解析法——干扰井群法之点井渗流叠加法（无限含水层）.docx

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1、任务十地下水资源量计算二、解析法一一干扰井群法之点井渗流叠加法（无限含水层）课程目的掌握解析法干扰井群法之点井渗流叠加法（无限含水层）的计算方法、步骤，具有无限含水层水源地地下水资源量计算专业技能课程任务1、掌握点井渗流叠加法原理及其适用条件2、掌握解析法一一干扰井群法（无限含水层）课程内容1、解析法2、干扰井群法之点井渗流叠加法（无限含水层）重点、难点干扰井群法之点井渗流叠加法（无限含水层）的原理、方法（-）地下水资源量计算方法概述计算地下水允许开采量是地下水资源评价的核心问题。计算地下水允许开采量的方法，也称地下水资源评价方法。地下水允许开采量的大小大，主要取决于补给量，还与开采的经济技术

2、条件及开采方案有关。目前，常用的方法见下表。表10-1地下水资源评价方法分类表评价方法分类主要方法名称所需资料数据适用条件（-）解析法解析法就是用地下水动力学中解析公式计算地下水允许开采量的方法。地下水动力学：主要是研究地下水在孔隙含水层、裂隙含水层和岩溶含水层运动规律的科学。地下水运动的基本规律一一达西定律。解析公式主要为稳定井流公式（裘布依公式）和非稳定井公式（泰斯公式）。裘布依假设地下水的渗流场满足一下列条件：（1）潜水含水层的几何形状为一圆柱状，周围是定水头的补给边界（2）含水层为均质，原始水位水平，隔水底板水平；（3）在圆形含水层的中心位置分布一抽水井，该井揭穿整个含水导，而达到隔水

3、底板（完整井），并以一定的流量进行抽水。泰斯公式的假设条件：1、含水层是均质、各向同性和等厚的；2、无垂直渗流；3、井流为层流；4、抽水井为完整井；5、水头下降引起水从储存量中的释放是瞬时完成的；6、抽水前地下水位是水平的；7、抽水井的井径无限小且是定流量抽水；8、含水层侧向无限延伸。实际上，除少数情况下（如有河流补给的岸边取水水源地，无垂向补给的大面积承压水及边界简单的水源地等），可以直接运用解析公式计算允许开采量外，常常是用解公式计算出开采量，再有水均衡法或其他方法计算补给量来论证保证程度。1、选择或建立计算公式（1）根据地下水开采动态类型或水文地质条件分析，判定采用稳定流公式或非稳定流公

4、式。如：有地下水补给的河谷地区、降水丰富，补给条件又好的地区，均可用稳定流公式。（2）根据地下水类型、含水介质性质和边界条件，判定是选择承压水井流公式还是潜水井流公式。（3）根据拟定的开采方案选用相应的公式。一般尽量采用完整井互相干扰的稳定流或非稳定公式计算，也可以采用开采强度法。2、计算步骤（1）取得计算所需的种参数，如水位H、含水层厚度M、渗透系数K、导水系数T、重力给水度口和释水系数（弹性给水度）口*等。（2）拟定开采方案，确定计算公式。（3）计算开采量，检查水位降。有二种计算方法:一种方法：计算干扰条件下设计降深的单井出水量，总和便是开采量。若是非稳定流，则应计算在一定开采量的条件下中

5、心区水位降深的发展情况。另一种方法：是将需水量分配到各个井，再计算几个控制点的水位降深。（4）计算评价。如果计算时已考虑了补给条件，则最后计算出来的开采量便是既能取出来，又有补给保证的的允许开采量，或是有一定开采期限的可开采量。如果计算未考虑补给条件，则应再计算该区地下水的补给量，论证开采量的保证程度。还应评价开采后是否会引起环境地质问题。（三）干扰井群法之点井渗流叠加法（无限含水层）1、无限含水层自然界含水层都有边界,有的边界距离远，降落漏即含水层没有边界（补给边界、隔水边界、排泄边界）。只是有的边界距取水构筑物较近，边界对取水工程形成影响;斗远离边界，我们就可以认为，边界无限远，含水层无边

6、界，则含水层称为无界含水层(无界含水层)2、无界含水层中无越流时地下水向承压完整井的运动干扰井群布置平面示间图干扰井群布置剖面示间图(1)点井渗流叠加法：实际开采地下水大多不是一口井，而是若干口井同时抽水，井之间要发生干扰，干扰程度除决定于水文地质条件的差异，还受井数、井距、井的结构及抽水量影响。地下水向干扰井群非稳定运动的计算公式，是以单井的泰斯公式为基础，根据叠加原理来建立的。称为点井渗流叠加法。叠加原理可简述为：干扰井群工作时，于任一点处产生的降深值，等于各井单独工作时于该处产生降深值的代数和。承压完整井干扰井群现象见下图:根据叠加原理，任一点A处的降深值计算式如下:当 do.o时，井函

7、数可用对数表示，因而降深值近似公式如下:4Q1一一第i号井的抽水量s一释水系数si第i号井以Q单独抽水t时于任一点A处产生的降深ti第i号井的抽水延续时间ri第i号井到任一点A的距离。根据上述降深值计算式，可写出井群每一井点处的降深表达式:Sw2二S5=上述方程组可用来在已知各井的抽水量时确定不同布井方案各井的降深，反之，当各井在某一时刻的降深给定时，可求得不同布井方案时各井的抽水量。例：有一水源地，为满足某厂需水量3000nfd的要求，设计用三口井生产，井的分布如图所示，三口井的抽水量分配为Q= Qz=Q3=1000m3do已知含水层为承压含水层，厚为20m,抽水前的水头为180m,含水层的渗透系数为50md,贮水系数为10 4,井的半径为0. 2mo试求抽水1000d时2号井的水位。取水工程布置如图，水源地降落漏斗中心在2号井S i=S1S2S3尸=(220,0001)(4205010)=0.0001427,S2=2.3(43.142050) X1000*lg(2.25x20x50xl000)/(200A2X0.0001)+ lg(2.2520501000)(0.220.0001)+ lg(2.2520501000)(20020.0001)=0.183 22.99 =4.21(m)