1、第四章 水文地質試驗水文地質試驗 水文地質試驗是對地下水進行定量研究的重要手段。水文地質試驗包括野外試驗(或稱現場試驗)和室內試驗兩類。 抽水試驗放水試驗連通試驗滲水試驗注水試驗壓水試驗地下水流速流向測定土的顆粒分析巖土物理性質、水理性質測定巖土和水的化學分析電鏡掃描差熱分析x光衍射微孔結構分析野外試驗室內試驗第一節 抽水試驗的目的、任務及類型 水文地質抽水試驗是以地下水井流理論為基礎，通過在實際井孔中抽水時，水量和水位變化的觀測來獲取水文地質參數，評價水文地質條件，為預計礦井涌水量和評價地下水允許開采量等提供依據。抽水試驗的主要任務確定含水層及越流層的水文地質參數；確定抽水井的實際涌水量及其

2、與水位降深之間的關系；研究降落漏斗的形狀、大小及擴展過程；研究含水層之間及含水層與地表水體之間的水力聯系；確定含水層的邊界位置及性質；進行含水層疏干或地下水開采的模擬，以確定井間距、開采降探、合理井徑等群井設計參數。斷層F2F1F4F3山東萊蕪某巖溶地下水源地抽水條件下地下水流場圖井泉吉林省長嶺縣城北郊新第三系太康組含水層抽水鉆孔水位降深等值線示意圖K1K1K2K3K1K2K3導水斷層（阻水）地質條件解釋示意圖泥巖粉砂巖砂礫巖二、抽水試驗的類型井孔數量單孔抽水試驗多孔抽水試驗干擾井群抽水試驗井流理論穩定流抽水試驗非穩定流抽水試驗井的類型完整井抽水試驗非完整井抽水試驗包含的含水層情況分層抽水試驗

3、分段抽水試驗混合抽水試驗抽水順序正向抽水試驗反向抽水試驗補：按抽水試驗任務分試驗抽水一次降深穩定流單孔抽水，試驗性的抽水概略評價含水層富水性抽水試驗次降深穩定或非穩定流單孔抽水試驗求水文地質參數，確定關系一般開采性抽水試驗和生產性群孔大型抽水試驗求水源地允許開采量，或求水文地質參數，或判明水文地質條件單孔抽水試驗布孔：只有一個抽水孔，不另外布置專門的觀測孔優點：它方法簡單、成本較低。缺點：不能直接觀測降落漏斗的擴展情況，一般只能取得鉆孔涌水量Q及其與水位降探S的關系和概略的滲透系數K。適用：只用于穩定流抽水，在普查和詳查階段應用較多。多孔抽水試驗布孔：一個主孔抽水，另外專門布置一定數量的水位觀

4、測孔。優點：能夠完成抽水試驗的各項任務，可測定不同方向的滲透系數、影響半徑R的大小、降落漏斗的形態及發展情況，以及含水層之間及其與地表水之間的水力聯系等，所取得的成果精度也較高。缺點：需布置專門的觀測孔，成本相對較高，適用：多用于精查階段。 1根據抽水試驗井孔數量劃分：干擾井群抽水試驗布孔：多個抽水孔同時抽水，另外布置若干觀測孔。抽水時，造成降落漏斗相互重疊干擾，又稱互阻井群抽水試驗。按抽水試驗的規模和任務，又分為一般干擾井群抽水試驗和大型群孔抽水試驗。一般干擾井群抽水試驗是為了研究相互干擾井的涌水量與水位降深的關系；或因為含水層極富水、單個抽水孔形成的水位降深不大、降落漏斗范圍太小，而需在較

5、近的距離內打幾個抽水孔，組成一個孔組同時抽水；或為了模擬開采或疏干，需在若干井孔內同時抽水，觀測研究整個流場的變化。特點：試驗成本高適用：水文地質條件復雜地區的精查階段或開采(疏干)階段使用。 大型群孔抽水試驗布孔：一般由數個乃至數十個抽水孔組成若干井組，觀測孔很多優點：分布范圍大，可進行大流量、大降深、長時間的大型抽水，形成一個大的人工流場，以便充分揭露邊界條件和整個流場的非均質狀況。缺點：花費巨大的人力和財力，須慎重采用適用：僅用于涌水量很大、邊界條件不清、水文地質條件復雜的礦區，近年來多用在一些巖溶大水礦區水文地質精查階段(或專題性勘探)中。例如，1980年在邯鄲礦務局王風礦進行了一次包

