1、第四章:水文地质试验,抽水试验的目的和任务抽水试验类型及主要用途抽水试验场地的布置抽水试验的主要技术要求抽水试验资料的整理其他试验方法简介,抽水试验的目的和任务,抽水试验是通过从钻孔或水井中抽水,来定量评价含水层富水性,测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件的一种野外试验工作。,抽水试验的目的和任务,随着水文地质勘察阶段由浅入深,抽水试验在各个勘察阶段中都占有重要的比重。其成果质量直接影响着对调查区水文地质条件的认识和水文地质计算成果的精确程度。在整个勘查费用中,抽水试验的费用仅次于钻探工作,有时,整个钻探工程主要是为了抽水试验而进行的。,抽水试验的目的、任务:()直接测定含水层的富水程
2、度和评价井(孔)的出水能力;()抽水试验是确定含水层水文地质参数(、*、)的主要方法;()抽水试验可为取水工程设计提供所需水文地质数据,如、单井出水量、单位出水量、井间干扰系数等;并可根据水位降深和涌水量选择水泵型号;,()通过抽水试验,可直接评价水源地的可(允许)开采量;()可以通过抽水试验查明某些其他手段难以查明的水文地质条件,如地表水、地下水之间及含水层之间的水力联系,以及地下水补给通道和强径流带位置等。,按抽水试验所依据的井流公式原理和主要的目的任务,可将抽水试验划分为表的各种类型。由表所示的各单一抽水试验类型,又可组合成多种综合性的抽水试验类型。如稳定流单孔抽水试验和稳定流多孔干扰抽
3、水试验,非稳定流单孔抽水试验和非稳定流多孔干扰抽水试验等。至于在具体的水文地质调查工作中选用何种抽水试验,主要取决于调查工作进行的阶段和调查工作的主要目的任务。,抽水试验的分类和各种抽水试验方法的主要用途,比如,在区域性水文地质调查及专门性水文地质调查的初始阶段,抽水试验的目的主要是获得含水层具代表性的水文地质参数和富水性指标(如钻孔的单位涌水量或某一降深条件下的涌水量),故一般选用单孔抽水试验即可。当只需要取得含水层渗透系数和涌水量时,一般多选用稳定流抽水试验;,当需获得渗透系数、导水系数、释水系数及越流系数等更多的水文地质参数时,则须选用非稳定流的抽水试验方法。进行抽水试验时,一般不必开凿
4、专门的水位观测孔,但为提高所求参数的精度和了解抽水流场特征,应尽量用已有更多的水井作为试验的水位观测孔。,在专门性水文地质调查的详勘阶段,当希望获得开采孔群(组)设计所需水文地质参数(如影响半径、井间干扰系数等)和水源地允许开采量(或矿区排水量)时,则须选用多孔干扰抽水试验。当设计开采量(或排水量)远较地下水补给量小时,可选用稳定流的抽水试验方法;反之,则选用非稳定流的抽水试验方法。,抽水孔和观测孔的布置要求,一、抽水孔(主孔)的布置要求,()布置抽水孔的主要根据是抽水试验的任务和目的;目的任务不同其布置原则也各异。为求取水文地质参数的抽水孔,一般应远离含水层的透水、隔水边界,应布置在含水层的
5、导水及贮水性质、补给条件、厚度和岩性条件等有代表性的地方。,一、抽水孔(主孔)的布置要求,对于探采结合的抽水井(包括供水详勘阶段的抽水井),要求布置在含水层(带)富水性较好或计划布置生产水井的位置上,以便为将来生产孔的设计提供可靠信息。,一、抽水孔(主孔)的布置要求,欲查明含水层边界性质、边界补给量的抽水孔,应布置在靠近边界的地方,以便观测到边界两侧明显的水位差异或查明两侧的水力联系程度。,()在布置带观测孔的抽水井时,要考虑尽量利用已有水井作为抽水时的水位观测孔;当无现存水位观测井时,则应考虑附近有无布置水位观测井的条件。()抽水孔附近不应有其它正在使用的生产水井或地下排水工程。()抽水井附
