迭代法求水文地質參數的意義是什麼

① 計算機求解水文地質參數的方法和步驟

在這一章中，我們將通過編制計算程序通過計算機實現水文地質參數的計算，比如上一節的泰斯公式計算含水層參數，將通過編制計算程序來直接把非穩定流抽水試驗資料代入泰斯公式的級數表達式中求解水文地質參數，徹底解放手工勞動，使水文地質參數的計算實現批量化、自動化。不但省去了大量的手工工作，方便、快捷，而且只要計算程序無誤、錄入原始數據准確，計算結果是絕對可靠的。退一步講，即使錄入的原始數據有誤，因為原始數據是通過數據文件輸入計算程序的，也是容易檢查、便於糾正、方便重新運行程序輸出計算結果的。

計算機求解水文地質參數一般經過下面的幾個步驟：

（1）整理抽水試驗原始資料，錄入試驗數據：把抽水試驗現場記錄的原始資料整理、分析，全部錄入計算機，繪製成相應的表格、曲線。

（2）選擇合適的計算公式：按照含水層是否承壓、抽水試驗主孔的性質（完整井、非完整井）、是否有觀測孔及觀測孔的個數、抽水試驗是否呈穩定狀態等條件，選擇合適的計算公式。

（3）編制計算程序：以已選用的計算公式為核心、以抽水試驗原始數據為依據，編制計算程序。

（4）錄入計算程序配套的表格數據：這里不是指抽水試驗的原始數據，而是不受抽水試驗影響的、計算公式中需要查表獲取的某些理論數據或經驗數據，例如「1.6承壓含水層穩定流單孔抽水試驗計算K值」與「1.7潛水含水層穩定流單孔抽水試驗計算K值」中均用到的表1-6-1「根據單位涌水量確定影響半徑R經驗值一覽表」，需要在計算程序運行前就事先錄入計算機、等待調用。

（5）檢驗程序計算結果的正確性：用已知計算結果的抽水試驗資料代入程序進行計算，檢驗程序的計算結果是否正確。

（6）把抽水試驗數據按計算程序調用的格式編輯成數據文件，並用計算程序調用的名稱存檔。

（7）運行程序進行計算。

本章中，除了像泰斯公式計算含水層參數這樣的較復雜計算之外，對幾個用計算器就可以計算的簡單的求參公式，也編制了簡單的計算程序、給出了例題及計算結果供讀者練習之用，目的是用最簡單的計算作為開頭，使讀者先嘗試到成功的喜悅，增添學習的興趣和信心，為後面的復雜計算奠定基礎。

② 基本的水文地質參數有哪些

水文地質參數，反映含水層或透水層水文地質性能的指標。如滲透系數、回導水系數、水位傳導系數、壓力傳答導系數、給水度、釋水系數、越流系數等，都是基本的水文地質參數。水文地質參數是進行各種水文地質計算時不可缺少的數據。一般是通過勘探試驗測求水文地質參數。滲透系數，又稱水力傳導系數，是水力坡度為1時，地下水在介質中的滲透速度。為表徵介質導水能力的重要水文地質參數。滲透系數不僅與介質性質有關，還與在介質中運動的地下水的粘滯系數、比重及溫度等物理性質有關。根據達西定律：V＝－KH／I式中，V為滲透速度；H為地下水水頭；I為滲透距離；K為介質的滲透系數，量綱為（L／T）。其與滲透率的關系為K＝r

③ 水文地質參數系列的建立

確定正確可靠的參數，是進行地下水資源計算的關鍵問題之一。本次要求的目的是補充完善和深入研究水文地質參數獲取的技術方法，水文地質條件變化較大區段的各種水文地質參數獲取方法和數據做重點研究。本次調查主要補充部分單井穩定流抽水試驗、孔組非穩定流抽水試驗、河渠滲漏試驗、井灌回滲試驗、示蹤試驗等獲取水文地質參數的方法要求。