6、括38個抽水孔、82個觀測孔，抽水量達135200m3d(157m3s)的大型奧灰巖溶含水層群孔抽水試驗。單孔抽水試驗多孔抽水試驗2按抽水試驗所依據的井流理論穩定流抽水試驗要求：抽水時的流量和水位降深都相對穩定，即不隨時間改變。優點：方法比較簡單。缺點：自然界大都是非穩定流，只在補給水源充沛且相對穩定的地段抽水時才能形成相對穩定的似穩定流場，故其應用受到一定限制。 非穩定流抽水試驗要求：水位和流量中的一個穩定，另一個可隨時間變化。一般要求流量穩定，降深變化。優點：接近實際，能研究的因素和測定的參數更多，還能判定簡單條件下的邊界，并能充分利用整個抽水過程所提供的全部信息。適用：更廣泛缺點：解釋計

7、算較復雜，觀測技術要求較高3根據抽水井的類型分完整井抽水試驗完整井，即鉆孔揭穿整個含水層，過濾器長度等于含水層厚度。特點：井流理論較完善，故一般應盡量用完整井做抽水試驗。非完整井抽水試驗非完整井，即鉆孔僅揭穿含水層的一部分，過濾器長度小于含水層厚度特點：當含水層厚度很大，又是均質層時，為了節省費用，或為了研究過濾器的有效長度時進行非完整井抽水試驗。非完整井完整井抽水井的類型4、根據試驗段所包含的含水層情況分分層抽水每次只抽一個含水層。對不同性質的含水層(如潛水與承壓水)應采用分層抽水。對參數、水質差異較大的同類含水層，也應分層抽水，以分別掌握各層的水文地質特征。分段抽水在透水性各不相同的多層含

8、水層組中，或在不同深度透水性有差異的厚層含水層中，對各層段分別進行抽水試驗，以了解各段的透水性。有時也可只對其中的主要含水段進行抽水，如厚層灰巖含水層中的巖溶發育段。這時段與段之間應止水隔離，止水處應位于弱透水的部位?；旌铣樗螅涸诰袑⒉煌畬雍蠟橐粋€試驗段進行抽水，各層之間不加以止水特點：較簡單，費用較低功能：反映各層的綜合平均狀況適用：一般只在含水層富水性弱時采用；或當各分層的參數已掌握；或只需了解各層的平均參數；或難于分層抽水時才采用混合抽水試驗5根據抽水順序分正向抽水抽水時水位降深由小到大，即先進行小降深抽水，后進行大降深抽水。因其有利于抽水井周圍天然過濾層的形成，多用于松散含水

9、層中。反向抽水試驗抽水時水位降深由大到小。抽水開始時的大降深有利于對井壁和裂隙的清洗，多用于基巖中。初始水位正向抽水反向抽水第二節抽水試驗的技術要求一、抽水試驗的場地布置二、穩定流抽水試驗的技術要求三、非穩定流抽水試驗的技術要求四、大型群孔干擾抽水試驗的主要技術要求一、抽水試驗的場地布置 布置抽水試驗的場地，主要是抽水孔（主孔）與觀測孔的配置。根據抽水試驗的任務和當地的水文地質條件，首先要選定抽水孔的位置，然后進行觀測孔布置。（一）抽水孔的布置（二）觀測孔的布置(一)抽水孔的布置 、布置抽水孔的主要根據是抽水試驗的任務和目的，目的任務不同其布置原則也各異 ： 為求取水文地質參數的抽水孔，一般應

10、遠離含水層的透水、隔水邊界，應布置在含水層的導水及貯水性質、補給條件、厚度和巖性條件等有代表性的地方。對于探采結合的抽水井(包括供水詳勘階段的抽水井)，要求布置在含水層(帶)富水性較好或計劃布置生產水井的位置上，以便為將來生產孔的設計提供可靠信息。欲查明含水層邊界性質、邊界補給量的抽水孔，應布置在靠近邊界的地方，以便觀測到邊界兩側明顯的水位差異或查明兩側的水力聯系程度。、在布置帶觀測孔的抽水井時，要考慮盡量利用已有水井作為抽水時的水位觀測孔；當無現存水位觀測井時，則應考慮附近有無布置水位觀測井的條件。、抽水孔附近不應有其它正在使用的生產水井或地下排水工程，以避免干擾。、抽水井附近應有較好的排水

