湛江含水层泥浆钻进成井抽水试验实测水跃值

抽水井号
(观测孔距离)
含水层埋深
及厚度(m)
含水层岩性钻孔孔径
φ(mm)
滤水管
类型
滤水管直
Φ(mm)
抽水井降
S(m)
单位涌水量
q(l/s.m)
观测孔
降深s(m)
按观测孔单位
涌水量q'(l/s.m)
水跃值
△h(m)
水跃值与
主井降深
比值△h/S
Δh=0.01α
.√
SQ/KF
515-1
(1.55m)
(1.55m)
(4.35m)
53.77~78.97
25.20
含砾中粗
砂及砾石层
 缠丝铁管76.2
(3吋)
2.50
5.00
7.35
3.28
2.61
2.24
0.76
1.30
1.65
10.79
10.02
9.96
1.74
3.70
5.70
0.69
0.74
0.78
0.57
1.03
1.40
127
(5吋)
2.50
5.01
7.41
4.79
4.20
3.71
1.35
2.44
3.27
8.86
8.62
8.41
1.15
2.57
4.14
0.46
0.51
0.56
0.53
1.01
1.40
203
(8吋)
2.20
4.95
7.04
6.67
1.50
3.30
10.32
10.00
0.70
1.65
0.32
0.33
0.46
0.99
66
(0.50m)
13.79~45.79
32.00
贝壳砂砾岩150缠丝铁管1270.66
3.04
6.08
14.74
6.55
5.38
0.54
1.64
2.99
18.01
12.14
10.93
0.12
1.40
3.09
0.18
0.46
0.51
 
1701270.65
3.03
6.10
15.51
7.64
6.24
0.59
2.24
4.15
16.67
10.36
9.17
0.06
0.79
1.95
0.09
0.26
0.32
 
170无滤水管 2.76
5.89
10.68
8.43
2.66
5.46
11.08
9.09
0.10
0.43
0.04
0.07
 
322
(0.50m)
39.82~46.86
7.04
粗砂 缠丝铁管975.331.210.844.493.900.731.25
平乐3
(未记)
11.67~42.60
10.96
含砾细中砂,
含砾粗砂,粗砂
350包胶丝网
滤管孔隙
率18%&25%
21912.03
15.83
2.10
1.94
7.13
9.19
3.55
3.34
4.90
6.64
0.41
0.42
3.30
4.17
平乐4
(未记)
18.16~46.32
12.50
中粗砂30021911.63
16.56
1.93
1.85
7.21
9.44
3.11
3.24
4.42
7.12
0.38
0.43
2.86
3.99
平乐5
(未记)
42.71~63.64
14.06
含砾粗砂,
中粗砂
350包竹篾胶
丝网滤管
21916.44
21.34
1.14
1.07
8.73
10.51
2.14
2.17
7.71
10.83
0.47
0.51
2.93
3.69

        水跃值随滤水管变小急剧加大;随降深的加大而加大且井径小的更明显;采用密网滤水管的比缠疏网的水跃值大,无滤水管的水跃值不大。从观测孔单位涌水量q'变化看出,就算没有水跃值Δh的影响,随着降深及流量的增大,单位涌水量亦有变小的趋势,且离抽水井近的观测孔更明显,其应与地下水流速增大,地下水运动从层流形式向紊流形式转变、阻力增大有关。另外,根据阿勃拉莫夫潜水井水跃值经验公式Δh=0.01α√SQ/KFα1取15,α2取25,K 取20m/d,滤水管长度取含水层厚度MΔh=0.176S√q/ΦM,或Δh=0.293S√q/ΦM,算得的水跃值与实际相差甚远且似乎变化无常,也许是因为滤水管长度比含水层厚度小很多或者公式不适用。虽然从定性上可以描述水跃值的影响因素及变化规律,但想从定量上求得水跃值的大小几乎不太可能,因为成井工艺中存在大的难以确定的因素。用单井水位降深试验求参数也就基本不可行。

