降水计算及北京地区渗透系数经验值表
水文地质参数计算及水文地质参数经验值
水文地质参数计算及水文地质参数经验值
1渗透系数k
计算公式见表10.23-1～10.23-2。
表10.23-1 潜水非完整井（非淹没过滤器井壁进水）
上表中，①～⑤是潜水非完整井（非淹没过滤器井壁进水）计算公式；⑥～⑩是潜水非完整井（淹没过滤器井壁进水）计算公式。
表10.23-2 根据水位恢复速度计算渗透系数
2 影响半径R
根据计算公式确定影响半径（R），目前大多数只能给出近似值，常用公式见表10.23-3。
表10.23-3 根据计算公式确定影响半径（R）
3 水文地质参数经验值如表10.23-4～10.23-8。
表10.23-4 黄淮海平原地区渗透系数经验值
注：此表系根据冀、豫、鲁、苏北、淮北、北京等省市平原地区部分野外试验资料综合
表10.23-5 砾石渗透系数
注：根据原五机部勘测公司
表10.23-6 给水度经验值
表10.23-7 影响半径经验值
注：《水利水电工程地质手册》认为，粗砂，粒径0.5～2.0mm时，R为100～150m。
表10.23-8 根据单位出水量、单位水位下降确定影响半径R
经验值
注：自《工程地质手册（第四版）》。
降水计算公式
一、潜水计算公式1、公式1Q kH S SR r r =-+-1366200.()lg()lg()式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)；k 为渗透系数(m/d)；H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)；R 为引用影响半径(m)；r 0为基坑半径(m)。
2、公式2Q kH S Sb r =--1366220.()lg()lg()式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)；S 为水位降深(m)；b 为基坑中心距岸边的距离(m)； r 0为基坑半径(m)。
3、公式3Q kH S Sb r b b b =--⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥1366222012.()lg 'cos ()'ππ式中：Q 为基坑涌水量(m 3/d)；k 为渗透系数(m/d)；H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)；b 1为基坑中心距A 河岸边的距离(m)；b 2为基坑中心距B 河岸边的距离(m)；b '=b 1+b 2； r 0为基坑半径(m)。
4、公式4Q kH S SR r r b r =-+-+1366220200.()lg()lg ('')式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)；k 为渗透系数(m/d)；H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)；R 为引用影响半径(m)；r 0为基坑半径(m)；b ''为基坑中心至隔水边界的距离。
5、公式5Q kh h R r r h l l h r =-++--+--136610222000.lg lg(.)h H h -=+2式中：Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)；H 为潜水含水层厚度(m)；R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)；l 为过滤器有效工作长度(m)； h 为基坑动水位至含水层底板深度(m)；h -为潜水层厚与动水位以下的含水层厚度的平均值(m)。
降水计算公式
一、潜水计算公式1、公式1Q kH S SR r r =-+-1366200.()lg()lg()式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)；k 为渗透系数(m/d)；H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)；R 为引用影响半径(m)；r 0为基坑半径(m)。
