抽水試驗成果圖

❶ 抽水試驗的目的、任務

抽水試驗是以地下水井流理論為基礎，通過在井孔中進行抽水和觀測，來測定含水層水文地質參數、評價含水層富水性和判斷某些水文地質條件的一種野外試驗工作。抽水試驗在各個勘查階段都很重要。其成果質量直接影響著對調查區水文地質條件的認識和水文地質計算成果的精確程度。

抽水試驗的目的、任務是：

（1）直接測定含水層的富水程度和評價井孔的出水能力（Q）；

（2）確定含水層水文地質參數（如K、T、μ_e、μ_d、a等）；

（3）研究井孔的出水量（Q）與水位降深（S）的關系及其與抽水時間（t）的關系，研究降落漏斗的形狀、大小及擴展過程。

（4）研究含水層之間及地下水與地表水之間的水力聯系，以及地下水補給通道和強徑流帶位置等。

（5）確定含水層（或含水體）邊界位置及性質；

（6）通過抽水試驗，為取水工程設計提供所需水文地質數據。例如通過單孔抽水，確定井孔的影響半徑（R）、單井出水量（Q）、單位出水量（q）等，根據開采性抽水試驗或疏干模擬抽水，確定合理的井距（L）、開采降深（S）、合理井徑（r₀）、井間干擾系數（α）等；

（7）通過開采性抽水試驗，直接評價水源地的地下水允許開采量（可開采量）。

❷ 淺層地熱能抽水回灌試驗

抽水試驗是通過抽水設備從井中連續抽水，並記錄水位、水量、水溫的變化來測定含水層的滲透性能和水文地質參數的試驗；回灌試驗是向井中連續注水，並記錄水位、水量的變化來測定含水層滲透性能和水文地質參數的試驗；抽水回灌試驗在抽水與回灌共同作用下，測定水位、水量和水溫在試驗過程中的變化，確定單井出水能力和回灌能力的試驗。根據河南省主要城市所處的水文地質單元與淺層地熱能賦存特徵，以下列舉了5組抽水回灌試驗成果。

一、試驗地段選擇

1.試驗區水文地質條件

（1）安陽市試驗區

1）地下水的埋藏條件與富水性：試驗區位於安陽市區西南部，地貌上屬於安陽河沖洪積扇。安陽河沖洪積扇是中、晚更新世及全新世後期次復合堆積而成的，具有明顯的上細下粗的二元結構。其三面被丘陵崗地環繞，向東敞開，呈向東傾的簸箕狀，封閉條件較好，構成一個完整的水文地質單元。

試驗區地形平坦，表層多為粉土，有利於大氣降水的補給，含水介質由中上更新統砂、卵礫石層組成（圖4-1），試驗區一帶主要是開采淺層（100m以上）地下水，淺層地下水儲存在安陽河沖洪積扇鬆散裂隙水儲水介質中，其底部為下更新統泥礫或黏土組成的隔水層。

試驗區主要的儲水介質是中、上更新統沖洪積卵礫石及半膠結鈣礫石層（圖4-2）。該處卵礫石層頂板埋深26.4m，略向東傾伏，厚約32m，其成分主要為灰岩，次為石英砂岩，粒徑一般為0.2～5cm，大者可達10cm，磨圓度好，分選性差，含砂量約10%～30%，局部夾有黏土透鏡體。單井涌水量每天約5000m³/5m，水位埋深37.5m，含水介質厚度21m。滲透系數大於200m/d。

圖4-1 安陽市試驗區水文地質剖面圖

圖4-2 安陽市三分庄抽、注水井地層結構柱狀圖

2）地下水化學特徵：試驗區地下水化學類型為HCO₃型，礦化度一般小於lg/L，為淡水。

（2）鄭州市高新區試驗區

1）地下水的埋藏條件及富水性：試驗區位於鄭州高新技術開發區東北部慧城小區，含水層為第四系全新統和上更新統沖洪積物，其次為中更新統。150～200m以上地下水可分為淺層及中層地下水，二者具有一定的水力聯系，實際開采也多是混合取水。淺層地下水因埋藏淺，在試驗區一帶，淺層含水層底板埋深約70m，厚約30m。目前，該區已由前些年的農業區轉變為新興的工業區，現城市供水水源為黃河九五灘水源地地下水，加之區內耕地減少，且中深層地下水限制開采，地下水開采強度較低。此外，試驗區東鄰石佛沉沙池，地表水對淺層地下的補給作用較強，地下水水位回升趨勢明顯。

中深層水主要為第四系中、下更新統沖積－湖積層和新近繫上段湖積層。試驗區中深層含水層組頂板埋深90m左右，中深層水是目前城市供水的主要開采層，井深一般在100～300m左右，其含水層岩性為中砂、細砂、粗砂等。200m以淺含水層總厚度約50m。

根據已有鑽孔及抽水資料（圖4-3），淺層與中深層混合水位一般在30m左右。實抽降深20m，單井出水量70m³/h，滲透系數一般為8～10m/d。據鄭州市地下水資源評價結果：高新區地下水可采模數每年為13.42×10⁴m³/km²，目前開采利用率僅46%，有擴大開採的能力。試驗區一帶淺層、中層混合水溫為17℃。

