水文地质勘查技术 地下水水资源量计算 7 开采抽水试验法.doc

PAGE PAGE 1 任务十 地下水资源量计算 七、开采抽水试验法 课程目的 掌握开采抽水试验法的原理、计算方法、步骤，具有开采抽水试验法计算水源地地下水资源量专业技能 课程任务 掌握开采抽水试验法基本原理、特点及其适用条件 掌握开采抽水试验法计算方法、步骤 课程内容 1、开采抽水试验法基本原理 2、开采抽水试验法特点及适用条件 3、一元相关分析法 4、多元相关分析法 重点、难点 一元相关分析法 （一）方法原理及对抽水的要求 根据抽水试验的结果确定允许开采量（可开采量），这种方法称为开采抽水试验法。 抽水要求：根据水文地质条件，选择合适的布井方案，打探采结合井，在旱季，尽量按开采条件（开采降深和预计开采量）进行较长期（一个月以上）开采性抽水试验。 （二）允许开采量（可开采量）的计算 1、稳定状态 按设计需水量进行长时间开采抽水试验，主井中或井群中心的动水位在允许降深以内，并保持稳定，各观测孔中的水位也能保持稳定；停抽后，水位又能较快地恢复到原原始水位。这表明在开采过程中含水层内建立了新的动平衡，开采的水量小于或等于开采时的补给量，按这样的抽水量开采是完全有保证的，这时实际抽水量就是允许开采量。 抽水试验动水位历时曲线图： 2、非稳定状态 按设计需水量进行抽水试验时，水位不稳定，特别是观测孔中的水位一直持续缓慢下降，停抽后水位虽有所恢复，但始终达不到原始水位。这说明抽水量大于补给量，已消耗了储存量，若按这样的抽水量开采则得不到保证的。在这种情况下确定允许开采量，可以通过分析抽水过程曲线，求出开采条件下的补给量作为允许开采量，或者再加上年暂时储存量作为允许开采量。 抽水试验动水位历时曲线图： 非稳定状态抽水的水均衡方程为：（Q抽 – Q补）*Δt =μFΔS 或：Q抽 = Q补 + μF(ΔS/Δt) μF——水位下降1m消耗的储存量，简称单位储存量（m3/m或m2） 如何从抽水量中把补给量和储存量的消耗量分开，求出补给量Q补。 其方法之一：求出给水度u和降落漏斗面积F，据抽水试验时的水位降速Δs/Δt求出储存量的消耗量， Q补= Q抽- μF(ΔS/Δt)，但u值往往难于准确测得，特别是裂隙、岩溶含水层。 方法之二：根据两次以上不同流量的抽水试验资料，用联立方程的办法求出uF，再计算抽水补给量。例如，两次不同的抽水量Q抽1和Q抽2，其水位降速分别为Δs1/Δt2和Δs2Δt2，可建立如下联立方程式： Q抽1 = Q补 + μF(ΔS1/Δt1) Q抽2 = Q补 + μF(ΔS2/Δt2) 求出：Q补 、 μF，多次抽水试验，则取平均值 根据水位恢复资料： Q抽 = Q补 + μF(-ΔS/Δt) 且Q抽 =0，即Q补 =μF(ΔS/Δt) 求得的补给量即为允许开采量。用这种方法求得的补给量作为允许开采量，有充分保证，但太保守。因为抽水在旱季进行的，没有考虑雨季的降水补给量。因此，最好抽水试验延续到雨季，用同样方法求出雨季的补给量，再分别按雨季时间、旱季时间平均分配到全年，即：Q允开 = （Q雨补 * T雨 + Q旱补 * T旱）/365 (m3/d) 用这样的补给量作为允许开采量时，还应计算旱季末的最大水位降Smax，检查是否超过最大允许降深： Smax=S0 + [(Q允开 - Q旱补 ) T旱]/(μF) S0 ——旱季开始时的水位降 另外：也可以根据旱季抽水资料和动态观测资料，计算旱季补给量和全年暂时储存时（调节储存量），以二者之和作为允许开采量，即：Q允开=Q补 +μFΔh /365 检验最大水位降的公式为：Smax=S0 +Δh T旱/365 Δh——水位年变幅 （三）开采抽水试验法的特点及适用条件 用开采抽水试验法求得的允许开采是最可靠而且准确的。无论潜水还是承压水，孔隙水还是裂隙水或岩溶水，新水源地还是旧水源地，都能应用。但要花费较多的人力物力，且成本较高。 开采抽水试验法适用于水文地质条件复杂，一时难以查清补给条件，而又急需作出评价，或供水部门对水量的保证程度要求较高时的中小型水源地的水资源评价。对大型水源地，除采用开采抽水试验外，还应结合数值法进行水位预报。开采抽水试验法，不能进行区域性的水资源评价。 例：某水源地位于基岩裂隙水富水地段，在0.2km2面积内打了12个钻孔，最大孔距不超过300m。在其中的3个孔中进行了四个多月的开采抽水试验，观测数据见下表。 时段（月.日） 5.1-5.25 5.26-6.2 6.3-6.10 6.11-6.19 6.20-6.30 平均抽水量(m3/d) 3169 2773 3262 3071 2804 水位平均降速(m/d) 0.47 0.09 0.94 0.54 0.19 数据表明，在水位急速下降阶段结束后，开始等幅持续下降，停抽或中断