抽水試驗(yàn)實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1抽水試驗(yàn)實(shí)用第六節(jié)抽水試驗(yàn)抽水試驗(yàn)是水文地質(zhì)孔和供水井在下管、填礫、止水、洗井之后必須進(jìn)行的一項(xiàng)工作。通過抽水試驗(yàn)獲得鉆孔的實(shí)際出水量和水位下降與涌水量的變化關(guān)系，求得含水層的滲透系數(shù)，查明水質(zhì)、水溫和單孔影響半徑等資料，為評(píng)價(jià)地下含水層水文地質(zhì)參數(shù)和合理開發(fā)地下水提供可靠的依據(jù)。同時(shí)，通過抽水試驗(yàn)還可以進(jìn)一步檢查上水質(zhì)量和洗井效果。第1頁(yè)/共26頁(yè)為了做到所取資料準(zhǔn)確，抽水試驗(yàn)必須符合下述四項(xiàng)基本要求：●洗井后和抽水試驗(yàn)前，應(yīng)測(cè)量靜止水位和丈量井孔深度。●探采結(jié)合孔每一含水層的抽水試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩個(gè)以上的落程，每個(gè)落程的穩(wěn)定時(shí)間為8～24h。供水量大的井孔，每一含水層應(yīng)抽三個(gè)落程，穩(wěn)定時(shí)間分別為8、16、24h。每個(gè)落程結(jié)束后，應(yīng)觀測(cè)其恢復(fù)水位。第2頁(yè)/共26頁(yè)●在松軟巖層中進(jìn)行抽水試驗(yàn)時(shí)，落程應(yīng)由小到大，以避免含水層受到過大的擾動(dòng)。在基巖中進(jìn)行抽水試驗(yàn)時(shí)，落程則應(yīng)由大到小?！袢缢|(zhì)受污染，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)抽水時(shí)間，在水的化學(xué)成分穩(wěn)定前不能停止抽水。第3頁(yè)/共26頁(yè)一、抽水設(shè)備的選擇抽水設(shè)備的類型很多，合理地選擇抽水設(shè)備是準(zhǔn)確的獲取水文資料，充分發(fā)揮水井效益和降低成本的重要措施。抽水設(shè)備的選取主要取決于水文地質(zhì)條件（包括靜水位、動(dòng)水位、涌水量等）、鉆孔結(jié)構(gòu)和孔內(nèi)出砂量以及抽水設(shè)備本身的技術(shù)特性。第4頁(yè)/共26頁(yè)1．提桶抽水在地下水位較深、水量不大、試驗(yàn)要求不高的井孔中，可用提桶進(jìn)行抽水試驗(yàn)。提桶的桶身長(zhǎng)度約1.5～2m，桶底有活門，上端系以鋼絲繩，用鉆機(jī)升降機(jī)提升抽水。第5頁(yè)/共26頁(yè)2．人力吸水泵抽水是一種立式活塞泵，由手柄、拉桿、出水三通、泵體、活塞和吸水管組成。其吸水高度一般不超過6～7m，適用于淺水位井孔的抽水試驗(yàn)。此泵構(gòu)造簡(jiǎn)單，可以自制，安裝方便，但用人力上下壓動(dòng)抽水，水量不易保持均衡。第6頁(yè)/共26頁(yè)3．往復(fù)式水泵抽水最大吸水高度約6～7m，適用于淺水位和中等涌水量的井孔。用往復(fù)式水泵抽水時(shí)，不需另增設(shè)備，可直接利用與鉆機(jī)配套的水泵。但出水不均勻，較笨重，且需較大的安裝面積。第7頁(yè)/共26頁(yè)4．潛水泵抽水潛水泵是將電動(dòng)機(jī)和泵體一起放在井內(nèi)水位以下進(jìn)行抽水的水泵。與深井泵相比，潛水泵的估點(diǎn)是省掉了長(zhǎng)的立軸，能更有效地發(fā)揮效率。但要求有較高的密封和絕緣措施。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的潛水泵為：分淺井潛水泵（YQ、YOB、QBS型）和深井潛水泵（JQ、NQ型）。第8頁(yè)/共26頁(yè)

第9頁(yè)/共26頁(yè)5．深井泵抽水深井泵即立式離心泵，泵體在井孔內(nèi)，沒入動(dòng)水位以下，可以進(jìn)行水下的抽水工作。動(dòng)力機(jī)裝在地表，用長(zhǎng)的立軸傳動(dòng)水泵。深井泵的揚(yáng)程可達(dá)150m。其主要缺點(diǎn)是有長(zhǎng)的傳動(dòng)立軸，安裝復(fù)雜，且易在連接處折斷。

第10頁(yè)/共26頁(yè)二、空氣壓縮機(jī)抽水1．空氣壓縮機(jī)抽水的工作原理壓縮空氣經(jīng)風(fēng)管進(jìn)入井內(nèi)，經(jīng)混合器與揚(yáng)水管中的水混合形成氣水混合物。該混合物與管外的水相比，其比重較低，因此在揚(yáng)水管內(nèi)外比重差的作用下液面上升。與此同時(shí)，混入水中的壓縮空氣釋放能量，使水中的氣泡沿上升過程中逐漸加大。于是形成較強(qiáng)大的“氣舉”力而克服揚(yáng)水管內(nèi)液體的慣性使水柱上升，至地表氣水分離室里，空氣逸出，水排出井外。第11頁(yè)/共26頁(yè)第12頁(yè)/共26頁(yè)2．空氣壓縮機(jī)抽水有關(guān)參數(shù)的選擇與計(jì)算空氣壓縮機(jī)抽水的參數(shù)包括：沉沒深度、風(fēng)量和風(fēng)壓以及風(fēng)管和揚(yáng)水管規(guī)格等。（1）混合器的沉沒深度，用沉降系數(shù)k表示。它與揚(yáng)水高度h和混合器下入井中的深度H間的關(guān)系為：

