無越流含水層中完整井的井流計算課件

1、要較準確取得參數(shù)，最好為抽水試驗設(shè)置觀測孔1）主井附近容易出現(xiàn)紊流區(qū)泰斯公式要求層流； 2）鉆孔附近因鉆探過程或泥漿、沖洗液等會使含水層透水性發(fā)生變化； 3）過濾器和井筒本身容易產(chǎn)生水頭損失，使主孔水位由于這些原因影響而普遍下降； 4）抽水過程中主井水位波動較大，難以準確測量； 5）由于主孔水位變化過于迅速，抽水早期的水位變化難以準確測定，應(yīng)用標準曲線對比法和S-t拐點法不易準確。 第六章 無越流含水層中完整井的井流試驗1 天氣、時間、井所處的地質(zhì)條件以及初始的水位動態(tài)要進行必要的調(diào)查、記錄和觀測； 2 由于含水層具有彈性，所以在抽水過程中要注意消除以下幾個因素的影響；A）突然事故（停電、電壓

2、不穩(wěn)、火車通過。）；B）湖、海的潮汐水位變化；C）固體潮效應(yīng) 3 抽水時間較長時，含水層的開采動態(tài)和天然動態(tài)，在抽水前必須掌握； 4 觀測時早期要加密，最好能夠?qū)⒐拯c測到，便于求參 5 考慮到計算，最好能在同一個方向不同距離布置2-3個觀測孔抽水試驗與觀測的注意事項試算法 （一）若有一個觀測孔（或僅有主孔），根據(jù)不同時間t得到兩個相應(yīng)的降深：常用的計算參數(shù)方法包括：試算法、標準曲線對比法、直線圖解法。 6.1 抽水試驗求參方法（二）若有兩個觀測孔，則可以利用相同時間、不同距離的降深值、或不同時間、不同距離的降深來試算。 總的來說，試算法的計算工作量大，利用的資料少，精度差。 抽水試驗求參方法試

3、算法 一、標準曲線對比法（一）原理 由于Q，T，r，a均為常數(shù)，即s與W(u)成正比關(guān)系，t與1/u成正比關(guān)系 ，兩邊分別取對數(shù)，則有： 泰斯公式由幾何學已知： 分析上兩式可知，對同一此抽水試驗和同一觀測孔的數(shù)據(jù)而言 反之，若已知縱、橫坐標平移值，對應(yīng)就可求參。（一）原理在雙對數(shù)紙上繪制W(u)1/u的標準曲線（理論曲線）， 在另一張模數(shù)相同的透明雙對數(shù)紙上繪制實測s-t, 將實測曲線置于標準曲線之上，保持對應(yīng)坐標軸彼此平行的條件下相對平移，直至兩曲線重合為止，然后確定橫坐標的平移值lgt0和縱坐標的平移值lgs0: 4.計算參數(shù)T和a: 5.標準曲線與實測曲線數(shù)據(jù)擬合以后，如果標準曲線的原點

4、1/u=1,W(u)=1落到實測數(shù)據(jù)坐標紙之外，則可任找一點匹配(坐標盡可能取0.01，0.1，1，10，100),記下對應(yīng)的四個坐標值1/u,W(u),t和s,即計算T和a, （二）步驟（二）操作步驟（三）標準曲線對比法拓展 其它lgs-lgr2,lgs-lg(t/r2)型以及潛水含水層的相應(yīng)幾個類型的標準曲線對比法，其原理、步驟見教材。 標準曲線對比法是確定含水層參數(shù)的一個重要方法?。ㄋ模藴是€對比法說明此法利用的全部觀測數(shù)據(jù)，即使局部數(shù)據(jù)有波動或錯誤也不至于嚴重影響計算結(jié)果。 在實測曲線與理論曲線擬合時，主要考慮抽水中后期的數(shù)據(jù)。初期數(shù)據(jù)一般擬和不好，這是由于泰斯公式的某些假定與實際不

