水文地質(zhì)學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1概述1</b></p><p>　　1.1工程建設(shè)的必要性1</p><p>　　1.2本報(bào)告執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范2</p><p>　　2水源地水文地質(zhì)條件2</p><p><b&

2、gt;　　2.1氣象水文2</b></p><p><b>　　2.2地形地貌3</b></p><p>　　2.3含水層及富水性3</p><p>　　2.4地下水補(bǔ)徑排特征4</p><p>　　2.5地下水環(huán)境4</p><p><b>　　3抽水試驗(yàn)6&l

3、t;/b></p><p>　　3.1抽水試驗(yàn)?zāi)康?</p><p>　　3.2抽水試驗(yàn)主孔、觀測(cè)孔布置要求及原則7</p><p>　　3.2.1抽水孔（主孔）的布置要求7</p><p>　　3.2.2觀測(cè)孔布置的原則7</p><p>　　3.3抽水試驗(yàn)類型8</p><p&g

4、t;<b>　　3.4技術(shù)要求8</b></p><p>　　3.4.1穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)的技術(shù)要求8</p><p>　　3.4.2非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)的技術(shù)要求10</p><p>　　3.5抽水試驗(yàn)的設(shè)備及安裝12</p><p>　　3.5.1抽水設(shè)備的選擇12</p><p>　　3.

5、5.2抽水設(shè)備的安裝12</p><p>　　3.6抽水試驗(yàn)的組織措施14</p><p>　　3.7抽水試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)預(yù)算14</p><p>　　3.8抽水試驗(yàn)資料整理15</p><p>　　4白巖水源地地下水資源評(píng)價(jià)17</p><p>　　4.1地下水資源水量評(píng)價(jià)17</p><p&

6、gt;　　4.2白巖水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)24</p><p><b>　　附件：26</b></p><p><b>　　1概述</b></p><p>　　1.1工程建設(shè)的必要性</p><p>　　為了滿足生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水需求，就要通過(guò)取水工程從水源地中對(duì)地下水進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。在選擇水源地位置的

7、時(shí)候，一般要考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的問(wèn)題：</p><p>　　為滿足水量要求和節(jié)省建井投資，供水水源地或開(kāi)采地段應(yīng)盡可能選擇在含水層層數(shù)多、厚度大、滲透性強(qiáng)、分布廣、具有調(diào)節(jié)能力、水量豐富、水質(zhì)良好的地段上。</p><p>　　為增加開(kāi)采補(bǔ)給量，保證水源地長(zhǎng)期均衡開(kāi)采，水源地應(yīng)盡可能選擇在可以最大限度攔截區(qū)域地下徑流的地段，接近補(bǔ)給水源和能充分奪取各種補(bǔ)給量的地段。</p>

8、<p>　　為保證水源地投產(chǎn)后能按計(jì)劃正常運(yùn)行，選擇水源地時(shí)應(yīng)從區(qū)域水資源綜合平衡觀點(diǎn)出發(fā)。</p><p>　　為保證取出水的質(zhì)量，水源地應(yīng)選擇在不易引起水質(zhì)污染和惡化、便于保護(hù)的地段。</p><p>　　在選擇水源地時(shí)，還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、安全和擴(kuò)建前景方面考慮。</p><p>　　白巖水源地位于貴州省黔南福泉市黃絲鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)東鄰馬場(chǎng)坪辦事處，西抵貴定縣定東

9、鄉(xiāng)，南交麻江縣景陽(yáng)鄉(xiāng)，北接福泉市岔河鄉(xiāng)。距貴陽(yáng)約80公里，距都勻約45公里，福泉市府約26公里，凱里市約80公里。全鎮(zhèn)行政區(qū)域面積139多平方公里，轄4個(gè)村，55個(gè)村民組，共有4430余戶2.03萬(wàn)人，耕地面積1.67萬(wàn)畝，湘黔鐵路、株六鐵路復(fù)線、貴新高等級(jí)公路、210國(guó)道穿境而過(guò)，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，自然資源豐富。該水源地的建立與保護(hù)，使黃絲鎮(zhèn)2萬(wàn)多人的飲水得到保證，緩解該鎮(zhèn)飲水困難的壓力，帶動(dòng)其經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，維護(hù)生態(tài)平衡發(fā)展。同時(shí)，該水源

10、地對(duì)其周邊縣市有著巨大的影響，能夠在一定程度上緩解相鄰地區(qū)的生活及工農(nóng)業(yè)用水問(wèn)題，對(duì)整個(gè)福泉市乃至整個(gè)黔南的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。因此，該水源地的建立與保護(hù)很有必要性。</p><p>　　1.2本報(bào)告執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范</p><p>　　《供水水文地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB50027—2001， 原國(guó)家冶金工業(yè)局， 2001）；</p><p>　　《供水水文地質(zhì)

