[发明专利]现场确定外管弱透水层水文地质参数的外管降深双管法

说明书

本发明公开了一种现场确定外管弱透水层水文地质参数的外管降深双管法：首先，基于双管试验模型，推导在外管弱透水层柱体一侧水头降低某一常量而内管保持地下水位不变条件下外管弱透水层单位水平面积的流量公式解析解；然后，给出基于抽水流量随时间变化的实验资料，采用配线法确定外管弱透水层传导系数、渗透系数和贮水率的方法。本发明易操作、获取参数多且精度高，解决目前现场无法原位确定弱透水水文地质参数的关键技术问题，克服了现场取样后在实验室进行测试的误差；有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种现场确定外管弱透水层水文地质参数的外管降深双管法，尤其是一种现场确定弱透水层传导系数、渗透系数、贮水率等水文地质参数的方法。

背景技术

随着社会的快速发展，由于弱透水层释水引起地面沉降的资源与环境问题日趋严重。仅中国长江三角洲，由于地下水超采引起的地面沉降大于200mm的面积已占区域面积的十分之一，其中最大累积沉降量达2.80m，已造成的经济损失达500亿美元；此外，地下水的污染也由上部含水层向深部扩展。所有这些都与含水层系统重要的组成部分弱透水层的水文地质特性密切相关。弱透水层的水文地质参数(如传导系数、渗透系数、贮水率)不仅对预测、评价和控制地面沉降有重要意义，而且对地下水资源开发、评价和计算以及含水层系统污染物运移规律和热能传导规律的研究有着重要的意义。

虽然，对于含水层水文地质参数确定方法已有较多研究，大多数为现场抽水(或注水)试验的方法，然而，相邻含水层的弱透水层的水文地质参数确定方法研究的却很少，这一方面是由于我们一直以来认为弱透水层是隔水层或相对隔水层，作为水资源量其贡献率很小，因此很少专门给予重视和得到必要的研究，时常将弱透水层忽略或者作为一种边界处理；另一方面也缺少一种有效的原理和方法能用于现场直接确定这些参数。此外，即使有对确定弱透水层水文地质参数的实验研究的，也局限于室内研究，目前尚无对确定弱透水层水文地质参数的现场原位研究的试验理论和方法的实践，因此，本发明的提出可以填补现场确定弱透水层水文地质参数的技术方法的空白，具有很强的应用价值。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明基于现场双管技术，推导在外管弱透水层柱体一侧水头降低某一常量而内管保持地下水位不变条件下外管弱透水层单位水平面积的流量公式解析解，提出一种现场确定外管弱透水层水文地质参数的外管降深双管法。这一方法不仅理论严密，而且可以实现现场原位测试，具有试验装置及试验过程简单、易操作，获取的参数齐全、精度高等优点。因此有很好的推广应用价值。

技术方案：一种现场确定外管弱透水层水文地质参数的外管降深双管法，首先，在现场形成具有确定外管弱透水层水文地质参数的外管降深双管试验模型，基于双管试验模型，推导在外管弱透水层柱体一侧水头降低某一常量而内管保持地下水位不变条件下外管弱透水层单位水平面积的流量公式解析解；然后，根据抽水流量随时间变化的试验实测资料，采用配线法确定弱透水层传导系数、渗透系数和贮水率。

双管试验模型的实现方法为：首先，在现场钻孔至需要测试的弱透水层的顶面，同时将套管下至弱透水层的顶面并将套管内弱透水层顶面以上的土样取出钻孔，然后利用钻机压力将套管从弱透水层的顶面压至弱透水层的底面，然后在套管中心放入直径约为套管直径一半的PVC管，同样，将PVC管下放置至弱透水层的顶面，然后再用钻机压力将PVC管压入至需要测试的弱透水层的试段底部，并通过吸泥的方式将PVC管中的弱透水层土样吸出PVC管，然后在圆环形套管中弱透水层顶面铺设砾石作为反滤层，并在PVC管中对应于弱透水层的试段底部位置铺设砾石作为反滤层。这样就在现场形成了确定外管弱透水层水文地质参数的双管实验模型。