快速评价海水入侵区地层渗透性实验研究

为快速评价海水入侵区不同埋深地层渗透性,减少实施常规水文地质试验对存在污染含水层的扰动,提出利用振荡试验技术确定滨海地层渗透系数。室内海水入侵砂槽物理模型中实施了注水式振荡试验,在人工潜水含水层和承压含水层中同步监测了试验主井和相邻观测井中水位响应;龙口海水入侵区地下水分层监测井中实施了提水式和注水式振荡试验;利用配线法计算了室内实验和现场实验中目标地层渗透系数。结果表明：海水入侵砂槽物理模型中实施振荡试验为滨海含水层现场利用振荡试验确定不同埋深含水层渗透系数提供了重要经验;相比于提水式振荡试验,注水式振荡试验更易于实施,激发方式（提水和注水）的不同并没有对试验结果造成明显的影响;利用振荡试验在非常短时间内（单井水位恢复时长大部分少于5 min）确定了龙口海水入侵区重要监测断面上不同埋深含水层渗透系数,实验结果准确可靠。     

提高含水层参数精度的典型时段分段拟合法

以山西省娄烦县某承压含水层无观测孔单井抽水试验为例,在全程曲线拟合法求解含水层参数的理论基础上,提出基于水位稳定下降段及水位稳定回升段的典型时段分段拟合法求参,并与常规的Jacob直线图解法、水位恢复法及全程曲线拟合法的求参结果进行对比分析。结果表明:典型时段分段拟合法求解含水层参数一致性好、精度高,得到的含水层导水系数为327.54 m~2/d、贮水系数为0.000 657。试验验证了利用水位稳定时期数据求参的准确性,相比全程曲线拟合法,典型时段分段拟合法具有选用数据少、计算简便等优点。     

阶梯状抽水试验水文地质参数确定

针对传统阶梯状抽水试验参数计算过程中,通常只选择抽水阶段的部分试验数据等问题,应用Theis公式及叠加原理,利用抽水试验所有降深数据(抽水和水位恢复阶段全部资料)求解水文地质参数,利用承压含水层抽水试验数据计算得出导水系数、储水系数,利用潜水含水层抽水试验数据计算得出渗透系数和给水度,此外在低效率抽水井中利用抽水试验数据计算得出井损系数和井流量指数。计算过程中,利用Excel计算并绘制计算水位降深和观测水位降深的拟合曲线,计算过程简单快捷。整个抽水试验过程中,不必再分别提出抽水、水位恢复期的计算公式,可以避免人为选择单个水位降深数据对参数求解带来的影响。     

天津地区微水试验求取含水层渗透系数的应用

为解决抽水试验求取含水层渗透系数周期长、操作复杂的问题,以天津某场地潜水含水层和承压含水层的微水试验为例,采用Ｈｖｏｒｓｌｅｖ模型、Ｃｏｏｐｅｒ模型和Ｂｏｕｗｅｒ＆Ｒｉｃｅ模型计算含水层渗透系数,并与抽水试验结果对比,Ｂｏｕｗｅｒ＆Ｒｉｃｅ模型分析潜水含水层微水试验数据求得的渗透系数与抽水试验结果相比误差小,结果准确;Ｈｖｏｒｓｌｅｖ模型分析承压含水层微水试验数据求得的渗透系数与抽水试验结果的相对误差远小于Ｃｏｏｐｅｒ模型,Ｈｖｏｒｓｌｅｖ模型计算结果更为准确。研究表明:相较于抽水试验,微水试验周期短、操作简便,是一种经济、快速确定含水层渗透系数的现场试验方法。     

关于一种潜水井裸井slug数学模型的探讨及实证

利用slug试验测量渗透系数在国内外已有了比较成熟的发展,但是专门应用于潜水井裸井的slug数学模型却极少出现在各类文献中。通过注水高度对潜水含水层厚度的影响推导对潜水含水层完整井的slug数学模型,此模型与传统的Bouwer and Rice模型相比考虑了注水后潜水面水位的增加对渗透系数K的影响,并结合室内变水头渗透试验和前期抽水试验来验证在工程实例运用此模型算出的渗透系数的准确性。更多还原     

遗传算法在潜水含水层底高分布确定及参数识别中的应用

笔者提出了给定若干个地下水位观测值,利用遗传算法反求潜水含水层底高及含水层渗透系数及饱和度的识别方法。通过二维潜水含水层地下水的流动计算验证了该方法的有效性。     

数值模拟技术在工程降水中的应用研究

在掌握场地水文地质条件和抽水试验成果的基础上,利用Modflow建立了较为合理的渗流数值模型,分析了某工程井点降水中承压含水层水位随时间的下降过程.结果表明:①砂砾石层渗透系数为90 m/d,弹性释水系数为0.002 m-1,计算结果与5口长期观测井的观测数据对比误差较小;②将降水区域扩大为3 000 m×3 000 m,采用第二类边界条件并增加5口降水井进行降水模拟,降深效果非常好.     

