第七章 水文地质参数计算

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1、第七章 水文地质参数计算 水文地质参数是表征含水层水文地质特征的重要参数，其数值大小是含水层各种性能的综合反映，是地下水资源评价的重要基础资料。水文地质参数的计算，必须在分析勘察区水文地质条件的基础上，合理地选用公式（选用的公式应注明出处）。 主要包括：含水介质的渗透系数和导水系数、承压含水层的释水系数、潜水含水层的重力给水度、弱透水层的越流系数及水动力弥散系数等， 水文参数表征与岩土性质、水文气象等因素有关的参数，如：降雨入渗系数、潜水蒸发强度、灌溉入渗补给系数等。 主要方法有：野外试验、实验室测试及根据地下水动态观测资料采用理论公式求取，或采取数值法反演求参等7.1渗透系数（K） 渗透系数

2、的大小与介质的结构（颗粒大小、排列、空隙充填等）和水的物理性质（液体的粘滞性、容重等）有关。 表征岩石空隙渗透性的指标是渗透率，它取决于空隙的大小、形状、空隙度等因素。与渗透系数的关系为：kK 渗透系数渗透率液体重率液体的粘滞系数由于水的物理性质在常温下变化不大，可以忽略。利用裘布依公式求渗透系数时的注意事项：1）含水层的井壁边界条件2）影响半径 含水层很少能满足该条件。理论上，在抽水后的实际降落漏斗范围内，只有当观测孔与抽水井的距离（r）小于0.178倍的R时，水位降深s与r才属对数关系；当r大于0.178倍后就变为贝塞尔函数关系，而贝塞尔函数斜率小于对数函数，这也就是观测孔越远计算的k值越

3、大的原因。3）天然水力坡度的影响 利用上游观测孔求得的k值偏小，下游求得的k值偏大，主要是地下水是在天然水力坡度作用下运动的。4）抽水降深大小的影响 在实际计算中应选择抽水降深较大，同时抽水井周围的三维流或紊流影响较小，且s与r保持对数关系的观测孔资料计算渗透系数。利用泰斯公式求水文地质参数时应注意：（1）对于承压完整井抽水，当井内流速达到一定程度（1m/s）时，在井附近会产生三维流区，此时，利用主孔资料或布置在三维流区内的观测孔求解时，将产生三维流影响的水头损失，所以，应对实测降深值进行修正。（2）由于地下水运动天然水力坡度，在地下水上下游所计算的参数数值差异较大。解决的方法是在形成的降落漏

4、斗范围内布置较多的观测孔，求水文地质参数的平均值。（3）注意边界条件的影响。三、利用数值法求水文地质参数 数值法按其求解方法可分为：试估校正法和优化计算法，一般多采用试估校正法。 这种方法利用水文地质工作者对水文地质条件的认识，给出参数初值及其变化范围，用正演计算求解水头函数，将计算结果和实测值进行拟合比较，通过不断调整水文地质参数和反复多次的正演计算，使计算曲线和实测曲线符合拟合要求，此时的水文地质参数即为所求。 然而，求参结果的可靠性和花费时间的多少，除了取决于原始资料精度外，还取决于调参者的经验和技巧。-1001020304050607080G322孔200620042002200019

5、98199619941992计 算 水 位实 测 水 位地 下 水 位 (米 )时 间 (年 )地下水动态拟合曲线图 -1001020304050607080梅 花 寨 孔20062004200220001998199619941992计 算 水 位实 测 水 位地 下 水 位 (米 )时 间 (年 )地下水动态拟合曲线图 7.2给水度 给水度是表征潜水含水层给水能力或储水能力的一个指标，给水度和饱水带的岩性有关，随排水时间、潜水埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。给水度的确定方法 确定的方法有非稳定流抽水试验、实验室法、野外现场试验法、根据潜水位动态观测资料用有限差分法确定、经验数值法等。