2、公式2Q kH S Sb r =--1366220.()lg()lg()式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)；S 为水位降深(m)；b 为基坑中心距岸边的距离(m)； r 0为基坑半径(m)。
3、公式3Q kH S Sb r b b b =--⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥1366222012.()lg 'cos ()'ππ式中：Q 为基坑涌水量(m 3/d)；k 为渗透系数(m/d)；H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)；b 1为基坑中心距A 河岸边的距离(m)；b 2为基坑中心距B 河岸边的距离(m)；b '=b 1+b 2； r 0为基坑半径(m)。
4、公式4Q kH S SR r r b r =-+-+1366220200.()lg()lg ('')式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)；k 为渗透系数(m/d)；H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)；R 为引用影响半径(m)；r 0为基坑半径(m)；b ''为基坑中心至隔水边界的距离。
5、公式5Q kh h R r r h l l h r =-++--+--136610222000.lg lg(.)h H h -=+2式中：Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)；H 为潜水含水层厚度(m)；R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)；l 为过滤器有效工作长度(m)；h 为基坑动水位至含水层底板深度(m)；h -为潜水层厚与动水位以下的含水层厚度的平均值(m)。
基坑降水计算
基坑降水计算1.降水影响半径确定影响半径的方法很多，在矿坑涌水量计算中常用库萨金和吉哈尔特经验公式作近似计算。
当设计的矿山进行了大降深群孔抽水试验或坑道放水试验时，为了推求较为准确的影响半径，可利用观测孔网资料为基础的图解法进行推求。
1.1、经验公式法计算影响半径的主要经验公式见表1。
表1 计算影响半径的经验公式公式作者应用条件公式中符号说明库萨金计算潜水含水层群井、基坑、矿山巷道的影响半径，有时也用于承压含水层R-影响半径，m；O-抽水时的涌水量，m3/d；H-承压水和潜水含水层的厚度，m；K-渗透系数，m/d；h-抽水时的水柱高度，m；S-抽水时的水位降深，m；ω-单位面积内的渗透量，m3/h；μ-给水度；t-由开始抽水至稳定下降漏斗形成的时间，h；l-自然条件下的水力坡度吉哈尔特潜水及承压水抽水初期确定影响半径库萨金潜水舒尔米潜水维别尔潜水苏洛夫和卡赞斯基计算泄水沟和排水渠的影响半径柯泽尼潜水完整井维别尔承压水别里托夫斯基潜水苏洛夫卡赞与斯基根据渗透值确定单孔或单井长期抽水影响半径引用值特罗扬斯基潜水完整井1.2、图解法当设计矿山做了大降深群孔抽水或坑道放水试验时，为了推求较为准确的影响半径，可利用观测孔实测资料，用图解法确定影响半径。
（一）自然数直角座标图解法在直角座标上，将抽水孔与分布在同一直线上的各观测孔的同一时刻所测得的水位连结起来，尚曲线趋势延长，与抽水前的静止水位线相交，该交点至抽水孔的距离即为影响半径（见图1）。
观测孔较多时，用图解法确定的影响半径较为准确。
（二）半对数座标图解法在横座标用对数表示观测孔至抽水孔的距离，纵座标用自然数表示抽水主孔及观测孔水位降深的直角座标系中，将抽水主孔的稳定水位降深及同时刻的观测孔水位降低标绘在相应位置，连结这两点并延长与横座标的交点即为影响半径（见图2）。
当有两个或两个以上观测孔时，以观测孔稳定水位降深绘图更准些。
1.3、影响半径经验数值根据岩层性质、颗粒粒径及单位涌水量与影响半径的关系来确定影响半径，见表2与表3。
土体渗透系数参考表
