【2017年整理】井孔抽水试验

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1、1井孔抽水试验一、抽水试验的目的、任务及原理（一） 目的与任务1、 确定含水层的水文地质参数，如渗透透系数、导水系数、给水系数、弹性储水系数等，为计算井孔涌水量和评价地下水资源提供数据。2、 确定影响半径的大小，了解降落漏斗的形状及其扩展情况，为合理开发利用和有效管理地下水资源取得依据。3、 确定地下水动力性质，查清地下水与地表水之间以及不同含水层之间的水力联第，阐明地下水的补、径、排关系，为各种水源间的补偿调节提供数据资料。4、 确定单井或群井涌水量与水位降深之间的关系，进而拟定合理的适宜的井径、井深、井距等布井方案。（二） 基本原理把流向垂直井中的地下水导引或汲取到井外，使井内的位下降，而

2、进壁外含水层中的地下水在降落漏斗范围内，由于水头差的作用，连续不断地流入进内，逐渐的在井壁周围形成一个以井轴为中心的由小支大以至稳定的降落漏斗。初期降落漏斗范围攻很小，因地下水流向井的坡度较大，使流速和流量也较大。但是随着时间的推移，影响范围会不断扩大，水力坡度逐渐变小，所以在抽水设备及井的出水能力很大的情况下，如果控制水位降深不变时，井孔出水量必将逐渐减小；或保持出水量不变则井内水位将会不断下降。但是，在实际工作中，井的出水能力都是有限的，在满足控制出水量的情况下，水位降深也会逐渐达到相对稳定。上述过程可以从两个方面加以利用和研究，如采用非稳定流理论，应取用水位降深和出水量尚未达到稳定但变化

3、较小的抽水过程段的观测资料求得水文地质参数。如采用稳定流理论，则取用水位降深与出水量均达到相对稳定的抽水过程段的观测资料，求得水文地质参数。二、抽水试验的类型（一） 稳定流和非稳定流抽水试验非稳定流抽水试验要求井（孔）出水量或水位两者之中的一个保持为常量，观测另一个的数据随时间变化的关系，而后将其代入相应的计算公式，则可求得渗透系数、导水系数、贮水系数或压力传导系数。稳定流抽水试验要求水位降深与井（孔）出水量均须达到相对稳定状态，即保持近似的常量，代入计算公式求得渗透系数。非稳定流抽水试验应用比较广泛，获取得的参数比较接近实际。稳定流抽水试验多使用在地下水补给来源充沛，抽水量远远小于补给量，并

4、在井（孔）附近可相对形成稳定流场的地区。在实际工作中，这两种方法都可使用，特别是同时使用，以相互校验，使取得的数据资料更接近实际。（二） 单孔抽水、多孔抽水、互阻孔抽水试验1、 单孔抽水试验：是指在一个井抽水，无观测孔的试验工作。方法简便，成本费用低。但是这种试验只能取得含水层井（孔）出水量与水位下降关系的资料，以及概略算出含水层的渗透系数。在普查阶段，对初步掌握含水层的富水性和圈定富水地段，检查止水效果等方面，随其实用价值。在其它的勘察阶段，当含水层深埋或是坚硬基岩地区，钻进施工困难，成本费用很高时，如能基本满足资料及精度要求，可考虑不打观测孔，只进行单孔抽水试验。22、 多孔抽水试验：地指

5、一个主孔进行抽水，同时在其周围配置一定数量的观测孔进行地下水位变化的观测。这种试验方法获得的资料较为齐全，精度也较高。能够测得试验段含水层在不同方向上的影响半径变化、降落漏斗的形态及其扩展情况，确定不同含水层之间以及含水层与地表水之间的水力联系，测定地下水的流向，流速等。在含水层埋深大或基岩地区，其成本高。所以，这种试验方法一般多应用于含水层埋藏浅，透水性不均匀的潜水或浅层承压水地区，且多在水文地质详勘阶段，而且更多是在计算地下水资源的典型地段或拟建供、排水工程的地段采用。3、 互阻孔抽水试验：也称群孔抽水试验，地指在影响半径范围内，两个或两个以上的井（孔）同时进行的一种试验方法。在进行干扰孔

