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抽水试验

2020-04-09 21:00

在钻孔(井)中抽取地下水,降低孔中地下水水位,以求取含水层渗透性能的一种试验。抽水试验是在选定的钻孔、竖井中,对预定含水层(组)进行抽水,形成人工降深场并利用其涌水量与水位下降的关系,研究含水层(组)的渗透性能(见图)。抽水试验主要在松散岩层和地下水埋藏较浅的基岩中进行。试验场地应选择在地层岩性、水文地质结构和地下水的补给排泄条件都具有代表性的地段内。

潜水完整井抽水示意图

H—含水层厚度;h—抽水时钻孔中水的深度;S—抽水降深值;R—影响半径

抽水试验分类

按抽水是否带观测孔分为单孔抽水和多孔抽水;按钻孔揭露含水层的程度,分为完整井抽水和非完整井抽水;按抽水过程中补给状态,分为稳定流抽水和非稳定流抽水。单孔抽水简单易行,适用于确定含水层的渗透性和单孔出水量。多孔抽水用于比较精确确定含水层的透水性和影响半径等参数。完整井抽水系指在整个含水层中的抽水,适用含水层厚度不大(小于15m)的均质岩(土)层;在基岩区,当强透水带全部被揭穿时,也可视为完整井。非完整井抽水系指对部分含水层或强透水带进行的抽水。当钻孔揭露多层性质不同的含水层时,则应进行分层抽水,测得各层的渗透系数。

抽水试验方法

(1)稳定流抽水。在工程项目的勘察中一般多采用稳定流抽水,即抽水时流量和水位同时保持不变,适用于抽水量小于补给量的地区。抽水一般按3个降深值进行,降深顺序一般从小到大。单孔抽水最小降深值不宜小于0.5m;多孔抽水最远观测孔的降深值不宜小于0.1m。最大降深值对潜水层不宜大于含水层厚度的0.3倍,承压水则不宜降到含水层顶板以下。稳定延续时间,应视含水层的颗粒组成和补给条件而定。为了保证抽水达到相对稳定,每次降深稳定时间不宜小于4 h。

(2)非稳定流抽水。供水水文地质勘察多采用非稳定流抽水,以往在工程部门的地质勘察中较少采用,近年来也逐步推广采用非稳定流抽水。非稳定流抽水通常是采用控制流量,保持抽水量为常数,同时观测水位变化的方法进行。观测时序为1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、120min,以后每30min观测一次。非稳定流抽水试验延续时间应视其目的、水文地质特征和水位下降与时间关系曲线类型确定。

抽水试验要求

试段孔径在松散岩层中不小于168mm,基岩中不小于108mm;当含水层厚度和渗透系数较大时,试段的孔径应选择大些。抽水孔与观测孔均应采用清水钻进。在正式抽水试验前,要进行洗孔与试验抽水,检查水泵及各种测试机具的工作状况,实测可能达到的最大降深值。正式抽水试验过程中一般不宜间断,记录各种水位、流量观测数据,并绘制各种关系曲线。如曲线反常,则要查明原因,必要时需重做。试验结束时要立即观测恢复水位。

抽水试验设备

主要有抽水机械,过滤器和水位、流量量测工具等。抽水机械应视地下水埋藏深度和可能最大出水量来选择。地下水动水位埋藏深时,多采用潜水泵;当总流量大于60m3/h时,宜选用空气压缩机;地下水动水位埋藏浅时,可选用离心式水泵。过滤器的选择,对砂砾石和中粗砂层,采用包网和缠丝过滤器;细砂和粉砂层宜采用填砾石过滤器;对半坚硬和软弱地层、构造破碎带、裂隙密集带和含砂量很少的卵石层,多用管架过滤器。流量的量测工具,视流量大小,分别采用量水筒、三角堰和矩形堰。

资料整理

首先检查原始观测数据,然后绘制各种关系曲线。如稳定流抽水试验,绘制涌水量、水位降深与时间关系曲线和单位涌水量与水位降深关系曲线。再根据试验地段的地质与水文地质条件、抽水孔结构和观测孔的布置形式以及其他各项边界条件,选择相应适宜的公式计算渗透系数。非稳定流抽水试验主要绘制水位下降与时间对数关系曲线,选择不同曲线线段,分别计算有关水文地质参数。

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