T K e 2 B
t 1 * 2 r u 4T
Q lg s lg W u lg 4T 对上式两边取对数，得： * lg t lg 1 lg u 4T r2
对于同一次定流量抽水右边第二项均为常数,在双对数坐标系 内,s～t/r2曲线和W(u)～1/u标准曲线在形状上是相同的,只是 。 纵坐标平移了 Q 4T ,横坐标平移了 4T
2.3Q 2.25Tt 2.3Q 2.25Tt s lg 2 * lg 2 * 4T r 4T r 孔得剩余降深为： 2.3Q t s lg 式中：t‫=׳‬t-tp 4T t
剩余降深s*与lgt/t‫׳‬呈线性关系，斜率为：
2.3Q i 4T 2.3Q Q T 0.183 4 i i
3.计算参数时应注意的问题
(1)消除水跃值影响
在利用稳定流抽水试验资料确定渗透系数时，需要消除水跃 值的影响，否则计算的K值一般偏小。
(2)选择高质量的试验井
试验井的滤水结构设计不合理，施工质量不高，如填砾不合 规格、洗井不彻底等，势必影响井的出水量或产生过大的水 跃值，使计算出的K值偏小。
(3)避免混合流的影响
b.在另一张模数相同的透明双对数坐标纸上，据观测 孔水位降深，绘制s～r曲线；
c.将实际资料曲线叠置在标准曲线上，在保证对应坐 标平行的条件下，移动坐标纸，直至两曲线重合为止。 d.重合好后，在图上任取一点作为匹配点，读出该点 r r 代入下列各式中求参数。 的坐标s，r， K ,
0
B B
Q T 4 s W u 4T t * 2 1 r u
配线法的优点：
可以充分利用抽水试验获得的全部观测资料，避
免了个别资料的偶然误差，提高计算精度。
配线法的缺点：
(1) 抽水初期实际曲线常与标准曲线不符；
(2) 当抽水后期曲线比较平缓时，同标准曲线不
Q r s K0 ( ) 2KM B
r 因为：r B B
r Q lg s lg k lg 0 2T B 对二式两边取对数，得: lg r lg r lg B B
式中， lg
Q 2T
和
lg B是常数。曲线
有一个观测孔时： 0.366Q(lg r1 lg r0 ) 0.366Q(lg r1 lg r0 ) K M (h1 h0 ) M (s0 s1 ) 注意：尽量用蒂姆公式计算。
2.潜水完整井
0.733 Q(lg R lg r0 ) 0.733 Q(lg R lg r0 ) K 2 2 ( H 0 h0 ) 2H 0 s0 )s0
抽水试验中，应适当控制抽水降深，以免因流速过大而出现 混合流。
观测孔布置示意图
(二)有越流补给时渗透系数K、越流系数Ke的确定
确定方法有配线法和直线图解法。
1.配线法
基本原理 在承压含水层有越流补给的抽水试验中，当越流补给 量等于抽水量时，或当抽水时间持续很长时，地下水 位下降漏斗达到稳定，就可按越流补给状况下的稳定 流计算。其降深s的计算公式为:
二、常用的水文地质参数确定方法
水文地质参数的确定 ,在地下水勘察、开发利用的不同阶段 , 可 以采用不同的方法。
1.采用野外抽水试验来测定水文地质参数
在勘探阶段或地下水开发利用的初期，通常采用野外抽水试验 来测定水文地质参数。但由于抽水试验的数量有限，往往不能 代表大面积含水层的情况。 2.利用地下水的开采资料和动态观测资料确定水文地质参数
*
将二曲线重合，任选一匹配点，记下对应的坐标值，代入 Theis公式可求。
②具体步骤
在双对数坐标纸上绘制W(u)—1/u标准曲线。
在另一张模数相同的透明双对数纸上绘制实测的 s—t/r2曲 线。
将实际曲线置于标准曲线上,在保持对应坐标轴彼此平行的 条件下相对平移,直至两曲线重合为止。
任取一配点（在曲线上或曲线外均可），记下匹 配点的对应坐标： W(u)、1/u、s、t/r2 ，代入下式 求参数：
将sp、tp 和求得的T代入下式：
2.3Q 2.25Tt p sp lg 2 * 4T r
r 可得：a 0.44 10 i tp 2 sp
或 s p i lg
2.25Tt p r 2*
(二)潜水含水层
1.配线法
①据表绘制标准曲线，如下图，曲线分A组和B组， 作法同前。
②据实测资料，在模数相同的双对数透明纸上绘 s～ t曲线。 ③把曲线的后半部分重叠在 B组曲线上，保持对应坐 标平行，使s～t曲线和B组曲线中的某一曲线最大地 重合，记下该曲线的 β 值，任选一匹配点，读出相 应的坐标s、t、sd和ty，代入下式求参数T和μ。 Qsd T t T 2 4 s r [t y ]
如果有观测孔时，可用蒂姆公式计算。 有两个观测孔时：
0.733Q(lg r2 lg r1 ) 0.733Q(lg r2 lg r1 ) K 2 2 (h2 h1 ) (2H 0 s1 s2 )(s1 s2 )
有一个观测孔时：
0.733Q(lg r1 lg r0 ) 0.733Q(lg r1 lg r0 ) K 2 2 (h1 h0 ) (2H 0 s0 s1 )(s0 s1 )
Q r T K0 2S B
r B r B
T Ke 2 B
2.直线图解法
有越流时的近似计算公式为：
Q 1.123B 2.30Q r S ln lg 0.89 2T r 2T B
公式表明s与lgr是线性关系。 将实测的 s 取普通坐标， r 取对数坐标，作图为直 2.30Q 线，其斜率为： i 2T
显然，s与lgt/r2是线性关系。在单对数纸上以t/r2为 横坐标,以s为纵坐标,s—lgt/r2为一直线,如下图。
2.3Q 2 . 3 Q 直线的斜率为i，则： i 得： T 4T 4i
(2)s—lgt/r2直线图解法
2.3Q 2.25T t lg * 2 当S=0，有： 0 4T r
1.承压完整井
0.366Q(lg R lg r0 ) 0.366Q(lg R lg r0 ) K M ( H 0 h0 ) Ms0
如果有观测孔时，可用蒂姆公式计算。 有两个观测孔时：
0.366Q(lg r2 lg r1 ) 0.366Q(lg r2 lg r1 ) K M (h2 h1 ) M ( s1 s2 )
4.采用模拟的方法确定水文地质参数
利用模型采用模拟的方法来确定复杂条件下的水文 地质参数。如利用数学模型采用数值模拟的方法和 电网络模拟法等。
5.经验数值法
§3－2 利用抽水试验资料确定水文地质参数
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K
在地下水已开发利用 , 且有较长期的地下水动态观测资料的情 况下 , 常利用地下水的开采资料和动态观测资料确定水文地质 参数。用这种方法确定的水文地质参数代表性强，往往比较符 合实际。
3.室内试验的方法确定水文地质参数
在特定条件下也可以采用室内试验的方法确定某些 水文地质参数，但一般与实际情况相差较大。
与曲线 lg s ~ lg r
r r lgk0 ~ lg 相似，只是坐标平移了 B B
Q 只要能找到坐标平移的距离，即可 ， lg B lg 2T
求得T和B。
求参步骤
r r K0 a.在双对数纸上，绘制 B B曲线，见下图；