水文地质参数的计算

①
给水度 0.08～0.11 0.085～0.12 0.09～0.13 0.10～0.15 0.11～0.15 0.02～0.03 0.008～0.10
亚粘土 亚砂土 黄土状亚粘土 黄土状亚砂土 粉 砂
中细砂 中 砂
中粗砂 粗 砂
粘土胶结的砂岩 裂隙灰岩
粉细砂
①表引自《水文地质手册》 ，地质出版社。
天然湿度 Ｏ
Z0 Wh
a b a＇
B
△h
A
c d
b＇ 深 度
图7－1 抽水前后包气带湿度分布示意图 Wh－持水度；Z0－湿度变动带；oacd—抽水前天然湿度线；oabd— 抽水后天然湿 度线；ac、bd—毛细水带湿度分布示意线
按水均衡原理，抽水前后包气带内湿度之差，应等于潜水位 下降△h时包气带（主要是毛细水带）所给出之水量 （μ△h），
6.1 给水度
一、影响给水度的主要因素

给水度（μ）是表征潜水含水层给水能力或蓄水能力的一 个指标。 给水度不仅和包气带的岩性有关，而且随排水时间、潜水 埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。
表 7－1 各中岩性给水度经验值
岩 性 粘 土 给水度 0.02～0.035 0.03～0.045 0.035～0.06 0.02～0.05 0.03～0.06 0.06～0.08 0.07～0.010 岩 性 细 砂
2.根据潜水水位动态观测资料用有限差分法确定μ值

如果潜水为单向流动，隔水层水平，含水层均质， 可沿流向布置3个地下水动态观测孔（图7－2）， 然后根据水位动态观测资料，按下式计算μ值。
K t wt 2 2 2 (h1,t h3,t 2h2,t ) 2 2x h2 h2
渗透系数和导水系数


渗透系数（K）又称水力传导系数，是描述介质渗 透能力的重要水文地质参数，渗透系数大小与介 质的结构（颗粒大小、排列、空隙充填等）和水 的物理性质（液体的粘滞性、容重等）有关，单 位是m/d或cm/s。 导水系数（T）即含水层的渗透系数与含水层厚度 的乘积，常用单位是m2/d。导水系数只适用于平 面二维流和一维流，而在三维流中无意义。 含水层的渗透系数和导水系数一般采用抽水试验 法和数值法反演计算求得。

一、用抽水试验方法求参应注意的问题

根据抽水试验资料，采用解析公式反演方法识别含 水层水文地质参数，分稳定流抽水和非稳定流抽水 两类。 1. 利用稳定流抽水试验资料计算渗透系数





（1）采用方法 常采用稳定流裘布依公式计算渗透系数，但计算结 果往往与实际不符。 （2）产生原因 ①施工质量——洗孔不彻底，滤水管外填砾不合规 格等。 ②选用计算公式与抽水引起的地下水运动规律不符， 即不符合裘布依公式的假设条件。


二、数值法求水文地质参数


数值法求参按其求解方法可分为试估—校正法和优 化计算方法。 一般采用试估—校正法。 这种方法利用水文地质工作者对水文地质条件的认 识，给出参数初值及其变化范围，用正演计算求解 水头函数，将计算结果和实测值进行拟合比较，通 过不断调整水文地质参数，反复多次的正演计算， 使计算曲线与实测曲线符合拟合要求，此时的水文 地质参数即为所求。 求参结果的可靠性和花费时间的多少，除取决于原 始资料精度外，还取决于调参者的经验和技巧。


（3）主要影响因素
①含水层的井壁边界条件 ②影响半径（R）
③天然水力坡度（I）的影响 ④抽水降深大小的影响

2.利用非稳定流抽水试验资料反求水文地质参数

பைடு நூலகம்
C.V.Theis公式在应用中要注意泰斯公式的假设条件。
野外水文地质条件不一定完全符合假设条件，在使用单井非 稳定抽水试验资料求水文地质参数时应注意： ①承压完整井抽水，当井内流速达到一定程度（如达1m/s以 上），在井附近会产生三维流区，利用主孔资料或布置在三 维流区内的观测孔求解时，将产生三维流影响的水头损失， 应对实测降深值进行修正； ②由于地下水运动存在天然水力坡度，利用观测孔求水文地 质参数时将具有不同方向的数值差异，在地下水流方向的上、 下游所计算的参数数值差异较大。解决的方法是在抽水形成 的降落漏斗范围内布置较多观测孔，求水文地质参数的平均 值，代表该地段的水文地质参数值； ③注意边界条件的影响。
式中：h1,t、h2,t、h3,t—1、2、3号观测孔t时刻水位及含 水层厚度； △h2—△t时段内2号孔水位变幅； w—垂向流入和流出量之和称综合补给强度； K—渗透系数； △x—观测孔间距。
孔1
孔2
孔3
△h2
h1,t
h2,t
h3,t
△x △x
△x
孔1
孔2
孔3
图7－2 单向流动μ值计算示意图
6.2
第六章
水文地质参数的计算
吉林大学环境与资源学院 地下水科学与工程系 梁秀娟 水工楼 207


水文地质参数是表征含水介质水文地质性能的数 量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主 要包括含水介质的渗透系数和导水系数、承压含 水层的贮水系数、潜水含水层的重力给水度、弱 透水层的越流系数及水动力弥散系数等，还有表 征与岩土性质、水文气象等因素的有关参数，如 降水入渗系数、潜水蒸发强度、灌溉入渗补给系 数等。 水文地质参数常通过野外试验、实验室测试及根 据地下水动态观测资料采用有关理论公式计算求 取，数值法反演求参等。
二、给水度的确定方法


1. 根据抽水前后包气带土层天然湿度的变化来确 定 μ值 根据包气带中非饱和流的运移和分带规律知，抽水 前包气带内土层的天然湿度分布应如图7－1中的 oacd线所示。抽水后，潜水面由A下降到B（下降水 头高度为△h），故毛细水带将下移，由aa′段下 移到bb′段，此时的土层天然湿度分布线则变为图 中的oabd。 对比抽水前后的两条湿度分布线可知，由于抽水水 位下降，水位变动带将回给出一定量的水。
Z (W
i 1 i
n
2i
W1i ) h
W1i )
故给水度：


Z (W
i 1 i
n
2i
h


式中：△Zi—包气带天然湿度测定分段长度； △h—抽水产生的潜水面下移深度； W1i，W2i—抽水前后△Zi段内的土层天然湿度； Wh－持水度；Z0－湿度变动带； oacd—抽水前天然湿度线；oabd— 抽水后天然湿度线；ac、 bd—毛细水带湿度分布示意线 n—取样数。