6、近应有较好的排水条件,即抽出的水能无渗漏地排到抽水孔影响半径区以外,特别应注意抽水量很大的群孔抽水的排水问题。,二、水位观测孔的布置要求, 布置抽水试验水位观测孔的意义()利用观测孔的水位观测数据,可以提高井流公式所计算出的水文地质参数的精度。这是因为:观测孔中的水位,不存在抽水孔水跃值和抽水附近三维流的影响,能更真实地代表含水层中的水位。观测孔中的水位,由于不存在抽水主孔“抽水冲击”的影响,水位波动小,水位观测数据精度较高。利用观测孔水位数据参与井流公式的计算,可避开因、值选值不当给参数计算精度造成的影响。,()利用观测孔的水位,可用多种作图方法求解稳定流和非稳定流的水文地质参数。()利用观
7、测孔水位,可绘制出抽水的人工流场图(等水位线或下降漏斗),从而可帮助我们判明含水层的边界位置与性质、补给方向、补给来源及强径流带位置等水文地质条件。()一般大型孔群抽水试验,可根据观测孔控制渗流场的时、空特征,作为建立地下水流数值模拟模型的基础。, 水位观测孔的布置原则,()为求取含水层水文地质参数的观测孔,一般应和抽水主孔组成观测线,所求水文地质参数应具有代表性。因此,要求通过水位观测孔观测所得到的地下水位降落曲线,对于整个抽水流场来说,应具有代表性。一般应根据抽水时可能形成的水位降落漏斗的特点,来确定观测线的位置。,均质各向同性、水力坡度较小的含水层,其抽水降落漏斗的平面形状为圆形,即在通
8、过抽水孔的各个方向上,水力坡度基本相等,但一般上游侧水力坡度较下游侧为小,故在与地下水流垂直方向上布置一条观测线即可 。,均质各向同性、水力坡度较大的含水层,其抽水降落漏斗形状为椭圆形,下游一侧的水力坡度远较上游一侧大,故除垂直地下水流向布置一条观测线外,尚应在上、下游方向上各布置一条水位观测线 。,均质各向异性的含水层,抽水水位降落漏斗常沿着含水层贮、导水性好的方向发展(延伸),该方向水力坡度较小;贮、导水性差的方向为漏斗短轴,水力坡度较大。因此,抽水时的水位观测线应沿着不同贮、导水性质的方向布置,以分别取得不同方向的水文地质参数。,对观测线上观测孔的布置要求:观测孔数目:只为求参数,一个即
9、可;为提高参数的精度则需个以上。如欲绘制漏斗剖面,则需个。 观测孔距主孔距离:按抽水漏斗水面坡度变化规律,愈近主孔距离应愈小,愈远离主孔距离应愈大。为避开抽水孔三维流的影响,第一个观测孔距主孔的距离一般应约等于含水层的厚度(至少应大于);最远的观测孔,要求观测到的水位降深应大于;相邻观测孔距离,亦应保证两孔的水位差必须大于。,()当抽水试验的目的在于查明含水层的边界性质和位置时,观测线应通过主孔、垂直于欲查明的边界布置,并应在边界两侧附近都要布置观测孔。,()对欲建立地下水水流数值模拟模型的大型抽水试验,应将观测孔比较均匀地布置在计算区域内,以便能控制整个流场的变化和边界上的水位和流量。()当
10、抽水试验的目的在于查明垂向含水层之间的水力联系时,则应在同一观测线上布置分层的水位观测孔。()观测孔深度:要求揭穿含水层,至少深入含水层。,抽水试验的主要技术要求,一、稳定流单孔抽水试验的主要技术要求 对水位降深的要求,为提高水文地质参数的计算精度和预测更大水位降深时的井出水量,正式的稳定流抽水试验,一般要求进行三次不同水位降深(落程)的抽水,要求各次降深的抽水连续进行;对于富水性较差的含水层或非开采含水层,可只做一次最大降深的抽水试验。对松散孔隙含水层,为有助于在抽水孔周围形成天然的反滤层,抽水水位降深的次序可由小到大地安排;,对于裂隙含水层,为了使裂隙中充填的细粒物质(天然泥沙或钻进产生的
