水文地質(zhì)試驗的目的及方法

  抽水試驗的目的任務(wù)：研究井的涌水量與水位降深的關(guān)系有其與抽水延續時(shí)間的關(guān)系；求得含水層及越流層的水文地質(zhì)參數；研究降落漏斗的形狀、大小及擴展過(guò)程；研究含水層之間及含水層與地表水體之間的水力聯(lián)系；確定含水層（或含水體）邊界位置及性質(zhì)；進(jìn)行開(kāi)采或疏干的模擬，以確定井間距、開(kāi)采降深、合理井徑等設計井群時(shí)所需的這些參數。

 

  抽水試驗的類(lèi)型：穩定流抽水、非穩定流抽水；單孔、多孔及干擾井群抽水試驗；完整井和非完整井抽水試驗；分層、分段及混合抽水試驗；  抽水試驗場(chǎng)地布置：當地下水水力坡度小并為均質(zhì)各和同性含水層時(shí)，可在垂直水流方向布置1排觀(guān)測孔。若場(chǎng)地條件所限難于布孔時(shí)，可與流向成45度角的方向布1排觀(guān)測孔；含水層仍為均質(zhì)各向同性而水力坡度較大時(shí)，則增加1排平行流向的觀(guān)測孔；對非均質(zhì)含水層水力坡度不大的情況應布置3排觀(guān)測孔；非均質(zhì)各向異性的含水層，水力坡度也大時(shí)則布置4排觀(guān)測孔，對各向異性的含水層應考慮平行各向異性主軸。

 

  干擾井群抽水試驗觀(guān)測孔的布置應控制整個(gè)流場(chǎng)到邊界。

 

  觀(guān)測孔的數目、距離及深度主要取決于試驗的任務(wù)、精度要求和抽水類(lèi)型。如需描述降落漏斗，則一條觀(guān)測線(xiàn)上不應少于3個(gè)觀(guān)測孔。如僅求參數，對于穩定流一線(xiàn)應不少于2個(gè)。對非穩定流試驗，一線(xiàn)可取1－3個(gè)，但多數是取3個(gè)，以便使用多種言法（如S－Lｇｔ、S－Lｇｒ等方法）整理和解釋資料。對于判定水力聯(lián)系及邊界性質(zhì)的抽水試驗，觀(guān)測孔都不應少于2個(gè)。

 

  觀(guān)測孔間間距應近主孔者小，遠主孔者大，最遠應以能觀(guān)測到明顯水隹下降，或下降值不少于10倍的允許觀(guān)測誤差。最近的觀(guān)測 孔視含水層滲透性和抽水降深而定，由數米至20米。滲透性強、降深大的應遠些，這既有利于控制降落漏斗，又能避免觀(guān)測 孔位紊流和三維流明顯的地段，因此，有的規范規定，最近觀(guān)測孔距主孔不小于含水層厚度的1倍。各孔間間距應保證孔間降深差大于20ｃｍ。對于非穩定流試驗，觀(guān)測孔的間距應在對數軸上分布均勻，而且孔間間距應比穩定流者小，以保證抽水初期觀(guān)測。觀(guān)測孔間間距的經(jīng)驗數據，可在有關(guān)手冊中查得。

 

  在均質(zhì)完整井中抽水時(shí)，觀(guān)測孔深達抽水主孔最大降深以下即可。而在非完整井中抽水時(shí)，觀(guān)測孔應深達主孔抽水段之中部。沉淀管長(cháng)度應不小于2ｍ。除含水層很薄外，觀(guān)測孔應深入試驗層5－10ｍ。如為查明水力聯(lián)系，觀(guān)測孔應深入試驗層10－20ｍ以上。

 

  抽水試驗的技術(shù)要求：

 

  水位降低：下式抽水試驗要求取得三個(gè)落程的資料，便于確定流量Q與落程S的關(guān)系（Q－S關(guān)系），以判斷試驗的正確性和推斷涌水量。

 

  對最大降深值的要求訂要取決于試驗的目的。當測定參數時(shí)，降深值應小些。這樣可以避免紊流、三維流的產(chǎn)生。為地下水資源評價(jià)和疏干計算，降深值應能保證外推至設計要求。當為判斷邊只性質(zhì)和水力聯(lián)系時(shí)，則要求有足夠的降深使問(wèn)題能分暴露，通常是力求有較大的降深，因為有些層、帶的隔水性能與邊界兩側水頭有關(guān)。

 

