变径抽水井降深和涌水量关系的混合井模型

作者:齐跃明; 吴佳欣; 王旭升*; 周来; 董贵明; 刘博; 许进鹏; 马超; 周沛
来源:地质科技通报, 2023, 42(04): 65-82.
DOI:10.19509/j.cnki.dzkq.tb20220699

摘要

抽水试验是确定含水层水文地质参数和评价地下水资源的重要手段。对于单井抽水试验分析,现有井流模型假定抽水井的直径不随深度变化、含水层为单一的潜水或承压含水层,未考虑抽水井变径及穿越多个含水层的情况。建立多含水层异径抽水的稳定态混合井流模型,假设地下水仅发生水平流动,推导出了抽水井涌水量与降深关系的理论解析公式,探讨根据变径抽水井的单井稳定流抽水试验获取含水层参数的方法,提出了承压含水层段抽水井等效半径精确解和替代半径计算公式。把混合井流模型用于分析淄河源区的傍河抽水试验,根据3个流量的阶梯式抽水试验数据确定了涌水量Qw与降深sw的抛物线型关系,预测允许降深sw为25 m时抽水井涌水量为4 093.8 m3/d,反算得到潜水含水层渗透系数为1.88 m/d,用替代半径计算的承压含水层渗透系数约为0.43 m/d,相对误差小于5%。混合井模型为多含水层抽水井的涌水量预报提供了理论依据,其适用性也受到假设条件的限制。在完整河情景下忽略三维流将导致反求的渗透系数偏大,在非完整河情景下解析解反求的渗透系数则偏小。

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