11、條件，即抽出的水能無滲漏地排到抽水孔影響半徑區以外，特別應注意抽水量很大的群孔抽水的排水問題。抽水孔的布置、布置觀測孔的意義利用觀測孔的水位觀測數據可以提高井流公式所計算出的水文地質參數的精度。這是因為：觀測孔中的水位，不存在抽水孔水躍值和抽水孔附近三維流的影響，能更真實地代表含水層中的水位；觀測孔中的水位，由于不存在抽水主孔“抽水沖擊”的影響，水位波動小，水位觀測數據精度較高；利用觀測孔水位數據參與井流公式的計算，可避開因R值選取不當給參數計算精度造成的影響（二）觀測孔的布置布置觀測孔的意義（續）利用觀測孔的水位，可用多種作圖方法求解穩定流和非穩定流的水文地質參數。利用觀測孔水位，可繪制出抽

12、水的人工流場圖(等水位線或下降漏斗)，從而可幫助我們判明含水層的邊界位置與性質、補給方向、補給來源及強徑流帶位置等水文地質條件。一般大型孔群抽水試驗，可根據觀測孔控制滲流場的時、空持征，作為建立地下水流數值模擬模型的基礎。、觀測孔的平面布置 觀測孔的平面布置取決于抽水試驗的任務、精度要求、規模大小、含水層的性質，以及資料整理和參數的計算方法等因素。綜合因素 為準確求參，應根據含水層邊界條件、均質程度、地下水的類型、流向及水力坡度等，在抽水孔的一側宜垂直地下水的流向布置2-3個觀測孔。 為了測定含水層不同方向的非均質性或確定抽水影響半徑,可以根據含水層的不同情況,以抽水孔為中心布置1-4條觀測線

13、。如有兩條觀測線,一條垂直地下水流向,另一條宜平行地下水流向。 觀測線觀測線的具體布置均質各向同性、水力坡度較大的含水層，其抽水降落漏斗形狀為橢圓形，下游一側的水力坡度遠較上游一側大，故除垂直地下水流向布置一條觀測線外，應在上、下游方向上布置一條水位觀測線。均質各向同性、水力坡度較小的含水層，其抽水降落漏斗的平面形狀為圓形，即在通過抽水孔的各個方向上，水力坡度基本相等，但一般上游側水力坡度較下游側為小，故在與地下水流向垂直方向上布置一條觀測線即可。若受場地條件限制難于布孔時，也可與地下水流向成45度角的方向布置一排觀測孔。對非均質含水層，水力坡度不大時，應布置三排觀測孔，其中兩排垂直流向、一排

14、平行流向。對非均質各向異性含水層，水力坡度較大時可布置四排觀測孔，其中垂直和平行流向各兩排。均質各向異性的含水層，抽水水位降落漏斗常沿著含水層貯、導水性質好的方向發展(延伸為長軸)，該方向水力坡度較小；貯、導水性差的方向為漏斗短軸，水力坡度較大。因此，抽水時的水位觀測線應沿著不同貯、導水性質的方向布置，以分別取得不同方向的水文地質參數。觀測孔平面布置的其他要求對群孔抽水試驗，應在抽水孔組中心布置一個觀測孔；此外還應能控制整個流場并直到邊界，非均質的各個塊段。對某些專門目的的抽水試驗，觀測孔的布置則可不拘形式，以解決問題為原則；研究斷層的導水性時，可將觀測孔布置在斷層的兩盤；判別含水層之間的水力

15、聯系時，則分別在各個含水層中布置鉆孔；研究河水與地下水的關系時，觀測孔應布置在岸邊。為查明相鄰已采水源地的影響，應在連接兩個開采中心方向布置觀測孔。為確定水位下降漏斗形態和補給(或隔水)邊界，應在邊界和外圍一定范圍內布設一定數量的觀測孔。在承壓水含水層進行抽水試驗時，宜在觀測孔附近覆蓋層(半透水層或弱含水層)中布置副觀測孔。在進行試驗性開采抽水試驗時，應在水位下降漏斗范圍內的重要建筑物附近增設工程地質、環境地質觀測點。、觀測孔的數量觀測孔的數量主要取決于抽水的目的要求和參數計算方法： 用于描述降落漏斗的抽水試驗，每條觀測線上不應少于3個觀測孔。 用于判定水力聯系及邊界性質的抽水試驗，觀測孔不應