11、手冊(cè)》（機(jī)械工業(yè)勘測(cè)單位， 1983.3， 地質(zhì)出版社）；</p><p>　　《貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范 》 （DB2246—2004，貴州省建設(shè)廳，2004）；</p><p>　　《工程勘察設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)》 （國(guó)家發(fā)改委、建設(shè)部，2002） ；</p><p>　　《地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848-93，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局，2004）。</p&g

12、t;<p>　　2水源地水文地質(zhì)條件</p><p><b>　　2.1氣象水文</b></p><p>　　白巖水源地位于貴州省中部福泉市，黔南布依族苗族自治州北部。介于東經(jīng)107°14′24″～107°45′35″和北緯26°32′28″～7°02′23″之間。境內(nèi)地勢(shì)西部和北部較高，東部次之，中部和南部較低，

13、最高海拔1715.8米，最低海拔614米，平均海拔1020米。地貌類型以山地為主，丘陵次之，壩地較少。土壤類型以石灰土最多，黃壤次之，水稻土和紫色土較少。在氣候分區(qū)上，屬亞熱帶季風(fēng)氣候華中濕潤(rùn)區(qū)，熱量豐富、雨量充沛，無(wú)霜期長(zhǎng)，年均溫14℃左右，，無(wú)霜期245～278天，年均降水量1033～1220mm。</p><p><b>　　2.2地形地貌</b></p><p&g

14、t;　　白巖水源地屬中低山溝谷區(qū)，最高點(diǎn)為白巖山頭，高程1338.5m，最低點(diǎn)為白巖腳翁光河，高程1150m，最大高差約232m，山坡坡度一般為30°～40°。</p><p>　　2.3含水層及富水性</p><p>　　白巖水源地出露地層有：</p><p>　　中寒武系石冷水組（∈2s），為灰色或灰白色中厚層與薄層白云巖互層，間夾泥質(zhì)白云巖

15、，可分3段，厚度86m，產(chǎn)狀60°∠32°。為強(qiáng)含水巖層。</p><p>　　寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群（∈2-3ls），為淺灰、灰色中厚層細(xì)晶白云巖，厚度165m，風(fēng)化嚴(yán)重。為強(qiáng)含水巖層。</p><p>　　中寒武系高臺(tái)組（∈2g），為灰色中厚層泥質(zhì)白云巖及泥巖，厚度45m。含水性一般，據(jù)泥質(zhì)白云巖中泥質(zhì)的含量而定，泥巖為弱透水層或隔水層。</p><

16、;p>　　二疊系中統(tǒng)棲霞、茅口組（P2q+m），為灰色厚層灰?guī)r，厚度大于220m，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。為強(qiáng)含水巖。</p><p>　　2.4地下水補(bǔ)徑排特征</p><p>　　該水源地主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，也有部分越流補(bǔ)給。降水在該地白云巖及灰?guī)r中儲(chǔ)存運(yùn)移。其排泄路徑主要是通過(guò)區(qū)內(nèi)較為發(fā)育的斷裂構(gòu)造而進(jìn)行，推測(cè)為斷裂構(gòu)造蓄水系統(tǒng)類型。區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造有：</p><

17、;p>　　F1斷層為一條區(qū)域性斷層，傾向南東，傾角78°，斷層破碎帶出露寬度25～75m。</p><p>　　F2斷層為一條區(qū)域性斷層，在羅家灣附近交匯到F1斷層上，傾向北東，傾角65°，斷層破碎帶寬5～20m。電測(cè)深剖面資料表明，斷層下盤影響帶的寬度約40m，電測(cè)深異常影響深度60～80m。</p><p>　　F3、F5斷層性質(zhì)不明。</p>

18、<p><b>　　2.5地下水環(huán)境</b></p><p>　　白巖溪為與巖層走向近直交的橫向河谷，本坡自然角28°～40°，谷底高程1172m，坡頂高程1225m，相差53m，壩址區(qū)近垂直于該河谷發(fā)育有幾條沖溝，其中羅家灣向出露有S06上升泉，流量4.46L/s。</p><p>　　白巖溪谷之中，主要為白云巖含水層，含比較豐富的巖溶

19、地下水，地下水具承壓性質(zhì)（自流水），測(cè)壓水頭最高達(dá)+8.36m，地下水枯季總流量48.16L/s。</p><p>　　水源地北、東、南面為地表水分水嶺，西面為隔水層邊界，壩址區(qū)北西面，鉆孔揭露存在地下水分水嶺。</p><p>　　地下水補(bǔ)給主要為大氣降水補(bǔ)給，局部地段存在越流補(bǔ)給，例如羅家灣S06泉，推斷為庫(kù)區(qū)以南在P2q+m巖溶管道含水系統(tǒng)沿F1和F2斷層交匯部產(chǎn)生對(duì)庫(kù)區(qū)的越流補(bǔ)給。