2）地下水化學特徵：試驗區淺層地下水水化學類型為HCO₃-Ca·Mg型，礦化度604.28mg/L，總硬度為428mg/L；中深層為HCO₃-Ca-Na型，礦化度為453.33mg/L，總硬度為273.5428mg/L。

（3）鄭東新區試驗區

1）地下水的埋藏條件及富水性：試驗區處於黃河沖積平原，地表岩性為粉土，水位埋深10.6m。據鑽孔資料（圖4-4），90m以上共有含水層5層，總厚度約44m，岩性以中細砂、粉細砂為主。實測降深9.6m，單井出水量51m³/h，滲透系數為4.04m/d，水溫為15.9℃。

2）地下水化學特徵：試驗區地下水化學類型為HCO₃-Ca·Na型，礦化度為1407mg/L，總硬度為630mg/L。

（4）新鄉市東郭試驗區

1）地下水的埋藏條件與富水性：試驗區位於新鄉市區北部共產主義渠北側，地貌上為古泛流帶。淺部地層岩性為粉質黏土，在40～60m深度內發育有3～4層細砂，總厚度為30～40m，降深5m單井涌水量500～1000m³/d。滲透系數10～15m/d，水位埋深10m左右，水溫16.0℃。

2）地下水化學特徵：地下水化學類型為HCO₃-Ca·Na·Mg型，礦化度為1183.2mg/L，總硬度為572.5mg/L。

（5）新鄉市南魯堡試驗區

1）地下水的埋藏條件與富水性：試驗區位於新鄉市鳳泉區西南魯堡。淺部地層岩性為粉質黏土、細砂，45m深度內共有含水層2層，總厚度22m，含水介質為細砂。水位埋深11m，實測降深2.95m單井涌水量37.19m³/d，滲透系數12.3m/d，水溫16.0℃。

2）地下水化學特徵：地下水化學類型為HCO₃·Cl^--Mg·Ca·Na型，礦化度為999.66mg/L，總硬度為547.5mg/L。

圖4-3 鄭州市高新技術開發區油、注水井地層結構

2.試驗場地布設

5組抽回灌試驗場地分別位於沖洪積扇、山前沖洪積斜平原、沖積平原，代表了沖洪積卵礫石、沖湖積、沖積粗砂、中砂、細砂含水層的抽水、回灌能力（表4-1）。抽水、回灌方式有一抽一回、一抽二回（圖4-5），如新鄉市東郭試驗採用一抽一回方式，試驗過程中，超出回灌井回灌能力的水量再回灌於抽水井。

圖4-4 鄭州新區抽、注水井及地層結構

表4-1 試驗井基本情況表

圖4-5 新鄉東郭注水試驗場地布置

河南省城市淺層地熱能

二、試驗方法與質量

1.試驗方法

抽水試驗分別採用單孔穩定流和孔組非穩定流方法。回灌試驗採用自流回灌方式，回灌時保持回灌孔水位穩定，計量注水。

（1）觀測內容與精度

試驗過程中觀測抽水孔和觀測孔水位，抽水孔的出水量、水溫、氣溫，注水孔的回灌量與水位等。

主要觀測工具為雙股平行線和水位計，觀測精度：抽水孔水位讀數到厘米，觀測孔水位讀數到毫米；抽水量和回水量採用水表測量，讀數到0.1m³；水溫、氣溫讀數到0.5℃。

（2）觀測方法

1）單孔穩定流抽水試驗：單孔穩定流抽水試驗進行一次最大降深的穩定流抽水。抽水試驗時，動水位和出水量觀測時間為抽水開始後的第5、10、15、20、25、30min各測一次，以後每隔30min觀測一次；水溫、氣溫每隔2h同步觀測一次。抽水穩定延續時間不少於8h。停抽後進行水位回復觀測，觀測頻率和抽水開始時的相一致，觀測至水位趨於穩定或抽水前的靜止水位。

2）孔組非穩定流抽水試驗：抽水過程中，抽水孔的出水量保持穩定。水位觀測頻率為抽水開始後第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min各觀測一次，以後每隔30min觀測一次，水量、水溫、氣溫每隔2h觀測一次。抽水結束後，對抽水孔和觀測孔進行恢復水位的觀測，觀測頻率和抽水開始時的相一致，觀測至水位趨於穩定或抽水前的靜止水位。

3）回灌試驗：採用自然重力回灌法。回灌時及時調整回灌量，考慮到實際回灌時的水位升幅，一般保持回灌孔內水位埋深穩定在2～4m。觀測方法及頻率同穩定流抽水試驗。

（3）水樣採取

抽水試驗結束前採取水質全分析樣，並填寫水樣采樣記錄卡，水樣送實驗室測試。

分析項目包括含砂量、色、嗅和味、渾濁度、肉眼可見物、pH值、氯離子、硫酸根、碳酸氫根、碳酸根、氫氧根、鉀離子、鈉離子、鈣離子、鎂離子、總硬度、溶解性總固體、銨根、全鐵、磷、硝酸根、亞硝酸根、氟化物、高錳酸鹽指數共24項。