16、少于2個。 用于求參的抽水試驗： 1g，每條觀測線上僅布置1個孔； 1gr，每條觀測線可布置13個孔，但多數是取3個。 、觀測孔的間距觀測孔的間距應近主孔者小，遠主孔者大，即距抽水孔由近至遠，觀測孔間距由小到大。近小遠大抽水孔觀測孔最近：不應小于含水層厚度的1倍最遠：能觀測到明顯的水位下降相鄰：應保證其降深差不于小0.1m觀測孔間距的一般規律透水性差潛水含水層有垂直補給非穩定流抽水 透水性好承壓水含水層無垂直補給穩定流抽水水力坡度大水位非線性分水嶺水位是變量、觀測孔的深度和孔徑孔深： 完整井，孔深應達到抽水孔的最大降深以下。 非完整井，孔深應達到抽水孔抽水段的中部?？讖剑阂话悴恍∮?5mm原始

17、水位Smax孔深孔深L0.5L最低水位注意： 觀測孔沉淀管的長度一般不應小于2m 觀測孔一般應深入試驗層5m-10m 若查明水力聯系，應深入10m-20m以上觀測孔的深度抽水管的沉淀管長度二、穩定流抽水試驗的技術要求 穩定流抽水試驗，為保證抽水試驗的質量，技術要求主要包括三個方面： 1、水位降深 2、穩定延續時間 3、水位及流量觀測 1、水位降深直線型拋物線型曲線類型冪曲線型對數曲線型q曲線類型深次數降要求：三次降深：正式抽水試驗一般要求三次降深，以便確定流量與降深之間的關系，判斷抽水試驗的正確性和推斷涌水量兩次降深：關系已知，能保證二次降深抽水結果的正確成果的精度要求不高對次要含水層抽水一次

18、降深： 涌水量過小，sm抽水設備所限，最大降深未超過1m受煤礦開采影響，鉆孔水位較深三次降深值的確定 S2= Smax=S1=S3=潛水： Smax為含水層底板以上水位高度的承壓水： Smax為靜水位至含水層頂板的距離，盡可能將水位降至含水層頂板確定降深注意：當抽水試驗用于求參時，最大降深值應小一些，以避免產生紊流和三維流，影響參數的可靠性。用于疏干計算或水資源評價時，降深值應能保證外推至設計要求，并盡量接近正式生產時的設計水位。為判斷邊界性質和水力聯系時，則要求有足夠的降深以使問題充分暴露。當含水層含水十分豐富，水位下降較難時，最大降深不應小于3m，最小降深和兩次降深之差均不得小于1m。水位

19、降深次序的選擇，主要視含水層性質而定：裂隙或巖溶含水層中反向抽水，松散含水層中正向抽水。、穩定延續時間穩定延續時間，簡稱穩定時間，指滲流場達到近似穩定后的延續時間。由于穩定流抽水試驗要求在井周圍形成一個相對穩定的降落漏斗，而穩定降落漏斗形成的快慢取決于地下水類型、含水層參數、邊界條件及補給條件、抽水降深值等：潛水、弱滲透層、補給條件差或降深大時，穩定降落漏斗形成會慢些。判斷漏斗穩定與否的標準，是以抽水孔和觀測孔中水位、流量變化不超過一定數值為依據的。實，實，穩定延續時間愈長，愈能發現微小而有趨勢性的變化和臨時性補給所造成的短暫穩定及“滯后疏干”所造成的假穩定。穩定的標準穩定的相關規定 穩定延續

20、時間T：為求參的抽水，一般不超過24h其它目的的抽水，確定水井的出水能力，T一般為48h72，甚至更長抽水試驗帶有專門的水位觀測孔時，最遠觀測孔的不得少于2h4h煤炭資源地質勘探抽水試驗規程規定，單孔抽水的必須達8h，最遠觀測孔為2h穩定的相關規定水位H的穩定： 在煤田水文地質勘探中，水位穩定要求是：抽水孔水位波動允許達到20cm30cm觀測孔水位變化值要小于2cm注：壓風機抽水降深S m水位變化5e 155cm穩定時間內最大水位觀測值，m穩定時間內水位觀測平均值，m在穩定時間內，水位變化幅度e的計算方法為：穩定的相關規定水量Q的穩定 要求：單位涌水量 q L/（sm）涌水量變化幅度 i 00

