[发明专利]一种确定多层含水层混合抽水等效井半径的方法

说明书

本发明公开了一种确定多层含水层混合抽水等效井半径的方法，是基于现场钻孔岩心层位分析，通过真实的多层含水层地下水流通过相应的钻孔过水断面来综合确定一个等效井半径的方法，即分别求出每一段含水层的过水断面面积，累加成一个整体的有效过水总面积，此时有效厚度为含水层的累加厚度，进而在钻孔整个深度上，确定出多层含水层抽水井的等效井半径。可解决多含水层联合抽水渗透系数求取或是在已知平均渗透系数时预报涌水量的问题；与工程中常用的等效体积法相比，该方法能真实地反映地下水运动情况和机理，比等效体积法更能反映实际，更为精确有效。

技术领域

本发明属于地下水资源开发利用领域，具体涉及一种确定多层含水层混合抽水等效井半径的方法。

背景技术

现有含水层参数都是通过单一含水层进行抽水试验来获取水文地质参数，然而在实际生产中，如水源勘探孔，由于深度较大，常常深达几百米甚至上千米，穿越了多个含水层(段)，此时，进行抽水试验时，若一个含水层一个含水层的进行，则当主含水层抽水时，需要对其它含水层变径止水，工艺复杂，废时废钱也废力。而生产实际中为扩大涌水量常采用多含水层联合抽水，钻孔在不同的含水层根据需要采取变径方式，然后，多级离心泵下至一定深度进行大流量联合抽水，此种情况下，多含水层流量和水位关系如何，如何运用已有的地下水井流解析公式来进行水资源预测和评价，如何确定多含水层、不同井半径条件下的等效井半径则成了非常困难的一件工作。

为了简化，目前生产单位常用等效体积法来求算等效井半径，就是把各含水层变径的钻孔空间体积换算成同一孔径相同钻孔深度的体积，换算得到的同一孔径即当作等效井半径，以此来预报多含水层联合抽水流量。显然，这种方法的缺点是简单的把钻孔空间都当作均一进水空间，简单的把参与计算的所有岩层都当作含水层，不能正确反映地下含水层真实层位状况。同时半径在体积表达式中为平方项从而相对降低了含水层厚度的影响，不能正确反映地下水在含水层中运动情况和动态变化规律的基本事实。事实上，其计算结果在精度上也无法保证。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种确定多层含水层混合抽水等效井半径的方法，以解决现有技术中求算等效井半径精确度低，导致抽水试验涌水量预报和水文地质参数求取精确度不高以及对地下水运动情况和机理不能正确真实反映的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种确定多层含水层混合抽水等效井半径的方法，抽水钻孔穿越多层含水层，且经过若干变径，根据各含水层与钻孔接触的面积称为过水断面，分别求出每一层含水层的过水断面面积，累加成一个整体的有效过水断面总面积，该有效过水断面总面积除以含水层整体厚度与2π的乘积，即得到一个等效的井半径，具体包括如下步骤：

1)确定变径抽水钻孔的每段变径半径r_i和每段岩层中含水层厚度M_i；

2)确定每一层含水层与钻孔接触的面积，即每一层含水层过水断面面积S_i；

3)确定是否需要封堵某些或者某个含水层；

4)将变径抽水钻孔通过的各个过水断面面积S_i相加求得有效过水断面的总面积∑S_i，若需要封堵某些或者某个含水层时，总面积S_i中要扣除被封堵含水层相对应的过水断面面积S_i；

5)将上述参数代入公式r等＝∑S_i÷[2π∑M_i]中，计算出等效井半径r等。

进一步地，步骤1)中所述每段变径半径r_i通过钻孔管径D来确定(为其一半)，所述含水层厚度M_i通过钻孔岩心分析或用钻孔测井方法得出。