含水层抽水试验水位恢复过程数据的直线图解分析法

提出了一种分析含水层抽水试验水位恢复过程数据的新方法。该法对水位恢复阶段降深表达式中的两个井函数分别采取了不同的简化方式。对由于持续抽水引起的降深项，保留了井函数级数展开式中的前两项；对由于在停抽时刻开始的虚拟注水而引起的降深项，保留了展开式中的前三项。在这样的简化方式下，分别推导了具有降深-时间和降深-距离两种数据情况下的参数计算公式。与现有方法相比较，本方法具有使用条件容易得到满足，不需要水泵停抽时刻的降深观测值即可计算含水层的贮水系数，仅利用一个观测孔的资料且进行一次直线图解或线性回归计算，就可进行参数计算等优点。     

定压非稳流压水试验求水文地质参数方法

针对传统吕荣试验的诸多不足和限制,通过建立含水层在定压压水条件下的非稳流场数学模型,利用定压压水试验非稳流阶段的观测结果,分别采用直线法、配线法和迭代法推求出了岩体的渗透系数、压力传导系数和单位储水系数等水文地质参数。结果表明:采用不同计算方法求得的岩体渗透系数较为接近,而压力传导系数和单位储水系数对计算方法更为敏感;直线法和配线法易受到观测精度等因素的影响;迭代法适用性较强,可以有效避免人为数据选取和一些精确度较低的观测值的影响。     

库水波动下库岸边坡地下水浸润线解析解及误差分析

解析法是库岸边坡地下水浸润线计算中便于实际应用的方法,但该方法须基于若干假定并对潜水运动基本方程线性化后才能求解。针对各假定和线性化过程建立不同的地下水渗流数学模型,用解析法和有限元法解答上述数学模型,分析各误差大小及其规律。结果表明：库岸垂直处理带来的误差要小于方程线性化处理和不考虑非饱和渗流带来的误差,而且它们都随渗透系数变大而减小;在三峡库区库水调度情况下,假定库水位等速变化带来的误差对大多岸坡而言可以忽略;计算库岸边坡地下水浸润线时,解析法只适用于水位变化幅度相比含水层厚度较小,且几何边界规则、岩土结构简单、岩土体渗透性较好时的情况。     

复杂干扰环境下抽水试验参数分析

针对复杂干扰环境下,为了准确获取场区水文地质参数,开展了2个降深的抽水试验,第一个降深抽水试验流量为173 m~3/h,抽水75h 30 min(4 530 min),停抽后立即进行恢复试验,共恢复88 h(5 280 min),整个试验过程共计163 h 30 min(9 810 min);第二个降深抽水试验流量为84 m~3/h,抽水99 h(5 940 min),停抽后立即进行恢复试验,共恢复163 h 30 min(9 810 min),整个试验过程共计262 h 30 min(15 750 min)。参数求解时,首先通过对抽水试验数据应用多种解析法求参数,计算出场区潜水含水层渗透系数为21～24 m/d,然后采用数值法反演求参数,求得渗透系数为24 m/d,反演结果与多种解析法计算的结果相互对比验证,计算结果接近,结合场区水文地质条件及工程经验,综合分析确定场区潜水含水层的水文地质参数为23 m/d,计算结果合理可信,并已应用于工程设计,同时为在复杂环境下抽水试验求参提供了参考与借鉴。     

多含水层渗流系统电导示踪模型

在利用钻孔测定含水层水文地质参数时,如遇到多含水层情况,需使用栓塞系统对各含水层进行隔离探测,由于现场操作较为不便且钻孔条件要求高,故提出多含水层渗流系统电导示踪模型。在不使用栓塞系统的情况下,考虑含水层涌水或吸水等不同情况,通过测定抽水条件下各含水层的电导率,建立多含水层渗流系统电导示踪模型确定含水层渗透性参数。当钻孔中只存在涌水层时,直接利用电导率曲线面积与溶质质量的比例关系求解出流量;当钻孔中同时出现涌水层和吸水层时,根据溶质质量曲线的斜率可较准确地确定吸水层的位置,再由斜率的变化计算出含水层的流量。基于某工程实例采取3种方法求解各含水层的渗透系数、静水头、渗流速度、导水系数等水文地质参数,结果表明,采用电导示踪模型计算结果与同位素示踪测试及注水试验测试结果吻合较好,且电导示踪模型方法现场操作更为简便,可极大地提高含水层水文地质参数的测定效率。     

