利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法。它包括如下步骤，步骤一、调查岸边水井，测量水井中心点A处地下水位标高H

【技术实现步骤摘要】
利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法


[0001]本专利技术涉及工程勘察、水文地质试验领域，具体地说它是一种利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法。更具体地说它是以江/河岸边水井为中心，结合江/河水位绘制地下水等水位线，结合钻孔水位观测、渗透试验和达西定律可简捷确定地下水流向流速的一项测试方法。

技术介绍

[0002]地下水赋存于地表以下岩土空隙中，是水资源的重要组成部分，与人类生存与地质环境密切相关。测定地下水流向、流速，是水资源调查与利用、水环境保护、水文地质灾害防治等工作中的一项主要任务。
[0003]目前，地下水流向一般采用三点法测定，即利用3个钻孔组成一个三角形，测定钻孔内水位标高，在绘制的等水位线图上确定地下水流向。确定流向后，利用已有钻孔在顺流向方向再实施1个钻孔，采用指示剂法直接测定地下水流速。上述地下水流向流速的测定方法，存在如下明显的不足之处：(1)钻探工作量大，至少需要实施4个钻孔，才能实现测定地下水流向流速之目的；(2)有的含水层物质成分复杂，组成结构不均，空隙大小形状不同，指示剂法测速难度大，且指示剂在水环境中自身也会发生弥散，对试验带来干扰；(3)试验用的指示剂会永久残留在地下含水层中，将对环境和水质造成不利影响。
[0004]因此，开发一种成果准确、可靠，能节省钻探工作量和工时，对环境和水质无不利影响的测试地下水流向流速的方法很有必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服
技术介绍
的不足之处，而提供一种利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法，为一种以江/河岸边水井为中心，结合江/河水位绘制地下水等水位线，结合钻孔水位观测、渗透试验和达西定律可快速地确定地下水流向、流速的测试方法，所得成果准确、可靠，节省钻探工作量和工时、节省施工成本，对环境和水质无不利影响；克服了传统方法采用指示剂，因指示剂在水环境中自身也会发生弥散，会对试验带来干扰，影响地下水流速测试成果的准确、可靠度的缺陷；同时克服了传统方法要实施4个钻孔，才能获得地下水流向流速，耗工耗时，施工费用高的缺陷。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法，其特征在于：包括如下步骤，
[0007]步骤一、调查岸边水井，测量水井中心点A处地下水位标高H
A
；
[0008]步骤二、顺岸水边线，测量并定位与H
A
相等的水位标高点B；
[0009]步骤三、连线AB，过点A作垂线CD，在直线CD上点E处实施钻孔；
[0010]步骤四、在钻孔内，进行渗透试验，获取含水层渗透系数K；
[0011]步骤五、钻孔终孔后，进行水位观测，获取钻孔内地下水稳定水位标高H
E
；
[0012]步骤六、根据H
A
、H
E
相对大小和水流由高水位指向低水位的原则，确定地下水流向；
[0013]步骤七、根据达西渗流定律v＝K
·
i，确定地下水流速；其中，渗透水力坡降i＝∣H
A
－H
E
∣/L；式中：v为地下水流速，单位为厘米/秒；K为含水层渗透系数，单位为厘米/秒；L为点E与点A之间的水平距离，单位为米。
[0014]在上述技术方案中，在步骤一中，在江/河沿岸进行水井调查，调查内容包括地形地貌、含水层及取水层类型、水质特征、井口形状、截面尺寸、井深、井与江/河等地表水体的最近距离、成井时间、开采方式、主要用途、周围可能的污染源；
[0015]水井中心点A处地下水位标高H
A
用仪器测量。
[0016]在上述技术方案中，步骤二中，在江/河岸边，顺江/河岸水边线测量江/河水位标高H
B
，并通过H
B
＝H
A
精确定位出点B；江/河水位标高用仪器测量，结果保留小数点后两位数字。
[0017]在上述技术方案中，步骤三中，线段AB上各点的水位标高均相等；钻孔与水井之间的水平距离L为点E与点A的距离；L在30～100米范围中取值，当地形平坦时L取大值，反之取小值。
