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《通用非穩(wěn)定井流試驗數(shù)據(jù)分析的原理與方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、水利學(xué)報2003年11月SHUILIXUEBAO第11期文章編號：0559-9350(2003)11-0124-05通用非穩(wěn)定井流試驗數(shù)據(jù)分析的原理與方法１２２郭建青，李彥，馬健(1.長安大學(xué)水資源與環(huán)境工程系，陜西西安710054；2.中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，新疆烏魯木齊830011)摘要：針對目前在分析非穩(wěn)定井流試驗數(shù)據(jù)以確定機井井損參數(shù)與含水層水文地質(zhì)參數(shù)的方法，僅能在泰斯假設(shè)條件下應(yīng)用的問題，文中對三次定流量非穩(wěn)定流抽水試驗過程中的降深表達式進行均值處理，構(gòu)成一個三元非線性方程組，利用迭代法
2、求解該方程組，能夠計算出機井的井損系數(shù)C與非線性指數(shù)n。在計算出井損參數(shù)后，可以將機井中降深的線性項與非線性項進行分離，線性降深部分可以用于計算含水層的其它水文地質(zhì)參數(shù)。與現(xiàn)有的方法相比較，文中的方法不要求井函數(shù)的具體形式為已知，在非線性指數(shù)n不論是否已知的情況下均可以應(yīng)用，當(dāng)n為已知時，能夠使抽水次數(shù)減少一次，在穩(wěn)定流的情況下也可以應(yīng)用，在參數(shù)的計算過程中不需要進行圖解計算。關(guān)鍵詞：非穩(wěn)定井流試驗；井函數(shù)；數(shù)據(jù)分析；井損參數(shù)中圖分類號：P641.73文獻標(biāo)識碼：An機井的性能參數(shù)-井損系數(shù)C和井損CQ項中
3、的非線性指數(shù)n是衡量新井成井質(zhì)量，確定抽水機具型號和機井在使用過一段時間后，對機井使用狀況進行評價的重要依據(jù)。目前，確定這兩個參數(shù)的非穩(wěn)定井流［1-4］試驗方法主要有多次階梯流量法和多次間歇流量法兩種。相應(yīng)分析這兩種非穩(wěn)定井流試驗數(shù)據(jù)的方法均是建立在泰斯公式的簡化形式—雅可比直線公式的基礎(chǔ)上的。也就是說，欲利用這兩種非穩(wěn)定井流試驗方法確定這兩個參數(shù)值時，既要求試驗含水層與抽水試驗過程滿足泰斯假設(shè)與簡化條件，即要求含水層均質(zhì)、各向同性與等厚，且無越流補給，也要求抽水試驗的持續(xù)時間達到可以使泰斯公式能夠簡化為雅
4、可比直線公式。顯然，這樣的假設(shè)條件與要求限制了非穩(wěn)定井流試驗的應(yīng)用范圍。在文獻［5］中，J.Bear給出了一個分析非穩(wěn)定井流試驗數(shù)據(jù)，確定井損參數(shù)C與指數(shù)n的通用性公式，但是并沒有介紹在某種特定水文地質(zhì)條件下的具體應(yīng)用方法與步驟。在文中，作者將以該通用公式為基礎(chǔ)，提出適用范圍更廣的分析三次定流量非穩(wěn)定井流試驗數(shù)據(jù)，確定井損參數(shù)與其它水文地質(zhì)參數(shù)的原理與方法。1三次定流量非穩(wěn)定井流試驗與井中水位降深的表示所謂三次定流量非穩(wěn)定井流試驗是指在試驗過程中，分別以三種不同的流量進行三次獨立的定流量抽水試驗，即每次抽水
5、之前井水位要求恢復(fù)到初始位置。每次抽水過程中可以不要求水位達到穩(wěn)定。試驗過程中的抽水流量與井中水位降深隨時間的變化如圖1所示。因此，三次定流量井流試驗可以看作為三次獨立的定流量抽水試驗。為了使文中提出的試驗數(shù)據(jù)分析方法能夠得到正確的應(yīng)用，有必要對井流試驗提出以下兩點要求：在每次定流量抽水之前，要求試驗含水層中的水頭恢復(fù)到初始狀態(tài)；在試驗過程中，每次抽水開始之后，以相同的時間間隔觀測井中水位降深。收稿日期：2002-05-12基金項目：中國科學(xué)院阜康荒漠生態(tài)系統(tǒng)觀測研究試驗站開放基金項目(200003)作者簡
6、介：郭建青(1958-)，男，陜西宜君人，副教授，碩士，主要研究方向為環(huán)境水力學(xué)與地下水動力學(xué)。124水利學(xué)報2003年11月SHUILIXUEBAO第11期［5］3次抽水過程中，試驗井中的水位降深可以分別表示為Q1n(1)s=B(t)+CQ114πTQ1n(2)s=B(t)+CQ224πT圖1井流試驗抽水流量與井水位Q1n(3)降深隨時間變化示意s=B(t)+CQ334πT式中：sj為第j(j=1,2,3)次抽水過程中，井中的水位降深；Qj為第j次抽水過程中的抽水流量；T為含水層的導(dǎo)水系數(shù)；C為井損系數(shù)；
7、n為非線性指數(shù)；B(t)為非穩(wěn)定流井函數(shù)?？梢钥闯觯谝陨系耐茖?dǎo)過程中對非穩(wěn)定流井函數(shù)B(t)的具體形式?jīng)]有要求。例如，在含水層為第一類越流補給系統(tǒng)的情況下，其表達式為∞21?r??w?B(t)=exp?x?dx(4)∫x?2?u?4Bx?2rwu=(5)4at式中：B為含水層的越流補給因子；a為含水層的水力傳導(dǎo)系數(shù)；r為水井的有效半徑；t為抽水持續(xù)時w間。在泰斯假設(shè)條件下，非穩(wěn)定流井函數(shù)為∞1B(t)=∫exp(?x)dx(6)xu式中符號意義同前。井函數(shù)也可以取其它形式，具體形式根據(jù)試驗含水層的水文地質(zhì)
8、條件與試驗井的具體狀況而定。2試驗數(shù)據(jù)分析的原理與方法2.1井損參數(shù)的確定2.1.1指數(shù)n的確定由于在3次抽水過程中，水位降深觀測時間間隔相同，所以，可以分別對式(1)～式(3)進行均值處理：NNN11Q11n∑s1.i=∑B(ti)+∑CQ1(7)Ni=1Ni=14πTNi=1125水利學(xué)報2003年11月SHUILIXUEBAO第11期NNN11Q21n∑s2.i=∑B(ti)+∑CQ2(8)Ni=1Ni=1
