单位涌水量换算技术问题及解决途径

1、济南贝克矿山工程技术服务有限公司济南贝克矿山工程技术服务有限公司郑郑 元元 忠忠单位涌水量换算技术问题及单位涌水量换算技术问题及解决途径解决途径 按钻孔单位涌水量（按钻孔单位涌水量（q），含水层富水性（注）分），含水层富水性（注）分为以下为以下4级：级： 1.弱富水性：弱富水性：q0.1L/（s.m）；）； 2.中等富水性：中等富水性：0.1L/（s.m）q1.0L/（s.m）；）； 3.强富水性：强富水性：1.0L/（s.m）q5.0L/（s.m）；）； 4.极强富水性：极强富水性：q5.0L/（s.m）；）； 注：评价含水层的富水性，钻孔单位涌水量以口径注：评价含水层的富水性，钻孔单位涌水

2、量以口径91mm、抽水水位降深、抽水水位降深10m为准；若口径、降深与上述为准；若口径、降深与上述不符时，应当进行换算后再比较富水性。不符时，应当进行换算后再比较富水性。 先根据抽水时涌水量先根据抽水时涌水量Q和降深和降深S的数据，用最小二的数据，用最小二乘法或图解法确定乘法或图解法确定Q=f（s）曲线，根据）曲线，根据Q-S曲线确定曲线确定降深降深10m时抽水孔的涌水量，再用下面的公式计算孔时抽水孔的涌水量，再用下面的公式计算孔径为径为91mm时的涌水量，最后除以时的涌水量，最后除以10m便是单位涌水便是单位涌水量。量。 式中式中 Q91, R91, r91孔径为孔径为91mm的钻孔的涌水量

3、、影的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径；响半径和钻孔半径； Q孔孔, R孔孔, r孔孔孔径为孔径为r的钻孔的涌水量、影响半径的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径；和钻孔半径； 919191lglglglgRrQQRr孔孔孔单位涌水量单位涌水量q值换算的主要步骤值换算的主要步骤 1、确定、确定Q-S曲线公式并判断曲线类型；曲线公式并判断曲线类型； 2、根据、根据Q-S曲线公式计算出降深曲线公式计算出降深10m的的Q孔孔值；值； 3、根据公式计算影响半径、根据公式计算影响半径R孔孔、R91及渗透系数及渗透系数K； 4、根据公式计算、根据公式计算Q91； 5、计算、计算q值。值。一、求一、求Q孔孔 在

4、生产实践中，常常根据抽水试验资料做出水井的流量在生产实践中，常常根据抽水试验资料做出水井的流量与水位降深之间的关系曲线，然后由该曲线通过数学方法找与水位降深之间的关系曲线，然后由该曲线通过数学方法找出与之间关系的表达式，即配出经验公式。然后用它进行出与之间关系的表达式，即配出经验公式。然后用它进行水位或流量的预测。配经验公式的步骤如下：水位或流量的预测。配经验公式的步骤如下： 根据抽水试验资料，得到每一抽水落程稳定时的流量根据抽水试验资料，得到每一抽水落程稳定时的流量和水位降深，做出和水位降深，做出-曲线曲线。 根据根据-曲线的形状，判断经验方程的类型。曲线的形状，判断经验方程的类型。 确定经

5、验公式的系数，建立经验公式。确定系数的方确定经验公式的系数，建立经验公式。确定系数的方法主要有法主要有图解法图解法和和计算机法计算机法两种。因为，通常抽水试验的落程两种。因为，通常抽水试验的落程次数多于位置系数的个数（即方程数多于未知数的个数），计次数多于位置系数的个数（即方程数多于未知数的个数），计算时最好采用算时最好采用最小二乘法最小二乘法求解。求解。 根据经验公式，进行流量（或降深）的预测。一般预根据经验公式，进行流量（或降深）的预测。一般预测的降深不能超过抽水试验时最大降深的测的降深不能超过抽水试验时最大降深的1.5倍倍。不允许利。不允许利用降深很小时用降深很小时(降深降深3m)的试验

