單井抽水試驗(yàn)計(jì)算承壓含水層水文地質(zhì)參數(shù)方法探討

侯偉利 河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì)

單井抽水試驗(yàn)計(jì)算承壓含水層水文地質(zhì)參數(shù)方法探討

侯偉利 河北省地礦局第三地質(zhì)大隊(duì)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)對(duì)地下水的研究逐漸重視起來(lái)，在科學(xué)研究中占據(jù)著重要的地位。本文主要結(jié)合單井抽水試驗(yàn)對(duì)水層地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行探究，采用計(jì)算公式來(lái)計(jì)算承受水壓的變化，對(duì)相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)思考，希望能夠給以后類似工程中水層水文參數(shù)的調(diào)整提供一些參考。

水文地質(zhì)參數(shù) 單井抽水試驗(yàn) 迭代法

引言

水文地質(zhì)參數(shù)對(duì)于地質(zhì)工程的建設(shè)來(lái)講非常重要，能夠直接影響到抽水試驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果。采用穩(wěn)定抽水的方式能夠有效測(cè)得水層水文地質(zhì)參數(shù)，但是由于帶孔觀測(cè)的抽水試驗(yàn)較為復(fù)雜，很難在成本較低的情況下完成試驗(yàn)，因此不能夠使用單井穩(wěn)定抽水試驗(yàn)的方式來(lái)明確水層水文地質(zhì)參數(shù)。以下主要從農(nóng)田灌溉工作中遇到的水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試進(jìn)行分析。

一、工程概況

（一）試驗(yàn)場(chǎng)地地質(zhì)條件

農(nóng)田灌溉工程在我國(guó)分布較為廣泛，以下主要結(jié)合其地下水的單井抽水工作對(duì)大部分的地質(zhì)情況進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。這些單井的區(qū)域涵蓋上覆層，這部分是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)力搬運(yùn)而產(chǎn)生的土堆，覆蓋范圍較廣。土層地質(zhì)環(huán)境之間具有較為明顯的顏色差異且風(fēng)化較為嚴(yán)重，淺層地表結(jié)構(gòu)具有特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此淺層地表水的存儲(chǔ)單元厚度之間有著明顯的差異。而淺層結(jié)構(gòu)中的夾層可以通過(guò)地表水和地下水的位置進(jìn)行隔離，通過(guò)改變含水位置來(lái)控制地下水的變化。

（二）井結(jié)構(gòu)與施工

此灌溉工程需要在水井所處地質(zhì)環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，由于部分水井在井結(jié)構(gòu)中需要按照具體的分布來(lái)進(jìn)行施工，所以必須按照布局的要求進(jìn)行處理。為實(shí)現(xiàn)井口的保護(hù)，可以對(duì)水泥所處的位置進(jìn)行擴(kuò)張，采用水泥與水混合的方式改變孔道結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用過(guò)濾水管來(lái)實(shí)現(xiàn)顆粒的投放。在井口結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的施工位置之間，必須結(jié)合相應(yīng)的施工設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元進(jìn)行控制，井結(jié)構(gòu)必須按照相應(yīng)的布局來(lái)改變?cè)械匿佋O(shè)方式。如果沒(méi)有形成整體結(jié)構(gòu)的擴(kuò)張，那么很有可能會(huì)對(duì)水泥孔道內(nèi)的位置來(lái)獲取存儲(chǔ)單元內(nèi)的夾層結(jié)構(gòu)，地下水位的變化就可以經(jīng)過(guò)變化調(diào)節(jié)來(lái)測(cè)量。

（三）抽水試驗(yàn)

在完成上述操作后，可以對(duì)抽水機(jī)采取壓空的操作，按照水泵的下沉范圍進(jìn)行控制。以下主要選取三個(gè)單井進(jìn)行多次抽水試驗(yàn)的水位恢復(fù)分析，在進(jìn)行試驗(yàn)之前必須保留足夠的時(shí)間來(lái)進(jìn)行水位恢復(fù)，采用儀表盤連續(xù)測(cè)量的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)該操作。

二、水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算

（一）試驗(yàn)結(jié)果分析

在限定范圍內(nèi)的水井抽水量和水位變化下，可以按照實(shí)際需要來(lái)確認(rèn)地下水位壓力的變動(dòng)關(guān)系。其中部分水井在固定位置內(nèi)的單一抽水試驗(yàn)結(jié)果容易出現(xiàn)水位的變化，但是在經(jīng)過(guò)多次的抽水試驗(yàn)后，水位變動(dòng)就會(huì)趨于穩(wěn)定，抽水不會(huì)發(fā)生任何變化。由于水文地質(zhì)參數(shù)必須按照整體的滲透孔道進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于部分單元結(jié)構(gòu)內(nèi)的壓力大小變化要采用抽水試驗(yàn)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)滲透壓的調(diào)節(jié)。如果水層之間沒(méi)有對(duì)應(yīng)的孔道結(jié)構(gòu)，那么對(duì)于孔道位置之間的承受水層的變化，可以通過(guò)獲取水位變化的方式來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。單井抽水試驗(yàn)可以按照施工壓力的大小進(jìn)行控制，從整體上降低施工難度并且給企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升帶來(lái)一定幫助。由于水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試存在差異，那么在進(jìn)行滲透孔道的調(diào)節(jié)時(shí)水位變化就會(huì)進(jìn)一步趨于穩(wěn)定，抽水過(guò)程不會(huì)造成滲透孔道內(nèi)的壓力變化。

