抽水试验方法及过程.ppt

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1、抽水试验方法及过程 1 抽水试验目的 2 抽水试验仪器设备 3 抽水试验分类 4 稳定流抽水试验 5 稳定流抽水试验资料整理 1 抽水试验目的 查明建筑场地地基土层渗透系数、导水系数、压力传导 系数、给水度或弹性释水系数、越流系数、影响半径等有关 水文地质参数，为设计提供水文地质资料。往往采用单孔 （或有一个观测孔）的稳定流抽水试验。 完整孔：进水部分揭穿整个含水层厚度的抽水孔。 非完整孔：未揭穿整个含水层或进水部分仅揭穿部分含 水层的抽水孔。 稳定流抽水试验：在抽水过程中，要求抽水流量和动水 位同时相对稳定，并有一定延续时间的抽水试验。 非稳定流抽水试验：在抽水过程中，保持抽水流量固定 而观

2、测地下水位随时间的变化，或保持水位降深固定而 观测抽水流量随时间的变化的抽水试验。 图 1-1 潜水非完整孔示意图 图 1-2 潜水完整孔示意图 稳定水位3. 40 ( ) 0.0(0.00) 、 过程曲线 20 07 年5月 11 日 0.2(1.00) 0.1(0.50) 0.3(1.50) 0.4(2.00) 1715 1613 1411 12109 日期 t(h) 2 抽水试验仪器设备 2.1 过滤器 安装在管井中对应的含水层部位，带有滤水孔，主要起 到滤水、挡砂及护壁作用。 抽水孔过滤器的类型，宜根据不同含水层的性质和孔壁 稳定情况按表 2.1选用。抽水试验的观测孔，宜采用包网 过滤

3、器。 表 2.1 过滤器类型选择 含水层性质及孔壁稳定情况 抽水孔过滤器类型 软岩、半坚硬不稳定岩层、构造破碎带、 裂隙密集带、岩溶强烈发育带 骨架过滤器 卵（碎）石、圆（角）砾、粗砂、中砂 包网过滤器或缠丝过滤器 细砂、粉砂 填砾过滤器 2.3 深井泵或潜水泵 当孔（井）水位深度较大、要求抽水降深大、出水量也较 大时，宜选用深井泵或深井潜水泵。 2.4 空压机 当抽水孔直径较小，水位埋深较深，含水层富水性好，且 要求降深很大时，宜采用空压机抽水。 2.5 抽筒 当钻孔水位较深，水量不大，试验要求不高时，可选择抽 筒提水。 2.2 离心泵 当含水层地下水位高出地面或埋藏较浅，动水位在吸程范 围

4、内时，宜采用离心泵抽水。 2.6 量测器具 观测水位宜使用电测水位计。地下水位较浅时，可采用浮 标水位计。观测读数应精确到 1cm。 流量的测试用具应根据流量大小选定。流量小于 1L/s时， 可采用容积法或水表；流量为 1L/s30L/s时，宜采用三角 堰；流量大于 30L/s时，应采用矩形堰。 三角堰流量计算公式： 2 5 ChQ Q 流量（ L/s）； h 水深（ cm）； C 随 h变化的系数，一般取 0.014。 图 2.6-1 直角三角堰断面结构图 矩形堰流量计算公式： 2 30 1 8.0 BhQ Q 流量（ L/s）； h 水深（ cm）； B 堰口宽（ cm）。 图 2.6-2

5、 矩形堰断面结构图 3 抽水试验分类 3.1 根据抽水试验孔中存在含水岩层的多少可分为：分层 （段）抽水试验与混合抽水试验。 3.2 根据抽水孔进水段长度与含水层厚度的关系可分为： 完整孔抽水试验与非完整孔抽水试验。 3.3 根据抽水试验时水量、水位与时间关系可分为稳定流 抽水试验与非稳定流抽水试验。 4 稳定流抽水试验 4.1 抽水试验成孔宜为清水钻进，当钻孔工艺必须采用 泥浆护壁时，应进行严格细致的洗井。 4.2 抽水试验时的排水，应根据抽水场地情况，确定排 水方向与距离。 4.3 抽水试验过程中，应同步观测、记录抽水孔的涌水 量和抽水孔及观测孔的动水位。涌水量和动水位的观测 时间，宜在抽