11、岩粉)及早吸出,增加裂隙的导水性,抽水降深次序可由大到小地安排。为便于含水层富水性的横向对比,某些水文地质生产规范对抽水试验的最大水位降深值和相邻二次水位降深的间隔已作出规定。,一般抽水试验所选择的最大水位降深值():潜水含水层,()(为潜水含水层厚度);承压含水层,承压含水层顶板以上的水头高度。当进行三次不同水位降深抽水试验时,其余两次试验的水位降深,应分别等于最大水位降深值的和。,但是,在一般情况下,当含水层富水性较好,而勘探中使用的水泵出水量又有限时,则很难达到上述抽水降深的要求。此时,要求等于水泵的最大扬程(或吸程)即可。当降深值不太大时,相邻两次水位降深之间的水头差值也不应小于。,抽
12、水试验流量的设计由于水井流量的大小主要取决于水位降深的大小,因此一般以求得水文地质参数为主要目的的抽水试验,勿须专门提出抽水流量的要求。但为保证达到试验规定的水位降深,试验进行前仍应对最大水位降深时对应的出水量有所了解,以便选择适合的水泵。其最大出水量,可根据同一含水层中已有水井的出水量推测,或根据含水层的经验渗透系数值和设计水位降深值估算,也可根据洗井时的水量来确定。,欲作为生产水井使用的抽水试验钻孔,其抽水试验的流量最好能和需水量一致。,对抽水试验孔水位降深和流量稳定后延续时间的要求按稳定流抽水试验所求得的水文地质参数的精度,主要决定于抽水试验时抽水井的水位和流量是否真正达到了稳定状态。生
13、产规范(或规程)一般是通过规定的抽水井水位和流量稳定后的延续时间来作保证。如果抽水试验的目的仅为获得含水层的水文地质参数,水位和流量的稳定延续时间达到即可;如抽水试验的目的,除获取水文地质参数外,还必须确定出水井的出水能力,则水位和流量的稳定延续时间至少应达到或者更长。,当抽水试验带有专门的水位观测孔时,距主孔最远的水位观测孔的水位稳定延续时间应不少于。此外,在确定抽水试验是否真正达到稳定状态时,还必须注意:稳定延续时间必须从抽水孔的水位和流量均达到稳定后计算起;要注意抽水孔和观测孔水位或流量微小而有趋势性的变化。,比如,有时间隔次观测到的水位或流量差值,可能已小于生产规程规定的稳定标准。但是
14、,这种微小的水位下降现象,却是连续地出现在以后各次的水位观测中。此种水位或流量微小而有趋势性的变化,说明抽水试验尚未真正进入稳定状态。如果抽水试验地段水位虽出现均速的缓慢下降,其下降的速度又与不受抽水影响地段的含水层水位的天然下降速度基本相同,则可认为抽水试验已达到稳定状态。, 水位和流量观测时间的总要求抽水主孔的水位和流量与观测孔的水位,都应同时进行观测,不同步的观测资料,可能给水文地质参数的计算带来较大误差。水位和流量的观测时间间隔,应由密到疏,停抽后还应进行恢复水位的观测,直到水位的日变幅接近天然状态为止。,二、非稳定流抽水试验的主要技术要求,非稳定流抽水试验,按泰斯井流公式原理,可设计
15、成定流量抽水(水位降深随时间变化)或定降深抽水(流量随时间变化)两种试验方法。由于在抽水过程中流量比水位容易固定(因水泵出水量一定),在实际生产中一般多采用定流量的非稳定流抽水试验方法。只有在利用自流钻孔进行涌水试验(即水位降低值固定为自流水头高度,而自流量逐渐减少、稳定),或当模拟定降深的疏干或开采地下水时,才进行定降深的抽水试验。,对抽水流量值的选择要求在定流量的非稳定流抽水中,水位降深是一个变量,故不必提出一定的要求,而对抽水流量值的确定则是重要的。在确定抽水流量值时,应考虑三种情况:对于主要目的在于求得水文地质参数的抽水试验,选定抽水流量时只需考虑:以该流量抽水到抽水试验结束时,抽水井