2.試驗質量

1）抽水、回灌試驗參照的技術標准主要有：《供水水文地質勘察規范》（GB50027-2001）、《淺層地熱能勘查評價技術規范》、《水樣的採取、保存和送檢規程》、《地源熱泵系統工程技術規范》（GB50366-2005）等。

2）為確保試驗質量，抽水開始前，對參與觀測的人員進行觀測技術培訓，統一觀測記錄格式與要求；

3）抽水前所有設備准備就緒，排水工程完備，觀測工具、人員到位。

4）測線採用伸縮性小的高質量雙股平行線，減小觀測誤差。

5）同一觀測井觀測人員與測具固定，觀測數據填寫及時准確，清晰、內容齊全。

6）觀測資料及時整理，發現問題及時解決，保證資料的完整性。

三、試驗成果

1.參數計算方法與結果

根據單孔穩定流抽水試驗資料，按下式計算含水層滲透系數K

河南省城市淺層地熱能

根據注水孔試驗資料，按下式近似計算滲透系數K

河南省城市淺層地熱能

按下式計算單位抽水量q 抽或單位回灌量q回：

q_抽＝Q_抽/S；q_回＝Q_回/S

式中：K為滲透系數，單位為m/d；Q為穩定的出水量或注水量，單位為m³/d；H為潛水含水層厚度，單位為m；S為水位降深或升幅，單位為m；R為影響半徑，取經驗值，單位為m；r為過濾器半徑，單位為m；L為試驗段或過濾器長度，單位為m。

計算結果見表4-2。收集的部分回灌試驗成果如表4-3。

表4-2 抽水、回灌試驗成果一覽表

表4-3 收集的回灌試驗成果表

2.回灌量大小的影響因素分析

回灌量的大小受成井結構與質量、水文地質條件等多種因素影響。

含水層岩性是決定回灌量的基本因素。由表4-2可知，不同含水層的抽、注水試驗求得的滲透系數比值分別為：以粗砂、礫石為主的含水層為1.96～2.81，以中砂、中細砂為主的含水層為3.28～8.50。表明含水層顆粒越粗，抽、回灌水能力越接近，即含水層顆粒越粗越容易回灌。

水位埋深對總回灌量的大小影響明顯，回灌量與水位埋深成正比。以鄭州高新區和鄭東新區兩組回灌試驗對比，二者含水層岩性相似，均以中細砂為主，含水層滲透能力近似，高新區靜水位埋深為34m，鄭東新區僅為10.6m，響應的高新區回灌量為42m³/h，鄭東新區只有12.56m³/h。

濾水管結構對回灌量有直接影響。含水層岩性近似地段，使用鋼質橋式濾水管成井的回灌量明顯大於使用水泥濾水管井（表4-3）。

綜合發現：卵礫石含水層地區，單位回灌量為單位抽水量的70%以上；粗砂、中砂含水層地區，單位回灌量約為單位出水量的70%～40%；中細砂含水層地區，單位回灌量約為單位出水量的50%～30%；細砂、粉砂含水層地區，單位回灌量小於單位出水量的30%。

3.抽水、回灌井數比例的確定

單位抽水量和單位回灌量之比可作為確定回灌井數的主要依據。根據上述試驗成果，考慮到長期回灌時回灌井可能的堵塞情況，在地下水靜水位埋深大於10m的條件下，地溫空調井抽、灌井數比例確定如表4-4。

4.地溫空調井運行對地下水環境的影響

（1）對地下水溫度的影響

研究區地溫空調井抽水井中水溫一般約16～20℃，回水管道中水溫供暖期一般在10～15℃，比抽水井中地下水溫度低2～7℃，製冷期一般在18～25℃，比抽水井中地下水溫度高1～8℃。根據對地溫空調井地下水溫度監測（圖4-6、圖4-7），地溫空調運行時對地下水溫度階段性影響較明顯。

表4-4 地溫空調井抽水、回灌井數比例確定

圖4-6 鄭州市兒童醫院地下水埋深與抽水井水溫動態曲線

圖4-7 鄭州嵩陽中學地下水埋深與回灌井水溫動態曲線

製冷期，回灌水溫度一般在19～30℃之間，最高可達35℃；供暖期，回灌水溫度一般在8～15℃ 左右。受回灌水溫度的影響，製冷期使地下水溫度略有升高，供暖期略有下降，但在一個完整的製冷與供暖周期內，地溫空調井回灌對地下水溫度總的持續性影響不明顯。多年溫度動態曲線（圖4-8至圖4-13）也表明研究區地溫空調運行未造成地下水或 土體溫度持續性的升高或降低。沒有觀測到明顯的熱污染現象。