20、</p><p>　　以F2斷層為界，西盤（下盤）為巖溶裂隙承壓分布區(qū)，東盤（上盤）為巖溶裂隙潛水分布區(qū)。承壓水分布區(qū)，為∈2s薄～中厚層白云巖，其間夾薄層泥質(zhì)白云巖（起相對(duì)隔水作用），形成層向承壓水，出露上升泉S06，鉆孔揭露承壓水頭+0.20～+8.61m，流量1.046～1.83L/s。潛水分布區(qū)，為∈2-3ls薄～中厚層白云巖，構(gòu)造及風(fēng)化裂隙發(fā)育，賦水性相對(duì)較均勻，地下水沿裂隙和層向裂隙由庫(kù)區(qū)兩側(cè)向溝谷匯

21、集排泄，并在溝底以下降泉形式出露地表，流量在0.001～0.5L/s。</p><p>　　圖2-1 白巖水源地水文地質(zhì)簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　3抽水試驗(yàn)</b></p><p>　　抽水試驗(yàn)是通過(guò)從鉆孔或水井中抽水，定量評(píng)價(jià)含水層富水性，測(cè)定含水層水文地質(zhì)參數(shù)和判斷某些水文地質(zhì)條件的一種野外試驗(yàn)方法。</p>

22、<p><b>　　3.1抽水試驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　直接測(cè)定含水層的富水程度和評(píng)價(jià)井（孔）的出水能力；</p><p>　　水試驗(yàn)是確定含水層水文地質(zhì)參數(shù)（K、T、μ、α）的主要方法；</p><p>　　抽水試驗(yàn)可為取水工程設(shè)計(jì)提供所需的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，如單井出水量、單位出水量、井間干擾系數(shù)等，并可根據(jù)水位降深和涌水量

23、選擇水泵型號(hào)；</p><p>　　通過(guò)抽水試驗(yàn)，可直接評(píng)價(jià)水源地的可（允許）開(kāi)采量；</p><p>　　可以通過(guò)抽水試驗(yàn)查明某些其他手段難以查明的水文地質(zhì)條件，如地表水與地下水之間及含水層之間的水力聯(lián)系，以及邊界性質(zhì)和強(qiáng)徑流帶位置等。</p><p>　　本次抽水試驗(yàn)的目的主要是為查清∈2s白云巖地層水文地質(zhì)參數(shù)，評(píng)價(jià)Q涌，F(xiàn)2斷層阻水、導(dǎo)水性，地下水沿F2下盤

24、的越流補(bǔ)給條件等。</p><p>　　3.2抽水試驗(yàn)主孔、觀測(cè)孔布置要求及原則</p><p>　　3.2.1抽水孔（主孔）的布置要求</p><p>　　布置抽水孔的主要依據(jù)是抽水試驗(yàn)的任務(wù)和目的，目的和任務(wù)不同，其布置原則各異。</p><p>　　在布置帶觀測(cè)孔的抽水井是，要盡量考慮利用已有水井作為抽水時(shí)的水位觀測(cè)孔。</p&g

25、t;<p>　　抽水孔附近不應(yīng)有其他正在使用的生產(chǎn)水井或其他與地下水有聯(lián)系的排灌工程。</p><p>　　抽水井附近應(yīng)有較好的排水條件。</p><p>　　3.2.2觀測(cè)孔布置的原則</p><p>　　為了求取含水層水文地質(zhì)參數(shù)的觀測(cè)孔，一般應(yīng)和抽水主孔組成觀測(cè)線，所求水文地質(zhì)參數(shù)應(yīng)具有代表性。</p><p>　　當(dāng)抽水

26、試驗(yàn)的目的在于查明含水層的邊界和位置時(shí)，觀測(cè)線應(yīng)通過(guò)主孔、垂直于欲查明的邊界位置，并應(yīng)在邊界兩側(cè)附近均布置觀測(cè)孔。</p><p>　　當(dāng)抽水試驗(yàn)的目的在于查明垂向含水層之間的水力聯(lián)系時(shí)，則應(yīng)在同一觀測(cè)線上布置分層的水位觀測(cè)孔。</p><p>　　觀測(cè)孔深度：要求揭穿含水層，至少深入含水層10～15m。</p><p>　　根據(jù)本次抽水試驗(yàn)的目的和任務(wù)：抽水試驗(yàn)主

27、孔的布置遠(yuǎn)離含水層的透水、隔水邊界，布置在含水層的導(dǎo)水及儲(chǔ)水性質(zhì)、補(bǔ)給條件、厚度和巖性條件等有代表性的地方。本次抽水試驗(yàn)主孔應(yīng)布置在寒武系婁山關(guān)組的白云巖含水層中，即白巖溪右岸；并且在寒武系石冷水組白云巖布置主孔也能實(shí)現(xiàn)抽水試驗(yàn)的目的，即也可將主孔布置在白巖溪左岸。最終將抽水試驗(yàn)主孔布置在翁光河右岸白巖溪左岸附近的ZK3,而觀測(cè)孔根據(jù)抽水試驗(yàn)的目的布置在白巖溪中部的ZK4。</p><p><b>　　