16、中的水位降深不致超过所使用水泵的吸程;对于探采结合的抽水井,可考虑按设计需水量或至少按设计需水量的的强度来确定抽水量;可参考勘探井洗井时的水位降深和出水量来确定抽水流量。,对抽水流量和水位的观测要求当进行定流量的非稳定流抽水时,要求抽水量从始至终均应保持定值,而不只是在参数计算取值段的流量为定值。对定降深抽水的水位定值要求亦如此。同稳定流抽水试验要求一样,流量和水位观测应同时进行;观测的时间间隔应比稳定流抽水为小;抽水停抽后恢复水位的观测,应一直进行到恢复水位变幅接近天然水位变幅时为止。由于利用恢复水位资料计算的水文地质参数,常比利用抽水观测资料求得的可靠,故非稳定流抽水恢复水位观测工作,更有
17、重要意义。,抽水试验延续时间的要求对非稳定流抽水试验的延续时间,目前还没有公认的科学规定。但可从试验的目的任务和参数计算方法的需要,对抽水延续时间作出规定。当抽水试验的目的主要是求得含水层的水文地质参数时,抽水延续时间一般不必太长,只要求水位降深()时间对数()曲线的形态比较固定和能明显地反映出含水层的边界性质即可停抽。我国一些水文地质学者,在研究含水层导水系数()随抽水延续时间的变化规律后得出结论:根据非稳定流抽水初期观测资料所计算出的不同时段的导水系数值变化较大;而当抽水延续到后所计算的值与延续后计算的值之间的相对误差,绝大多数情况下均。故从参数计算的结果考虑,以求参为目的的非稳定流抽水试
18、验的延续时间,一般不必超过。,抽水试验的延续时间,有时也需考虑求参方法的要求。例如,当试验层为无界承压含水层时,常用配线法和直线图解法求解参数。前者虽然只要求抽水试验的前期资料,但后者从简便计算取值出发,则要求曲线的直线段(即参数计算取值段)至少能延续个以分钟为单位的对数周期,故总的抽水延续时间应达到个对数周期,即达。如有多个水位观测孔,则要求每个观测孔的水位资料均符合此要求。当有越流补给时,如用拐点法计算参数,抽水至少应延续到能可靠判定拐点(即)为止。如需利用稳定状态时段的资料,则水位稳定段的延续时间应符合稳定流抽水试验稳定延续时间的要求。,当抽水试验目的主要在于确定水井的出水量(对定流量抽
19、水来说,应为在某一出水量条件下,水井在设计使用年限内的水位降深)时,试验延续时间应尽可能长一些,最好能从含水层的枯水期末期开始,一直抽到丰水期到来;或抽水试验至少进行到曲线能可靠地反映出含水层边界性质为止。如为定水头补给边界,抽水试验应延续到水位进入稳定状态后的一段时间为止;有隔水边界时,曲线的斜率应出现明显增大段;当系无限边界时,曲线应在抽水期内出现匀速的下降。,三、大型群孔干扰抽水试验的主要技术要求,即指群孔抽水、大流量、大降深、强干扰、长时间的模拟生产条件的大型抽水试验。抽水试验的主要目的在于求得水源地的允许开采量或求矿井在设计疏干降深条件下的排水量,或对某一开采量条件下的未来水位降深作
20、出预报。因此,大型群孔干扰抽水试验的抽水量,应尽可能接近水源地的设计开采量。当设计开采量很大(如以上)或抽水设备能力有限时,抽水量至少也应达到水源地设计开采量的以上。,()对大型群孔干扰抽水试验水位降深的要求,基本上同对抽水量的要求一样,即应尽可能地接近水源地(或地下疏干工程)设计的水位降深,一般或至少应使群孔抽水水位下降漏斗中心处达到设计水位降深的。特别是当需要通过抽水时地下水流场分析(查明)某些水文地质条件时,更必须有较大的水位降深要求。,()此类型抽水试验可以是稳定流的,也可以是非稳定流的。对于供水水文地质勘查来说,为获得水源地的稳定出水量,一般多进行稳定流的开采抽水试验。此稳定出水量,