圖4-8 安陽市文峰時代廣場回灌井水溫動態曲線

圖4-9 安陽市五中回灌井水溫動態曲線

圖4-10 中國農業科學院棉花研究所回灌井水溫動態曲線

圖4-11 安陽市廣電局回灌井水溫動態曲線

（2）對地下水水質的影響

根據對鄭州市兒童醫院地溫空調井製冷期運行前（5月5日）、運行期間（8月21日）及運行後（10月29日）的水質采樣、分析（表4-5）和安陽市部分地溫空調系統在運行期間抽水井與回灌井的水質采樣、分析（表4-6）。通過對比發現，淺層地熱能在開發利用過程中，對地下水水質影響不大；元素鋅在回灌井中有明顯升高現象，分析其主要原因是鋅易氧化成鋅離子進入水中，所以，建議不使用鍍鋅鋼管。

圖4-12 安陽市公安局回灌井水溫動態曲線

圖4-13 安陽市喜相逢大酒店回灌井水溫動態曲線

5.抽水、回灌井間距的確定

抽、回灌井的合理間距以不發生熱短路為原則。回灌水到達抽水井的時間（熱短路時間）可用下式表示：

河南省城市淺層地熱能

式中，n為含水層的有效孔隙度；π為圓周率；d為抽水井和注水井距離；B為含水層厚度；Q為穩定的注水量。

根據上式可確定發生熱短路的抽水、回灌井間距臨界值為：

河南省城市淺層地熱能

當抽水井、回灌井距離小於合理間距（d）時將發生熱短路現象。以兒童醫院為例：

兒童醫院的地溫空調工程設計抽水井、灌井數為6眼，其中抽水井深98m回灌井深70m。抽水、回灌井運行模式為兩抽、四灌，3^＃和6^＃為抽水井，其餘4眼為回灌井。運行時單井抽水量100m³/h單井回灌量50m³/h。抽、灌井及觀測井的位置分布見圖4-14。

圖4-14 抽、灌井分布圖

表4-5 鄭州市兒童醫院地溫空調井不同時段下水水質對比表

按製冷期熱泵運行時間120d，含水層厚度15.9m，孔隙度0.30，則d為85m，即在回灌量為50m³/h時（相當於塬前沖積平原區），抽、灌井間距大於85m時不會發生熱短路。如單井回灌量達到85m³/h時（相當於黃河沖積平原），則抽、灌井間距大於111m不會發生熱短路。

實際上，3號抽水井和2號回灌井間距為36m。6號抽水井和5號回灌井間距也僅為55m。圖4-7是系統運行時6^＃抽水井水溫曲線，從溫度變化來看，顯然發生了熱短路現象，其製冷期最高溫度23～24℃，較背景值（20℃）高出3～4℃。供暖期最低溫度17～16℃，較背景值低約3～4℃。

一般熱泵機組正常工作時，要求水的溫度介於2～35℃之間，以保證系統可以正常運行。因此，雖然回灌水引起了熱短路，但溫度變化還在熱泵允許的范圍內，能夠保證系統的運行效率，滿足建築物冷熱負荷的要求。另一方面，城市區多數建築場地不能滿足理論計算的抽、灌井間距要求。大量的觀測資料也說明熱短路現象是普遍存在的。但因回灌水溫度適中，可以保證水源熱泵空調系統的運行效率。而抽、灌水的溫度變化供暖期和製冷期呈現周期性的波動，也反映出水源熱泵空調系統在長期的運行過程中，其水動力場影響范圍內某點的地下水溫度波動的規律性，即在水源熱泵空調系統長期運行過程中，地下水溫度在冷、熱交替中的影響范圍內不會發明顯持續性升高或降低。

表4-6 抽水井與回灌井水質對比表

因此，地溫空調井間距的確定不能僅以熱短路作為依據，而應考慮其回灌水影響范圍內水溫的變化能否滿足熱泵系統運行要求、對地質環境的影響和運行的經濟性。但在條件允許的情況下應盡量滿足井間距要求，以減少熱短路影響，保證系統運行效率。在實際工程中回灌量和含水層厚度差別較大，結合此次對已有地溫空調系統運行效果的調查情況及抽、灌試驗成果，建議細顆粒地層中抽、灌井間距不宜小於40m，卵礫石含水層中間距不宜小於80m。實際工程應用中可根據具體情況調整。

