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分层抽水试验是水文地质勘察中的一项重要技术方法,主要用于获取多层含水层系统中各独立含水层的精确水文地质参数。该方法通过封隔器对钻孔中不同含水层进行隔离,并分层开展抽水与水位监测,可分别测定各层的渗透系数、导水系数等关键参数。与传统混合抽水试验相比,该方法在参数分辨精度方面具有显著提升。
一、适用场景分析
该技术适用于以下典型水文地质条件:
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存在多个水力性质差异明显的含水层,如第四系孔隙含水层与下伏基岩裂隙含水层并存时。
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同一含水层内部非均质性强,渗透性、厚度等参数在空间上变化显著。
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需要精确识别不同地下水补给来源的复杂水文地质单元。
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地热资源勘探中,需对不同深度的热储层进行独立评价。
二、试验步骤概述
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目标层抽水与监测:按规范进行抽水试验(通常采用三次降深,每次稳定时间不少于8小时)。建议采用具备同步监测功能的水位仪(如WH311型),对抽水层的水位降深、水温变化进行连续记录,同时监测相邻非抽水层的水位响应,以分析层间水力联系。
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数据采集与处理:监测数据自动存储,支持导出。应系统分析水位降深-时间曲线、流量-降深关系曲线、水温变化曲线及水位恢复曲线。
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逐层测试与建模:通过调整封隔器位置,依次完成各目标层的测试。对比分析所得参数,为构建水文地质模型提供依据。
三、关键技术环节与设备要求
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止水效果验证:验证封隔器止水效果是保证数据可靠的前提。可采用以下方法:
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数据抗干扰能力:抽水试验环境常存在水力紊流、信号干扰等因素,对监测设备稳定性要求较高。设备选型时可关注以下几方面设计:
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测量原理:采用静压式等直接测量原理的设备,受井内水雾、波动等环境影响较小。
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安装定位:设备应安装于抽水紊流影响范围之外,通常建议固定于泵体上方一定距离。
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信号传输:采用抗干扰能力强的信号传输方式,如4-20mA电流信号,并具备足够的传输距离。
四、监测设备选型参考要点
在进行分层抽水试验设备选型时,可结合具体项目需求,重点关注以下技术指标:
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多参数同步监测:能够同步、一体化监测水位与水温,有助于进行综合水文地质分析。
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测量精度与分辨率:高精度与高分辨率有助于捕捉微弱的水位变化,提升参数计算准确性。
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环境适应性:对于深井或地热井勘察,设备需具备良好的耐温、耐压及防水密封性能。
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数据存储与传输:设备应具备稳定的自动记录功能,足够的存储容量,以及便捷的数据导出方式。
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长期稳定性:设备需保证在长期监测和复杂井孔环境下的工作可靠性。
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