Pumping testing using a siphon well

This paper determines the aquifer transmissivity and storage coefficient from timedrawdown data of pumping tests using a siphon well including a main pumped well along with ten brach pumped wells (deaired wells). The pumping data was analyzed by the Cooper-Jacob graphical method. The computed transmissivity and storage coefficient are 435.8 m²/day and 6.54 × 10^-4 with pumping rates of 432 m³/day. Distances from the pumped wells to the observation well ranges from 225 to 268 m. The pumping tests from this siphon well (No. 38), one of the siphon wells in the Nansalum Pump Field, Tainan, Taiwan, were started at 10:40 a.m. on 19 March, 1992 and continued for 1534 min and then were shut simultaneously for water recovery. Groundwater withdrawals were pumped from the uppermost confined aquifer in the pump field.The siphon well is used to continuously provide a sufficient yield for pumping tests and irrigation, and is used when the pumped level and aquifer coefficients for more distant observation wells are to be measured and computed. These may not be achieved in less transmissive aquifers when a single pumped well is used. The siphon well can become a single pumped well in case the ten brach pumped wells (or deaired wells) are not used.     

自由振荡法试验在地层渗透性评价中的应用与探讨

自由振荡法试验就是通过一定激发手段使得钻孔内水位发生瞬时变化,获得水位-时间响应数据来确定含水层的渗透系数。该方法在地层渗透性评价中得到广泛的应用,多采用的是气压法激发水头的方式。考虑到与气压式激发水头的方式相比,注水式则只需往孔内注入一定量的水就可以实现孔内的水头差,且需要设备少,操作简单,因此,尝试将注水式激发水头的自由振荡法试验应用于某工程,并进行研究对比。通过注水式振荡试验、气压式振荡试验、标准抽水试验优缺点的比较,认为注水式振荡试验最为简便快捷,但部分实验数据出现偏差。分析试验数据出现偏差的原因,提出改进的方法,并论证该试验方法的可行性,以期在今后的工作中对改进的方法进行验证,达到此方法能推广的目的。     

基于微水试验的北京大兴隐伏岩溶裂隙渗透系数求取方法研究

微水试验是进行岩土体渗透性测试的重要技术手段与方法。选取北京大兴隐伏奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层作为目标层,依据现场条件选择生产井,利用水位自动监测装置记录停泵水位恢复法,HSZK振荡试验法与注水试验法进行微水试验应用研究,发现获得的目标层渗透系数小于传统抽水试验结果。分析认为造成这种差异的原因在于不同试验方法的影响半径不同,而微水试验结果更能体现试验点岩土体的渗透性。此外,在裂隙与岩溶介质中运用微水试验要尽量减小、避免皮肤效应的影响,选择试验方法时要保证水位瞬时变化的实现,对于主裂隙,可以借助栓塞进行分段试验。     

微透水岩体单孔抽水试验渗透系数的分析——以西非某水电站为例

抽水试验成本较高,耗时长,而单孔抽水试验获取的试验数据有限,且紊流、井损等因素对水位影响较大,从而影响参数计算精度;同时,实际抽水试验常在多种复杂边界条件下进行,如试验孔有临河时,需结合多种含水层模型,使实际抽水试验条件尽可能与理论模型条件相近,选择合适的模型计算,相互比较验证,求取岩土体渗透系数;将计算成果与有其他水文地质试验结果比较,综合确定渗透系数,进一步提高了岩土体渗透系数的合理性。     

自步学习在确定含水层参数中的应用

通过分析受到误差影响的抽水试验数据进行含水层估计,为含水层参数估计提供方法支持。以机器学习领域的自步学习方法为基础,构造了基于差分进化算法优化的自步学习方法,并将其应用到含水层参数确定中;在不同误差水平下,与其他方法进行对比试验。结果表明,在不同误差水平下,估计参数值与传统估计值之间以及仿真数据与原始数据之间均保持较小差异;基于抽水试验数据估计含水层参数的自步学习方法估计结果有效可靠,算法对误差的稳定容错性强。     

多含水层稳定流非干扰多孔混合井流理论及示踪测井方法

本文提出了一种多含水层稳定流非干扰混合多孔井流理论，研究了在不抽水（或不注水）条件下，通过测定多含水层中各层的垂向流速，流向，渗透流速等求解各含水层的渗透系数，静水头、降深与流量的关系等水文地质参数的一种方法、该方法完全是在天然流场下进行渗流场的测试，可以获得比抽水流试验更多的水文地质参数。