6、给水度强弱相对比较（分选性较好时，典型推荐值）砾石0.12 粗砂 0.1 中砂 0.08 细砂 0.06 亚粘土 0.01 粘土0.002岩 性给水度岩 性给水度粘 土0.020.035细 砂0.080.11亚粘土0.030.045中细砂0.0850.12亚砂土0.0350.06中 砂0.090.13黄土状亚粘土0.020.05中粗砂0.100.15黄土状亚砂土0.030.06粗 砂0.110.15粉 砂0.060.08粘土胶结的砂岩0.020.03粉细砂0.070.010裂隙灰岩0.0080.10漏斗疏干法 在潜水面平缓、天然地下径流量很小的地区，抽水井所抽出的水主要来自降落漏斗疏干的水量，

7、随着抽水时间的延长，降落漏斗在不断扩展，只要将某一时刻以前抽出的水量，除以该时段的降落漏斗体积，即可得到给水度，计算公式如下： （6-5）式中抽水井的流量（m3/d） t抽水开始以后的时间（d） V降落漏斗的体积（m3） 降落漏斗的形状一般为不规则的漏斗形。当观测孔较多时，可根据实测的降落漏斗形状和漏斗内降深等值线，算出漏斗体积V。VtQ 7.3降水渗入系数的确定（一）基本概念 降水渗入系数是指降水渗入量与降水总量的比值。 值的大小取决于地表土层的岩性和土层结构、地形坡度、植被覆盖以及降水量的大小和降雨形式等，一般情况下地表土层的岩性对值的影响最显著。 一般情况下，地表土层的岩性对值的影响最显

8、著。降水入渗系数可分为次降水入渗补给系数、年降水入渗补给系数、多年平均降水入渗补给系数，它随着时间和空间的变化而变化。岩性P年（mm）粘土亚粘土亚砂土粉细砂砂卵砾石5000.020.010.050.020.070.050.110.080.121000.010.030.020.060.040.090.070.130.100.152000.030.050.040.100.070.130.100.170.150.214000.050.110.080.150.120.200.150.230.220.306000.080.140.110.200.150.240.200.290.260.368000.09

9、0.150.130.230.170.260.220.310.280.3810000.080.150.140.230.180.260.220.310.280.3812000.070.140.130.210.170.250.210.290.270.3715000.060.120.110.180.150.2218000.050.100.090.150.130.19不同岩性和降水量的平均年降水入渗补给系数值 注 东北黄土与表中亚粘土相近，陕北黄土含有裂隙，其与表中亚砂土相近（引自水利电力部水文局中国地下水资源）。 （二）降水入渗补给系数的确定方法（二）降水入渗补给系数的确定方法1.利用地下水位动态资料

10、计算降水入渗补给系数 这种方法适用于地下水位埋藏深度较小的平原区。我国北方平原区地形平缓，地下径流微弱，地下水从降水获得补给，消耗于蒸发和开采。在一次降雨的短时间内，水平排泄和蒸发消耗都很小，可以忽略不计。 根据降水过程前后的地下水位观测资料计算潜水含水层的一次降水入渗系数，可采用下式近似计算降水入渗补给系数：Xthhh/max式中 一次降水入渗系数； 降水后观测孔中的最大水柱高度（m）； 降水前观测孔中的水柱高度（m）； 临近降水前，地下水水位的天然平均降（升）速（m/d）； t 观测孔水柱高度从 变到 的时间（d）； Xt日内降水总量（m）。注：这种方法的适用条件是几乎没有水平排泄的潜水。

11、在水力坡度大、地下径流强烈的地区，降水入渗补给量不完全反映在潜水面的上升中，而有一部分水从水平方向排泄掉了，则会导致计算的降水入渗系数值偏小。如果是承压水，水位的上升不是由于当地水量的增加，而是由于压力的变化。以上情况本方法不适用。maxhmaxhhhh径流条件强地区2.回归分析法确定降水入渗补给系数 根据降水量和地下水的排泄量的系列资料，可用逐步回归分析法估算降水入渗补给量，从而可以确定降水入渗补给系数。 地下水的排泄量（主要指水平排泄，不包括潜水蒸发等垂直排泄）对于降水量存在时间滞后，用地下水的排泄量来代表同期的降水入渗补给量是错误的。但只要有地下水排泄量（河流基流量、矿坑排水量、泉流量等