影响半径是利用单井抽水试验资料计算含水层渗透系数的原始数据之一。利用稳定流抽水试验资料求影响半径必须有观测孔中的水位下降资料，其求法有两种。......
2023-09-23
稳定流抽水试验的资料计算与渗透系数
【摘要】：为此需绘制ξ-Q曲线，求出A值，则渗透系数K可按下列公式求出：承压水完整井潜水完整井2.5.1.3利用多孔稳定抽水试验资料计算渗透系数此方法需要两个以上的观测孔资料，具体方法如下：整理多孔抽水试验资料，绘制s-lgr曲线，如图2-24所示。
当单井抽水试验达到稳定时，可得到抽水稳定时的水位降深值s和抽水流量值Q。一般情况下，单井稳定流抽水试验要求有三次降深（落程），则得出相应的三组数据，即s1，Q1；s2，Q2；s3，Q3。
2.5.1.1 应用裘布衣公式计算渗透系数
对于均质、等厚、无限边界含水层中的完整井，则承压水
潜水
式中 K——含水层渗透系数，m／d；
Q——抽水稳定时，井中抽水流量，m3／d；
sw——抽水稳定时，井中水位降深值，m；
R——含水层影响半径，m；
rw——抽水井半径，m；
M——承压含水层厚度，m；
H0——潜水含水层天然水位，m；
hw——潜水含水层抽水稳定后井中水位，m。
对于不同水文地质条件、不同边界条件和不同井的结构条件等，可根据具体情况，正确选择合用的计算公式反求渗透系数K。
2.5.1.2 应用三维流单井公式计算渗透系数
根据单井稳定流抽水试验资料用裘布衣公式计算渗透系数K常常偏小，这是因为裘布衣公式没有考虑井内的三维流问题。采用偏大的降深s进行计算的缘故。因此可以采用三维流单井公式（2-25）对裘布衣公式加以修正：
式中 D——抽水井直径，m；
f——滤水管的摩阻系数，层流时f=
；
g——重力加速度，m／s2；
Z——滤水管口至含水层底板的距离，m；
其他符号同前。
为了使用方便，对式（2-25）两部分分别用A，C符号代替，即令
于是得出如下形式：
s=AQ±CQ2 （2-26）
或
s=sw±CQ2 （2-27）
式中 sw——抽水井内水位降深值，m；
s——考虑三维流影响修正后的井内二维流水位降深值，m。
A，C对于一定距离和一定深度来说都是常数，因此，s-Q呈抛物线关系，A，C用图解法求得。
再令ε=
，ε为单位流量降深值，那么，s-Q的抛物线式可简化成ε-Q的直线式（图2-5）：
ε=A+CQ （2-28）
因此，A便是直线的截距，C是直线的斜率。
式中 si，si+1——分别为第i次、第i+1次抽水时的井内水位下降值，m；
Qi，Qi+1——分别为第i次，第i+1次抽水时井的出水量，m3／d。
根据单井抽水试验资料计算渗透系数K的方法如下：
1.绘制sω（或
）-Q曲线
根据稳定流抽水试验三次抽降和流量的资料，当承压水时，绘制sw-Q曲线；当潜水时，绘制
-Q曲线，而
=
-
。
实际工作中，sw（或
）-Q曲线有三种类型，如图2-23所示。
图2-22 ε-Q曲线图
图2-23 Q-sw（或
）关系曲线
2.根据不同曲线类型，计算渗透系数K
（1）倾斜直线①Q-sw（或
）关系曲线呈直线时，这是地下水流直到井壁仍保持二维流的理想结果。因而式（2-26）中的C=0，则利用抽水井的试验资料计算渗透系数K时，可采用下列公式：
承压水完整井
潜水完整井
裘布衣公式应用于潜水时应满足潜水降落漏斗水力坡度小于1／4。当潜水含水层的水位下降值sw＜
H（H为含水层厚度）时，为计算简便，可直接采用承压水公式，此时承压含水层的厚度M，以潜水含水层的厚度H0代换。
如果是非完整井，应选择非完整井公式计算。
（2）曲线②，③，说明地下水是三维流，如果抽水井是完整井，渗透系数仍可用式（2-23）和式（2-30）计算，但需把曲线②，③按三维流公式（2-28）修正成直线，以求出相应的直线在纵轴上的截距A值。为此需绘制ξ-Q曲线（对承压水，ε=
；对潜水ε=
），求出A值（图2-22），则渗透系数K可按下列公式求出：
承压水完整井
潜水完整井
2.5.1.3 利用多孔稳定抽水试验资料计算渗透系数
此方法需要两个以上的观测孔资料，具体方法如下：
（1）整理多孔抽水试验资料，绘制s（或Δh2）-lgr曲线，如图2-24所示（其中，Δh2=
-h2）。
图2-24 s（或Δh2）-lgr关系曲线
（2）根据s（或Δh2）-lgr直线段计算K。
承压水完整井
式中 s1，s2——在s-lgr关系曲线上的直线段上任意两点的纵坐标值，m；
r1，r2——在s-lgr关系曲线上纵坐标为s1，s2的两点至抽水孔的距离，m；
mr——直线段的斜率，即mr=
潜水完整井
式中
，
——
-lgr关系曲线上的直线段上任意两点的纵坐标值，m；
H0——抽水前含水层厚度，m；
h——抽水时观测孔中潜水含水层自底板算起的水柱高度，m；
r1，r2——在Δh-lgr关系曲线上纵坐标为
的两点至抽水孔的距离，m；
mr——直线段的斜率，即
2.5.1.4 渗透系数计算公式的选用与经验参考值
渗透系数计算可根据条件按表2-13—表2-17公式选用计算。渗透系数的经验数值可参考表2-18—表2-20。
表2-13 潜水非完整井（淹没过滤器井壁进水）
表2-14 潜水非完整井（非淹没过滤器井壁进水）
表2-15 潜水完整井
表2-16 承压水非完整井、完整井
表2-17 根据水位恢复速度计算渗透系数
注：摘自《工程地质手册》。
图2-25 系数A-α曲线图
表2-18 渗透系数经验数值表
表2-19 碎石渗透系数经验数值表
注：摘自《水文地质手册》。
表2-20 几种土的渗透系数经验数值表
注：摘自《工程地质手册》。
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