水文地质勘察抽水试验适用条件

2023-09-18 理论教育版权反馈

【摘要】：利用抽水试验所求的渗透系数,代表的是抽水降落漏斗范围内的岩土层的平均渗透性。另外,若有观测孔的多孔抽水试验,所求得的水文地质参数也比较准确。只有在无法利用抽水试验的场合,才选用其他办法。由于包气带内没有地下水可抽,无法采用抽水试验求参。某承压含水层内,抽水井的井径为300mm,进行单孔稳定流抽水试验,当抽水量为1000m3/d时井内的稳定水位降深为15m。某潜水完整井进行单孔抽水试验,井径200mm,初始水位埋深2.0m,隔水底板埋深10m。

利用抽水试验所求的渗透系数,代表的是抽水降落漏斗范围内的岩土层的平均渗透性。对于渗透性大、富水性中-强的含水层而言,其降落漏斗通常很大,所求得的渗透系数能比较客观地反映了大尺度下岩土层的平均渗透性。另外,若有观测孔的多孔抽水试验,所求得的水文地质参数也比较准确。因此,凡是地下水位以下的含水层(无论是孔隙含水层还是裂隙含水层),首先都应当优先考虑能否用抽水试验来求得水文地质参数。只有在无法利用抽水试验的场合,才选用其他办法。

不能(或难以)用抽水试验的情形主要如下:

(1)在岩溶发育的岩层内,由于溶隙较大,地下岩溶管道多,地下水流不再是达西流,特别是当井孔与岩溶管道相联通的情况下,就不能用抽水试验来求参。

(2)包气带内。由于包气带内没有地下水可抽,无法采用抽水试验求参。若为了获取包气带岩土层的渗透系数,就需选择压水试验(岩层时)或钻孔注水试验(松散土层时)。

(3)虽然在地下水位以下,但岩土层的渗透性较差。如裂隙不发育的微风化板岩、泥岩、页岩,以及透水性差的粉土层、含黏土的卵石层等孔隙含水层。由于这些地层的富水性较弱,即使采用很小流量的潜水泵来抽水,也会出现地下水位快速下降,无法达到稳定降深。此时就需要选用压水试验(岩层时)或钻孔注水试验(松散土层时)来求参。

(4)地下水埋深特别大,抽水试验有困难时,需考虑改用注水试验或压水试验。

【例题5.1】某承压含水层内,抽水井的井径为300mm,进行单孔稳定流抽水试验,当抽水量为1000m3/d时井内的稳定水位降深为15m。已知该含水层的厚度30m,试估算该含水层的渗透系数和影响半径R及R91。

解:(1)先求井径为300mm时的K及R。可用式(5-6)和式(5-7)迭代求解。具体作法如下:

初步假定K0=1m/d,代入式(5-6)求得R1=150m;

把R1代入式(5-7)求得K1=2.44m/d;

再把K1式代入式(5-6)求得R2=234.31m;

又把R2代入式(5-7)求得K2=2.598m/d。

如此循环,依次求得R3=241.77m,K3=2.61m/d;R4=242.27m,K4=2.61m/d;R5=242.30m,……经过几次循环后,K、R值基本不再发生变化,则该含水层的渗透系数就取最终的稳定值,即K=2.61m/d,影响半径为R孔=242.30m。

(2)求井径为91mm时的影响半径R91。若井径缩小至91mm时,因含水层的渗透系数不会改变,但由于孔径变小,出水能力变弱,在相同抽水量下,水井的稳定降深必然会增加。降深加大又导致降落漏斗的扩大,引起影响半径增大(即R91＞R孔)。可利用式(5-10)和式(5-11)循环求解得R91:

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