6、水开始后的第 1， 2， 3， 4， 5， 10， 15， 20， 30， 40， 50， 60min各观测一次，出现稳定趋势以 后每隔 30min观测一次，直至结束。 4.4 抽水试验宜三次降深，最大降深应接近工程设计所 需的地下水位降深的标高。三次降深的分配原则宜满足： 最大降深 s3（ m）， s2=2/3s3， s1=1/3s3（ s1为第一次降 深， s2为第二次降深）。 4.5 抽水试验每次落程的稳定延续时间，应符合下列 要求： 1、卵石、砾石、粗砂含水层，三次降深的稳 定延续时间为 4h、 4h、 8h； 2、中砂、细砂、粉砂含 水层，稳定延续时间为 8h、 8h、 16h； 3

7、、裂隙和岩溶 含水层，稳定延续时间为 16h、 16h、 24h。 4.6 试验结束后，应进行恢复水位观测，停泵时按 1、 3、 5、 10、 15、 30min的间隔进行水位观测，以后每 小时进行一次。 5 稳定流抽水试验资料整理 5.1 渗透系数 5.1.1 潜水非完整井，单孔抽水试验计算渗透系数 k： r L LS Qk 66.0lg366.0 k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； L 过滤器长度（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）； r 抽水井半径（ m）。 图 5.1.1 潜水非完整井示意图 5.1.2 潜水非完整井，一个观测孔、中心井抽水试验计算 渗透系

8、数 k： )( )lg( lg3 6 6.0 11 1 LSSSS rrQk k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； S 抽水井水位下降值（ m）； S1 观测孔水位下降值（ m）； r 抽水井半径（ m） r1 观测孔到抽水井中心距离（ m）； L 过滤器长度（ m）。 图 5.1.2 潜水非完整井示意图 5.1.3 潜水非完整井，两个观测孔、中心井抽水试验计算 渗透系数 k： )2)( )lg( lg3 6 6.0 2121 12 LSSSSS rrQk k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； S 抽水井水位下降值（ m）； S1 1号观测孔水位

9、下降值（ m）； S2 2号观测孔水位下降值（ m）； r1 1号观测孔到抽水井中心距离（ m）； r2 2号观测孔到抽水井中心距离（ m）； L 过滤器长度（ m）。 图 5.1.3 潜水非完整井示意图 5.1.4 承压水非完整井，单孔抽水试验计算渗透系数 k： rS Qk 2 k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； r 抽水井半径（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）。 图 5.1.4 承压水非完整井示意图 5.1.5 承压水非完整井，一个观测孔、中心井抽水试验计 算渗透系数 k： hh rrQk 1 1 11 2 k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m

10、3/d）； h1 观测孔中水柱高度（ m）； h 抽水井中水柱高度（ m）； r 抽水井半径（ m）； r1 观测孔到抽水井中心距离（ m）。 图 5.1.5 承压水非完整井示意图 5.1.6 承压水非完整井，两个观测孔、中心井抽水试验 计算渗透系数 k： 12 21 11 2 hh rrQk k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； h1 1号观测孔水柱高度（ m）； h2 2号观测孔水柱高度（ m）； r1 1号观测孔到抽水井中心距离（ m）； r2 2号观测孔到抽水井中心距离（ m）。 图 5.1.6 承压水非完整井示意图 5.1.7 潜水完整井，单孔抽水试验计算渗透

11、系数 k： SSH r RQ k )2( lg7 3 2.0 k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； H 含水层厚度（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）； R 影响半径（ m）； r 抽水井半径（ m）。 图 5.1.7 潜水完整井示意图 5.1.8 潜水完整井，一个观测孔、中心井抽水试验计算渗 透系数 k： )2)( lg732.0 11 1 SSHSS r rQ k k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； H 含水层厚度（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）； S1 观测孔水位下降值（ m）； r1 观测孔到抽水井中心距离（ m）； r 抽

12、水井半径（ m）。 图 5.1.8 潜水完整井示意图 5.1.9 潜水完整井，两个观测孔、中心井抽水试验计算渗 透系数 k： )2)( lg732.0 2121 1 2 SSHSS r rQ k k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； H 含水层厚度（ m）； S1 1号观测孔水位下降值（ m）； S2 2号观测孔水位下降值（ m）； r1 1号观测孔到中心井距离（ m）； r2 2号观测孔到中心井距离（ m）。 图 5.1.9 潜水完整井示意图 5.1.10 承压水完整井，单孔抽水试验计算渗透系数 k： r R mS Qk lg366.0 k 渗透系数（ m/d）； Q

