[发明专利]确定隔水层不稳定的多含水层分层渗透系数的方法

说明书

本发明涉及工程勘察领域，特别涉及一种确定隔水层不稳定的多含水层分层渗透系数的方法，包括：基于预设的工程场地勘察文件和预设的水文地质勘察策略，构建待研究区域的水文地质概化模型；获取待研究区域对比水文地质勘察成果，得到各个含水层的初始水位高度、抽水井和观测井的混合静止水位高度，记录水位满足预设稳定条件时的抽水井混合动水位高度、抽水量和观测井水位高度；将水文地质概化模型转化为数学模型，建立多含水层水位、渗透系数和涌水量之间的解析解表达式；计算影响半径，将影响半径、初始水位高度、混合静止水位高度、抽水井混合动水位高度、抽水量和观测井水位高度代入解析解表达式，得到各个含水层的渗透系数计算值。

技术领域

本发明涉及工程勘察技术领域，特别涉及一种确定隔水层不稳定的多含水层分层渗透系数的方法。

背景技术

自然界中多含水层结构广泛分布。对于多含水层结构的渗透系数求解，通常按照从上往下的顺序，将各含水层依次用套管隔离分别进行抽水试验，当钻孔深度较大，穿透含水层层数较多时，进行分层抽水试验会使成本和工作量大大增加。为了克服上述问题，并尽可能用较简便的方法来评价多层含水层的渗透能力，本领域相关人员已对混合抽水试验的分层渗透系数的解析方法进行了研究，并在理论研究和实际应用中取得了一定成果。先前建立的简单条件下的混合井流模型，虽然在混合井的解析解上有所突破，然而由于其关系复杂，不便于工程应用。之后，又建立了多含水层稳定流非干扰混合多孔井流模型，根据不抽水时各层含水层的垂向流速、流向和渗透流速即可计算各含水层水文地质参数。还发现针对地下水混合井流问题提出的“渗流-管流耦合模型”和“等效渗透系数”的概念和计算方法，通过现场和室内模型试验得到了很好的验证。通过对比并分析了几种刻画混合井方法的效果，在此基础上提出了考虑垂直水力梯度影响的改进导水系数-水力梯度法。此后，又建立了定流量抽水条件下的混合井稳定流和不稳定流计算模型，并与前人的研究成果进行了对比，验证了其模型的合理性。

由上述研究现状可知，大多数的研究成果是以各层井均为完整井且隔水层稳定的条件下得到的，然而，在实际工程中，由于地质条件复杂，隔水层不稳定，导致了以下2点问题：

（1）由于实际工程中的地质条件复杂，隔水层不稳定，当对隔水层不稳定的多含水层进行抽水时，由于相邻含水层通过“天窗”补给，从而使抽水试验井的涌水量增加，导致多含水层抽水试验复杂、工程应用不方便，所计算的分层渗透系数不准确；

（2）在考虑多含水层混合井抽水的研究中，大多采用数值法，但数值法计算模型复杂，参数较多，不便于现场实际工程应用。

所以，在水文地质调查及工程应用中，大多根据现场抽水试验数据基于解析算法求解。因此一种可简便计算且适用于隔水层不稳定的多含水层渗透系数计算方法显得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种确定隔水层不稳定的多含水层分层渗透系数的方法，解决了实际分层抽水试验工作量大、成本高，现有技术求算分层渗透系数复杂、困难，并且隔水层不稳定的多含水层分层渗透系数求解精度不高等问题，减少分层抽水实验的工作量，降低试验成本，提高隔水层不稳定的多含水层分层渗透系数的求解精度。

本发明第一方面实施例提供一种确定隔水层不稳定的多含水层分层渗透系数的方法，包括以下步骤：确定待研究区域，并基于预设的工程场地勘察文件和预设的水文地质勘察策略，构建所述待研究区域的水文地质概化模型；获取所述待研究区域对比水文地质勘察成果，并根据所述水文地质勘察成果得到各个含水层的初始水位高度、抽水井和观测井的混合静止水位高度，并记录水位满足预设稳定条件时的抽水井混合动水位高度、抽水量和观测井水位高度；将所述水文地质概化模型转化为数学模型，建立多含水层水位、渗透系数和涌水量之间的解析解表达式；基于预设的单井抽水的影响半径计算公式，计算影响半径，并将所述影响半径、所述初始水位高度、所述混合静止水位高度、所述抽水井混合动水位高度、所述抽水量和所述观测井水位高度代入所述解析解表达式，得到各个含水层的渗透系数计算值。