計算中的主要水文地質參數有降水入滲系數、給水度、河渠水滲漏系數、灌溉水回滲系數、潛水蒸發極限臨界深度、含水層和弱透水層的滲透系數和儲水系數以及越流系數等。

具體技術要求按 GWI-A4 執行。

④ 常用水文地質參數的類型

1.滲透系數K

根據達西定律,滲透系數是水力坡度等於1時的滲透流速。對於具體工程,土層的滲透系數關繫到降水設計方案的選擇、水位降深的大小及基坑涌水量的大小,影響到降水時間的長短及工期。滲透系數選取正確與否直接關繫到降水的成敗,該參數是基坑降水設計中最重要的水文地質參數之一。土層的滲透系數可由岩土工程勘察報告提供。對於勘察報告中沒有提供該參數或提供的參數未經試驗取得,對一些中小工程,可採用經驗值;對於一些重大工程,應進行水文地質補充勘察、試驗,來確定水文地質參數。

影響滲透系數主要因素為滲透流體和土的顆粒大小、形狀、級配以及密度。滲透流體的影響主要是粘滯度,而粘滯度又受溫度影響。溫度越高,粘滯度越低,滲流速度越大。

土顆粒的影響是顆粒越細,滲透性越低;級配良好的土,因細小顆粒充填在大顆粒的孔隙中,減小孔隙了尺寸,從而降低滲透性。土的密度增加,孔隙減小,滲透性也會降低。

影響粘性土滲透性的主要因素為顆粒的礦物成分、形狀和結構(孔隙大小和分布)。粘土顆粒的形狀為扁平的,有定向排列作用,因此滲透性具有顯著的各向異性性質。層狀粘土水平方向的滲透性往往遠大於垂直方向;而黃土和黃土狀土,由於垂直大孔隙發育,其中的垂直方向的滲透性大於水平方向。

2.降水影響半徑R

根據裘布依理論,井點系統開始抽水後,地下水位圍繞抽水井形成了降落漏斗。隨著抽水時間的延長,地下水流出現相對穩定狀態,降落漏斗的曲線逐漸向外擴大直至達到穩定。在距離降水井距離為R的地方,觀測不到地下水位的變化,該穩定的降落漏斗的半徑即為降水影響半徑R。

當要求計算精度不高時,可採用經驗值或經驗公式計算。對計算精度要求較高的工程應採用現場抽水試驗的方法確定降水影響半徑。

3.給水度μ

給水度表示潛水含水層的釋水能力,它表示單位面積的含水層當潛水面下降一個單位長度時,在重力作用下所能釋放出的水量。給水度大,說明含水層能夠釋放的水量大,反之則小。

給水度大小與含水層岩性有關。鬆散沉積物含水層的顆粒粗、大小均一,則給水度大;反之,顆粒細、大小不均,則給水度小。

在基坑降水設計計算中,給水度可採用經驗值。對重要工程可採用室內實驗、室外抽水試驗來確定該值。

4.貯水系數S

貯水系數S(或彈性給水度μ^*)是指承壓含水層的測壓水位下降或上升1個單位時,單位水平面積的含水層(厚度為M)釋出或存儲的水的體積稱之為貯水系數。無量綱。

5.導水系數T

導水系數是表示含水層導水能力的大小的參數,它是滲透系數與含水層厚度的乘積。

6.導壓系數α

壓力傳導系數是表示水壓力向四周擴散、傳遞的速率,為導水系數與貯水系數的比值。貯水系數、導水系數可由現場抽水試驗確定。

滲透系數和降水影響半徑是進行穩定井流計算的主要水文參數,進行非穩定流計算則需用到貯水系數、給水度、導水系數。

⑤ 急！！水文地質參數在各行業中的用途！！

水文地質學是研究地下水補給、徑流、排泄等運動規律的學科，1856年，法國水回利學家達西（Darcy）發現了達答西定律，Q=2.73KMS/log(R/r)，奠定了水文地質學的基礎。達西定律是計算礦坑（井）涌水量的主要公式。水文地質參數主要有滲透系數K，單位涌水量q，導水系數T，影響半徑R等，在礦床水害治理、供水水文地質、環境地質、水利建設、工程等方面有廣泛的應用。一般由穩定流和非穩定流理論求得，有了上述參數，可以預測礦坑涌水量，水源井的涌水量，以及水源井之間的間距等。用不同的方法計算出的參數可能不同，一般情況下，穩定流法求得的滲透系數偏大，非穩定流法求得的滲透系數偏小或接近真實，但有一個原則就是，在做水害防治時，要知道參數偏大為好，而作為供水水源地預測涌水量時，參數是可以偏小些的。請指正。