28、3.3抽水試驗(yàn)類型</b></p><p>　　本次抽水試驗(yàn)分別進(jìn)行了穩(wěn)定流單孔抽水和非穩(wěn)定流單孔抽水試驗(yàn)。</p><p><b>　　3.4技術(shù)要求</b></p><p>　　3.4.1穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)的技術(shù)要求</p><p>　　對(duì)水位降深的要求：為提高水文地質(zhì)參數(shù)的計(jì)算精度和預(yù)測(cè)更大水位降深時(shí)井的出

29、水量，正式的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)一般要求進(jìn)行3次不同水位降深（落程）的抽水，要求各次降深的抽水連續(xù)進(jìn)行；對(duì)于富水性較差的含水層或非開(kāi)采含水層，可只做一次最大降深的抽水試驗(yàn)。一般抽水試驗(yàn)所選擇的最大水位降深值（Smax）：潛水含水層Smax=（1/3～1/2）H（H為潛水含水層厚度）；承壓含水層，Smax小于或等于承壓含水層頂板以上的水頭高度。當(dāng)進(jìn)行3次不同水位降深抽水試驗(yàn)時(shí)，其余兩次試驗(yàn)的水位降深，應(yīng)分別等于最大水位降深的1/3～1/2。當(dāng)含

30、水層富水性較好，而勘探中使用的水泵出水量又有限時(shí)，要求Smax等于水泵的最大揚(yáng)程（或吸程）即可。當(dāng)Smax降深值不太大時(shí)，相鄰兩次水位降深之間的水頭差也不應(yīng)小于1m。</p><p>　　抽水試驗(yàn)流量的設(shè)計(jì)：由于水井流量的大小主要取決于水位降深的大小，因此一般以求得水文地質(zhì)參數(shù)為目的的抽水試驗(yàn)，無(wú)須專門提出抽水流量的要求。但為保證達(dá)到試驗(yàn)規(guī)定的水位降深，試驗(yàn)進(jìn)行前仍應(yīng)對(duì)最大水位降深時(shí)對(duì)應(yīng)的出水量有所了解，以便選擇

31、適合的水泵。其最大出水量，可根據(jù)同一含水層中已有的出水量推測(cè)，或根據(jù)含水層的經(jīng)驗(yàn)滲透系數(shù)值和設(shè)計(jì)水位降深值估算，也可根據(jù)洗井時(shí)的水量來(lái)確定。</p><p>　　對(duì)抽水試驗(yàn)孔水位降深和流量穩(wěn)定后延續(xù)時(shí)間的要求：按穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)所求得的水文地質(zhì)參數(shù)的精度，主要影響因素之一是抽水試驗(yàn)時(shí)抽水井的水位和流量是否真正達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。生產(chǎn)規(guī)范一般是通過(guò)規(guī)定的抽水井水位和流量穩(wěn)定后的延續(xù)時(shí)間來(lái)作保證。如果抽水試驗(yàn)?zāi)康膬H為獲得含

32、水層的水文地質(zhì)參數(shù)，水位和流量的穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間達(dá)到24h即可；如抽水試驗(yàn)的目的，除獲取水文地質(zhì)參數(shù)外，還必須確定出水井的出水能力，則水位和流量的穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間至少應(yīng)達(dá)到48～72h或者更長(zhǎng)。當(dāng)抽水試驗(yàn)帶有專門的水位觀測(cè)孔時(shí)，距主孔最遠(yuǎn)的觀測(cè)孔的水位穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間應(yīng)不少于2～4h 。此外，在確定抽水試驗(yàn)是否達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，還必須注意：穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間必須從抽水孔的水位和流量均達(dá)到穩(wěn)定后開(kāi)始計(jì)算；要注意抽水孔和觀測(cè)孔水位或流量微小而有趨勢(shì)性

33、的變化。</p><p>　　水位和流量觀測(cè)時(shí)間的總要求：水位和流量的觀測(cè)時(shí)間間隔，應(yīng)由密到疏，停抽后還應(yīng)進(jìn)行恢復(fù)水位的觀測(cè)，直到水位的日變幅接近天然狀態(tài)為止。</p><p>　　3.4.2非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)的技術(shù)要求</p><p>　　對(duì)抽水流量值的選擇要求：在定流量的非穩(wěn)定流抽水中，水位降深是一個(gè)變量，故不必提出一定的要求，而對(duì)抽水流量值的確定則是重要的。在確