21、l30015穩定時間內最大涌水量觀測值，L/s穩定時間內涌水量觀測平均值，L/s注：確定是否真正達到穩定狀態時，須注意：穩定延續時間必須從抽水孔的水位、流量均達到穩定狀態以后開始算起；穩定時間內水位、水量的變化應在平均值上下波動。要注意抽水孔和觀測孔水位或流量微小而有趨勢性的變化。若變化幅度雖符合要求，但觀測值呈單一方向的持續上升或下降，則抽水試驗應再延長8h以上。例1：間隔2次觀測到的水位或流量差值，已小于生產規程規定的穩定標難。但是，這種微小的水位下降現象，卻是連續地出現在以后各次的水位觀測中。例2：抽水試驗地段水位雖出現勻速的緩慢下降，其下降的速度又與不受抽水影響地段的含水層水位的天然下

22、降速度基本相同。分析：尚未真正進入穩定狀態已達到穩定狀態（1）在開始進行抽水試驗前，應觀測天然穩定水位。 觀測時間：一般每小時觀測一次 穩定要求：2h內所測水位值不變 4h內水位相差不超過2cm 如天然水位有波動，則取一個或幾個周期中水位的平均值作為天然穩定水位。 3、水位及流量觀測（2）試驗過程觀測 抽水主孔的水位和流量與觀測孔的水位，都應同時進行觀測。因為，不同步的觀測資料可能給水文地質參數的計算帶來較大誤差。 水位和流量的觀測時間間隔，應由密到疏，如開始時5min-10min觀測一次，以后則每15min-30min觀測一次。 抽水終止或中斷后，還應進行恢復水位的觀測，觀測時應先密后疏，直

23、至穩定。對恢復水位的要求與抽水前天然水位相同，或符合抽水前的天然動態（日變幅接近天然狀態）。三、非穩定流抽水試驗的技術要求 非穩定流抽水包括定流量和定降深兩種。在實踐中，多采用定流量抽水試驗。 非穩定流抽水試驗對流量和水位觀測的要求仍同穩定流抽水。定流量抽水時，從抽水開始到結束，流量均應保持穩定，對動水位的觀測應比穩定流抽水試驗時加密，特別要在開泵的頭10min-20min應觀測到較多的數據。延續時間 非穩定流抽水試驗的延續時間也取決于試驗的目的任務、水文地質條件、試驗類型、抽水量和計算參數的方法。不同的抽水試驗，延續時間的差別很大。 以求解水文地質參數為目的的抽水試驗，在我國其延續時間通常不

24、超過48h； 在供水水源勘察中，為確定可靠的允許開采量或補給量，或為反映出整個區域邊界對抽水過程的影響所進行的大型群孔抽水試驗的延續時間要比其它抽水試驗長得多，通常不超過3-4個月，個別可達5-7個月。 非穩定流抽水試驗的時間要求： 當試驗層為無界承壓水時，常用配線法和直線圖解法求解參數，此時其延續時間多按S-lgt曲線來確定。 配線法要求抽水前期的觀測資料，直線圖解法通常要求直線段能延續2個以分(min)為單位的對數周期，則總的抽水延續時間約為3個對數周期，即1000min，約為17h，故一般要求延續1d-2d。 lg1/ulgwlgtS1w1t11/u1配線法（Theis）SlgtS lg

25、tt0 t(10n-10n+1)直線法(Jacob) 當考慮越流時，如用拐點法或利用Smax計算參數時，抽水應延續至能判定Smax為止。 如僅用配線法，則與其它情況下使用配線法相近，延續時間短一些。如需利用穩定狀態時段資料，則穩定段的延續時間應符合穩定流抽水對延續時間的要求。時間要求 當試驗目的是判定邊界位置和性質時，延續時間應能保證任務的完成。對于定水頭供水邊界，抽水應延至符合穩定狀態要求；對于直線隔水邊界，抽水應延至S-lgt圖上的第二個直線段，且延續一個對數周朗，常為100 min以上。對于一些隔水邊界（如分水嶺） ，兩側水頭差達到一定數值時可以轉為透水邊界，因此延續時間應保證邊界處水位

