[發明專利]一種確定弱透水層水文地質參數的方法

有效

• 申請號: 201210276528.2
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102809642A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 周志芳;趙燕容;竇智;郭巧娜;田勝
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種確定弱透水層水文地質參數的方法，尤其是一種確定弱透水層傳導系數、滲透系數、貯水率等水文地質參數的方法。

背景技術

隨著城市化的加快，與地下水有關的資源和環境問題日趨嚴重。僅中國長江三角洲，由于地下水超采引起的地面沉降大于200mm的面積已占區域面積的十分之一，其中最大累積沉降量達2.80m，已造成的經濟損失達500億美元；地下水的污染也由上部含水層向深部擴展。所有這些都與含水層系統重要的組成部分弱透水層的水文地質特性密切相關。弱透水層的水文地質參數（如傳導系數、滲透系數、貯水率）不僅對預測、評價和控制地面沉降有重要意義，而且對地下水資源開發、評價和計算以及含水層系統污染物運移規律和熱能傳導規律的研究有著重要的意義。

對于含水層水文地質參數確定方法已有較多研究，大多數為現場抽水（或注水）試驗的方法。然而，相鄰含水層的弱透水層的水文地質參數確定方法研究的卻很少，這一方面是由于我們一直以來認為弱透水層是隔水層或相對隔水層，作為水資源量其貢獻率很小，因此很少專門給予重視和得到必要的研究，時常將弱透水層忽略或者作為一種邊界處理；另一方面也缺少一種有效的原理和方法能用于現場或室內直接確定這些參數。

發明內容

發明目的：本發明基于弱透水層柱體一側水頭降低某一常量條件下弱透水層單位水平面積的流量公式解析解，提出一種確定弱透水層水文地質參數的方法，并結合實驗進行了驗證。這一方法不僅理論嚴密，而且具有實驗裝置及實驗過程簡單、易操作，獲取的參數齊全、精度高等優點。因此有很好的推廣應用價值。

技術方案：一種確定弱透水層水文地質參數的方法，首先，基于土柱試驗模型，推導在弱透水層柱體一側水頭降低某一常量條件下弱透水層單位水平面積的流量公式解析解；然后，給出基于流量隨時間變化的實驗資料，采用配線法確定弱透水層傳導系數、滲透系數和貯水率的方法。

所述土柱試驗模型從下到上依次包括下濾層、試樣段、上濾層、水；所述下濾層上端的弱透水層柱體底端側壁上設有出水管，出水管向上延伸至試樣段以上，出水管的出水口對應一接水容器，且出水口處設有閥門；所述土柱試驗模型上部設有溢流口，且溢流口的高度大于出水口的高度；所述土柱試驗模型最上端設有進水口；所述進水口處設有閥門。

所述基于流量隨時間變化的實驗資料，采用配線法確定弱透水層傳導系數、滲透系數和貯水率的方法，即將記錄的弱透水層的流量Q除以弱透水層柱體橫截面積S，化為單位面積流量q(cm/min)，在與標準曲線相同模的雙對數坐標系中作q~t實測曲線，與標準曲線配線，使兩條曲線重疊最好，任選一匹配點，記下對應的坐標值[q]、和[t]，代入相應公式計算傳導系數a、滲透系數K、貯水率μ。

有益效果：與現有技術相比，本發明所提供的確定弱透水層水文地質參數的方法具有以下優點：

①推得的解析解，理論嚴密，因此方法有嚴格的理論依據；

②實驗裝置及實驗過程簡單、易操作，也可直接取現場原樣土實驗；

③采用配線法確定參數，方法簡單易掌握；

④一次實驗可以同時求得弱透水層傳導系數、滲透系數和貯水率，獲取的參數多；

⑤由于流量測量容易實現且誤差小，由此求得的參數精度高。因此，該方法有很好的推廣應用價值。

附圖說明

圖1為本發明實施例的流程圖；

圖2為本發明實施例的土柱試驗模型；

圖3為截面流量標準曲線；

圖4為截面流量標準曲線；

圖5為本發明實施例的配線法求參原理示意圖；

圖6為本發明實施例的流量計算值與觀測值擬合曲線。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

確定弱透水層水文地質參數的方法，首先，基于土柱試驗模型，推導在弱透水層柱體一側水頭降低某一常量條件下弱透水層單位水平面積的流量公式解析解；然后，給出基于流量隨時間變化的實驗資料，采用配線法確定弱透水層傳導系數、滲透系數和貯水率的方法。

土柱試驗模型從下到上依次包括下濾層、試樣段、上濾層、水；所述下濾層上端的弱透水層柱體底端側壁上設有出水管，出水管向上延伸至試樣段以上，出水管的出水口對應一接水容器，且出水口處設有閥門；所述土柱試驗模型上部設有溢流口，且溢流口的高度大于出水口的高度；所述土柱試驗模型最上端設有進水口；所述進水口處設有閥門。