50-2孔不同孔径φ、滤水管直径Φ、降深S、流量Q 情况下的单位涌水量q

含水层为贝壳砂砾岩,埋深16.30~42.20m,厚度29.90m,水位埋深+0.95m,缠丝滤水管

钻孔直径
φ(m)
滤水管
直径Φ(m)
水位降深
S(m)
流量
Q(l/s)
单位涌水量
q(l/s.m)
91730.85
2.25
3.74
4.609
8.206
11.662
5.422
3.647
3.118
110890.85
2.25
3.83
5.481
11.797
17.611
6.448
5.243
4.598
1301080.85
2.25
3.83
6.829
15.605
23.677
8.034
6.936
6.181
1501270.85
2.29
3.40
8.055
19.869
26.58
9.476
8.676
7.818
1701460.858.4939.992

同一含水层单位涌水量随井径的变小而显著变小,主要由井损(水跃值)引起,随着降深及流量的加大而变小还与水流加快、阻力增大有关。


用裘布依公式估算不同砂粒含水层大井径(8)单位涌水量与含水层厚度近似关系(未考虑水跃值的影响)

用裘布依公式Q =KMSw/lg(R/rw),q =Q/Sw=KM/lg(R/rw),令β =K/lg(R/rw),则q =βM。单位:Q-m3/d;q-m3/d.m;K-m/d;Sw(Φ/2)-m;rw-m

岩性影响半径R(m)渗透系数K(m/d)8吋管径
时的β
单位涌水量q与含水
层厚度M关系公式
近似公式
经验值估算取值经验值估算取值
粉砂25~50400.5~1.00.80.308q =0.308Mq =0.3M
细砂50~100801~531.036q =1.036Mq =M
中砂100~2001505~20123.786q =3.786Mq =3.5M
粗砂300~40035020~50359.894q =9.894Mq =10M
砂砾400~60050050~1507520.311q =20.311Mq =20M
砾砂500~60060075~20010026.513q =26.513Mq =25M
圆砾500~20001000100~50015037.561q =37.561Mq =35M

       意味着什么?假如通过工程钻探或其它手段得知地下埋藏有10米厚的粗砂含水层,按上表q =10M 即可估算,抽水降深10米时的涌水量大约是每天1000吨。由于近似公式没有考虑水跃值,真正要取得每天千吨的水量,降深还要加大到20~30米,同时,这每天1000吨也是个近似值,但它不是中砂的350吨/天,也不是砂砾的2000吨/天,更不是粉砂的30吨/天、圆砾的3500吨/天。有个谱就可以考虑水泵配置了,不然水泵小了抽不了几吨水,用做抽水试验观测孔水位没多大反应,水泵大了一下抽干到井底把几千元的水泵给烧了;再有,成井抽水试验涌水量若是过小,得考虑可能是成井工艺问题或没洗好井。

不同砂粒含水层及井径的β

岩性影响半径R
估算取值(m)
渗透系数K
估算取值(m/d)
井径Φ(mm)
130180203220300
粉砂400.80.2870.3020.3080.3120.330
细砂8030.9711.0171.0361.0481.100
中砂150123.5683.7253.7863.8284.000
粗砂350359.3809.7509.8949.99210.392
砂砾5007519.30020.02820.31120.50521.289
砾砂30010025.21926.15126.51326.76127.762
圆砾100015035.82437.07637.56137.89239.227

单位涌水量q =βM ,实际评估时应把水跃值考虑进去,尤其井径较小时,会有较大偏差

湛江不同富水地段8吋管径5米降深涌水量

含水层富水性分区含水层岩性含水层厚度M(m)涌水量Q(m3/d)用近似公式估算的涌水量
Q
=Sq =5
βM (m3/d))
浅层水较富水区砂砾,粗砂,中砂6~18最大271150~2140600~1800
中等富水区粗砂,中粗砂,中砂2.5~18.4250~810125~925
贫乏区中细砂6.655933~166
中层水极富水区砾砂,砂砾46~134井组11001~17279单井算5750~13400
富水区砾砂,中粗砂35~98井组5247~9624单井算3500~9800
较富水区中粗砂,砂砾20~58井组1049~4718单井算1000~2900(4350)

       《1:20万区域水文地质普查报告》(雷州半岛幅)由群孔抽水试验获得的砂砾层渗透系数K:砾石 64.229 米/天、粗砂 29.584 米/天、中砂 18.758 米/天、细砂 5.650 米/天。

       井径Φ 较大、降深S 不大时水跃值Δh 较小,用裘布依公式推导涌水量,与实际偏差会小一些。同样道理,井径Φ 较大、降深S 不大时水跃值Δh 较小,用相关稳定流公式算得的渗透系数会与实际更接近。