❸ 鑽孔抽水試驗成果表

地質鑽孔資料庫中鑽孔抽水試驗成果表見表5.8。

❹ 財政評審階段機井抽水試驗有沒有成果文件

財政評審階段積極井抽水試驗有沒有成果文件？這個應該是有，他們既然抽水了，就有時間的，結果才能出去，才能把自己的產品賣出去

❺ 以往工作成果搜集與整理

2.1.2.1 目的

統計以往工作區水文地質勘探與調查、環境地質調查、物探、化探等工作成果與完成的工作量，為科學布置本次補充調查與勘探工作服務。

2.1.2.2 基本要求

(1) 1955 年以來的調查區相關資料的統計。

(2) 要細化統計內容，明確以往工作區完成的各類工作量。

(3) 要在成果內容內描述報告份數、頁數及附圖張數和比例尺等。

(4) 統計工作要力求全面、准確，並應包括地質部門以外的其他部門所做的工作。

2.1.2.3 內容

(1) 項目名稱: 原項目的名稱。

(2) 項目編號、項目來源及工作性質: 按任務書有關內容填寫。

(3) 工作范圍: 包括工作區的地理坐標和工作區內的各級行政區，行政區應具體到縣一級。

(4) 項目類別: 水文地質勘察、工程地質勘察，其他。

(5) 項目下達單位、承擔單位及起止時間: 按實際填寫。

(6) 地質測繪: 包括野外水文地質測繪和工程地質測繪的面積、工作比例尺及實測剖面條數和實測剖面位置。

(7)遙感解譯:包括遙感解譯面積、比例尺，成果解譯圖及說明書等。

(8)物探:各類地球物理勘探方法(包括電測深法、電剖面法、電測井法、磁法、重力法、淺層地震、甚低頻或聲頻大地電場、放射性法等)，完成的勘探剖面條數及各類物探解譯推斷成果圖件。

(9)化探:化探樣品數量及分析項目數，化探成果圖件。

(10)鑽探:各類地質、水文地質鑽孔(地質勘探孔、水文地質孔、探采結合孔、地質鑽孔、工程地質鑽孔等)數量、總進尺及樣品數目。

(11)抽水試驗:各類抽水試驗類型(單孔抽水試驗、多孔抽水試驗、干擾井群抽水試驗、大型群孔抽水試驗、穩定流抽水試驗、非穩定流抽水試驗、分層抽水試驗、混合抽水試驗、分段抽水試驗等)、數量。

(12)動態觀測:地下水水位觀測水點、水質觀測水點及開采量觀測水點個數。

(13)水質分析:水質簡分析、水質全分析的樣品數量以及微生物、污染物分析樣品數量。

(14)同位素:同位素分析樣品數量及主要分析項目。

(15)其他工作:壓水試驗、鑽孔注水試驗、試坑滲水試驗、連通試驗、示蹤試驗等。

(16)成果主要包括:各種綜合性調查報告、研究成果、圖件以及其內容簡述。

(17)成果提交使用情況(包括其社會經濟效益)。

填寫附表68。

❻ 抽水試驗求水文地質參數

2.4.6.1 抽水試驗方法選擇

抽水試驗是地下水試驗與求參數的常用方法。在以往的水文地質區域調查中，普遍使用的是穩定流抽水。穩定流抽水施工所需時間較短，操作簡單。然而隨著地下水資源研究程度的提高，穩定流已不能滿足地下水資源研究的需求。這主要是因為穩定流抽水試驗只能求取含水層水平滲透系數和導水系數。穩定流試驗在抽水孔中進行，由於施工不當，或因抽水井水位波動大，甚至水花的飛濺等都會影響數據的准確性。而且穩定流計算結果是不能用來預測地下水資源動態變化的，而非穩定流抽水必須用一個孔組，數據在觀測孔中測試。根據含水層特點，抽水試驗資料選擇不同的模型整理，不但可以求K、T，而且可以求給水度μ、垂向滲透系數K_z、弱透水層越流系數K'/m'、承壓含水層彈性釋放系數s、壓力傳導系數a等。因此獲取的信息量比穩定流試驗要多的多。

因此要求:

(1)偏遠地區，施工比較困難，地下水開采程度低，地下水評價精度要求低的地區，可選擇穩定流抽水求參。

(2)對於地下水資源評價精度要求比較高的地區，原則上都要選擇非穩定抽水試驗來求參。

2.4.6.2 穩定流抽水求參

2.4.6.2.1 抽水設計要符合裘布依公式

穩定流抽水試驗主要是求滲透系數K，其准確程度取決於鑽孔施工質量、選用計算公式、抽水引起的地下水運動規律、邊界條件與裘布依公式的基本假設條件是否相符等。

裘布依(A.Dupuit)公式的基本假定為:

(1)含水層均質、水平;

(2)承壓水頂底板是隔水的;潛水井邊水力坡度小於1/4，底板隔水，抽水前地下水是靜止的，即天然水力坡度等於零;

(3)半徑R的圓柱面上保持常水頭，抽水井內水頭上下一致。

抽水過程中可能出現的問題是:大降深抽水出水量足夠大時，井壁和周圍含水層容易產生三維流，井周產生紊流，井壁附近潛水水力坡度增大，I＞1/4使裘布依假定失效等等。濾水管長度小於含水層厚度，井壁邊界無法保持相等水頭。在抽水後，形成下降漏斗，大部分含水層不存在圓柱形常水頭邊界，距主孔很近的范圍內(r≤0.178R)水位屬對數關系。當觀測孔距主孔距離r＞0.178R後，水位就變成貝塞爾函數關系，貝塞爾函數的斜率比對數函數小，因此觀測孔越遠，計算出的K值越大。當含水層具有越流滲透補給時，通過不同半徑圓柱面的流量不等，離主井越近，流量越大，動水位與半徑的貝塞爾函數成正比，所以有越流補給時，只有r≤0.178R時，裘布依才是適用的。在天然徑流條件下，等水位線不是一個同心圓，一般是下游半徑較長的橢圓形。觀測孔取得的降深是角度θ的函數，即上游偏小，下游偏大，只有在垂直地下水水流方向上的降深值無變化，因此觀測孔的布置方向也是影響K值的因素之一。

