水文地质参数的可视化软件Aquifer Test

庞国兴

(河北省环境地质勘查院，河北 石家庄050021)

水文地质参数的可视化软件Aquifer Test

庞国兴

(河北省环境地质勘查院，河北 石家庄050021)

Aquifer test是先进的抽水试验和微水试验分析软件，与传统手工计算相比，具有操作简便、实用性强、可视化、对比分析速度快等特点，可大大提高科研人员的工作效率。目前已成为国外比较流行含水层试验分析软件，为高效地处理试验数据和参数计算提供帮助，在我国迅速普及推广这套应用软件意义重大。

Aquifer test;水文地质参数;抽水试验;微水试验;含水层

含水层的水文地质参数是确定水文地质勘探试验和地下水资源评价中最为重要的研究工作之一，而通过抽水试验可以了解含水层的水力特性和水文地质参数，如导水系数，渗透系数、释水系数、给水度及导压系数等，此目的的抽水试验也被称为含水层试验(Aquifer test)。近年来，随着计算机技术的发展，求解水文地质参数配线法、直线法等均可借助计算机完成。

目前，由 Waterloo Hydrogeologic.Inc.开发研制的 Aquifer test软件是一款先进的抽水试验与微水试验软件，其主要解决承压水含水层、非承压水含水层、弱透水含水层、基岩裂隙含水层四种情况，主要功能专门用于抽水试验资料的分析、数据处理及求参等，用较短的时间里有效地处理来自含水层试验所有的信息和完成更多的分析。为水文地质学者和其他水利专家设计提供了方便。

由于Aquifer test软件具有简便、友好、直观的使用界面 ，并具有优良的可视化效果 ，目前已成为国际上受欢迎的地下水抽水试验分析软件。

1 软件运行背景

Aquifer test软件系统的硬件运行环境要求并不高，主要包括(1)Pentium系列处理器500 Mhz以上;(2)256 M字节RAM;(3)XGA图形卡和1024x768显示器;(4)使用 windows2000或xp操作系统;(5)硬盘空间75 M字节以上。

该软件系统的运行环境简单，运行条件宽松，具有文件小、易管理、独立的文件格式等特点，对于我国目前科研、院所和生产单位均可提供该系统运行条件及配置要求，目前该软件市场价格在1.1万元，因此，这套软件系统在无论是在价格上还是系统配置要求上在我国的应用市场潜力是巨大的。

2 Aquifer test简介

Aquifer test界面的设计的主要目的就是采用不同的解法进行数据分析，快速对比分析计算结果，简化计算时间，界面设计包括输入模块、运行模块和后处理模块三个相对独立的模块。

2.1 输入模块

输入模块允许用户通过几种方式:①键盘直接输入②Microsoft Excel工作簿文件③ASCII格式文件④数据库文件，将数据输入到软件中，同时试验数据之间可以利用剪贴板从文本编辑器、电子数据表、或者数据库中“剪切和粘贴”插入，以便自动生成一个水井的基本概念模型，输入菜单Project、Test、Data的数据输入作为一个基本模块.，这些菜单以逻辑顺序排列方式指导用户逐步完成井的建模、抽水试验的选取和数剧输入工作，软件系统允许用户随意确定井名、井位置、高程、基准、几何形态、井的类型，定义抽水(观测)井的空间位置及数量以及非稳定抽水量。同时井之间所有参数可相互复制拷贝。软件系统还为用户提供了文字、常用符号单位换算功能，每个向导窗口可增加一个描述性字段，同时打开多个程序进程。

2.2 运行模块

运行模块允许用户修改Well菜单水井各种几何参数、数量，Test菜单选择抽水试验类型包括抽水试验和微水试验，Data菜单中时间、降深、流量等数据，还包括求解水文地质参数计算方法的选择，这些大部分已设计了缺省背景值，用户可根据实际数据选择不同计算方法进行快速分析，做适当的调整。利用Aquifer test可以在分析视图交互更改不同的解法，只需简单的点击鼠标右键并选择 Aquifer test提供的方法。同时用户不需要重新输入数据或建立一个新的工程，A－nalysis菜单单独执行水文地质参数求解过程。在采用不同解法进行数据分析时，可以快速对比结果。如果需要特定解法的进行重新分析，软件将提供你需要的数据。

利用Aquifer test求解水文地质参数过程中，可以对抽水试验中数据进行选择，通过对个别数据点的专业分析，删除个别点试验数据的影响，还可以通过人工进行上、下、左、右键进行移动，使实测点尽可能与理论曲线拟合，从而达到对参数进行最优控制。软件的应用节省了研究人员大量时间和精力，大大提高工作效率。

2.3 输出模块

输出模块允许用户以二种不同方式展示其计算参数结果。第一种方式就是直接在各类打印机上输出各种计算参数的结果表格和结果图件;第二种方式就是将所有模拟结果以图形或文本的文件格式输出，输出图形包括可以标记出井抽水降深的等值线图以及抽水试验参数求解数据拟合图、流量－降深、时间与降深、时间与流量等多种关系曲线图。软件可以随时将计算结果打印出来，同时计算结果还可以以报表的形式存储或打印。