（二）水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算

在進(jìn)行承受水層壓力大小的變化時(shí)，具體的水文地質(zhì)參數(shù)可以結(jié)合滲透壓力的大小和區(qū)域半徑來(lái)進(jìn)行控制。因?yàn)樵摮樗囼?yàn)沒(méi)有經(jīng)過(guò)觀測(cè)，所以不能夠通過(guò)直接計(jì)算的方式來(lái)獲取滲透壓力大小的變化。而直接變化的半徑長(zhǎng)度必須結(jié)合迭代法來(lái)計(jì)算，獲得相對(duì)完整的承受井參數(shù)后就可以按照單井內(nèi)不同水位的變化來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的抽水試驗(yàn)。由于處在不同的水位參數(shù)中，所以對(duì)于抽水位置和水井的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需要按照滲透參數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)水層厚度的控制。將對(duì)應(yīng)參數(shù)換算成抽水的整體厚度，就可以采用迭代法公式或者計(jì)算的方式來(lái)獲取答案。如果抽水的流量參數(shù)存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)變化，那么對(duì)于含水層的下降值變化就要重新進(jìn)行填補(bǔ)。單一水井內(nèi)的同流水量變化可以進(jìn)行不同的抽水試驗(yàn)，通過(guò)控制滲透參數(shù)的大小來(lái)進(jìn)行模擬。如果在影響區(qū)域內(nèi)，那么就要將半徑數(shù)據(jù)重新帶入到計(jì)算公式中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。在經(jīng)過(guò)單井抽水試驗(yàn)后的承受壓力變化計(jì)算后，就可以分析出在相同的參數(shù)變化中層次的變動(dòng)可以按照不同流量參數(shù)的變動(dòng)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。最終含水層壓力大小的變化可以作為相關(guān)工程的參考數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過(guò)反饋后獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)。

三、結(jié)果與討論

按照壓力滲透值大小的變化進(jìn)行分析，如果采用不同的抽水量和深度值就會(huì)導(dǎo)致最終計(jì)算結(jié)果的差異。這是因?yàn)榻邓霃胶蜐B透系參數(shù)之間存在一定的差異，不能僅僅按照原有的計(jì)算方式來(lái)獲取相應(yīng)結(jié)果。在經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后的計(jì)算結(jié)果往往較為準(zhǔn)確，通常來(lái)講可以采取滲透壓力大小變化的方式來(lái)獲取相應(yīng)的平均值。

四、結(jié)語(yǔ)

在相應(yīng)的水層水文地質(zhì)參數(shù)變化測(cè)試中對(duì)于承壓含水層的單井抽水試驗(yàn)觀測(cè)，因?yàn)椴糠謫尉Y(jié)構(gòu)缺少觀測(cè)孔道，所以不能按照計(jì)算公式來(lái)得到有關(guān)的結(jié)果。必須在滲透水層的變化下通過(guò)水位的變化來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)的分析獲取相關(guān)水位深度。通常來(lái)講單井水位的水井結(jié)構(gòu)很難做到每層水井都打好觀測(cè)井，所以相關(guān)水位數(shù)據(jù)的變化必須滿足必要的觀測(cè)方式并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。這時(shí)的單井抽水試驗(yàn)的變化可以采取單井抽水試驗(yàn)的方式，來(lái)從整體上降低水層水文地質(zhì)工程的難度。

[1]馮愛(ài)國(guó).徐州地鐵1號(hào)線彭城廣場(chǎng)站急傾斜灰?guī)r巖溶承壓含水層水文地質(zhì)特征及疏降可行性研究[D].導(dǎo)師：吳圣林.中國(guó)礦業(yè)大學(xué),2016.

[2]李培月.非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)確定越流承壓含水層水文地質(zhì)參數(shù)方法對(duì)比研究[D].導(dǎo)師：錢會(huì).長(zhǎng)安大學(xué),2011.

[3]馬晨光.基于抽水試驗(yàn)的潛水含水層水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算分析[D].導(dǎo)師：韓曉雷.西安建筑科技大學(xué),2011.

[4]高峻.高承壓水地基深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及隔滲施工技術(shù)研究[D].導(dǎo)師：龔曉南、張迪.浙江大學(xué),2008.