21、可以通过改变抽水强度直接确定出水源地最大降深时的稳定出水量(适用于地下水资源不太丰富的水源地);也可通过进行三次水位降深的稳定流抽水试验,据流量()水位降深()关系曲线方程,下推设计条件下的稳定出水量。,()为提高水源地允许开采量的保证程度,抽水试验最好在地下水枯水期的后期进行;如还需通过抽水试验求得水源地在丰水期所获得的补给量,则抽水试验要求一直延续到丰水期到来之后的一段时间。,()为了实现大型群孔干扰抽水试验的各项任务,其抽水延续时间往往较长。按地质矿产部城镇及工矿供水水文地质勘察规范(年颁布)的规定,如进行稳定流的抽水试验,要求水位下降漏斗中心水位的稳定时间不应少于一个月;但根据试验任务
22、的需要,可以更长(如个月或以上)。此外,还须注意的是,各抽水孔的抽水起、止时间应该是相同的;对抽水过程中水位和出水量的观测应该是同步的;对停抽后恢复水位的观测延续时间的要求,同于一般稳定或非稳定流抽水试验。,5 抽水试验资料的整理,在抽水试验进行过程中,需要及时对抽水试验的基本观测数据抽水流量()、水位降深()及抽水延续时间()进行现场检查与整理,并绘制出各种规定的关系曲线。,5 抽水试验资料的整理,现场资料整理的主要目的是:及时掌握抽水试验是否按要求正常地进行,水位和流量的观测成果是否有异常或错误,并分析异常或错误现象出现的原因。须及时纠正错误,采取补救措施,包括及时返工及延续抽水时间等,以
23、保证抽水试验顺利进行,避免出现设备搬迁后才发现试验成果不合要求的错误。通过所绘制的各种水位、流量与时间关系曲线及其与典型关系曲线的对比,判断实际抽水曲线是否达到水文地质参数计算取值的要求,并决定抽水试验是否需要缩短、延长或终止。为水文地质参数计算提供基本的可靠的原始资料。,一、稳定流单孔(或孔组)抽水试验现场资料整理的要求对于稳定流抽水试验,除及时绘制出和曲线外,尚需绘制出和关系曲线(为单位降深涌水量)。、曲线可及时帮助我们了解抽水试验进行得是否正常;而和曲线则可帮助我们了解曲线形态是否正确地反映了含水层的类型和边界性质,检验试验是否有人为错误。,曲线示承压井流(或厚度很大、降深相对较小的潜水
24、井流);曲线示潜水或承压转无压的井流(或为三维流、紊流影响下的承压井流);曲线示从某一降深值起,涌水量随降深的加大而增加很少;曲线补给衰竭或水流受阻,随加大反而减少;曲线通常表明试验有错误,但也可能反映在抽水过程中,原来被堵塞的裂隙、岩溶通道被突然疏通等情况的出现。,二、非稳定流单孔(或孔组)抽水试验现场资料整理的要求对于定流量的非稳定流抽水试验,在抽水试验过程中主要是编绘出水位降深和时间的各类关系曲线,这些曲线,除用于及时掌握抽水试验进行得是否正常和帮助确定试验的延续、终止时间外,主要是为计算水文地质参数服务的。故须在抽水试验现场编绘出能满足所选用参数计算方法要求的曲线形式。,在一般情况下,