34、定抽水流量值時(shí)，應(yīng)考慮以下情況：a對(duì)于主要目的在于求得水文地質(zhì)參數(shù)的抽水試驗(yàn)，選定抽水流量時(shí)只需考慮對(duì)該流量抽水到抽水試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，抽水井中的水位降深不致超過(guò)所用水泵的吸程；b對(duì)于探采結(jié)合的抽水井，可考慮按設(shè)計(jì)需水量或按設(shè)計(jì)需水量的1/3～1/2的強(qiáng)度來(lái)確定抽水量；c可參考勘探井洗井時(shí)的水位降深和出水量來(lái)確定抽水流量。</p><p>　　對(duì)抽水流量和水位的觀測(cè)要求：當(dāng)進(jìn)行定流量的非穩(wěn)定流抽水時(shí)，要求抽水量從自始至

35、終均保持定值，而不只是在參數(shù)計(jì)算取值段的流量為定值。對(duì)定降深抽水的水位定值要求亦如此。同穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求一樣，流量和水位觀測(cè)應(yīng)同時(shí)進(jìn)行；觀測(cè)的時(shí)間間隔應(yīng)比穩(wěn)定流抽水大；抽水停抽后恢復(fù)水位觀測(cè)，應(yīng)一直進(jìn)行到恢復(fù)水位變幅接近天然水位變幅時(shí)為止。由于利用恢復(fù)水位資料計(jì)算的水文地質(zhì)參數(shù)，常比利用抽水觀測(cè)資料求得可靠，故非穩(wěn)定流抽水恢復(fù)水位觀測(cè)工作，更有重要意義。</p><p>　　抽水試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間的要求：當(dāng)抽水試驗(yàn)的

36、目的主要是求得含水層的水文地質(zhì)參數(shù)時(shí)，抽水延續(xù)時(shí)間一般不必太長(zhǎng)，只要水位降深（S）—時(shí)間對(duì)數(shù)（lgt）曲線的形態(tài)比較固定和能夠明顯地反映含水層的邊界性質(zhì)即可停抽。我國(guó)一些水文地質(zhì)學(xué)者，在研究含水層導(dǎo)水系數(shù)（T）隨抽水延續(xù)時(shí)間的變化規(guī)律后得出結(jié)論：根據(jù)非穩(wěn)定流抽水初期觀測(cè)資料所計(jì)算出的不同時(shí)段的導(dǎo)水系數(shù)值變化較大；而當(dāng)抽水延續(xù)到24h后所計(jì)算的T值與延續(xù)100h后所計(jì)算的T值之間的相對(duì)誤差，絕大多數(shù)情況下均小于5%。故從參數(shù)計(jì)算的結(jié)果考慮

37、，以求參為目的的非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)的延續(xù)時(shí)間，一般不必超過(guò)24h。</p><p>　　當(dāng)有越流補(bǔ)給時(shí)，如用拐點(diǎn)法計(jì)算參數(shù)，抽水至少應(yīng)延續(xù)到能可靠判定拐點(diǎn)（Smax）為止。如需利用穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)段的資料，則水位穩(wěn)定段的延續(xù)時(shí)間應(yīng)符合穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間的要求。       </p><p>　　當(dāng)抽水試驗(yàn)?zāi)康闹饕谟诖_定水井

38、的涌水量（對(duì)定流量抽水來(lái)說(shuō)，應(yīng)為在某一涌水量條件下，水井在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的水位降深）時(shí)，試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間應(yīng)盡可能長(zhǎng)一些，最好能從含水層的枯水期末期開(kāi)始，一直抽到雨季初期；或抽水試驗(yàn)至少進(jìn)行到S-lgt曲線能可靠地反映出含水層邊界性質(zhì)為止。如為定水頭補(bǔ)給邊界，抽水試驗(yàn)應(yīng)延續(xù)到水位進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后的一段時(shí)間為止；有隔水邊界時(shí)，S-lgt曲線的斜率應(yīng)出現(xiàn)明顯增大段；當(dāng)無(wú)邊界時(shí)，S-lgt曲線應(yīng)在抽水期內(nèi)出現(xiàn)勻速下降。 </p><

39、;p>　　3.5抽水試驗(yàn)的設(shè)備及安裝</p><p>　　3.5.1抽水設(shè)備的選擇</p><p>　　綜合考慮水位埋深、流量大小、孔徑大小等因素的基礎(chǔ)上，本次抽水試驗(yàn)設(shè)備為空氣壓縮機(jī)，它適用于水位埋藏較深（在通常設(shè)備壓力條件下，一般為60～70米），水量大小皆可的小口徑鉆孔。同時(shí)，它不受井管彎曲和井中泥沙的影響，運(yùn)輸方便。并且其可在洗孔基礎(chǔ)上做抽水試驗(yàn)，有利于參數(shù)的帥選。</