上海地区地基土分布及其工程性质表1地基土构成与特征一览表表2地基土承载力设计值与特征值表3盾构设计、施工所需参数备注：1、表中所列建议值系根据室内土工试验、原位测试及类同工程经验综合确定。
2、表中带“ *数据为利用本工程初勘及邻近浦三路车站~严御路车站区间、浦三路车站详勘报告数据并结合上海地区同类工程经验提供。
3、三轴UU、无侧限抗压强度、室内渗透系数、静止侧压力系数、室内基床系数为东明路~御桥路各车站及区间详勘试验数据综合统计成果。
4、扁铲、十字板试验为本次及浦三路车站详勘试验统计结果。
扁铲试验估算基床系数应力状态与实际工作中的应力状态不同，故KH值偏大很多, 实用时需根据不同应力条件，土性、工况及变形量乘以不同的修正系数。
第①1层填土：普遍分布，层厚变化较大，一般为0.6~4.0m，土质松散不均匀，杂填土为主，夹碎石、砖块等杂质较多。
第②层可分为②1、②3层2个亚层第②i层褐黄〜灰黄色粉质粘土：拟建场地内大部分地段均有分布，局部填土较厚地段该层缺失，夹薄层粉土，可塑为主，中压缩性。
第②3层灰色砂质粉土，局部分布，桩号SCK47+200〜SCK47+512段连续分布，其它地段呈零星分布，层厚变化大，桩号SCK47+200〜SCK47+451段（JK6号孔附近），由西向东层厚由3.0m渐厚至16.3m，JK6号孔向东逐渐尖灭。
该层土土质不均，夹薄层粘土，局部较多，松散，压缩性中等，透水性较强，开挖揭露时，在一定水头的动水压力作用下，易产生流砂现象。
第③层可分为③1、③2、③33个亚层第③1、③3层灰色淤泥质粉质粘土：场地内分布较普遍，土质不均匀，夹薄层粉砂，局部较多，流塑，土质软，压缩性高，属高灵敏土，开挖时受扰动易发生结构破坏和流变。
第③2层灰色砂质粉土：场地内大部分地段分布，局部缺失，该层土质不均匀，夹薄层粘土，透水性较强，开挖揭露时，在一定水头的动水压力作用下，易产生流砂现象。
第④层灰色淤泥质粘土：场地内分布较稳定，埋深厚度变化不大，夹薄层粉砂，流塑、属高灵敏土，开挖时受扰易发生结构破坏和流变。
（完整版）土的渗透系数计算
（完整版）⼟的渗透系数计算4排降⽔⼯程4.1 ⼟的渗透系数计算⼟的港透系数是计算墓坑和井点涌⽔■的更要案数，⼀般在现场做抽⽔试验确宦，根撻观测⽔井周围的地T ⽔位的变化来求浴≡*.具体⽅注是：在现场设置抽术井 (图-1),贯芳到整个含⽔层.并距抽⽔井九与□处设⼀个或两个观测孔，⽤⽔泵匀速抽⽔，当⽔井的⽔⾯及观测扎的⽔位⼤ ?±?a 定状去时.根据所抽⽔的⽔鬣Q 可按下式计算滲透系IfcK 值。
设1个观利孔时：K=O 73Q⼼ Q=Q 730 -----------Γl -i ?Ξ -------- -u.g (2H-S -SJ(S -51)(4-1) 设2个观测孔时；式中K ——港透系数Cm⁄d)i Q —抽⽔量(m 』/(Ih r --- ??⽔井半径(πι*r√⼚2 ---- 观测孔1、观测孔2⾄抽⽔井的距离｛m);h —由抽⽔井底标⾼算起完全井的动⽔位(nι>j 壯、?1——观测孔1、现测孔2的⽔位(粗〉；S —抽⽔井的⽔位降低值f∏0,S 1. S 2——观测孔1、观测孔2的⽔位降低值(m)；H —含⽔层厚度(m)ζ,⼟的渗透系数计算= 0.73Q_____ - ?n ______<2H -S I - S≡)(S 1 - S 2)(4-2)ffi4-l 港遷華数计算简图1-MΛ井；2-Λ8S 井当⽆条件做抽⽔试鲨时，潅透系数K 值可案考?4-l 恥⽤"⼟的A<ι■ "■*进系戴KMdy I J?≠ ?Mπ√dem/B粘⼟■C (LQ 阳 <6X W 4输脫粘⼟ 0.00$T)Jβ× W 1-IXlO'-粘啟静⼟0.1-0,51X10 *-6XIO^ Jt⼠0,25-0÷5 3X10^-,**K10-4 粉 ± 0.5^1.06X 1()-+-1 Xl?-J砂 LO-S i×i0'3-?κ w _> 中砂 5-20 6X10 J -IXiO -J均展⼬砂35*? 4X W 1-SX JO a砂 20-502X1(TJX Io -J均Affie■7X10^i -*X10^1KI #50 ^-IQO 6X10'I -IXIo',卵⽯100-500 ixlθ'l -6xlθl ⽆克填■印⽯5M-1QOO 6×10"1' l?flθ⽯20-60 "10'1*7X10-2察?寧的罟⽯>60>7X1O^1LM 4＞11 某⼚房区降低⿓下⽔位需测定其⼟的潅透系数，在现场设■抽⽔井作抽⽔试脸*抽⽔井滤⾻半径为IOOrnm,距抽⽔井Sm 和IOm *? 1个现测孔C 测得??⽔试验穗定后的抽⽔＜ Q 200m 3⁄d,抽⽔井的⽔位降低值S-Sm l B?测孔1的⽔＜?降低值 S l =4.5m 1观测孔2的⽔位降低值S l = 2m α该地区含⽔层厚度H-20m e 试求其港透系數K 值。