在實際工作中，建議使用的抽水設計方法是:

(1)採用較小降深抽水;

(2)觀測孔距主井適宜的范圍是:1.6M≤r≤0.178R(其中:R為引用半徑，M為含水層厚度);

(3)每個抽水試驗一般要做3個降深，抽水試驗最好安排在地下水非開采期，並將抽出的水引出試驗區外，以免干擾水位下降。

2.4.6.2.2 穩定流常用計算公式

(1)承壓含水層完整井單孔:

地下水資源調查評價技術方法匯編

(2)承壓含水層完整井單孔二次以上降深:

地下水資源調查評價技術方法匯編

其中:二次降深，

三次降深， (Q_i為三次降深的三個流量，S_wi為三次降深的抽水井水位降深)。

式中:Q———抽水井出水量(m³/d);

K———滲透系數(指水平滲透系數)(m/d);

R———影響半徑(m);

r_w———抽水井半徑(m);

S_w———抽水井水位降深(m);

S₁、S₂———觀測孔水位降深(m);

M———含水層厚度(m);

h———動水位至含水層底板深度(m)。

(3)承壓含水層完整井有一個觀測孔:

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(4)承壓含水層完整井有二個觀測孔:

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式中:h₁、h₂———含水層底板至觀測孔水位降深高度;

r₁、r₂———抽水孔至觀測孔距離，其他同上。

(5)承壓含水層完整井岸邊抽水(單孔，b＜0.5R):

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(6)承壓含水層完整井岸邊抽水(有一個觀測孔，位於近河一邊):

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式中:b———抽水孔距河岸距離，其他同上。

(7)承壓含水層非完整井(單孔，井壁進水):

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式中:l———觀測孔底至含水層頂板距離。

(8)承壓含水層非完整井(一個觀測孔):

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式中:l———觀測孔底至含水層頂板距離，等於過濾管有效進水長度。

(9)承壓含水層非完整井(單井、井壁井底進水):

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(10)潛水-承壓水完整井(單井):

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(11)潛水完整井(單孔):

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式中:H———含水層厚度。

(12)潛水完整井(一個觀測孔):

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(13)潛水非完整井(單井):

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含水層厚度很大時，應計算有效帶厚度代替含水層厚度。

2.4.6.3 非穩定流抽水求參

2.4.6.3.1 非穩定抽水試驗的設計

地下水非穩定流理論對含水層抽水過程的認識與穩定流理論的不同之處主要在於，非穩定流理論將含水層看作彈性體，在無限邊界含水層中抽水時，整個流場的各運動要素是隨時間而變化的，即流向鑽孔的地下水是非穩定的流動。經過一定時間後地下水流才趨於穩定流動。非穩定流理論的基本公式———泰斯(C.V.Theis)公式的基本假設條件是:

(1)含水層均質、等厚、水平埋藏。

(2)沒有垂向和水平補給。

(3)地下水初期水力坡度為零。

(4)地下水是平面流。

(5)含水層在平面上是無限邊界。

泰斯公式與裘布依公式比較，其優點在於反映了地下水運移普遍存在的非穩定過程，公式中考慮了時間因素，因此在一定條件下可以預測含水層中任一點的水位降深及降落漏斗展布的范圍。有利於求取除K、T以外的其他參數，如彈性釋水系數s_a(潛水為給水度μ)、壓力傳導系數a等。根據泰斯公式發展的其他模型和計算公式，還可計算弱透水層越流系數K'/M'、垂向滲透系數K_z等。

抽水試驗設計須考慮的主要方面有:

(1)抽水前要進行試抽，了解抽水孔的出水量、水位降深和觀測孔水位降深情況，選擇一個較小的適當流量，以免抽水時掉泵和形成大降深。在1.6M≤r≤0.178R處設置觀測孔，以避免三維流、紊流和遠處計算K值偏大等問題的干擾。

(2)觀測孔設置在垂直於地下水流動的方向上。

(3)抽水試驗選擇時間段內周邊地區無地下水開采，抽水井抽出水量引出區外，避免引起對水位降深的干擾。

(4)抽水流量必須保持基本穩定，最大流量與最小流量之比不應大於1.05。

(5)抽水時間的長短，要根據抽水過程中所繪制的水位降深(S)與時間(t)的雙對數曲線所顯示的抽水階段來決定。當曲線平穩的第二階段末期出現曲線上翹，顯示達到第三階段後，再略延長一段時間抽水試驗就可結束。所需抽水時間的長短與含水層岩性有關。

2.4.6.3.2 承壓完整井非穩定流抽水求參

非穩定承壓完整井計算公式:以固定流量Q抽水時，距抽水井距離r處任一時間t的水位降深，可簡化為:

