模擬抽水試驗實驗指導書
西安碧水環境新技術****
2014.4
為了確定含水層的水文地質引數，其方法有多種。當前最基本的方法，在生產中多採用抽水試驗法。此法宜在野外實際現場進行，但限於時間、經費等原因，我們採用室內模擬抽水試驗。
根據多次驗證對比，此法與現場試驗基本類似，且可觀察到抽水過程中井流場滲透水流的變化情況和補給、抽排、抽降及降落漏斗的相互關係與整體現象，這些又是在現場試驗中所達不到的優點。所以模擬抽水試驗，不僅能達到學習的要求，熟悉野外試驗的基本方法步驟，還可加深理解抽水試驗的機理。
由於模型結構尺寸有限，故本實驗只做穩定井流，對非穩定井流，另以習題形式彌補其不足。
1．模型井流場 —— 1/4圓形井流箱系統。
2．測定流量裝置 —— 因模型流量較小，為測定準確，故選用重量法。從而需要：
a．50kg台秤一台；
b．水桶2只，其容積約為20~25l；
c．秒錶1只。
3．水位測量裝置——測壓管排一套，將井流箱上所有測壓管均相連在同一牌上，以便觀測與校驗。
4．其它裝置
a．溫度計1只——測定試驗過程中的室溫和水溫變化；
b．記錄表若干；
c．記錄板1塊。
井流場模型是按dupuit穩定井流圓形定水頭供水邊界完整井模型設計的。為了能觀察到抽水過程中各水力要素的變化情況，故設計減高1.0m的1/4圓模型。
該模型的具體結構，見下示意圖所示。
井孔設在模型中心，有1/4圓形有機玻璃穿孔管製成，周圍纏以加強尼龍絲，並圍填以礫石濾料。箱中裝填粗砂以模擬含水層。箱底裝有兩排測壓管鏈結管嘴，用矽膠管與測壓牌相連。
供水管將水源水穩定不斷的充入隔水間，使保持固定穩定水頭。如水頭超過設計水頭時，則多餘水由寬頂溢流口溢位。測流管設有閘閥，以放水模擬抽水，閘閥用以調節流量，並保持井孔中預計的抽水降深。
測壓管由井孔中心計起，共2排每排10只，可以測定井孔、井壁外、含水層和供水隔水間的水位，其間距約為10cm，按需要排列。
1．實驗前應仔細檢查模型系統中供水水源、溢流、測流管和測壓管等工作是否正常，尤其對測壓管必須逐個檢查，以防氣泡堵塞和砂塞。在同一降深和流量的情況下，各排統一編號的測壓管，其水頭（位）的測定值應基本接近（因模擬含水層基本均勻），其誤差不得超過±5mm。
2．同時測定室溫和水溫。
3．校準小台秤，分別稱重2水桶的桶重，並用標籤標明。
4．實驗開始時，將水從水源通過供水管均勻較緩的充入供水隔間，到達最高水位且有薄層水由溢流口溢位。此時，各測壓管水位保持齊平，同時控制邊界供水隔間的水位的波動幅度，以不限超過5mm為限。當各項準備工作就緒後，便可開始測定。
5．實驗所需時間和人員工作分配
實驗全過程在正常情況下，一般需要2—3小時。如檢查所測資料有誤，允許返工重測，務求達到規定精度要求。但時間以不超過3小時為宜。
實驗人員按7人為一組，分工如下：
調節供水及測定室溫水溫1人；
測流量2人；
控制時間（計時）1人；
觀測測壓管水位2人；
記錄1人。
6．實驗按多落程進行，本實驗按3個落程考慮。第一落程井孔內水位應利用放水管調節閘閥控制穩定在80cm左右；第二落程65cm左右；第三落程50cm左右。
7．實驗開始時，先輕輕開啟測流管上的閘閥，使井孔中水出流。當井孔中水位經調節穩定在規定第一落程時，便可用小桶接水並同時啟動秒錶。待水注至水桶的2/3深度時（過滿易於濺出），便可移去並放至台秤上稱重，並要同步停止秒錶。
即時將量得的水重（l，l按kg計）和測得的時間（以秒計）準確記於相應的記錄表欄內。
8．在測流的同時，同步測定兩個方向同一編號：1#、3#、5#和7#測壓管的水位，及時記錄於**中的相應欄內。
9．為了提高測定精度，每一落程的的流量和測壓管水位均應平行重複測定3次取平均。
10．每一落程測定3次後，應檢查所測資料是否相近，若相差較大，則應補測。
11．第一落程測定完後，再用測流管上的閘閥將井孔內的水位調至第二落程，並同時加大供水。其測定方法步驟同第一落程。
1．流量（體積流量）：因係1/4整體模型，故井孔的抽水流量應為：
q = m/ρt
q = 4m/ρt （m/s）
或：q = 4m/ρt×（cm/s）
式中：m—水的質量，即實驗所稱重的水重，kg;
ρ—水的密度，設—ρ=1000 kg/m——如忽視水溫的影響；
t—實驗所測秒數，s。
2．水位:
— 含水層的飽和厚度（cm），可取抽水前各測壓管的水位或各方位7#測壓管水位的平均值。
—用計算測壓管各方位同一編號的平均水頭值。
3．供水半徑r：
取模型供水邊界距井孔中心的距離100cm。
4．井孔半徑：
取模型井管外半徑= d/2 = 2.50/2 = 12.5cm。
5．徑向距：
計算測壓管至井孔中心的距離。
根據教科書p71所示相應公式計算：
1．單井抽水（即無觀測孔），計算含水層的滲透係數k值；
2．有一觀測孔，計算含水層的滲透係數k值；
3．有二觀測孔，計算含水層的滲透係數k值，均按三落程取平均，即k =。
4．試評價其不同條件下所測得的k值，何者最準為什麼？
5．試描繪q-s和q-s關係曲線。
1．實驗時各人應按分工仔細認真觀測，相互之間應密切配合。
2．實驗記錄每人應抄錄乙份，並要反覆校對不要有錯，以供獨立分析計算。
3．實驗報告務求工整，並於一周內交上。
4．每組在實驗時，由組長領取各種測試裝置和用具。實驗完畢後，應關閉供水閘閥，擦洗清點所領物件及時由組長歸還實驗老師，並將實驗場地打掃乾淨。
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