水文地质参数的计算 降水入渗补给系数—概念
1.3 渠系渗漏补给系数 —计算
m渠 (1 )
消耗水量包括湿润渠道两岸包气带土壤（称 浸润带――下同）和浸润带蒸发的水量、渠系水 面蒸发量、渠系退水量和闸门漏水量
0.3～0.9
1.4 灌溉入渗补给系数 —概念
Q入渗 Q灌
可根据灌水后地下水 水位的平均升幅与变 幅带给水度计算
可采用引灌水量或根 据次灌溉定额与年灌 溉次数计算
影响因素主要是包气带岩性、地下水埋深、 灌溉定额及耕地的平整程度。
1.4 灌溉入渗补给系数 —计算
根据野外灌溉试验资料，确定不同土壤岩 性、地下水埋深、次灌溉定额时的值 在缺乏地下水水位动态观测资料和有关试 验资料的地区，可采用降水前土壤含水量 较低、次降水量大致相当于次灌溉定额情 况下的次降水入渗补给系数值近似地代表 灌溉入渗补给系数值
1.1 降水入渗补给系数—水均衡法
在浅层地下水开采强度大、地下水埋藏较深且已形成地 下水水位持续下降漏斗的平原区（又称超采区），可采用水量 平衡法及多元回归分析法推求降水入渗补给系数值。
1.1 降水入渗补给系数—经验值
分区 包气带岩性 中砂、粗砂 细砂、粉砂 冲洪积 平原区 粉土 粉质粘土 水位埋深（m） <2 0.28—0.30 0.26—0.28 0.14—0.23 0.11—0.16 2 —4 0.35—0.45 0.28—0.32 0.23—0.33 0.16—0.24 4—6 6 —8 0.30—0.35 0.28—0.30 0.28—0.25 0.18—0.16 >8
在侧向径流较微弱、地下水埋藏较浅的平原区，可根
据降水后地下水水位升幅、变幅带相应埋深段给水度值 的乘积与降水量的关系计算值。计算公式为：
年
基于WetSpass模型的北京平原区降水入渗量估算
Figure 2. Infiltration (a), Runoff (b), Evapotranspiration (c), Interception (d) of Beijing plain in 2007 图 2. 北京平原区 2007 年降水入渗量(a)、地表产流量(b)、蒸发量(c)及植被截留量(d)
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基于 WetSpass 模型的北京平原区降水入渗量估算
气象数据需分为丰水季、枯水季两期分别统计。本研 究中的栅格数据使用 ArcMap 软件统一输出为 100 m 空间分辨率，整个研究区被划分为近 160 万个栅格。 DEM 数据是在国际农业研究咨询组提供的空间 信息共享网申请的 90 m 分辨率的数据。研究区平均 高程为 42.8 m。并在此基础上提取出研究区坡度百分 比，整个研究区坡度百分比平均值为 1.67%。 土壤质地数据来自采用美国农业部提供的土壤 质地图。 北京平原区的土壤质地共包括砂土、 壤砂土、
3. 研究方法与研究对象
3.1. 研究方法
WetSpass 模型基于水量平衡方程计算降水入渗 量，基本表达式为：
P 为植被截留量， S 为地表产流量， T 为实际蒸散量，R 为降水入渗量。 其基本思路是，首先将整个研究区剖分为若干等 面积格网，生成栅格图像，将这些栅格划分为裸地、 植被覆盖区、水面以及不透水地 4 大类，并分别建立 对应的水量平衡方程。其次，根据研究区内每个栅格 中的气象条件、土地利用/植被类型、土壤地质类型以 及坡度等因素，估算每个栅格上实际的植被截留量、 地表产流量、蒸散量及降水入渗量[11]。 本文以 WetSpass 模型为核心， 结合 GIS 和 RS 技 术，估算北京市地下水入渗量，并使用地下水位动态 法对模型结果进行精度验证。技术路线如图 1 所示。