25、首先编绘的是或曲线;当水位观测孔较多时,尚需编绘或曲线(式中为观测孔至抽水主孔距离);对于恢复水位观测资料,须编绘出(/)和*(/)曲线。,三、对群孔干扰抽水试验现场资料的整理要求,除编绘出各抽水孔和观测孔的(对稳定流抽水)、(对非稳定流抽水)曲线和各抽水孔流量、群孔总流量过程曲线外,尚须编绘试验区抽水开始前的初始等水位线图、不同抽水时刻的等水位线图、不同方向的水位下降漏斗剖面图及水位恢复阶段的等水位线图,有时还需编制某一时刻的等降深图。,其它试验方法简介,一、渗水试验 渗水试验是用以研究包气带岩石透水性的简易方法。尽管方法有多种,但实用的都是在浅试坑中进行有薄水层的稳定渗入。所得资料根据古典
26、毛细管理论确定渗透系数。这种试验有助于灌水、渠水、降水,尤其是大雨渗入的研究。,整个装置置于试验坑中,装置由内、外圆环及马利奥特瓶组成。外环是用以防止内环水通过毛细管向侧方的渗入,促使内环水竖直渗入,以便利用成果,因土类岩石有着明显的侧渗。马利奥特瓶为定水头自动给水装置。为防止冲刷,环内还应铺设厘米左右厚的砾石层。中国科学院地理所近年对自动给水装置作有改进,使之更精确、省力、防蒸发、防雨,并能用于长期观测。,试验时,用两瓶分别向内、外环注水,并记录渗入量,直至流量稳定并延续小时,即可停止注水。此时,通过内环的稳定渗透速度即包气带岩石的渗透系数。如假设包气带岩石由均匀的竖直向下的毛细管组成,则渗
27、透速度:()()式中:内环稳定渗入流量,米日;内环所限定的过水断面积,米;渗透系数,米日;包气带岩石毛细上升高度,米;环内水层厚,米;渗入深度,米。,渗入初期是变量,注水将不稳定。但当渗入达潜水面,如可忽略,潜水面又能稳定,上式。但通常在这种情况下潜水面不易稳定,又当潜水埋藏深,足够大,则,水流可近似稳定,。因此,此法常用于潜水埋藏较深处。,确定试验结束时之值,需通过试验前在试坑外米处以及试验后在内环中心处,打两个小径钻孔取土样,测定不同深度岩石湿度值的变化对比确定之。在粗粒岩石中进行这种试验时,也可用单环或直接在试坑中渗水。由于入渗时不能排出岩石中的全部空气,这对试验结果是有影响的。,二、注
28、水试验,当扬程过大或试验层为透水不含水时,可用注水试验代替抽水试验,近似测定岩层的渗透系数。注水试验还可用于人工补给和废水地下处理研究。试验的根据是吸收井井流理论。但不稳定注水目前还很少实践。,试验时可向井内以一定流量进行注水,抬高井中水位,待水位稳定并延续至符合要求,停止注水,观测恢复水位。稳定延续时间要求与抽水试验同。由于洗井往往不彻底或不能进行洗井,试验所得注入流量往往较抽水偏小。试验用水源除要求数量足够外,水质应满足卫生要求和不影响试验层的性质。资料整理与抽水试验相似。,三、地下水实际流速测定,此处只限于孔隙、裂隙岩石中地下水实际流速测定的说明。岩溶,尤其是管道型水流则在连通试验中阐述
29、。测定实际流速可用以确定含水层的一些参数,计算通过某一断面的流量,判断水流属层流或紊流,研究化学物质在水中的弥散,以及作为决定地下灌浆中一些技术措施的依据。测定实际流速的方法有两种,其一为示踪试验,其二为物探方法。仅说明前者。,(一)工作布置,测定流速前先测定流向。为此,大体按等边三角形布置三个钻孔(图),并测定天然水位,根据所测水位可判定流向。流向已知,则在三角形内沿流向布置两个钻孔。上游孔为投指示剂孔或注入孔(孔),下游为观测孔或接受孔(孔)。为防止流向偏离,可在孔两侧按圆弧相距米各布置一个辅助观测孔(孔、孔)。孔间距离取决于岩石透水性。如细砂为米,透水性好的裂隙岩石为米。,(二)指示剂的