3 分析方法及适用条件

Aquifer test是专门求解非稳定流抽水试验的水文地质参数，软件提供了分析两种类型的试验结果，抽水试验和微水试验。近年来，伴随对污染物迁移和核废料深地质处置的密切关注，对低渗透性岩体和裂隙岩体中进行了水文地质试验。并简单地将水文地质试验分为常规水文地质试验和专门水文地质试验(微水试验)，同时试验所包含的分析方法截然不同，其适用条件也具有一定差别。

1)常规的水文地质试验大多是在渗透系数比较大的含水层中进行的，以确定含水层的水文地质参数的试验，抽水试验范围主要包括一个抽水井和一个抽水井或多个观测井，这些试验分析方法主要包括:①Theis配线法:根据u与r和t的关系，可以分为降深－时间配线法，Theis预测分析法;②Cooper－Jacob直线求解法(Cooper－Jacob法)，依据观测井数量，可以分为时间－降深法;距离－降深法;时间－距离－降深③水位恢复法;④Hantush－Jacob越流含水层法;⑤Neuman法;⑥Moench法、裂隙流 Moench法;⑦Hantush－Bierschenk井损法⑧定流量试验法。

常规水文地质试验主要适用于以下条件:承压含水层、非承压含水层、弱透水含水层、裂隙流(双重介质)含水层、完整井和非完整井和/或观测井或压力计、无线边界含水层或补给边界含水层或隔水边界含水层、各项同性或各向异性、定流量或变流量、单个井或多个抽水井、井损效应和井管储蓄效应、Agarwal恢复分析

2)微水试验(slug test)是钻孔中抽出或注入一定量的水后，观测水位恢复过程。主要适用于低渗透、中等渗透的岩土体，且不需抽水装置，在地质勘探中使用的小直径钻孔能够用来做微水试验。试验方法主要分析了单个钻孔水位与时间的数据来计算T、S值，对于微水试验主要的分析方法:①承压含水层中的微水试验法(Cooper－Bredehoeft－Papadopulos法);②Hvorslev微水试验(承压和非承压非完整井);③非承压含水层的微水试验(Bouwer－Rice法)，无论选择哪种分析方法，其分析都是比较简单、方便，需要注意是钻孔中的初始水位首先必须记录。

微水试验主要适用含水层类型:承压含水层、非承压含水层、弱透水含水层、大口井分析(考虑井管储蓄效应)

Aquifer test应用范围分析和预测含水层的水力特征;预测地下水位的下降和多个抽水井的相互扰动;利用地下水自动监测仪Diver数据对抽水试验结果进行分析;生成抽水试验专业报告。

4 结论

1)Aquifer test是国际上先进的抽水试验和微水试验分析软件，其整合了最新的抽水试验和微水试验的数据分析技术，它集成了微水分析、趋势校正和数据等值线化等新工具，分析抽水试验数据的功能更强大、简单实用、易于理解的用户界面，优良的可视化效果，操作简便等特点。

2)Aquifer test具有数据预处理功能，试验数据分析方法多样，采用不同的解法进行数据分析，快速对比分析结果，能有效管理试验中的所有数据信息，并且能以较少的时间进行最大限度的分析。大大提高了工作效率，在实际抽水试验数据处理分析中起到了积极的促进作用。

3)Aquifer test在我国地下水研究中应用潜力巨大，特别是地下水监测、水资源评价、水资源论证所需水文地质参数计算方面等功能强大.，具有极其重要的实际应用价值。

［1］迟宝明等编.地下水动力学习题集［M］.科学出版社.2004.175－182.

［2］Aquifer test v4.2 user′Manual［D］.Waterloo Hydro geologic.Inc.2007.

［3］武强，董东林，武钢等.水资源评价的可视化专业软件与应用潜力［J］.水文地质与工程地质.1995.(5):21－23.

［4］余钟波等著.地下水水文学原理［M］.科学出版社.2004.57－77.

［5］Aquifer test:先进的抽水试验和微水试验数据分析软件［R］.北水国际.

Visualization of Aquifer Test Software on Hydrogeological Parameters

PANG Guo－xing
(Hebei Provincial Exploitation Institute of Environmental Geology;Shijiazhuang 050021，HeBei)

Aquifer test is an advanced pumping test and slug test analysis software，compared to the traditional manual calculation.it has some characteristics such as simple，practical，visual，comparative analysis of rate and so on，so it can greatly improve the efficiency of scientific research on work.At present，the Aquifer test analysis software has become more popular abroad，and provides assistance for efficiently dealing with experimental data and parameters calculation，so the rapid popularization of this set of applications is of great significance in China.

Aquifer test;Hydrogeological parameters;Pumping test;Slug test and Aquifer

P642.2

A

1004－1184(2012)03－0195－02

2012－02－03

庞国兴 (1981－)，男，天津宝坻人，工程师，主要从事水文地质、环境地质研究。