长庆桥深层承压水水文地质参数的求取实践

2012-09-04尹念文刘心彪

地下水 2012年6期

尹念文，刘心彪

(甘肃省地质环境监测院，甘肃兰州 730050)

陇东盆地是鄂尔多斯盆地的组成部分，位于鄂尔多斯盆地西南缘，是甘肃省重要的能源化工开发基地，水资源短缺问题已成为制约当地经济发展的瓶颈。为此，对陇东盆地地下水的勘查和研究工作一直在逐步深入开展。笔者就目前最新的生产科研成果，对长庆桥深层承压水宜君－洛河组水文地质参数进行了计算，为陇东盆地深层承压水地下水资源的评价求取必要参数。

1 水文地质条件及边界条件概化

陇东盆地白垩系地下水的补给来源主要有:大气降水面状垂向入渗补给、地表水条带状垂向补给、地下水的侧向补给三种方式。长庆桥白垩系承压水宜君－洛河组地下水的补给主要为地下水侧向补给［1］。

陇东白垩系盆地地下水系统是一个十分复杂的系统，但白垩系地下水总的径流特征是:以顺层水平径流为主，径流的方向总体上是由东部子午岭、北部的白于山、西部的六盘山等地表水分水岭指向盆地中部的马莲河谷地［1］(图1)。长庆桥白垩系宜君－洛河组承压水是一个相对独立的含水层段，上覆白垩系环河－华池组承压地下水，这两层承压水之间基本不直接补给和排泄，本区大气降水直接渗流补给宜君－洛河组的水量也不存在，在评价计算中可以忽略不计;在开采条件下，相对于开采井而言，宜君－洛河组可视为无限含水层，四周均可补给;南东边界为地下水侧向流出边界。

图1 白垩系各含水层地下水流场图(刘心彪)

2 钻探及抽水试验

2.1 钻探

长庆桥实施地下水勘探钻孔2眼，勘探目的层为白垩系宜君－洛河组含水层，均为完整井，对目的层以上层段均进行了固井止水工艺。揭露含水层情况如下表1。

表1 长庆桥勘探孔揭露含水层情况

2.2 抽水试验

勘查工作中完成抽水试验工作:Q1、Q2号钻孔分别作为主孔，并带有1个观测孔，主孔与观测孔距离为492.39 m。抽水试验结果如下表2。

表2 长庆桥勘探孔抽水情况

3 水文地质参数计算

本次利用无越流非稳定流抽水试验求取渗透系数(K)和弹性释水系数(s)。

3.1 降深－时间(s－lgt)直线图解法［2］

根据同一观测孔不同时间的降深资料在单对数坐标纸上作关系曲线(图2)，取其后期直线段斜率 i(一个对数周期内水位的下降值)和直线段在时间轴上截距 t0，用公式(1)、(2)求出 T、μ*，再用公式(3)求出 K(表 3)。

式中:T为导水系数(m2/d);Q为抽水量(m3/d);μ*为弹性失水系数(无纲量);i、t0为计算直线斜率、截距;

表3 直线图解法水文地质参数计算结果表

3.2 水位恢复法［3］

抽水孔以定流量Q抽水停止，水位恢复过程可等同认为

由此可见，不同时刻t与对应的水位恢复高度S(从停抽时刻的稳定水位S0算起)，在半对数纸上成直线，其斜率(一个对数周期内水位的下降值)i=0.183 Q/T，由此得到

T=0.183Q/i (5)

取t1时刻为S－lgt直线段的起点，则t1时刻水位恢复高度 ΔS1为:从停抽时刻起，有一个流量为Q的注水井开始工作，其水位回升适用泰斯公式。

当 t≥5 r2/a时，

当t=t2时，以t1为起点，t2时刻水位恢复高度为:

联解式(6)、(7)，得:

利用抽水试验的水位恢复资料，在半对数纸上点绘水位恢复高度 S与对应时刻 t关系图(图3)，按公式(5)、(8)、(9)、(3)计算得到各水文地质参数值见表4。

图2 直线图解法计算图

图3 水位恢复法计算图

表4 水位恢复法水文地质参数计算结果表

4 水文地质参数可靠析分性

综上，采用观测孔非稳定流的二种计算方法，得出渗透系数值在 0.83～1.11 m/d之间，按平均值确定为 0.96 m/d;弹性释水系数 s值在 1.93×10－4－3.01 ×10－4之间，按平均值确定为2.48×10－4。可以看出计算出的结果都非常接近，从而说明抽水试验过程成功，计算公式选择合理，得出的水文地质参数真实可靠。