26、降深值達到預定值。時間要求 當抽水試驗目的主要在于確定水井的出水量(對定流量抽水來說，應為在某一出水量條件下，水井在設計使用年限內的水位降深)時，試驗延續時間應盡可能長一些，最好能從含水層的枯木期末期開始，一直抽到豐水期到來；或抽水試驗至少進行到S-lgt曲線能可靠地反映出含水層邊界性質為止。 A：定水頭補給邊界，應延續到水位進入穩定狀態后的一段時間為止； B：隔水邊界， S-lgt曲線的斜率應出現明顯增大段； C：無限達界， S-lgt曲線應在抽水期內出現勻速的下降。時間要求四、大型群孔干擾抽水試驗的主要技術要求 主要目的：求得水源地的允許開采量；或求得礦井在設計疏干降深條件下的排水量；或對

27、某一開采量條件下的未來水位降深作出預報。 抽水量要求： 應盡可能接近水源地的設計開采量。當設計開采量很大(如5x104m3以上)或抽水設備能力有限時，抽水量至少也應達到水源地設計開采量的13以上。 水位降深要求： 基本上同對抽水量的要求一樣，即應盡可能地接近水源地(或地下疏干工程)設計的水位降深，一般或至少應使群孔抽水水位下降漏斗中心處達到設計水位降探的l3。特別是當需要通過抽水時地下水流場分析(查明)某些水文地質條件時，更必須有較大的水位降深要求。 抽水流態要求： 可以是穩定流的，也可以是非穩定流的。對于供水水文地質勘查來說，為獲得水源地的穩定出水量，一般多進行穩定流的開采抽水試驗。 穩定出

28、水量的獲得： A：通過改變抽水強度直接確定出水源地最大降深時的穩定出水量； -(適用于地下水資源不太豐富的水源地) B：通過進行三次水位降深的穩定流抽水試驗，據流量-水位降深(Q-S)關系曲線方程，下推設計條件下的穩定出水量。 抽水時段的選?。?為提高水源地允許開采量的保證程度，抽水試驗最好在地下水枯水期的后期進行；如還需通過抽水試驗求得水源地在豐水期所獲得的補給量，則抽水試驗要求一直延續到豐水期到來之后的一段時間。 大型群孔干擾抽水試驗抽水延續時間： 為了實現大型群孔干擾抽水試驗的各項任務，其抽水 延續時間往往較長。 按地質礦產部城鎮及工礦供水水文地質勘察規范的規定，如進行穩定流的抽水試驗，

29、要求水位下降漏斗中心水位的穩定時間不應少于一個月；但根據試驗任務的需要，可以更長(如23個月或以上)。 注意： 各抽水孔的抽水起、止時間應該是相同的； 水位和出水量的觀測應該是同步的； 停抽后恢復水位的觀測延續時間，于一般試驗相同。大型群孔干擾抽水試驗與抽水前天然水位相同，或符合抽水前的天然動態（日變幅接近天然狀態）第三節 抽水試驗的現場工作一、準備工作二、現場觀測和記錄三、資料整理 在進行正式抽水試驗之前，要進行各個方面的準備工作，其內容包括：掌握試驗地段的水文地質情況，其中主要是試驗層的埋藏、分布、補給條件、邊界條件、地下水的流向，以及試驗層與其它含水層或地表水體的水力聯系；掌握抽水孔和觀

30、測孔的位置、距離、結構、孔深、止水方式和過濾器的安置，以及各個孔連線方向的水文地質剖面；檢查抽水設備、動力裝置以及井中和場地上其它設備的質量和安裝情況，并對測水用具進行檢查、調試和校核；一、準備工作準備工作檢查各種用具、記錄冊等是否齊全、可用；安置、構筑和檢查排水設施，對潛水含水層應注意抽出的水是否有可能滲回試驗層內，必要時應鋪設排水管道；進行試驗抽水，通過試抽可以進一步洗孔，同時還可以全面檢查抽水試驗和各項準備工作。試抽的觀測資料，可以預測抽水時的最大降深Smax和相應的涌水量，以分配各次降深值。對非穩定流抽水的試抽資料，可用于推測正式抽水時可能獲得的曲線類型，以及確定正式抽水時的涌水量等。

