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第四章地下水向完整井的非稳定运动Theis公式既可以用于水位预测,也可以用于求参数。当含水层水文地质参数已知时可进行水位预测,也可预测在允许降深条件下井的涌水量。反之,可根据抽水试验资料来确定含水层的参数。这里着重介绍下列几种求参数的方法:1)配线法(1)原理对(4-11)和(4-10)式两端取对数:二式右端的第二项在同一次抽水试验中都是常数。因此,在双对数坐标系内,对于定流量抽水曲线和标准曲线在形状上是相同的,只是纵横坐标平移了距离而已。只要将二曲线重合,任选一匹配点,记下对应的坐标值,代入(4-10)式(4-11)式即可确定有关参数。此法称为降深-时间距离配线法。同理,由实际资料绘制的s-t曲线和与s-r2曲线,分别与和W(u)-u标准曲线有相似的形状。因此,可以利用一个观测孔不同时刻的降深值,在双对数纸上绘出s-t曲线和曲线,进行拟合,此法称为降深-时间配线法。如果有三个以上的观测孔,可以取t为定值,利用所有观测孔的降深值,在双对数纸上绘出s-r2实际资料曲线与W(u)-u标准曲线拟合,称为降深-距离配线法。(2)计算步骤①在双对数坐标纸上绘制或W(u)-u的标准曲线。②在另一张模数相同的透明双对数纸上绘制实测的s-t/r2曲线或s-t、s-r2曲线。③将实际曲线置于标准曲线上,在保持对应坐标轴彼此平行的条件下相对平移,直至两曲线重合为止(图4-4)。④任取一匹配点(在曲线上或曲线外均可),记下匹配点的对应坐标值:W(u),(或u)、(或t、r2),代入(4-11),(4-10)式,分别计算有关参数。s-法:s-t法:s-r法:配线法的最大优点是,可以充分利用抽水试验的全部观测资料,避免个别资料的偶然误差提高计算精度。配线法也存在一定的缺点:(1)抽水初期实际曲线常与标准曲线不符。因此,非稳定抽水试验时间不宜过短(原因是是水有滞后现象,初期流量不稳定)。(2)当抽水后期曲线比较平缓时,同标准曲线不容易拟合准确,常因个人判断不同引起误差。因此在确定抽水延续时间和观测精度时,应考虑所得资料能绘出s-t或s-t/r2曲线的弯曲部分以便于拟合。如果后期实测数据偏离标准曲线,均可能是含水层外围边界的影响或含水层岩性发生了变化等。这就需要把试验数据和具体水文地质条件结合起来分析。有关边界的影响,以后还要专门论述。例题4-1:承压含水层多孔抽水试验,抽水井稳定流量为60m3/h,有4个观测孔,其观测资料如表4-2所示,试用配线法求含水层参数。解:为了全面综合利用试验资料,按s-t/r2配线法求参数,首先根据表4-2资料计算与s对应的值。例题4-2:根据例题4-1中第15号观测孔观测资料,利用降深-时间配线法求参数。解:首先根据实测的不同时间的降深值,绘制s-t曲线;然后将它与W(u)-l/u标准曲线拟合,方法同前(图4-6)。取匹配点A的坐标值:图4-6降深-时间配线法2)Jacob直线图解法当u≤0.01时,可利用Jacob公式(4-13)计算参数。首先把它改写成下列形式:上式表明,s与lg呈线性关系,斜率为,利用斜率可求出导水系数T(图4-7):式中,i为直线的斜率,此直线在零降深线上的截距为。把它代入(4-13)有:因此,于是得:以上是利用综合资料(多孔长时间观测资料)求参数,称为s-直线图解法。同理,由(4-13)式还可看出,s-lgt和s-lgr均呈线性关系,直线的斜率分别为和。因此,如果只有一个观测孔,可利用s-lgt直线的斜率求导水系数T,利用该直线在零降深线上截距t0值,求贮水系数m*。如果有三个以上观测孔资料,可利用s-1gr直线的值求m*。这种方法的优点是,既可以避免配线法的随意性,又能充分利用抽水后期的所有资料。但是,必须满足u≤0.01或放宽精度要求u≤0.05,即只有在r较小,而t值较大的情况下才能使用。否则,抽水时间短,直线斜率小,截距值小,所得的T值偏大,而µ*值偏小。例4-3:根据例4-1资料,利用s-lgt/r2直线图解法计算参数。解:(1)根据上述资料,绘制s-lgt/r2曲线(图4-7);(2)将s-lgt/r2曲线的直线部分延长,在零降深线上的截距为(t/r2)=0.0092;(3)求直线斜率i。最好取和一个周期相对应的降深△s,这就是斜率i。由此得i=△s=1.36;(4)代入有关公式进行计算:3).周文德法(1953)有表可查。根据某一刻t的降深,求得F(u),查得u和W(u)。作s-lgt曲线,选取任意点A,通过点A作曲线的切线,其斜率为,于是有优点是克服前两种方法的缺点;缺点是求曲线的斜率是以产生人为误差。4)水位恢复试验如不考虑水头惯性滞后动态,水井以流量Q持续抽水tp时间后