30、选择,示踪剂的选择是一项重要工作,往往是试验成败的关键。理想的示踪剂应是无毒、不贵、能随水流动,且容易检出,又不改变天然水流速、流向,在一定时间内稳定和不易为岩石吸附和滤掉。完全理想的示踪剂不存在,只能根据试验条件和要求选择。,(二)指示剂的选择,目前我国测定实际流速所用的示踪剂主要是化学试剂和染料。化学试剂有、等。氯化物便宜,但检验灵敏度低,用量大,可改变水的比重、流速、流向。较浓的、及硝酸盐类有毒,且不能用于高氯、高氮水。,(二)指示剂的选择,国外用于这方面的指示剂较多,如微生物、同位素、氟碳化物(氟里昂)等。微生物中值得提出的是酵母菌,它无毒、便宜,易检出,既可用于孔隙、又可用于较大的岩
31、溶通道。更重要的是它在水中的运动与病菌相似,在国外受到提倡,此法在贵州已试验成功。,(二)指示剂的选择,稳定同位素中有、等可用,但以为优。放射性同位素中有、 等可用。但毒性问题未解决。其中组成水分子,与水一起运动,如无毒,则较理想。这种方法需专门仪器检出,较费时费钱,尤其是稳定同位素。,(二)指示剂的选择,国外最近还发展一类氟碳化合物作示踪剂,如、等。它们毒性低、便宜、极稳定,有高灵敏度的检出方法,是极有前途的。其缺点是易为有机物吸附,不能用于煤、油页岩、含油气层中。此物在本世纪年代才大量用于工业,并使大气和水圈中该物含量增高。因此,它们在地下水中的存在说明自年代以来有着补给。,(三)实际流速
32、的确定,确实实际流速的问题可归结为确定指示剂从注入孔到达观测孔的时间。示踪剂在孔隙和裂隙中的运动是以弥散方式进行的,自投入示踪剂,它就向注入孔四周转移。既使在流动显著的机械弥散为主的含水层中,由于空隙通道的复杂性,观测孔中示踪剂浓度历时曲线将会复杂多样。它取决于岩性、示踪剂类型及注入孔和接收孔间的距离等。,(三)实际流速的确定,图是一种较理想的曲线。实用上当所测流速用于供水时,常取点对应的时间,当用于疏干常取、间点所对应的时间。,三、连通试验,连通试验是确定研究地段上,地下水流经具体途径的一种有效方法。当前主要用于研究岩溶地下水(地下河系)和寻找矿井涌水通道两个方面。连通试验也有助于判断地下分
33、水岭的位置、补给范围、水流方向、流速、流量、地下水与地表水间的联系,以及有助于判断水库漏失途经及拟定防治措施等方面。试验也是利用各种地下水(或某些地表水)露头,投放和观测指示剂或其它方式完成的。连通试验方法很多,大致有以下几种。,(一)水位传递法对天然地下水流进行堵、闸、放或截断补给之河溪、渠道水源,或在钻孔中抽、注水(作为始点),而在其它点上观测水位流量之变化,以确定点间水流的连通与否及其途径。使用这种方法应考虑到,由于地下水位的上述人为作用可能引起的天然流动方向的改变。,(二)示踪试验法多利用天然岩溶水点投放和接收示踪剂。也常是多点投放和接收的试验。除前述流速测定中所提到的以外,由于通道较
34、大,示踪剂使用得更广泛。,固体颗粒我国常用的有谷糠、木屑、黄泥浆等。国外也常用编码纸片。这些只适于大通道,而且它们与水的流动可有很大的差别。石松孢子近年来也成功地得到应用。应用时将孢子染成各种颜色,分别投向若干点。它的优点在于颗粒小,只较水略轻,能随水流动,稳定,但需专门的染色,捞网及检验用的显微镜。这种方法在我国广西、贵州多处试验成功。,食用酵母菌用食用酵母菌作示踪剂,在我国也获得成功的应用。用这种方法确定了贵州怀仁县东费河水库渗漏的岩溶通道。使用公斤染色酿酒酵母,经过天观测,获得单位体积水中酵母菌数的单峰曲线,效果良好。酵母原料仅花费百元。,小型定时炸弹国外有成功的报导。它可随水漂流到一些人不可接近的地方爆炸,在地面接收它的显示,可判断通道途径。此法目前还处于试验阶段。,对无水或非充满水的通道,还可用烟熏,放置烟幕弹等方法。这种方法一般只能作近距离试验。,