13、 抽水井涌水量（ m3/d）； m 含水层厚度（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）； R 影响半径（ m）； r 抽水井半径（ m）。 图 5.1.10 承压水完整井示意图 r R MS Qk ln 2 公式二 公式一 5.1.11 承压水完整井，一个观测孔、中心井抽水试验计 算渗透系数 k： r r SSm Qk 1 1 lg)( 3 6 6.0 k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； m 含水层厚度（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）； S1 观测孔水位下降值（ m）； r1 观测孔到中心井距离（ m）； r 抽水井半径（ m）。 图 5.1.11 承压水完整

14、井示意图 5.1.12 承压水完整井，两个观测孔、中心井抽水试验计 算渗透系数 k： 1 2 21 lg)( 3 6 6.0 rrSSm Qk k 渗透系数（ m/d）； Q 抽水井涌水量（ m3/d）； m 含水层厚度（ m）； S1 1号观测孔水位下降值（ m）； S2 2号观测孔水位下降值（ m）； r1 1号观测孔到中心井距离（ m）； r2 2号观测孔到中心井距离（ m）。 图 5.1.12 承压水完整井示意图 5.2 影响半径 5.2.1 潜水条件下单孔抽水试验，计算影响半径 R： rQ SHkR lg)2(3.1lg R 影响半径（ m）； Q 抽水井的涌水量（ m3/d）； k

15、 含水层渗透系数（ m/d）； H 抽水前潜水层厚度（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）； r 抽水井半径（ m）。 图 5.2.1 潜水单井抽水示意图 5.2.2 潜水条件下，一个观测孔、中心孔抽水试验，计 算影响半径 R： )2)( lg)2(lg)2(lg 11 111 SSHSS rSHSrSHSR R 影响半径（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）； S1 观测井水位下降值（ m）； H 抽水前潜水层厚度（ m）； r 抽水井半径（ m）； r1 抽水孔至观测孔之间的距离（ m）。 图 5.2.2 潜水井抽水、 一个观测井示意图 5.2.3 潜水条件下，两个观测孔、中心孔抽水试

16、验，计算 影响半径 R： )2)( lg)2(lg)2(lg 2121 122211 SSHSS rSHSrSHSR R 影响半径（ m）； S1 1号观测井水位下降值（ m）； S2 2号观测井水位下降值（ m）； H 抽水前潜水层厚度（ m）； r1 1号观测孔与抽水井中心的距离（ m）； r2 2号观测孔与抽水井中心的距离（ m）。 5.2.4 潜水条件下，根据经验公式计算影响半径 R： HkSR 2 R 影响半径（ m）； S 抽水孔水位下降值（ m）； H 抽水前潜水层厚度（ m）； k 含水层渗透系数（ m/d）。 库萨金经验公式 5.2.5 承压水条件下单孔抽水试验，计算影响半径

17、 R： rQk m SR lg73.2lg R 影响半径（ m）； Q 抽水井的涌水量（ m3/d）； k 含水层渗透系数（ m/d）； m 承压含水层的厚度（ m）； S 抽水井的水位下降值（ m）； r 抽水井的半径（ m）。 图 5.2.5 承压水单井抽水示意图 5.2.6 承压水条件下，一个观测孔、中心孔抽水试验，计 算影响半径 R： 1 11 lglglg SS rSrSR R 影响半径（ m）； S 抽水井水位下降值（ m）； S1 观测井水位下降值（ m）； r1 观测孔到抽水孔中心的距离（ m）； r 抽水井的半径（ m）。 5.2.7 承压水条件下，两个观测孔、中心井抽水试验， 计算影响半径 R： )( lglglg 21 1221 SS rSrSR R 影响半径（ m）； S1 1号观测井水位下降值（ m）； S2 2号观测井水位下降值（ m）； r1 1号观测孔与抽水井中心的距离（ m）； r2 2号观测孔与抽水井中心的距离（ m）。 图 5.2.7 承压水两个观测孔示意图 5.2.8 承压水条件下，根据经验公式计算影响半径 R： kSR 10 R 影响半径（ m）； S 抽水孔水位下降值（ m）； k 含水层渗透系数（ m/d）。 集哈尔特经验公式 谢谢！