40、p><p>　　3.5.2抽水設(shè)備的安裝</p><p>　　用空氣壓縮機(jī)抽水時(shí)，孔內(nèi)風(fēng)管與出水管的安裝形式如圖3-1,所示。圖中Ⅰ為同心式，風(fēng)管安裝在出水管內(nèi)，一般適用于小口徑抽水；Ⅱ?yàn)椴⒘惺剑L(fēng)管和出水管并列安裝，效能比同心式較高，適用于大口徑鉆孔抽水；Ⅲ為利用井壁管或井壁作為出水管，其實(shí)質(zhì)也屬于同心式，但不需要再下入出水管。在下列情況下可用井壁管作出水管：（1）在水頭壓力較高的承壓含水層

41、中抽水；（2）在含水層上部井壁完整和不漏水的穩(wěn)定地層中抽水。</p><p>　　圖3-1 用空氣壓縮機(jī)抽水時(shí)孔內(nèi)安裝形式</p><p>　　用空氣壓縮機(jī)抽水，安裝時(shí)應(yīng)注意：</p><p>　　為了測(cè)得動(dòng)水位，需下入測(cè)水管。下入深度至少應(yīng)超過(guò)混合器5米；而出水管至少應(yīng)超過(guò)混合器3～5米；</p><p>　　混合器應(yīng)導(dǎo)正于出水管的中

42、心，下入位置由風(fēng)管浸沒(méi)比來(lái)計(jì)算，但應(yīng)比過(guò)濾器頂端高3～5米。嚴(yán)禁直接對(duì)準(zhǔn)過(guò)濾器工作部分，以免水氣混合物測(cè)向溢水，影響出水量和動(dòng)水位的測(cè)量；</p><p>　　風(fēng)管、測(cè)水管、出水管的口徑應(yīng)與鉆孔涌水量及風(fēng)量等相互適應(yīng)；</p><p>　　出水管上應(yīng)安裝水氣分離器（如消能桶、出水三通等），以減少出水的沖力，便于流量觀測(cè)；</p><p>　　為避免下入的風(fēng)管、出水管

43、等發(fā)生漏風(fēng)、漏水現(xiàn)象，在下管前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，各接口絲扣要纏棉紗、涂鉛油擰緊。</p><p>　　在抽水之前，應(yīng)計(jì)算風(fēng)管浸沒(méi)比、每抽1m3水所需的壓縮空氣量以及抽水所需的風(fēng)壓計(jì)算，抽水風(fēng)壓計(jì)算有：</p><p>　　a：抽水開(kāi)始時(shí)的啟動(dòng)風(fēng)壓力PV=0.1(H+h-h0+2)</p><p>　　b：抽水的工作風(fēng)壓力Pm=0.1(H+Lp)</p>

44、<p><b>　　式中：</b></p><p>　　h0—由出水口算起的靜水位深度；</p><p>　　Lp—空氣運(yùn)送途中的壓力損失值（換算為米），其一般不超過(guò)5米，通常為2～3米。</p><p>　　同時(shí)也要計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)功率及出水管的直徑。</p><p>　　3.6抽水試驗(yàn)的組織措施</p>

45、;<p>　　在抽水試驗(yàn)過(guò)程中，每個(gè)鉆孔應(yīng)由相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行，ZK3抽水孔需5名工作人員，ZK4觀測(cè)孔需要1名觀測(cè)人員，具體組織安排如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 抽水試驗(yàn)組織措施表</p><p>　　3.7抽水試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)預(yù)算</p><p>　　本次抽水試驗(yàn)需要設(shè)備有：空壓機(jī)、揚(yáng)水管、混合器

46、、風(fēng)管、水位計(jì)、流量筒、集水槽、設(shè)備附屬支架以及各種記錄紙等。所需人員有：空壓機(jī)及其附屬設(shè)備2人，觀測(cè)記錄人員4名，后勤服務(wù)2名。所需費(fèi)用有設(shè)備費(fèi)、人工費(fèi)、零星材料費(fèi)、臨時(shí)費(fèi)、預(yù)備費(fèi)。人工費(fèi)按150元/人.天計(jì)，抽水歷時(shí)共計(jì)2天。具體各項(xiàng)費(fèi)用預(yù)算如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 抽水試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)預(yù)算表</p><p>　　3

47、.8抽水試驗(yàn)資料整理</p><p>　　試驗(yàn)期間，對(duì)原始資料和表格應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整理。試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行資料分析、整理，提交抽水試驗(yàn)報(bào)告。</p><p>　　單孔抽水試驗(yàn)應(yīng)提交抽水試驗(yàn)綜合成果表，其內(nèi)容包括：水位和流量過(guò)程曲線、水位和流量關(guān)系曲線、水位和時(shí)間(單對(duì)數(shù)及雙對(duì)數(shù))關(guān)系曲線、恢復(fù)水位與時(shí)間關(guān)系曲線、抽水成果、水質(zhì)化驗(yàn)成果、水文地質(zhì)計(jì)算成果、施工技術(shù)柱狀圖、鉆孔平面位置圖等。并利用