31、 上述各項準備工作如發現問題應及時解決，否則將影響試驗質量，甚至導致試驗失數。 二、現場觀測和記錄 抽水試驗過程中需要觀測記錄的內容有五項：測量抽水試驗前后的孔深 進行此項工作的目的是核查抽水段深度、層位、孔內是否坍塌、沉淀和淤塞等。淤塞嚴重會影響資料精度，引起井類型的變化(如完整井轉變為非完整井)。觀測天然水位、動水位及恢復水位 抽水孔和觀測孔的水位應同時觀測。A 靜止水位：正式進行抽水試驗前，要觀測靜止水位，即天然水位（波動）。在試驗影響范圍外布置專門觀測孔，觀測抽水前和整個抽水期間天然水位的變化，以便校正天然水位變化對動水位的影響。B 動水位：抽水試驗開始后，應立即觀測抽水孔和觀測孔的動

32、水位，并同時觀測抽水孔的出水量。觀測的時間間隔短長。C 恢復水位：抽水試驗結束或中斷后，均應認真觀測恢復水位。觀測頻率應按非穩定流抽水初期的水位觀測要求進行。 對于整個觀測期間所出現的可能引起水位波動的因素都需記錄，如大氣降水、地震、爆破及設備、動力故障等。 抽水試驗時流量應與水位同時觀測。非穩定流抽水時，為保證計算參數的精度，應盡量保持流量的穩定。觀測水溫、氣溫 水溫和氣溫應同時觀測，一般在試驗開始時觀測一次，以后每隔2h-4h觀測一次。觀測水溫時，溫度計應在水中浸沒10min-15min。水質分析和細菌檢驗 在抽水試驗結束前，應采取水樣進行分析。如抽水過程中水的物理性質有變化，則應系統觀測

33、，必要時系統取樣化驗。當試驗是為了確定水力聯系或研究咸淡水的關系時，也應系統取樣分析。觀測流量三同時三、抽水試驗的資料整理現場整理穩定流抽水試驗的現場資料整理非穩定流抽水試驗的現場資料整理室內整理(一)穩定流抽水試驗的現場資料整理 1繪制水位及流量歷時曲線圖（S-t及Q-t） 繪制時，原則上應包括整個抽水試驗的數據，數據點過密時可適當合并。S-t曲線圖應包括水位恢復部分。 作用：根據曲線的變化趨勢，可以發現試驗過程中出現的異?，F象加以及時處理，也可判斷穩定時間的起點和穩定延續時間的長短。 一般正常抽水時，S-t和Q-t曲線在抽水初期表現為水位下降和出水量較大，且不穩定；隨著抽水的進行，水曲線位

34、、流量逐漸趨向穩定狀態，呈現水位、流量兩曲線平行。 S-Q-t曲線2繪制Q-S及q-S曲線圖 Q-S及q-S曲線圖的作用：確定鉆孔出水能力推算可能的最大涌水量推算單位涌水量判斷含水層的水力特性檢查抽水試驗成果是否正確曲線類型 直線型-承壓井流（或厚度很大、降深相對較小的潛水井流） 拋物線型-潛水、承壓-無壓井流（或三維流、紊流影響下的承壓井流） 冪曲線型-從某一降深值起，涌水量Q隨陣深S的增大而增加很少 對數型-補給衰竭或水流受阻，即隨S增大，Q的增量很小，曲線趨向S軸 -表明試驗可能有誤或特殊現象發生QS如原來被阻塞的裂隙、巖溶通道被突然疏通等兩次降深抽水試驗的Q-S曲線圖 當抽水只進行兩次

35、降深時，Q-S及q-S圖上應標明實測點和計算點。 計算點偏離實測點所連曲線的程度，可用以判斷Q-S曲線是否正確，檢驗試驗是否正常。若試驗正常，計算點應落在曲線附近。（二）非穩定流抽水試驗的現場資料整理 1、繪制S-lgt曲線作用：求解水文地質參數；指導抽水試驗現場工作的進行 決定抽水試驗是否需要縮短或延長；及時查明實際曲線偏離典型曲線的原因 以便糾正其中的人為錯誤根據試驗的穩定狀態，可以有兩種求參方式： 當水位不穩定且不斷下降時，應在S-lgt曲線上作切線求斜率，即可求參； 當S-lgt曲線已趨向穩定且存在拐點時，則應在拐點位置作切線求斜率，然后根據拐點坐標和斜率求參。SlgtS lgtt02