6、正式抽水之前，首先在各钻孔中先分别进行单孔抽水试验，并同时对其它孔进行水位观测，以便合理设计干扰孔抽水试验方案。这种试验主要目的是为了计算井（孔）出水量的降低系数，以便在集中开采条件下全理确定开采孔的间距，制定布井方案，了解开采区域的的影响范围内地下水位下降与进/总出水量之间的关系，以利于评价地下水开采资源。由于这种试验管理复杂，费用很大，多在详勘阶段或开采阶段使用。为了简化计算过程，在施工和试验中应注意：1） 各干扰孔过滤器的规格和安装深度应尽量相同。2） 进行试验时各孔的水位下降值应尽量一致。3） 在干扰抽水前的单孔抽水时，其它观测孔的水位下降值不宜小于 0.2m.在一般情况下，根据经验数

7、据，承压水区的干扰试验孔的间距，可以考虑为其单孔抽水试验影响半径值的 70%，如是潜水其间距可按其影响半径值的 55%布置。（三） 试验抽水、正式抽水及试验开采抽水1、 试验抽水：具体作法是在钻孔中进行一次最大的水位降深，抽水延续时间在 8-16 小时。这种试验抽水常常做为正式抽水之前的一次试抽，用来冲洗钻孔，检查设备及安装情况，以及验核试验设计的某些不妥之处。2、 正式抽水：一般进行三次水位降深，由于降落漏斗形成速度的不同，每次水位降深需要的时间也不一样。当达到设计降深且稳定之后，其延续时间一般不能少于 8 小时。这种试验所得成果的精度较高，多用于详勘阶段以及有观测孔的抽水试验。3、 试验开

8、采抽水：这是一种时间延续很长的抽水试验，一般不少于一个月。多用在地下水资源不丰富或补给条件不清，以及缺少地下水长期观测资料的地区。特别是对开采中的地下水补给量与开采量还不能作出准确评价时，常常能过试验开采抽水，取得钻孔实际出水量，作为评介地下水开采资源的依据。三、抽水试验场地的布置和抽不试段的划分（一） 抽水孔的选择和设计抽水孔位确定后，应编制抽水试验工程设计书（作为勘探设计中的一部分） 。其内容包括：1、 试验孔和试验场地的平面位置及高程。2、 抽水孔和观测孔的设计剖面，施工的程序及技术要求。3、 含水层的止水方法和过滤器的类型及规格。4、 抽水试验设备及守装要求。5、 试验方地和技术要求以

9、及水样采取。6、 人员组织及任务分配等。（二） 观测孔的布置1、观测线的排列；观测孔是以抽水孔为中心，排列成测线进行布置的。在一般情况下，如3果抽水试验主要是为了计算水文地质参数，观测妃可选择一排垂直地下水流向布置。若为测定含水层不同方向的非均质程度或实测抽水影响半径，观测线不仅要垂直地下水流向，同时也要平行于地下水流向布置。及关具体要求列述如下：1）在含水层结构均匀、等厚、无限边界和水力坡度较小的地段，可垂直地下水流向布置一条观测线。2）在含水层结构均匀、等厚、无限边界和水力坡度较小的地段，可垂直及平行地下水流向各布置一条观测线。当为供水目的时，平行地下水流向的观测线可布在抽屉水孔的下游。若

10、是为了排水疏干，则布置在抽水孔的上游。这种“供下排上”的布置，有利于提高评坐的保证程度。3）对含水层非均质、有限边界及水力坡度不大的地段，可垂直地下水流向在抽水孔两侧各布置一条测线，同时，平行流向可布置一条。4）对含水层非均质、有限边界及水力坡度大的地段，可布置四条观测线，即以抽水孔为中心，垂直及平行地下水流向各布置两条。2、观测线上的孔数和孔距：每排观测线上的孔数主要决定于抽水试验的目的和要求，同时，也与水文地质特征以及试验采用的计算公式有关。各观测孔之间的距离，取决于含水层的透水性及其变化程度、地下水类型、有无垂直补给等多方面的因素，同时也与抽水试验的性质（稳定流、非稳定流）和抽水孔的水位

11、降深以及观测孔的水位变化幅度等有关。在一般情况下，相对来说，透水性差的比透水性好的；潜力水层比承压水层；有垂直补给比无垂直补给；非稳定流比稳定流等，它们前者的观测孔间距均相对要密些，即孔距要小些。其总的要求是观测孔之间的距了，离主孔愈近，距离愈小；愈远，距离愈大。主孔与观测孔间距（m）含水层岩性抽水时水位降深（m） 第一孔 第二孔 第三孔 第四孔备注粉细砂 15153010152030355060100细砂 88-1515-30101520203040406070100120150中砂 55-1010-1552030304050507080100120150粗砂 44-88-122030403