48、單孔抽水試驗(yàn)資料編繪導(dǎo)水系數(shù)分區(qū)圖。</p><p>　　本次抽水試驗(yàn)進(jìn)行了穩(wěn)定流抽水與非穩(wěn)定流抽水，其相關(guān)數(shù)據(jù)整理如下表3-3、表3-4、表3-5所示。</p><p>　　表3-3 穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)表</p><p>　　表3-4 非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)表（Q=9.75L/s）。&l

49、t;/p><p>　　表3-5 非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)表（Q=9.75L/s）（S′-lgt、S-lg(1+tp/t′)、S*-lgt/t′）</p><p>　　綜合上表可得如下抽水試驗(yàn)成果圖：</p><p>　　圖3-2 白巖水源地抽水試驗(yàn)成果圖</p><p>　　4白巖水源地地下水資源評(píng)價(jià)</p><p

50、>　　4.1地下水資源水量評(píng)價(jià)</p><p>　　在本次的白巖水源地水資源論證中，進(jìn)行了穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)和非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)。對(duì)于穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，用Dupuit穩(wěn)定流公式預(yù)測(cè)其水量。</p><p>　　根據(jù)Dupuit穩(wěn)定流公式：</p><p><b>　　第一次抽水試驗(yàn)：</b></p><p>　　Q1=9.

51、75L/s M=86m sw=34.69m rw=0.055m</p><p>　　設(shè) R0=100m ε=0.01</p><p>　　試算： 0.337m/d ①</p><p><b>　　373.59m</b></p><p>　　｜ 273.5

52、9>ε=0.01</p><p><b>　　將R1代入①式：</b></p><p>　　0.396m/d </p><p><b>　　405.06m</b></p><p>　　31.47>ε=0.01</p><p><b>　　將

53、R2代入①式：</b></p><p>　　0.4m/d </p><p><b>　　406.9176m</b></p><p>　　｜ 1.857>ε=0.01</p><p><b>　　將R3代入①式：</b></p><p>　　0.

54、4m/d </p><p><b>　　407.0215m</b></p><p>　?。?0.1045>ε=0.01</p><p><b>　　將R4代入①式：</b></p><p>　　0.4m/d </p><p><b>

55、;　　407.0274m</b></p><p>　?。?0.006<ε=0.01</p><p>　　故對(duì)第一次抽水試驗(yàn)，其影響半徑R=407.0274m，滲透系數(shù)K=0.4m/d；</p><p><b>　　第二次抽水試驗(yàn)：</b></p><p>　　Q2=8.32L/s M=86m

56、sw=29.38m rw=0.055m</p><p>　　設(shè) R0=100m；ε=0.01；</p><p>　　試算： K10.3397 m/d </p><p><b>　　375m</b></p><p>　　｜ 275>ε=0.01</p>&

57、lt;p><b>　　將R1代入①式：</b></p><p>　　0.4m/d </p><p><b>　　406.68m</b></p><p>　　31.68>ε=0.01</p><p><b>　　將R2代入①式：</b></p>

58、;<p>　　0.403m/d </p><p><b>　　408.54m</b></p><p>　?。?.86>ε=0.01</p><p><b>　　將R3代入①式：</b></p><p>　　0.403m/d </p><

59、p><b>　　408.649m</b></p><p>　?。?1.86>ε=0.01</p><p><b>　　將R4代入①式：</b></p><p>　　0.403m/d </p><p><b>　　408.655m</b></p>

60、;<p>　?。?0.006<ε=0.01</p><p>　　故對(duì)第二次抽水試驗(yàn)，影響半徑R=408.655m；滲透系數(shù)K=0.403m/d；</p><p><b>　　第三次抽水試驗(yàn)：</b></p><p>　　Q3=6.96L/s M=86m sw=21.34m rw=0.055m</p>

61、<p>　　設(shè) R0=100m ε=0.01；</p><p>　　試算： 0.391m/d </p><p><b>　　402.439m</b></p><p>　　｜ 302.439>ε=0.01</p><p><b>　　將R

62、1代入①式：</b></p><p>　　0.4638m/d </p><p><b>　　438.18m</b></p><p>　?。?35.74>ε=0.01</p><p><b>　　將R2代入①式：</b></p><p>　　0.4

63、68m/d </p><p><b>　　440.2709m</b></p><p>　?。?2.09>ε=0.01</p><p><b>　　將R3代入①式：</b></p><p>　　0.468m/d </p><p><b>

64、　　440.3875m</b></p><p>　?。?0.117>ε=0.01</p><p><b>　　將R4代入①式：</b></p><p>　　0.4685m/d </p><p><b>　　440.394m</b></p><p&g