⑥ 估算水文地質參數

(一)泥質含量計算

含水層含水量預測綜合物探技術

式中:GR、GR_min、GR_max分別為實測、純砂岩和純泥岩的自然伽馬測井值。

其值對V_sh作非線性校正:

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式中:C為非線性校正系數(Hilchie指數)，當地層為老地層時取值2，當地層為古、新近系地層時取值3.7;V_sh'為非線性校正後的泥質含量。

(二)確定孔隙度

粒間孔隙度就是通常所說的有效孔隙度，通常利用孔隙度測井方法(包括密度測井、聲波測井和電阻率測井)確定。

(1)對泥質砂岩來說，密度測井響應方程為

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式中:DEN為密度測井值;ρ_φ、ρ_sh、ρ_ma分別為孔隙流體、泥質和石英的體積密度;φ、V_sh、V_ma分別孔隙度、泥質和石英的相對體積。

由上式可得孔隙度φ:

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(2)對聲波測井來說，有

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式中:Δt為聲波時差測井值;Δt_φ、Δt_sh、Δt_ma分別為孔隙流體、泥質和石英的聲波時差。

由上式可得孔隙度φ:

1)利用聲波時差確定孔隙度時，對非壓實或疏鬆地層需進行壓實校正，其中H為深度，CP為校正壓實系數，CP=1.68-0.0002×H。

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2)若考慮泥漿影響時，則按以下公式計算孔隙度:

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(3)電阻率測井

當岩石含100%飽和流體時，若孔隙流體的電阻率為R_f，岩石的電阻率為R_t，雖然R_f的變化引起R_t的變化，但它們的比值R_t/R_f卻總保持不變(保持常數F)，該比值稱為地層因素F。

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該比值與孔隙流體的電阻率無關，與岩性、孔隙度以及孔隙結構、膠結物等因素有關。有如下關系式:

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式中:a為比例系數，與岩性有關;m為膠結系數，與岩石結構及膠結程度有關。

由上式得到

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(三)地下水電阻率計算

地下水電阻率計算通常包括視地下水法、徑向比值法和自然電位測井法，以下為各方法的計算原理。

(1)視地下水法

阿爾奇公式:

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式中:R_t為地層電阻率;R_w為地下水電阻率;φ為孔隙度;S_w為含水飽和度;n為飽和度指數;m為膠結系數，與岩石結構及膠結程度有關;在完全含水地層上R_t=R_o(R_o為完全含水地層電阻率)，S_w=1。

於是

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阿爾奇公式適合於純砂岩，考慮到有些含水層含一定泥質，此時，飽和度方程應選用泥質砂岩模型，例如:Simandoux(1963)模型和Fertl等(1971)模型，在完全含水地層上有Simandoux公式:

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Fertl公式:

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式中:R_sh為泥質電阻率，可以用純泥岩電阻率代替。

(2)徑向比值法

徑向比值法計算地下水電阻率主要考慮沖洗帶含水飽和度、電阻率以及泥漿濾液電阻率等因素。

沖洗帶含水飽含度S_xo為

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又有 與以上式相除得

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式中:R_xo為沖洗帶電阻率;R_mf為泥漿濾液電阻率;S_xo為含水飽和度。

在完全含水地層上S_xo=S_w，R_t=R_o因此:

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(3)自然電位測井法

自然電位測井法計算地下水電阻率主要考慮井中擴散吸附電動勢，地下水泥漿礦化度等因素。

井中擴散吸附電動勢可表示為

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式中:C_w，C_m分別為地下水，泥漿礦化度;E_da為擴散吸附電動勢;K_da為擴散吸附電動勢系數。

滿足:

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在理論上，地下水等效電阻率R_we與C_w之間成反比關系，泥漿濾液電阻率R_mfe與C_m之間成反比關系，所以有

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式中:U_SSP=E_da稱為靜自然電位，可以通過自然電位U_SP校正得到U_SSP，(4-18)式便是自然電位測井確定地下水電阻率R_w的理論依據。

(四)地下水礦化度計算

地下水分為淡水、鹹水和鹵水。地下水電阻率的大小直接反映含水層水的礦化度。利用水文測井資料估算的地下水礦化度，有助於評價含水層水的質量。地下水礦化度，是評價含水層水質的一個重要指標^［8］。一般通過自然電位測井和地層電阻率求得。