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(1)試演算法。

壓力傳導系數a，導水系數T，滲透系數K，彈性釋水系數s，t₁、t₂時刻測得抽水孔水位降S₂，觀測孔水位降S₁

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用此公式通過試演算法求a。

設 為縱坐標，a為橫坐標。用已知觀測時間t₁、t₂和任意給定的a₁、a₂、…、a_n代入上式，求相應的β₁、β₂、…、β_n值，繪制β=f(a)關系曲線。根據抽水孔、觀測孔實測所獲得的S₁、S₂，得實測

β=f(a)關系曲線上得到實際a值。將所計算的a值代入上述S₁或S₂計算公式中求得導水系數T，滲透系數 彈性釋水系數

為避免作圖的不方便，注意時間t，採取抽水2h後觀測，且t₁、t₂間隔不小於4～5h(圖2.4.3)。

(2)降深-時間雙對數量板法:

非穩定流計算公式:

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圖2.4.3 試演算法關系曲線

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(2.4.35)式至(2.4.38)式式中:

——井函數自變數;

S(r，t)———距抽水孔r處，任一時間(t)的水位降深;

T=K·M———導水系數;

——壓力傳導系數;

r———觀測孔距抽水孔距離;

s_a———彈性釋水系數;

K———滲透系數;

W(u)———井函數，可查表。

配線的做法是:

(1)將觀測孔不同時間測得的水位降深值，點繪在透明的雙對數紙上。然後將對數紙重疊在理論標准曲線(即量板)上。使實測點完全重合在理論標准曲線上(注意:對數紙與量板要採用同一模數，且縱、橫坐標必須平行)。

(2)讀出相應的W(u)、S和1/u，t值代入S(r，t) 式中求得T、a。隨之又可求出K、S。此方法主要用於一個觀測孔。

(3)降深-距離雙對數量板法。

與降深-時間曲線法一樣，點繪同一時間各觀測孔S-r²關系曲線，重疊在W(u)-u理論曲線上(注意縱橫坐標平行)，求a、T以及K、S。

本方法主要用於有數個觀測孔的條件下。

(4)直線解析法(圖2.4.4)。

設在t₁時間測定降深S₁，t₂時間測定降深S₂，有S₂-S₁=ΔS

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圖2.4.4 S-lgt曲線

當ΔS=0時，t₁=t₀有:

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同樣 求出滲透系數和彈性釋水系數。

採用直線解析法常因人為誤差導致直線斜率和截距的不準確，而影響計算結果。實際工作中可用最小二乘法推求直線方程斜率和截距後，再用上述方法求參。

(5)水位恢復法。

此方法優點是排除了抽水過程中的一些干擾因素，是常被採用的方法。計算公式是:

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得T、a後，同樣也可求出K、S。

2.4.6.3.3 承壓非完整井非穩定流抽水求參

非完整井抽水時，水流越接近井孔，流線越彎曲集中，其運動狀態不符合泰斯公式平面流的假設條件。但當觀測孔布置在距抽水孔r≥1.6M時，地下水流線趨於平行，因此在r≥1.6M距離處的觀測孔內取得的不同抽水時間t和相應水位降S值，同樣可以利用泰斯公式計算T、a值。

根據抽水資料繪制S=f(lgt)曲線(圖2.4.5)，在曲線上任意兩點P₁、P₂，解得該曲線P₁、P₂兩點斜率(m₁、m₂):

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圖2.4.5 S-lgt曲線

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式中:m₁、m₂———S=f(lgt)曲線上相應lgt₁，lgt₂點的斜率;

t₁、t₂———測得觀測孔水位降深S₁、S₂時的時間。

2.4.6.3.4 潛水完整井非穩定流求參

潛水抽水時，由於孔隙水具有延遲重力排水作用，所以瞬時釋放水量的假定是不適宜的。在抽水開始很短的早期，降深很小時，可以認為存在彈性釋放水量。隨著抽水時間的延長，含水層出現延遲釋放水量的情況，我國大部分孔隙含水層中已被證實大都屬於這種類型，因此不考慮延遲釋水的計算方法常常使計算結果不合理。

這里推薦較符合大部分平原(盆地)的沖洪積、沖湖積沉積的孔隙含水層條件，在實踐中反映比較有效的、考慮延遲給水的布爾頓、紐曼和二元結構模型，以供參考。

(1)潛水布爾頓(S.N.Boulton)公式。

含水層均質、等厚，底板水平埋藏，考慮含水層滯後重力釋水。

布爾頓模型的計算公式為: 為潛水完整井布爾頓井函數。

抽水前期

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抽水後期

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(2)紐曼(S.P.Neuman)公式。

含水層不厚，各向異性，潛水面無垂向補給，水位降遠遠小於含水層厚度，考慮了抽水時含水體內垂直方向水力梯度變化。計算公式為:

(t_s.y，β);S_d(t_s.y，β)為潛水完整井紐曼模型井函數。

前期

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後期

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因此，紐曼模型還可以計算垂向滲透系數K_z。

式中:K_r———水平滲透系數;