12、55060608090100120150砾砂 33-55-10203040305070508012080120200砾石 33-44-8304050607090100120150100200300卵石 33-640507090120150200300适用于潜水含水层，抽水孔为完整孔。深层承压水间距应比本表数值大些。4、 观测孔的深度：一般应深入试验段内 5-10m。对非均质含水层观测孔的深度应与抽水孔一致。如果含水层均质且厚度变化不大，各观测孔深度可一律采用大于抽水孔的最4大水位降深的标高以下 1m。（三） 抽水试段的划分为了准确地取得含水层的水文地质参数，有效地进行地下水资源评价，对不同赋存

13、条件下的各类含水层（带） ，都应分段或分层进行抽水试验。例如，在一个钻孔中揭露出几个具一定厚度的含水层，这或是潜水层与承压水层上下相间，或上部为第四系含水层，古伏为基岩含水层，或淡水与咸水，或水质类型差别很大的含水层，或不同深度富水程度不同的岩溶含水带等，一般都应分别进行抽水试验。对厚度很大的单一含水层，可根据抽水设备的能力划分抽水试段，其试段长度一般为 20-30m。在岩溶地区应根据岩溶发育的垂直分带划分抽水试段，试段长度一般对强含水带为5-10m 或略少。必须指出：在一些情况下，也可以进行混合抽水，不必分层或分段进行。如：1） 各个含水层的性质及水力联系情况已基本查清；2） 勘探精度要求不

14、高，或采用多层混合成井，而且这些含水层的静水压位相差不大（一般不超过 1m） ；3） 含水层的岩性大体相同，隔水条件差，具有一定程度的水力联系，水质基本一致的相邻含水层。四、抽水试验设备及其安装抽水试验的设备主要包括：抽水工具、过滤器、量测器具等。（一） 抽水设备1、 抽水设备的种类及其选择1） 空气压缩机（简称压风机）压风机工作原理是：通过输风管将压缩空气送入孔内，在混合器外与地下水混合形成一种乳泡状水汽混合物，其比重小于水的比重，同时在气流的驱动下沿水管上升溢出孔口。压风机抽水的优点较多，它不受井管稍有弯曲和井水含砂的影响，并可起到洗孔和抽水的双重作用，对地下水埋深和出水量的适应性较强，水

15、位降深的调节范围较大，移动方便。其不足是成本高，将效低，在抽水时由于气流的干扰，动水位波动较大，出水量不够均匀。使用压风机抽水要事先根据实际抽水孔的静水位及设计降深值和预期计可能的出水量计算出风管的沉没比及沉没深度，空气消耗量以及空气压力，以便合理地选择适用的压风机类型。A、 风近的沉没深度和深没比：风管下入进内最低动水位以下的深度称为沉没深度。它与混合器到出水口长度（H+h）的比称沉没比。用下式计算风管沉没比（）：= 100%hHH风管浸没深度，从最低动水位算起至混合器上端。h混合的气水上升高度，从最低动水拉算起至出水口沉没比要求要适当，过大会增加风量的无为消耗或难以起动压风机及正常输风，过

16、小会使抽水不连续甚至抽不出水来。所以，一般要求沉没比控制在 50-60%左右为宜，在生产中可参考风管安装深度曲线图，来确定 H 与 h 之间的数值关系。B、 压缩空气的消耗量：为了选用合适的压风机，常常要在试验的设地中计算出空气的消耗量。从井中每提升一立方米的水所需用的空气量（换算成一个大气压时）可按下式计算：5V=K m310lg23HhV每提升一立方米水所需的空气量（ m3K系数，K=2.17+0.0164hh从动水位至孔口的高度H混合器喷咀在水下的淹没深度（数值同于风管沉没深度）从上式中可以看出：在合理沉没比的前提下，为提升同体积的水，上升高度（h）越大，需用的空报导量愈多。这是因为增长了沿途水气分离的缘故。在同样的前提下，为提升同体积的水，在 h 相同的条件下，沉没比愈大，需用的空气量愈少，这是因为能使水充分混合满足最佳出水效果。因此，为了提高效益，应适量增大沉没比。扬程与耗气量、沉没比的关系浸没比50% 60%扬程 h耗气量52.78103.37204.55305.77407.03508.3551