  穩定延續時(shí)間：系指井的滲流場(chǎng)達到近似穩定后的延續時(shí)間。從抽水開(kāi)始至滲流場(chǎng)穩定所需要的時(shí)間取決于地下水類(lèi)型、含水層參數、邊界條件及補給條件、抽水降深值。穩定延續時(shí)間越長(cháng)，愈容易發(fā)現微小而有趨勢性的變化和臨時(shí)性補給所造成的短暫穩定及“滯后疏干”所造成的假穩定。

 

  僅僅為了測定參數，穩定延續時(shí)間要求短些，一般不超過(guò)1日。其它的，一般為2－3日。但無(wú)論何種目的試驗，最遠觀(guān)測孔的穩定延續時(shí)間都不得少于2－4小時(shí)。  抽水孔水位波動(dòng)，不超過(guò)降深的1%即為穩定。但當降深較小，則以3－5ｃｍ為限。當用空氣壓縮機抽水時(shí)，主孔水位波動(dòng)允許達20－30ｃｍ，觀(guān)測孔以不超過(guò)2－3ｃｍ為準，但不能有趨勢性變化。涌水量波動(dòng)不應超過(guò)抽水量的5%。

 

  水位及流量觀(guān)測：抽水前需觀(guān)測 天然穩定水位。一般地區每小時(shí)觀(guān)測1次，2小時(shí)內所測數值不變或4小時(shí)內水位相差不超過(guò)2ｃｍ者方可作為穩定水位。如天然水位波動(dòng)，則可取一個(gè)或幾個(gè)周期中水位的平均值作為天然穩定水位。

 

  抽水過(guò)程中，水位、流量應同時(shí)觀(guān)測。觀(guān)測時(shí)應先密后疏。如開(kāi)始時(shí)5－10分鐘觀(guān)測一次，以手則15－30分鐘觀(guān)測一次。觀(guān)測恢復水位也是同樣的。

 

  地下水動(dòng)態(tài)與均衡的研究  動(dòng)態(tài)均衡研究還可以用來(lái)

 

  （1）確定含水層參數、補給強度、越流因素、邊界性質(zhì)及水力聯(lián)系等；

 

  （2）評價(jià)地下水資源，尤其是對大區域和一些巖溶地區的水資源評價(jià)主要是用水均衡法；

 

  （3）預報水源地的水位、調整開(kāi)采方案和管理制度，擬定新水源地的管理措施及對措施未來(lái)效果的評價(jià)；

 

  （4）土壤次生鹽漬化及沼澤化，礦坑涌水水源及突水，水庫廻水的浸沒(méi)，地下水污染進(jìn)行監測與預測，以及相應防治措施的擬定和效果評價(jià)；

 

  （5）預報地震。

 

  影響地下水動(dòng)態(tài)的因素  地下水動(dòng)態(tài)要以定義為地下水各要素隨時(shí)間變化的規律。其中包括水位，流量，流速，流向，所含成分，水溫等。

 

  第一類(lèi)因素包括氣候、水文、生物、土壤、火山和地震等自然因素，以及多種人為因素。這類(lèi)因素以自身的動(dòng)態(tài)施加于地下水，引起地下水相應要素的變化。

 

  氣候因素的影響遍及全球，時(shí)間持續長(cháng)，并使淺部地下水動(dòng)態(tài)也具有與其相應的緯度分帶性、變化迅速和具有周期性的特點(diǎn)。氣候因素在一定的程度上控制著(zhù)水文、生物和土壤因素。水文因素的影響較局部，只限于地表水體的底部和岸邊。第二類(lèi)影響因素包括含水層及包氣帶參數，地下水的埋藏、徑流條件等地質(zhì)特點(diǎn)決定的因素。它們只影響地下水各要素普化量的大小及時(shí)間的滯后量。

 

  第三類(lèi)因素包括一些特殊的水文地質(zhì)條件。如巖溶區虹吸通道所造成的間歇動(dòng)態(tài)，以及其它各式各樣的間歇性天然噴泉等特殊動(dòng)態(tài)。

 

  地下水的均衡式

 

  地下水是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡系統，即各組成部分的數量關(guān)系滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)平衡。它滿(mǎn)足質(zhì)量及熱量守恒定律，對任何地區、在任何時(shí)間內，水、溶質(zhì)、及熱的流入量（或發(fā)生量）與流出量（或消失量）之差，恒等于該量?jì)Υ媪康淖兓俊?/div>