Levelogger4实测法在新疆半干旱地区地下水找水的应用

郑 勇，孙忠伟，刘 涛，师德扬，韩芳芳

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆昌吉831100）

Levelogger4实测法在新疆半干旱地区地下水找水的应用

郑 勇*，孙忠伟，刘 涛，师德扬，韩芳芳

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆昌吉831100）

以“新疆巴里坤县汉水泉—库木苏一带水文地质勘察项目”为例，探讨了Levelogger4实测法在新疆半干旱地区找水时的应用，具体在抽水试验、地下水动态监测以及地下水资源评价中的应用，根据多种方法对比，Levelogger4实测法其成果较为理想，大致阐述了在生产实际中的应用情况，供同类找水地区探讨。

抽水试验；动态变化；资源量评价

Levelogger4是利用自记水位仪连续观测地下水位，根据采集到的相应数据来分析地下水相关特征。Levelogger4实际应用利用“新疆巴里坤县汉水泉—库木苏一带水文地质勘察项目”来进行举例分析。

1 项目概述

新疆巴里坤县汉水泉—库木苏一带水文地质勘察项目位于新疆巴里坤县西北汉水泉一带，属于干旱半干旱地区,人烟稀少，基本无人类工程活动，但经过地质单位近几年的工作，在该区域发现了大量了煤炭资源，粗略估算煤炭资源可达550×108t，丰富的煤炭资源将带动地区经济的发展，然而，该地区为干旱半干旱地区，基本无可用的地表水资源，因此水源的来源成为迫在眉睫的首要问题。项目区北部为大哈甫提克山、呼洪得雷山,南部为白依山。总体地势北部高于南部、西部高于东部，汉水泉一带为本次项目的最低洼处，即本次项目的汇水中心。

2 Levelogger4实测法在本次工作中的应用

Levelogger4实测法在本次工作中主要应用于钻孔抽水试验、地下水动态监测以及地下水资源评价中。

2.1 钻孔抽水试验中的应用

钻孔抽水试验过程中一般采用测线以及电表进行地下水位的监测，该方法受外界影响较大，且每次抽水试验前均要对相关设备进行校正，而利用自记水位仪较为方便简单，即在抽水试验前将其下入钻孔内，多落程抽水试验后，将其取出，利用外接设备将其中采集的数据输出，其数据可靠性高，根据图1可以看出，采集的数据较好地反映了不同落程抽水试验时水位的变化情况。

图1 自记水位仪采集数据曲线图（抽水试验水位变化曲线）

2.2 对于地下水天、月、年动态变化特征中的应用

据Levelogger4实测法采集的数据具有连续性，时间间隔可任意设置，因此，采集的数据丰富、可靠。

据图2、图3可以看出一天内地下水水位的变化特征，即在0～12时左右为水位变幅相对较大，出现高水位值，而在17～19时左右出现水位的最低值，致使地下水位具有一定的变化，变幅值在3cm左右，据分析主要由于干旱地区昼夜温差大，蒸发强烈，且地下水位变化具有一定的滞后所致。地下水水温的变化在0.1℃左右，其变化规律与水位变化情况基本吻合。

图2 地下水位变化特征线（1d24h内）

图3 地下水温度变化特征（1d24h内）

据图4、图5分析地下水半年变化特征可知，数据为2012年9月20日至2013年3月20日，地下水水位变幅总体是逐渐变小，9～11月份暴雨洪流入渗补给，径流量增大,径流补给增强，水位逐渐抬升，形成高水位期。暴雨洪流结束后，每年11月份和次年3月份地下水位持续下降，形成低水位期。地下水水温与气候条件变化相一致。

图4 地下水位变化特征线（半年）

2.3 在地下水资源评价中的应用

本次勘察工作区地貌为四周高，中部低的盆状，地下水向汉水泉一带汇集后，最后以蒸发以及植被蒸腾的方式进行排泄。若按照一般的蒸发计算公式计算排泄量，需要取得潜水蒸发系数，该系数一般是要进行专门的试验进行，而大部分地下水找水项目基本未开展该专门试验，都是利用经验值来计算，计算的误差较大，可靠性不高。

根据勘察区的实际情况，为了获取排泄法计算所需蒸发强度及潜水蒸发系数相关参数，在勘察区内地下水潜埋带下入自动水位检测仪，按1～3m,3～5m分区，分别观测库木苏洼地及汉水泉洼地浅层地下水水位日变幅，采用以下计算公式：

式中：Q蒸发、蒸腾——潜水蒸发蒸腾量，104m3/a；

F——不同埋深区面积，km2，水位埋深图上量取；

l——（实测值）Levelogger4实勘察区测潜埋带水位日变幅斜率，1～3m区量取HQJ8浅井、HQJ27浅井的加权平均值；3～5m区量取HQJ7浅井、HQJ65浅井的加权平均值（见图6）；

Hmax1-Hmax2——蒸发期勘察区日最大水位变幅，m，平均值；

μ——（实测值）浅埋带含水层给水度，1～3m区取HQJ8、HQJ27号浅井带观测孔抽水试验计算结果的加权平均值；3～5m区取HQJ8、HQJ65浅井带观测孔抽水试验计算结果的加权平均值；

d——勘察区潜埋带年蒸发变幅周期，d，1～3m区220d，3～5m区取200d（参考《新疆地下水资源调查与评价，董新光、邓铭江主编，2005年》）。

按照本次实测数据计算勘察区内蒸发、蒸腾量后对比潜水蒸发蒸腾量经验系数法与Levelogger4实测法计算结果，前者计算所得比后者略小，但经验系数法取值多为前人经验值误差较大，依照可度量原则，本次均衡计算选取Levelogger4实测法计算结果为最终排泄量。

图5 地下水温度变化特征(半年)

图6 HQJ8浅井Levelogger4实测曲线图

3 结论

总的来说，Levelogger4实测在地下水找水中实际应用很广，一方面操作方便，取得的数据可靠；另一方面，许多在地下水中利用的相关软件均需要地下水位的连续观测数据，大大提高了工作效率以及工作精度。

[1] 陶希东,石培基,李鸣骥.西北干旱区水资源利用与生态环境重建研究[J].干旱区研究，2001（01）.

[2] 曲本泉,陈小桥.单板计算机控制的多线水位检测系统[J].武汉大学学报：工学版，1987（06）.

[3]沈益民，杨绍华，方安良.地震前兆水文数据分形分析及应用[C]//计算机在地学中的应用国际讨论会论文摘要集，1991.

[4] 柯小干.水位采集与远程传输系统的研究[D].河海大学，2003.

[5]肖朝明.渗流水位空间变异性分析的分形估值方法[D].北京林业大学，2004.

[6]樊自立,马映军.干旱区水资源开发及合理利用的几个问题[J].干旱区研究，2000（03）.

[7]陶月赞，姚梅.地下水渗流力学的发展进程与动向[J].吉林大学学报：地球科学版，2007（02）.

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1004-5716(2015)04-0164-03

2014-03-25

2015-01-08

郑勇（1983-），男（汉族），四川南部人，工程师，现从事水文地质、工程地质、环境地质工作。