6、资料所建立的经验公式来预测大的试验资料所建立的经验公式来预测大降深的流量。降深的流量。 野外常用的野外常用的-曲线有直线型、抛物线型、幂函曲线有直线型、抛物线型、幂函数曲线型、对数曲线型等多种类型。数曲线型、对数曲线型等多种类型。 （1）直线型直线型。表示满足承压水的裘布衣公式，。表示满足承压水的裘布衣公式，Q和和S有如下关系：有如下关系： 如果在普通坐标纸上作图，单位涌水量如果在普通坐标纸上作图，单位涌水量q即为通即为通过原点的直线斜率。如果用最小二乘法确定待定系数，过原点的直线斜率。如果用最小二乘法确定待定系数，则可按下式计算：则可按下式计算： SQq2QSqS（2）抛物线型抛物线型。其方

7、程式为：。其方程式为： 注：注：S-Q曲线曲线 式中式中a和和b为待定系数。为待定系数。 采用最小二乘法，则可按下式计算：采用最小二乘法，则可按下式计算： 其中，为抽水试验的落程次数。其中，为抽水试验的落程次数。 2SaQbQ0bSQaN022NSSQbNQQ （3）幂函数曲线型幂函数曲线型。其方程式为：。其方程式为： 式中，式中，n和和m为待定系数。为待定系数。 采用最小二乘法，则可按下式计算：采用最小二乘法，则可按下式计算： 此类曲线长出现在含水层渗透性较好，其厚度相此类曲线长出现在含水层渗透性较好，其厚度相对较大，补给来源相对较差的地区。对较大，补给来源相对较差的地区。 1mmQnSn

8、S22lglglglglglgNSSmNSQSQlglg1lgQSnNmN（）（）对数曲线型对数曲线型。其方程式为：。其方程式为： 其中，其中，a、b为待定系数。为待定系数。 采用最小二乘法，则可按下式计算：采用最小二乘法，则可按下式计算： 对数曲线常出现在一些相对隔离的含水岩体和含对数曲线常出现在一些相对隔离的含水岩体和含水构造地区，其分布范围较大，地下水补给条件较差。水构造地区，其分布范围较大，地下水补给条件较差。 lgQ a bS lgQ bSaN22lglglglgNQSQSbNSS 二、求影响半径二、求影响半径R 注：注：S这里指降深这里指降深10m，取，取10即可；即可； K渗透系

9、数。渗透系数。 10RS K渗透系数的求法：渗透系数的求法： 渗透系数的计算公式有很多，都有不同的适用条渗透系数的计算公式有很多，都有不同的适用条件。适用条件：抽水孔远离补给或边界条件，公式如件。适用条件：抽水孔远离补给或边界条件，公式如下：下：（1）单孔抽水时）单孔抽水时（2）一个观测孔时）一个观测孔时（3）二个观测孔时）二个观测孔时0.366lgQRKmSr110.366lg()rQKm SSr21210.366lg()rQKm SSrr1r2RSS1S2m单孔多次抽水时：单孔多次抽水时：0.366lgQRKmSr10RS K迭代法迭代法2313121111213121321233132(

10、)()()()()()S()()()()()()StStStStStStSSStttttt tttt tt拉格朗日差值拉格朗日差值R=50m三、单位涌水量三、单位涌水量q的计算的计算 式中式中 Q91, R91, r91孔径为孔径为91mm的钻孔的涌水量、影响半的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径；径和钻孔半径； Q孔孔, R孔孔, r孔孔孔径为孔径为r的钻孔的涌水量、影响半径和钻的钻孔的涌水量、影响半径和钻孔半径；孔半径； 单位涌水量单位涌水量 注：单位涌水量单位涌水量q值的计算一定要注意公式的适用条件。值的计算一定要注意公式的适用条件。919191lglglglgRrQQRr孔孔孔9110Qq 一、存在问题一、存在问题 1、实际生产中，现有抽（注）水试验资料可以分、实际生产中，现有抽（注）水试验资料可以分为单井单次抽水、单井多次抽水、单井多次抽水且带为单井单次抽水、单井多次抽水、单井多次抽水且带一个观测孔、单井多次抽水且带二个观测孔，每种情一个观测孔、单井多次抽水且带二个观测孔，每种情况选取的公式不同，换算公式专业性较强；况选取的公式不同，换算公式专业性较强； 2、计算繁琐、工作量大、计算繁琐、工作量大 ； 3、计算容易出错；、计算容易出错；二、解决途径二、解决途径