K—抽水管路的沉降系數(shù)；（有些文獻(xiàn)上稱沉沒比）沉降系數(shù)k必須根據(jù)抽水試驗(yàn)中不同的揚(yáng)水高度合理取值，其關(guān)系到空壓機(jī)抽水是否正常及抽水工作效率的高低，一般k值可取1.5～2.5（根據(jù)不同揚(yáng)水高度參考表5.2—7選擇）。第13頁(yè)/共26頁(yè)（2）全風(fēng)量W（即所需壓氣機(jī)的空氣量）：

式中：W—所需的總空氣量，m3/min； Q—鉆孔預(yù)計(jì)出水量，m3/h； V0—提升1m3水所需空氣量，m3。式中：C——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，它與k有關(guān)。

η——效率系數(shù)。第14頁(yè)/共26頁(yè)（3）空氣壓縮機(jī)壓力計(jì)算

開始抽水時(shí)，起動(dòng)壓力P0=0.1(H-h0)+ΔP，

大氣壓連續(xù)抽水時(shí)，工作壓力P=0.1(H-h)+ΔP

，大氣壓式中：ΔP—壓縮空氣在風(fēng)管中流動(dòng)時(shí)的壓力損失，ΔP=0.2～0.5大氣壓由于：H-h0＞H-h→P0＞P所以，選擇空壓機(jī)壓力應(yīng)以P0為依據(jù)。第15頁(yè)/共26頁(yè)（4）風(fēng)管、揚(yáng)水管（井管）的安裝形式與計(jì)算并列式：簡(jiǎn)單、效率高，但要求井孔直徑大。同心式：復(fù)雜、效率低，但適用于小直徑井孔抽水。風(fēng)管、揚(yáng)水管安裝方式第16頁(yè)/共26頁(yè)風(fēng)管直徑的計(jì)算公式為：式中：d內(nèi)——風(fēng)管內(nèi)徑，m；

W——所需空氣量，m3/min；

Pk——壓縮空氣壓力值，大氣壓；

Vb——壓縮空氣在風(fēng)管內(nèi)的流動(dòng)速度，Vb=8~10m/s。第17頁(yè)/共26頁(yè)并列式安裝時(shí)，揚(yáng)水管內(nèi)徑的計(jì)算公式為：式中：D—揚(yáng)水管內(nèi)徑，m；Q—預(yù)定出水量，m3/min；Vc—?dú)馑旌衔镌趽P(yáng)水管內(nèi)的上升速度，Vc=8～9m/s；同心式安裝時(shí)，揚(yáng)水管內(nèi)徑的計(jì)算公式為：式中：D0—同心式安裝時(shí)揚(yáng)水管的內(nèi)徑，m；

D—并列式安裝時(shí)揚(yáng)水管的內(nèi)徑，m；

d外—風(fēng)管外徑，m；第18頁(yè)/共26頁(yè)三、抽水時(shí)水位水量的測(cè)量1．水量測(cè)量抽水試驗(yàn)中常用量水堰測(cè)量出水量，量水堰測(cè)量出水量是將由井內(nèi)揚(yáng)水管排出的水導(dǎo)入量水堰箱中，經(jīng)前后擋板阻波穩(wěn)定后由堰箱的堰口流出，測(cè)量水流經(jīng)過堰口時(shí)水?dāng)嗝娴母叨?，?jīng)換算求得出水量。堰口的形式有三角形、梯形或矩形。水文地質(zhì)鉆探常用的堰口形式是三角形。第19頁(yè)/共26頁(yè)三角形堰箱測(cè)量出水量時(shí)，可采用下公式計(jì)算：當(dāng)H=0.021~0.20m時(shí)Q=1.4H2.5

當(dāng)H=0.301~0.350m時(shí)Q=1.343H2.47

當(dāng)H=0.201~0.300m時(shí)取上兩公式計(jì)算的平均值。式中：H——水流經(jīng)過堰口時(shí)水?dāng)嗝娴母叨龋╩）。由于計(jì)算較復(fù)雜，一般可通過查表法求得水量。第20頁(yè)/共26頁(yè)2．水位測(cè)量可用測(cè)鐘法或電極法測(cè)量水位。測(cè)鐘法是用帶有深度標(biāo)記的測(cè)繩連接測(cè)鐘，測(cè)鐘接觸水面時(shí)，能發(fā)出聲響。電極測(cè)量水位計(jì)是由電極、導(dǎo)線和指示器（或微安表等）組成。測(cè)量時(shí)，當(dāng)電極接觸水面時(shí)，電路聯(lián)通，由指示器上可以看出。圖12-21是電極測(cè)量示意圖。第21頁(yè)/共26頁(yè)四、抽水試驗(yàn)資料的整理抽水試驗(yàn)的最大涌水量應(yīng)大于正常生產(chǎn)出水量的75%。抽水試驗(yàn)中的水位降深次數(shù)一般為三次，最低不少于兩次。三次中若最大抽降值為S3，則：各次水位抽降差和最小抽降值應(yīng)大于1m。每次抽降要有一定的穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間，以保證資料的準(zhǔn)確性。穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短可根據(jù)鉆孔性質(zhì)和含水層性質(zhì)而定。第22頁(yè)/共26頁(yè)根據(jù)抽水試驗(yàn)的資料繪制出水量與水位下降值關(guān)系曲線，稱為Q-S曲線。如圖12-22所示。第23頁(yè)/共26頁(yè)

如曲線不通過原點(diǎn)時(shí)，則說(shuō)明最初