K_z———垂向滲透系數;

s_s———比彈性釋水系數，S_s=S_a/M，M為含水層厚度;

s_a———抽水前期彈性釋水系數;

s_y———抽水後期水位變動帶延遲釋水率(相當於μ);

r———觀測孔與抽水孔距離;

S———觀測孔水位降深;

Q———抽水孔抽水量。

(3)二元結構計算公式。

潛水-微承壓水含水層分為上下兩個部分，上部為弱透水層潛水，有自由水面，垂向滲透系數K_z，水位變動帶釋水率s_y，弱透水層厚度M'，水位降深S'下部為微承壓含水層，其厚度M，彈性釋水系數s_a，導水系數T，水頭略高於弱透水層自由水面。抽水時，下部弱承壓含水層有匯點徑向流，水頭迅速下降，與自由水面逐漸合成一體。上部弱透水層向下釋水補給下部微承壓含水層。我國平原中許多地區存在這種上細下粗的二元含水層結構和水動力特徵。

下部微承壓含水層水位降深的計算公式為:

前期

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後期

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式中:前期

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後期

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用S-lgt雙對數量板法，採用S·N·布爾頓、S·P·紐曼和二元結構計算公式求參，都可以得到較滿意的結果。這里以布爾頓公式為例，簡述其方法和注意事項。

主要步驟(圖2.4.6):

(1)將抽水資料用雙對數紙點繪lgS=f(lgt)曲線，並繪在標准曲線A上。注意縱橫坐標保持平行，盡可能將初期曲線與標准曲線A重合。

(2)記下重合曲線上 值，任選一點並在標准曲線上讀出S、1/u_a、 及t坐標值，求出T、s_a。

(3)將資料曲線沿水平方向移動，盡可能使資料後期曲線與標准曲線Y重合(注意曲線前段r/D值與後段r/D值一致)，同樣讀出 、t值，求出T、s_y。

圖2.4.6 非穩定流潛水標准曲線圖

以上步驟同樣可以應用到紐曼公式和二元結構公式中，只要採用相應的井函數。前期與後期水位降公式以及各自標准曲線特徵值 即可。同樣要注意前期曲線與後期曲線配線時要在同一特徵值的標准曲線上。只要認真按上述步驟操作，一般雙對數量板法計算結果較為滿意。

2.4.6.3.5越流含水層求參

(1)承壓含水層受上部弱透水層補給，弱透水層儲水系數忽略不計。有一個抽水孔，一個觀測孔(必須打入越補含水層中)任一點水位降的解為:

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(2)考慮弱透水層釋水，越流供給層為弱透水層，可位於越流層之上或之下。任一點水位降的解:

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式中: 為井函數自變數;

m'———弱透水層厚度;

K———越流含水層滲透系數;

K'———弱透水層滲透系數;

S———任一點水位降深;

M———越補層厚度;

T———導水系數;

a———導壓系數;

s———越補層釋水系數;

s'———弱透水層釋水系數;

r_m———抽水孔的半徑;

r———計算點與抽水孔軸心的距離;

k'/m'———越流系數。

❼ 抽水試驗的類型

抽水試驗的類型較多，分類也不盡統一。一般根據抽水試驗所依據的井流公式原理、抽水試驗的目的任務和方法要求等分類（表5-1）。各種單一抽水試驗類型，又可組合成多種綜合性的抽水試驗類型。如表5-1中的Ⅰ類和Ⅱ類抽水試驗，可組合成穩定流單孔抽水試驗和穩定流干擾抽水試驗，非穩定流單孔抽水試驗和非穩定流干擾抽水試驗等。

）等更多水文地質參數時，則須進行非穩定流抽水試驗。抽水試驗時，應盡量利用已有井孔作為水位觀測孔。在專門性水文地質調查的勘探階段，當希望獲得開采孔群（組）設計所需水文地質參數（如影響半徑R，井間干擾系數α）和水源地允許開采量（或礦區排水量）時，則須選用群孔干擾抽水。當設計開采量（或排水量）小於地下水補給量時，可選用穩定流的抽水試驗方法，反之，則選用非穩定流的抽水試驗方法。

❽ 抽水試驗的資料整理

在抽水試驗進行過程中，需要及時對抽水試驗的基本觀測數據——抽水流量（Q）、水位降深（S）及抽水延續時間（t）進行現場檢查與整理，並繪制出各種規定的關系曲線。現場資料整理的主要目的是：（1）及時掌握抽水試驗是否按要求正常地進行，水位和流量的觀測成果是否有異常或錯誤，並分析異常或錯誤現象出現的原因。需要及時糾正錯誤，採取補救措施，包括及時返工及延續抽水時間等，以保證抽水試驗順利進行。（2）通過所繪制的各種水位、流量與時間關系曲線及其與典型關系曲線的對比，判斷實際抽水曲線是否達到水文地質參數計算的要求，並決定抽水試驗是否需要縮短、延長或終止，並為水文地質參數計算提供基本的可靠的原始資料。