[0018]在上述技术方案中，在步骤四中，钻孔直径为75～150mm；渗透试验段与水井取水层在同一含水层，具有相同的水文地质条件；
[0019]渗透试验采用注水或抽水试验；当同一含水层中进行了多段次的渗透试验，取试验成果的平均值作为含水层渗透系数K。
[0020]在上述技术方案中，在步骤五中，钻孔内地下水位标高H
E
用仪器测量，结果保留小数点后两位数字；当水位变化幅度连续两次均小于5厘米/分时结束观测，并采用最终观测成果作为钻孔内地下水位标高H
E
。
[0021]在上述技术方案中，在步骤六中，地下水流向与地下水等水位线垂直，并由高水位指向低水位；当H
A
＞H
E
时，地下水流向由点A指向点E；当H
A
＜H
E
时，地下水流向由点E指向点A。
[0022]本专利技术提供的利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法，具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术为一种直接方法，可直接同时测定地下水流向、地下水流速，测试结果准确可靠、且省时高效；克服了现有技术采用间接方法，通过数值模拟、反演分析等复杂的算法，仅能获得地下水流向、流速中某一个参数，且操作复杂，耗工耗时的缺陷；
[0024](2)本专利技术建立在达西渗流基本定律上，可适用不同地质条件复杂程度的含水层，成果准确、可靠，无需进行长时间指示剂观测，节省工时(本专利技术采用经典的达西定律计算获得地下水流速，成果更为准确可靠；克服了传统方法采用指示剂，因指示剂在水环境中自身也会发生弥散，会对试验带来干扰，影响地下水流速测试成果的准确、可靠度的缺陷)；
[0025](3)实施1个钻孔即可实现测定地下水流向流速的目的，可节省大量的钻探工作量；本专利技术只需要在已有水井附近实施1个钻孔即可达到目的，相对于现有技术可节省3个钻孔的施工费用和时间，效率更高；克服了传统方法要实施4个钻孔，才能获得地下水流向流速，耗工耗时，施工费用高的缺陷)，且试验过程对环境和水质无不利影响。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的流程图。
[0027]图2为本专利技术的测试布置图。
[0028]在图2中，H
A
为水井中心点A处地下水位标高；H
B
为江/河岸水边线上B点处水位标高；H
E
为在E点处实施的钻孔内地下水位标高；L为钻孔(点E)与水井(点A)之间的水平距离，标高与距离的单位均为米。
[0029]图中1
‑
水井，2
‑
水井内地下水位，3
‑
江/河岸水边线，4
‑
江/河水位，5
‑
江/河水流向，6
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一、调查岸边水井，测量水井中心点A处地下水位标高H
A
；步骤二、顺岸水边线，测量并定位与H
A
相等的水位标高点B；步骤三、连线AB，过点A作垂线CD，在直线CD上点E处实施钻孔；步骤四、在钻孔内，进行渗透试验，获取含水层渗透系数K；步骤五、钻孔终孔后，进行水位观测，获取钻孔内地下水稳定水位标高H
E
；步骤六、根据H
A
、H
E
相对大小和水流由高水位指向低水位的原则，确定地下水流向；步骤七、根据达西渗流定律v＝K
·
i，确定地下水流速；其中，渗透水力坡降i＝∣H
A
－H
E
∣/L；式中：v为地下水流速，单位为厘米/秒；K为含水层渗透系数，单位为厘米/秒；L为点E与点A之间的水平距离，单位为米。2.根据权利要求1所述的利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法，其特征在于：在步骤一中，在江/河沿岸进行水井(1)调查，调查内容包括地形地貌、含水层及取水层类型、水质特征、井口形状、截面尺寸、井深、井与江/河等地表水体的最近距离、成井时间、开采方式、主要用途、周围可能的污染源；水井中心点A处地下水位(2)标高H
A
用仪器测量。3.根据权利要求1或2所述的利用岸边水井简捷测定地下水流向流速的方法，其特征在于：步骤二中，在江/河岸边，顺江/河岸水边线(3)测量江/河水...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振伟，张少锋，孙韬，梁旸杰，张涛，张玮鹏，
申请(专利权)人：长江岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：