(1)自然電位測井法

自然電位測井計算地下水礦化度的公式是

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式中:C_mf為泥漿濾液礦化度。

(2)由地層水電阻率R_w換算礦化度

礦化度與R_w之間有如下關系:

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式中:P為地下水的礦化度，10^-6。

(五)計算滲透率

絕對滲透率是岩石中只有一種流體時測量的滲透率，常用k表示。絕對滲透率只與岩石孔隙結構有關，而與流體性質無關。

目前國內外廣泛應用孔隙度φ和吸附水飽和度S_wb統計它們與滲透率的關系，所建立的經驗方程一般有如下形式:

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式中:C、x、y為地區經驗系數。

應用孔隙度、吸附水飽和度參數也可以計算含水層的滲透率。計算滲透率的經驗公式可借用石油測井的公式:

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(六)計算吸附水飽和度

岩石中的水包括:①重力水:可以自由流動的水;在有條件下流動的水。②吸附水:吸附在岩石顆粒表面的水;滯留在微小毛細管中的水。吸附水飽和度S_wb是描述地層特性的一個非常重要的參數。它對於確定儲層含水飽和度S_w、含水率、油水相對滲透率K_ro，K_rw等方面有重要意義。影響吸附水飽和度的因素很多，其主要影響因素有:①泥質含量:含水層中隨泥質增大，吸附水飽和度增大;②細粉砂含量:隨細粉砂含量的增大，岩石顆粒表面的總面積(比面)增大，使吸附水飽和度增大;③粒度中值:隨泥質砂岩粒度中值減小，吸附水飽和度增大;④孔隙度:隨泥質砂岩孔隙度減小，吸附水飽和度增大;⑤滲透率:滲透率對吸附水飽和度是一個綜合影響因素，因為滲透率與孔隙度、粒度中值和泥質含量等有關。

因此，影響吸附水飽和度的因素有泥質含量、孔隙度、粒度中值、粉砂含量、滲透率等。因為吸附水飽和度影響因素多且復雜，很難從理論上直接推導確定吸附水飽和度的測井解釋方程。一般利用岩心分析吸附水飽和度、岩心分析孔隙度、滲透率、粒度中值，測井計算泥質含量等資料統計得到的它們之間的關系式。

確定吸附水飽和度(S_wb)經驗公式:

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如果 ；如果S_wb<15，令S_wb=15，最後S_wb=S_wb/100，則有

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式中:

對於疏散砂岩:

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中等膠結砂岩:

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砂岩:

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式中:M_d為粒度中值;R_wb、R_t、R_xo、R_mf分別為吸附水電阻率、地層電阻率、沖洗帶電阻率、泥漿濾液電阻率;其他符號含義見前面公式。

(七)計算重力水飽和度

孔隙中水以重力水和殘余水兩種形式存在，一部分是有效孔隙中重力水;另外一部分是吸附在泥質顆粒表面和微孔隙中的殘余水(吸附水和微孔隙水)。重力水飽和度越高，指示含水層滲透性越好。如果含水層沒有重力水飽和度，則該地層為非滲透性的隔水層。

在水位以下，重力水飽和度S_wm=S_w-S_wb=1-S_wb。

(八)計算含水量

含水量的含義:岩石所能容納的最大水體積與岩石總體積之比。引入重力水的概念，可動含水量應定義為:岩石所能容納的可動含水體積與岩石總體積之比，基於此定義，計算含水量。假設岩石總體積V為1(相對體積)，則可動含水量Q_wn計算方法如下:

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式中:Q_wn為含水量;φ為孔隙度;V為岩石總體積。

通過上述水文地球物理測井求取水文地質參數方法介紹，對以後地下水勘查工作具有有益的幫助，同時也可以看出，水文地球物理測井的發展方向是對測井資料的深分析、深處理及對新方法、新技術引進及應用分析，使水文地球物理測井能獲取讓地球物理學家和水文地質學家更感興趣的水文地質參數，推動水文地球物理測井工作的進一步發展。

依據以上的工作得到如下的結論:根據潮白河地區和保定地區的地質特點，分別建立了適合該地區的測井資料的含水層判別函數，採用Bayes判別分析對樣本數據的回判率比較高，達到95%以上。