[发明专利]基于稳定流群孔抽水试验确定地下含水层渗透系数的方法

权利要求书

1.一种基于稳定流群孔抽水试验确定地下含水层渗透系数的方法，其特征在于：包括下述步骤：

步骤1，水文地质模型概化：使用现有水文地质勘察方法查明研究区的水文地质条件，并对所述研究区进行模型概化；确定研究区的范围，查明地下水含水系统边界的位置、水文地质性质，查明地下水含水岩组的岩性及空间分布；

步骤2，实施稳定流群孔抽水试验：根据研究区水文地质勘察结果，布置实施稳定流群孔抽水试验；抽水井及观测井需要揭露水文地质单元，抽水井、观测井的数量、布置方式及抽水井的抽水量根据设计要求设定；试验过程中按照相关规范记录每个观测井的降深和抽水井的抽水量；

步骤3，模型建立：将概化后的水文地质模型转换为数学模型；所述数学模型的长度为研究区长度，数学模型的宽度为研究区宽度，含水层厚度按已有抽水井揭露含水层厚度的平均值控制；抽水井、观测井在数学模型中应为其局部坐标系坐标；

步骤4，数学模型计算：根据含水层类型、含水系统边界条件的组合方式，选择相对应的井流公式描述稳定流群孔抽水试验；将抽水井的抽水量及观测井的降深输入渗透系数的求参公式，计算含水层的渗透系数；所述含水层类型包括承压含水层、潜水含水层；

其中，建立稳定流群孔抽水试验的所述井流公式和渗透系数的求参公式步骤为：

步骤4.1,引入如下无量纲变量：

，公式 (1)；

步骤4.2,对于所述承压含水层，基于“双重傅立叶变换”和“分离变量法”，群孔抽水试验稳定流井流公式的通解形式为：

，公式 (2)；

经变形后，承压含水层渗透系数的通解形式为：

，公式 (3) ；

式中，s表示降深，T=H·K表示承压含水层的导水系数，H表示承压含水层的厚度，K表示承压含水层的渗透系数，w表示抽水井或注水井的数量，Q_i表示第i口抽水井或注水井的流量，当Q_i0时表示注水，当Q_i0时表示抽水；x_i和y_i表示第i口抽水井或注水井的位置，x和y表示观测井的位置，L_x和L_y表示含水层的长度和宽度，表示井函数；

步骤4.3,对于所述潜水含水层，在裘布依假设的前提条件下，基于“双重傅立叶变换”和“分离变量法”，群孔抽水试验稳定流井流公式的通解形式为：

，公式(4) ；

式中，h表示潜水含水层的厚度，即潜水面相对于隔水底板的高程差，h₀表示其初始值；

当抽水引起的降深远小于潜水含水层的厚度时，即s≪ h₀时，

，  公式(5) ；

经变形后，潜水含水层渗透系数的表达式为：

，   公式(6)；

所述潜水含水层与所述承压含水层的井函数表达式一致；对于所述潜水含水层或所述承压含水层的边界条件组合为四个定水头边界的情形，井函数为：

，公式(7)；

对于潜水含水层或承压含水层的边界条件组合为一个隔水边界、三个定水头边界的情形，井函数为：

，公式(8)；

对于潜水含水层或承压含水层的边界条件组合为两个隔水边界、两个定水头边界且定水头边界位置相对的情形，井函数为：

,公式(9)；

其中，；

对于潜水含水层或承压含水层的边界条件组合为两个隔水边界、两个定水头边界且定水头边界位置相邻的情形，井函数为：

，公式(10)；

对于潜水含水层或承压含水层的边界条件组合为一个定水头边界、三个隔水边界的情形，井函数为：

,公式(11)；

其中，。