潜水——微承压含水层给水参数确定方法研究分析.docVIP

个人收集整理 仅供参考学习 个人收集整理 仅供参考学习 PAGE / NUMPAGES 个人收集整理 仅供参考学习 潜水——微承压含水层给水参数确定方法地研究 陈庆秋 （华南理工大学南方水政策研究中心） 摘要：基于考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流地解析解,讨论了布尔顿给水强度公式中给水度地物理内涵，指出布尔顿给水强度公式中地给水度是“动态稳定给水度”；探讨了布尔顿潜水井流模型中延迟指数地物理意义，得出了如下猜想性地定义：布尔顿延迟指数1/?表征潜水含水层在完整单井定流量抽水时，重力疏干迟后性地一个水文地质参数；对于确定地含水层，该参数是抽水流量和抽水时间函数，当抽水流量一定时，在抽水过程中地某一时刻t地1/? 值等于潜水面从埋深为h(t’)外下降一个单位深度后，在埋深为h(t’)－1［h(t)坐标向下为正］地单位面积上获得给水度?大小地水量所需.该文在探讨了布尔顿给水强度公式中地给水度及延迟指数地物理意义后，还提出了一种考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流参数地确定方法.考虑到所提出地潜水——微承压含水层完整单井非稳定流参数地确定方法借鉴布尔顿地第二潜水井模型地参数确定方法，该文还讨论了布尔顿潜水井流模型适应性.b5E2RGbCAP 关键词：潜水——微承压含水层；含水层参数；方法 1 考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层 完整单井非稳定流参数确定方法地理论基础 1.1考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流地数学描述 潜水层： 微承压层： 上式中： 1.2微承压含水层非稳定井流地解析解 微承压含水层完整单井非稳定流地运动方程： 式中： 潜水——微承压含水层地微承压层水头降深地解析解： 式中： x为积分变量. 1.3潜水含水层非稳定井流地解析解 潜水含水层非稳定井流地解析表达式为： 计算出上式积分项，即可得到潜水层水位降深地解析解： 式中井函数为： 2 关于布尔顿给水强度公式中给水度地讨论 2.1 给水度地一个新概念——“动态稳定给水度” 笔者在《关于布尔顿给水强度公式中给水度地新概念》一文中提出了一个新概念——“动态稳定给水度”.他认为，当地下水水位以一不为零地速度匀速下降时，给水度不会达到完全给水度，而是在地下水水位下降一定时间后，稳定于小于完全给水度地某一常数，该常数即是“动态稳定给水度”.p1EanqFDPw “动态稳定给水度”具有如下性质：不同地地下水水位匀速下降速度，有不同地“动态稳定给水度”值；当下降速度越小时，“动态稳定给水度”越大；当下降速度趋于零时，“动态稳定给水度” 趋于完全给水度.图 2 为地下水水位速度匀速下降时土壤含水量分布变化图.从该图可以看出：当地下水水位下降到一定深度后，土壤含水率剖面将随水位下降而平行下移，水位下降单位深度时，排出地水量为常数，含水层给水度在水位动态下移过程中达到相对稳定状态.水位下降速度越小，土壤含水率剖面平行下移收敛处地含水率越小，下降单位深度释放地水量越大，即“动态稳定给水度”越大.DXDiTa9E3d 2.2 布尔顿给水强度公式中地给水度是“动态稳定给水度” 承压井抽出地水量来源于含水层地弹性释水， 对于潜水井，其抽出地水量则主要来源于含水层地重力疏干.弹性释水一般视为瞬时完成，而重力疏干释水则不可视为瞬时完成.当含水层给水位下降较快时，由于饱水带中水分运动滞后于地下水水位下降速度，因而被疏干部分所含地水不是随着地下水位地下降而同时排出，具有明显地滞后疏干现象.在目前有关潜水完整井非稳定流地计算方法中，考虑了重力疏干延迟释水特性地方法，主要是布尔顿地第二潜水井模型.该模型地核心是布尔顿引入了经验给水强度公式：RTCrpUDGiT 对于该经验给水强度公式中地给水度地物理内涵地理解，在一般文献中认为：其一是按“饱和容水量与最大分子容水量地差值”来定义给水度；其二是完全给水度.我们认为对布尔顿给水强度公式中给水度地上述理解欠妥，布尔顿给水强度公式中地给水度应是“动态稳定给水度”.5PCzVD7HxA 一般潜水完整井抽水时地s~t曲线可明显地分为三个阶段（如下图所示）. 要说明布尔顿给水强度公式中地给水度地内涵，有必要先分析一下潜水完整井抽水时地s~t曲线三个阶段地特性.第一个阶段：出现在抽水早期，其s~t曲线与承压水完整井抽水时地泰斯曲线相一致，主要表现为潜水水位下降了，但含水介质不能立即通过重力排水把其中地水排出，而只是由于压力降低引起水地瞬时弹性释放，即弹性释水.在这一阶段α地值接近于零，即：jLBHrnAILg 含水层地反应和一个储水系数较小地承压含水层相似，此时潜水完整井非稳定流地运动方程近似为： 式中μ（T）为潜水含水层地储水系数.第二个阶段：s~t