65、t;　　｜0.006<ε=0.01</p><p>　　故對(duì)第三次抽水試驗(yàn)，影響半徑R=440.394m；滲透系數(shù)K=0.4685m/d；</p><p>　　故最終水文地質(zhì)參數(shù)為：</p><p>　　=418.692m；=0.4238m/d；</p><p>　　假設(shè)降深35m,由裘布依承壓完整井公式：</p><

66、;p>　　Q=2.73*KMsw/(lgR/rw)</p><p>　　=2.73*0.4238*35*86/(lg418.692/0.055)</p><p>　　=897.20m3/d</p><p>　　假設(shè)降深40m,由裘布依承壓完整井公式：</p><p>　　Q=2.73*KMsw/(lgR/rw)</p>&

67、lt;p>　　=2.73*0.4238*40*86/(lg418.692/0.055)</p><p>　　=1025.36m3/d</p><p>　　同時(shí)，也可以用圖解法配合經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其水資源量，方法為：</p><p>　　根據(jù)不同降深Qi 和降深Sw點(diǎn)繪坐標(biāo)紙上，其圖形為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則Q-Sw為直線型：</p><p>

68、<b>　　Q=qSw</b></p><p>　　確定公式中的系數(shù)q（最小二乘法）。</p><p><b>　　待定系數(shù)：q=</b></p><p>　　=（9.75*34.69+8.32*29.38+6.69*21.34）/（34.692+29.382+21.342）</p><p>　　=

69、0.290 L/s*m</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)抽水井流量。</p><p>　　Q=qSw q=0.290 L/s*m</p><p>　　所以，當(dāng)降深Sw =35m時(shí)，每天的出水量Q為：</p><p>　　Q=0.290*35*24*60*60</p><p>　　=876.96m3

70、/d</p><p>　　當(dāng)降深Sw =40m時(shí)，每天的出水量Q為：</p><p>　　Q=0.290*40*24*60*60</p><p>　　=1002.24 m3/d</p><p>　　對(duì)于非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，采用非穩(wěn)定流Theis公式計(jì)算。其方法為：</p><p>　　根據(jù)水位恢復(fù)資料繪出S′-lgt/t

71、′曲線，求出其直線段斜率i。</p><p>　　圖3-3 剩余降深與時(shí)間（lgtp/t′）曲線</p><p>　　通過(guò)圖3-3可得到其斜率i=5.864.</p><p>　　由 T=0.183Q/i =0.183*9.75/5.864</p><p><b>　　=0.304</b></p>

72、;<p>　　當(dāng)降深S=35m時(shí)，Q=S*4*π*T/2.3*lg(t/t′)</p><p>　　=1574.52m3/d</p><p>　　當(dāng)降深S=40m時(shí)，Q= S*4*π*T/2.3*lg(t/t′)</p><p>　　=1772.52 m3/d</p><p>　　即為所求預(yù)測(cè)水資源量。</p>&

73、lt;p>　　4.2白巖水源地水質(zhì)評(píng)價(jià)</p><p>　　在本次水資源調(diào)查中，對(duì)白巖水源地采集了水樣進(jìn)行分析，檢測(cè)報(bào)告結(jié)果如表3-6所示。</p><p>　　表3-6 白巖水源地水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告表</p><p>　　根據(jù)規(guī)范《地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848-93，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局，2004），以單指標(biāo)評(píng)價(jià)中的內(nèi)梅

74、羅指數(shù)進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。?）單指標(biāo)評(píng)價(jià)：</b></p><p>　　IPH0.84<1 (地下水質(zhì)量未超標(biāo))； </p><p>　　I總硬度0.88<1(地下水質(zhì)量未超標(biāo))；</p><p>　　I溶解性總固體0.66<1(地下水質(zhì)量未超標(biāo))；</

75、p><p>　　I(NO3-)0.005<1(地下水質(zhì)量未超標(biāo))；</p><p>　　I(Cl-)0.0018<1(地下水質(zhì)量未超標(biāo))；</p><p>　　I(F-)0.87<1(地下水質(zhì)量未超標(biāo))；</p><p>　　I(NH4+)4.35>1(地下水質(zhì)量超標(biāo))</p><p>　　I(SO

76、42-)0.31<1(地下水質(zhì)量未超標(biāo))</p><p>　　（2）綜合指數(shù)評(píng)價(jià)： </p><p>　　通過(guò)F指數(shù)法計(jì)算如下：</p><p>　　F（NO3-）=0 F（總硬度）=3 F(Cl-)=0</p><p>　　F（溶解性總固體）=3 F(F-)=1 F(NH4+)=10</p>

77、;<p>　　F(SO42-)=1 F（PH）=1</p><p>　　=（0+3+3+0+1+10+1+1）/8=2.4 </p><p><b>　　=7.47>7.2</b></p><p>　　根據(jù)《地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848-93），采集水點(diǎn)的水質(zhì)為Ⅴ類水，水質(zhì)極差。</p>