水文地质参数的计算

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。
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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。
岩性
粘土 亚粘土 亚砂土 黄土状亚粘土 黄土状亚砂土 粉砂 粉细砂
表 7－1 各中岩性给水度经验值①
给水度
岩性
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
细砂 中细砂 中砂 中粗砂 粗砂 粘土胶结的砂岩 裂隙灰岩
2 K x2 th2(h 1 2 ,th3 2 ,t2h2 2 ,t)w h2 t
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。
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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
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6.2 渗透系数和导水系数
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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。
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），
n
Zi度：
n
Zi (W2i W1i )
i1
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；
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
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2.利用非稳定流抽水试验资料反求水文地质参数
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；
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。
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（3）主要影响因素
①含水层的井壁边界条件
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。
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二、数值法求水文地质参数
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
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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。
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6.1 给水度
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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。
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。
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Ｏ
Z0 Wh
a
天然湿度
A
b
a＇
c
△h
B
b＇
d
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 6 度线；ac、bd—毛细水带湿度分布示意线
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。
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6.3 贮水率和贮水系数
①表引自《水文地质手册》，地质出版社。
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
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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
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。
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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。