36、、繪制S-lgr曲線 當有兩個以上觀測孔時，要求繪制S-lgr曲線，以根據曲線斜率計算參數。其中，r表示各觀測孔到抽水孔的距離。 3、繪制S-lg(1+tp/tr)曲線 S-剩余水位降深 意義 tp -抽水開始至停止的延續時間 tr -停止抽水后的水位恢復時間 計算導水系數T 作用 求抽水前的天然水位 求抽水前的給水度u 優勢： 停止抽水后，鉆孔水位的恢復不受抽水時流量波動 的干擾，計算參數更為準確。 (三)室內資料整理主要內容有：檢驗、校核原始觀測數據計算水文地質參數繪制鉆孔抽水試驗成果表 編寫抽水試驗工作總結鉆孔位置圖水文地質綜合柱狀圖抽水試驗技術資料表各種關系曲線試驗數據、參數、涌水量及

37、水質分析成果表試驗的目的要求試驗的方法試驗的過程試驗的主要成果成果質量評述重要的經驗教訓第四節 其他水文地質野外試驗一、放水試驗二、注水試驗三、滲水試驗四、連通試驗 五、地下水實際流速測定一、放水試驗 將放水孔布置在井下巷道內，利用孔口標高低于含水層水位標高的特點，使承壓水沿鉆孔自流涌入礦井，從而在含水層中形成一定規模的降落漏斗。 作用： 通過放水量與水壓變化的時間關系，來確定含水層和越流層的水文地質參數； 研究降落漏斗的形態、大小及擴展過程； 分析含水層之間及其與地表水之間的水力聯系； 確定含水層的邊界位置及性質； 模擬礦床硫干，為礦井防治水工程的設計和布置提供 可靠的水文地質依據。放水試驗

38、特點：放水孔在井下施工節省鉆探進尺，縮短勘探時間；放水試驗主要適用于承壓含水層，尤其是對煤層底板構成威脅的承壓含水層，且放水是借助干承壓水頭自流，不需要安裝專門的抽水設備；可與其它試驗方法相結合，井上下相結合進行觀測，擴大水文地質勘探的空間，提高綜合性勘探的效果；井下放水試驗的水量和降深可以不受抽水設備能力的限制，可以較真實地模擬礦井建設生產過程中的地下水流場特征，使之更接近于排水疏干的實際情況。放水試驗規定應進行井下放水的情況：復雜型或極復雜礦井，采用地面水文地質勘探難以查清問題時；煤層頂、底板有含水砂層或巖溶含水層時；受地表水體和地形限制，或受開采塌陷影響，地面無施工條件時；孔深過大或地下

39、水位過深，地面無法進行水文地質試驗時；需在井下尋找供水水源時(一)井下放水試驗的主要技術要求預計最大涌水量，建立足夠的排水系統隔離放水地區與礦井，以確保礦井安全（修筑防水閘門）保證正常的鉆探施工條件編制放水試驗設計，正式放水前，井上下進行水位、水壓和涌水量的統一觀測放水過程中，當涌水量、水位難以穩定時，放水延續時間一般不少于10d-15d，選取觀測時間間隔應考慮到非穩定流計算的需要；放水中心水位或水壓必須與涌水量同步觀測放水結束后，停用或報廢的鉆孔，應及時封堵，并提出封孔報告(一)井下放水試驗的主要技術要求鉆機必須安裝牢固，鉆孔應首先下好孔口管，并做耐壓試驗。正式施工前必須安裝孔口閘閥，以保證

40、控制放水量。含水層鋼管肋條水泥鉆孔鉆桿水壓表鐵卡木柱水閥門隔水層(二)井下放水孔的類型1、垂直放水孔 適用：深、淺部開采水平底板承壓含水層放水，最常見！水壓表水閥門流量表孔口管2、地面施工的井下放水孔 又稱地面穿透式井下放水孔。 適用：距地面較淺的放水硐室或開采水平，可放煤層頂、底板含水層水。套管放水巷道放水裝置3、水平放水孔 適用：疏干露天礦邊坡和頂板探放水 特點：通常具有一定的仰角，便于水順鉆孔流出。二、注水試驗 適用條件：當地下水位埋藏很深不便進行抽水試驗；礦井防滲漏需要研究巖石滲透性，透水但不含水。可采用注水試驗代替抽水試驗，近似測定出巖層的滲透系數。 注水試驗還可以用于人工補給地下水和廢水池下處理研究。目前多采用穩定（定流量）注水方法。鉆孔注水試驗示意 試驗時向井內定流量注水，使井中水位拾高，造成水流由井內向周圍含水層運動，形成一個鉆孔為中心的