5、符造成的。如果中后期數(shù)據(jù)擬合較好，則說明含水層試驗涉及的范圍內(nèi)基本滿足均質(zhì)“無界”條件。 若后期實測曲線偏離： 外圍邊界起作用 外圍參數(shù)不同（非均質(zhì)邊界） 垂直入滲。 后期數(shù)據(jù)向上偏移 隔水邊界，外圍K變小，水位動態(tài)下降。 后期數(shù)據(jù)向下偏移 地表水邊界，K變大，動態(tài)上升。 缺陷，擬和存在一定的隨意性。 二 直線圖解法基本思路：將實測數(shù)據(jù)投在單對數(shù)坐標紙上并做成曲線，此實測曲線在一定的區(qū)間上將呈現(xiàn)為直線，因而可以根據(jù)直線的斜率和截距來確定含水層參數(shù)。此法可分為： s-lgt，同一觀測井不同時間的降深數(shù)據(jù)； s-lgr，同時刻不同觀測井的降深數(shù)據(jù)； s-lg(t/r2)，不同時間不同觀測井的降深數(shù)

6、據(jù)。T，a，r和Q均為常數(shù)，s-lgt呈直線關(guān)系。當u0.05，誤差2以內(nèi)，泰斯公式表示為Jacob公式：(一)原理(一)原理在單對數(shù)紙上作s-lgt曲線(t取對數(shù)) 將s-t曲線的直線部分延長，交縱坐標軸(s)得s0，交橫坐標軸(t)得t0（s=0)。 求直線得斜率m，由于lg(10t/t)=1,所以取一個對數(shù)周期相應(yīng)的降深s就是斜率m。 計算T和a(二)步驟 優(yōu)點：較標準曲線對比法，避免了數(shù)據(jù)曲線平直時，擬合標準曲線時存在的隨意性。 缺點：s-lgt曲線只有在(r2/4at)0.05時才出現(xiàn)直線段，因此只能利用部分觀測數(shù)據(jù)。對于較遠的觀測孔數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)直線段很短的情況，當后期含水層外圍非

7、泰斯條件的干擾，更會使直線模糊不清。見教材。(三)直線圖解法優(yōu)缺點(四)不同類型直線圖解法確定含水參數(shù)公式 抽水試驗井、注水試驗井和長期開采井等，都可利用關(guān)井后的水位恢復(fù)數(shù)據(jù)來計算有關(guān)參數(shù)，當抽水井停抽后，井中水位將迅速回升，而后上升速度逐漸減慢，在井孔周圍，水位上升速度減慢；在遠處，在停抽一段時間內(nèi)，水位仍在下降。優(yōu)勢：經(jīng)濟上節(jié)約！6.2 水位恢復(fù)試驗若某井以定流量Q進行抽水持續(xù)了tp時間后停抽，觀測在停抽后tp時刻的剩余降深。 解題思路：將上述問題分解成Q繼續(xù)抽水加上在tp時刻同一位置有一以Q流量的注水井開始工作。QtpQtp-Qtp一、水位恢復(fù)試驗的基本原理及其應(yīng)用1、水位恢復(fù)方程 （疊

8、加原理） 1、水位恢復(fù)方程 （疊加原理）由上可知 呈直線關(guān)系，在單對數(shù)坐標紙上， 成直線。水位恢復(fù)試驗與抽水試驗相比較： 恢復(fù)試驗直線圖解不能計算參數(shù)a，但可確定H0。 抽水試驗初期流量不穩(wěn)定，因此，水位恢復(fù)試驗法在這一點上較抽水試驗要好。 2、求參方程在一開采的水源地，由于種種原因（或者要擴大水源地等），需要確定水文地質(zhì)參數(shù)，最簡單的方法式利用已有的生產(chǎn)井做水位恢復(fù)試驗。 這時往往開采時間tp已相當長，地下水位呈緩慢下降（非常平緩）。這時第一項很小二、水位回升值s的近似式及其應(yīng)用若停抽以前地下水仍有明顯水位下降，通過試驗前期水位觀測動態(tài)外推，以Q繼續(xù)抽水的下降值s. 當t足夠長，有二、水位回

9、升值s的近似式及其應(yīng)用二、水位回升值s的近似式及其應(yīng)用 水位回升值三、單井的水位降深曲線（s-t )拐點法求參故存在拐點si，時間為t,設(shè)拐點處時間為t,則：那么拐點處降深為：該式表明拐點處降深與r無關(guān)。則拐點處斜率為：三、單井的水位降深曲線（s-t )拐點法求參 第一種情況：可能是抽水附近有一隔水邊界存在，它明顯起作用時曲線就發(fā)生上偏。（當然也有其它情況？） 第二種情況：說明抽水試驗附近有導(dǎo)水邊界。（當然也有其它情況？） 第三種情況：實際抽水時彈性釋放不是瞬時完成的，與泰斯假定條件不符，因此開始降深偏大。 利用以上特點，在分析抽水試驗資料過程中結(jié)合具體的水文地質(zhì)條件分析隱伏斷層的性質(zhì)、位置、

