水文与工程地质专业《实训2--抽水实验数据的分析与处理教案》.docx

课题：抽水实验数据的分析与处理实训

教学目标

1了解抽水试验的根本概念。

2掌握抽水试验的应用。

3培养学生对工程地质课程实训技能的学习兴趣。

教学重难点

1抽水试验的用途。

2抽水试验参数的计算与分析。

教学过程

一、抽水试验简介。

抽水试验是通过抽水设备，在揭露含水层的钻孔、竖井、民井、试坑中抽水，获得一定的水位降低值降深和相应的流量，依据降深和流量，按不同的边界条件采用相应的计算公式，从而说明钻孔涌水量Q及其与水位下降S的关系和与抽水延续时间t的关系，确定井孔的出水能力和计算含水层的渗透系数。如图抽水设备。

抽水试验按水位稳定性分为：稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验方法；按抽水孔类型分为：完整井和非完整井抽水试验；按孔数可分为：单孔抽水试验、多孔抽水、群孔干扰抽水。

稳定流抽水试验要求应满足以下要求：

1宜进行3次水位降深，最大水位降深值应根据水文地质条件、并考虑抽水设备能力确定，其余2次降深值宜分别为最大降深值的1/3和2/3；

2基岩含水层水位降深顺序宜按先大后小，松散含水层水位降深顺序宜按先小后大逐次进行；

3抽水试验稳定延续时间：〔1〕稳定时间内，主孔水位波动值应不超过3cm~5cm，观测孔水位波动值应不超过2cm~3cm；〔2〕主孔涌水量波动值应不超过平均流量的3%。

4抽水试验稳定延续时间：1卵石、圆砾和粗砂含水层为8h；2中砂、细砂和粉砂含水层为16h；3基岩含水层〔带〕为24h。4根据含水层的类型、补给条件、水质变化和试验目的等因素，稳定延续时间可适当调整，中、小降深的抽水稳定延续时间可为8h~24h。

5抽水试验时，动水位和出水量观测的时间，宜在抽水开始后的第5、10、15、20215、30min各观测一次，以后每隔30min观测一次。

二、抽水实验数据的分析与处理

抽水实验数据的分析与处理实训方法步骤与要求为：

1阅读所有图表及抽水观测记录，掌握地层及钻孔结构，熟悉抽水工作的一般情况;

2进行抽水资料整理

〔1〕利用原始资料绘制流量、水位历时曲线及水位恢复曲线〔Q-t和S-t曲线〕；

〔2〕计算“抽水试验成果表〞中的各项内容，选择适当的计算公式计算渗透系数；

〔3〕绘制涌水量Q、单位涌水量q与降深S的关系曲线，即Q-S曲线，q-S曲线；

〔4〕计算最大涌水量、渗透系数K值和影响半径R。

【案例分析与计算】某工程抽水试验抽水井原始资料如表1和表2所示，按标准要求进行抽水试验资料的分析与计算。

表1某工程抽水试验原始资料

抽水井原始资料

观测孔降深

涌水量

Qm3/h

降深

Sm

观1

观2

观3

观4

观5

观6

S1m

S2m

S3m

S4m

S5m

S6m

140

100

50

表2观测孔距离

观测孔距离

观1

观2

观3

观4

观5

观6

R1m

R2m

R3m

R4m

R5m

R6m

lgR1=

lgR2=

lgR3=

lgR4=

lgR5=

lgR6=

【分析与解答】根据资料作Q~S曲线如图3，呈直线型。

第二步：利用最小二乘法确定单位涌水量q值。

第三步：计算最大涌水量：根据曲线形状，可将抽水井最大降深延伸至，即Sma=m，最大涌水量Qma=qS=m3/h=m3/d。根据开挖深度为16m左右，地下水位需控制在17m左右，降深为13m，其涌水量为Q=qS==m3/h=m3/d。

第四步：计算K值：

根据Q-S曲线形状，选择带两个观测孔的承压完整井公式计算：

上式中Q：涌水量，取3360m3/d；M：含水层厚度，取35m；r1：观测孔r1距抽水井的距离，取；r2：观测孔r2距抽水井的距离，取46m；

如采用最大涌水量计算K值

第五步：计算影响半径R：

采用图解法，因为S-lgr呈直线关系，当r=R时，S=0。作S-lgr关系曲线，该直线在r轴〔对数轴〕上截点处的读数目即为R值，求得R=179m。

采用公式计算，带两个观测孔的承压完整井公式：

采用图解法计算和采用公式计算结果根本一致。

表3为云阳县故陵镇抽水试验数据分析与处理成果。

三、综合应用

抽水实验数据的分析与处理实训：根据课堂提供的工程案例，学生分析，课堂内讨论检查。

四、总结

1本节课重点学习内容为抽水实验数据的分析与处理实训。

2抽水实验数据的分析与处理实训内容如上。

五、作业

1抽水试验可以计算哪些参数

2进行抽水试验时有哪些根本要求