10、發(fā)現(xiàn)隔水層中的天窗，從而選擇正確的計算方法。抽水試驗曲線偏離泰斯標準曲線的分析 本節(jié)討論兩個問題： 1、在已知邊界性質(zhì)和位置的情況下，根據(jù)井流試驗確定含水層的參數(shù)。 2、根據(jù)井流試驗近似確定邊界的位置。（一）特定條件直線圖解法。 前面已述邊界附近單個井流問題可以通過反映法，將其處理為無限含水層有若干個等流量同時工作的多井干擾問題，根據(jù)滲流疊加處理。 一、邊界附近定流量井流試驗求參 1、顯然 當有 由上說明觀測孔s-lgt曲線上出現(xiàn)直線段稱第一直線段。 斜率（一）特定條件直線圖解法 此直線與lgt軸交點的t值為隨著抽水時間的繼續(xù)：不再滿足，這時s-lgt第一直線段轉(zhuǎn)為曲線。當降深s可寫為（一）特

11、定條件直線圖解法即出現(xiàn)第二直線段。第二直線段與lgt軸交點依次類推（一）特定條件直線圖解法因此可以根據(jù)直線邊界處觀測s-lgt曲線求參數(shù)i（一）特定條件直線圖解法有時由于觀測孔離主井的距離和虛井的距離相差不大時， 虛井的作用已經(jīng)不可忽略，此時S-lgt曲線可能會不出現(xiàn)第一直線段而直接出現(xiàn)第二直線段。因此應(yīng)該結(jié)合實際情況加以分析，假如誤將第二直線段當作第一直線段，則求得的T值要比實際的小一倍，反回去檢驗S-t曲線會與實測曲線不符合，說明應(yīng)按第二直線段來計算。討論：對于扇形含水層s-lgt曲線有什么特點？在抽水試驗過程中，重要的是判斷s-lgt曲線中出現(xiàn)的直線段屬于第幾直線段。（一）特定條件直線圖

12、解法直線邊界附近井流slg t曲線特征10102 103 104 1t s 直線邊界附近井流slg t有獨特的曲線特征，據(jù)曲線特征可判斷邊界性質(zhì)和位置。分析slgt曲線所反映的邊界位置或含水層特性。 slgt曲線2個直線段，且 m2=2m1說明什么？ 曲線相對slgt直線向下偏移，逐漸水平，說明什么？ 曲線相對slgt直線向下偏移，但未水平，說明什么？ 曲線相對slgt直線向上偏移，說明什么？ 比值對于某一特定條件均為已知常量。若證（二）特定條件標準曲線法缺點：工作量大，標準曲線不能共用?。ǘ┨囟l件標準曲線法設(shè)抽水井至直線邊界的距離為 ，在抽水經(jīng)附近有一觀測孔，此孔至抽水井距離為r，至反映

13、井的距離為 ，注意這里要求 比較大。（一）抽水試驗 看s-lgt曲線1.在抽水初期 s-lgt呈曲線，由于 較大，虛井尚未起作用。 2.當 二、近似確定直線邊界的位置3. t增大時，邊界起作用。當 ，而s-lgt有轉(zhuǎn)為曲線。4.當t增大，第一直線段 第二直線段兩直線相交于（一）s-lgt曲線特征 又因為根據(jù)第一直線段有（一）s-lgt曲線特征利用，可以計算出 的長度。1.當已知直線邊界的方向時，只要一個觀測孔可確定 值。做法：a.通過主井作直線邊界的垂線。 b.以觀測孔為中心，以 為半徑做弧線。 c .兩線交點即為虛井的位置。 =(實井與虛井的距離)/22.未知直線邊界方向時，需要兩個觀測。a.求b.以 為半徑做弧，以觀測井1為中心。 以 為半徑做弧，以觀測井2為中心。c. 主井虛井連線的中