為快速評(píng)價(jià)海水入侵區(qū)不同埋深地層滲透性,減少實(shí)施常規(guī)水文地質(zhì)試驗(yàn)對(duì)存在污染含水層的擾動(dòng),提出利用振蕩試驗(yàn)技術(shù)確定濱海地層滲透系數(shù)。室內(nèi)海水入侵砂槽物理模型中實(shí)施了注水式振蕩試驗(yàn),在人工潛水含水層和承壓含水層中同步監(jiān)測(cè)了試驗(yàn)主井和相鄰觀測(cè)井中水位響應(yīng);龍口海水入侵區(qū)地下水分層監(jiān)測(cè)井中實(shí)施了提水式和注水式振蕩試驗(yàn);利用配線法計(jì)算了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中目標(biāo)地層滲透系數(shù)。結(jié)果表明:海水入侵砂槽物理模型中實(shí)施振蕩試驗(yàn)為濱海含水層現(xiàn)場(chǎng)利用振蕩試驗(yàn)確定不同埋深含水層滲透系數(shù)提供了重要經(jīng)驗(yàn);相比于提水式振蕩試驗(yàn),注水式振蕩試驗(yàn)更易于實(shí)施,激發(fā)方式（提水和注水）的不同并沒(méi)有對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成明顯的影響;利用振蕩試驗(yàn)在非常短時(shí)間內(nèi)（單井水位恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)大部分少于5 min）確定了龍口海水入侵區(qū)重要監(jiān)測(cè)斷面上不同埋深含水層滲透系數(shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 

【文章來(lái)源】：水利學(xué)報(bào). 2020,51(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：14 頁(yè)

【部分圖文】：

海水入侵砂槽物理模型（c）山東龍口砂樣采集

主井不同注水量條件下水位初始上升高度約12.6cm、23.3cm和29.4cm，此時(shí)觀測(cè)井中水位上升幅值分別約為2.2cm、4.3cm和5.0cm。當(dāng)在潛水含水層中進(jìn)行振蕩試驗(yàn)時(shí)，測(cè)試主井不同注水量條件下水位初始上升高度約7.9cm、15.8cm和24.7cm，未監(jiān)測(cè)到觀測(cè)井中水位對(duì)測(cè)試主井中水位變化有明顯響應(yīng)，主要原因是潛水測(cè)試井中注水體積較孝觀測(cè)井中水位受到的干擾較大。2.3仿真含水層滲透特性分析當(dāng)3#作為測(cè)試井1#作為觀測(cè)井時(shí)，基于Dai和Zhou推導(dǎo)的模型［17］，測(cè)試井和觀測(cè)井中無(wú)量綱實(shí)測(cè)水位變化與標(biāo)準(zhǔn)曲線匹配結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4（圖中α為無(wú)量綱貯水系數(shù)，w0為測(cè)試井或觀測(cè)井中水位變化初始值（最大值），t為時(shí)間，T為含水層導(dǎo)水系數(shù)，rc為測(cè)試井套管半徑），含礫粗砂承壓含水層滲透系數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2（表中貯水系數(shù)S=αr2cr2s，rs為測(cè)試井花管半徑；滲透系數(shù)K=T/M，T為含水層導(dǎo)水系數(shù)，M為目標(biāo)含水層厚度）。注水量/L1.02.03.0配線井位3#1#3#1#3#1#貯水系數(shù)S1.0×10-21.0×10-31.0×10-21.0×10-31.0×10-21.0×10-4滲透系數(shù)K/（m/d）40.540.532.419.4430.3812.15圖41#觀測(cè)井中無(wú)量綱水位變化配線結(jié)果（a）3#注水量1.0L（b）3#注水量2.0L（c）3#注水量3.0L表2振蕩試驗(yàn)確定砂槽物理模型中承壓含水層水文地質(zhì)參數(shù)——1238

當(dāng)4#作為測(cè)試井時(shí)，測(cè)試井中無(wú)量綱水位變化與標(biāo)準(zhǔn)曲線匹配結(jié)果見(jiàn)圖5，基于Bouwer&Rice模型［6］，細(xì)砂潛水含水層滲透系數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。潛水含水層滲透系數(shù)明顯小于承壓含水層滲透系數(shù)，符合對(duì)應(yīng)含水層介質(zhì)的滲透特性，由于同期觀測(cè)井中并未明顯監(jiān)測(cè)到水位變化，故僅通過(guò)測(cè)試主井實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算潛水含水層滲透系數(shù)。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，砂槽模型中含礫粗砂（山東龍口海水入侵區(qū)采集）構(gòu)成的人工承壓含水層滲透系數(shù)為40.5m/d（最小注水量分析結(jié)果），細(xì)砂構(gòu)成的人工潛水含水層滲透系數(shù)為18.88m/d（最小注水量分析結(jié)果）。無(wú)論在承壓含水層中或潛水含水層中實(shí)施振蕩試驗(yàn)，隨著注入含水層測(cè)試井中水量增加，實(shí)驗(yàn)計(jì)算的含水層滲透系數(shù)值逐漸減小，主要原因是砂槽物理模型寬度只有0.6m（監(jiān)測(cè)井距離兩側(cè)隔水邊界僅0.3m），隨著注水量的增加實(shí)驗(yàn)過(guò)程中振蕩傳播的半徑到達(dá)砂槽物理模型側(cè)向邊界時(shí)，隔水邊界的存在導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果誤差增加。大型海水入侵砂槽物理模型主要功能是用于模擬潮汐和海平面上升對(duì)海水入侵的影響機(jī)理，實(shí)施海水入侵砂槽模擬實(shí)驗(yàn)之前需要對(duì)潛水含水層和承壓含水層滲透系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，抽水試驗(yàn)受模型圖54#測(cè)試井中水位變化擬合結(jié)果（a）注水量0.5L（b）注水量1.0L（c）注水量1.5L注水量/L0.51.01.5配線井位4#4#4#距離內(nèi)陸邊界距離/m2.02.02.0滲透系數(shù)K/（m/d）18.8812.879.31表3振蕩試驗(yàn)確定砂槽物理模型中潛水含水層滲透系數(shù)——1239

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氣壓式振蕩試驗(yàn)確定地層滲透系數(shù)適宜性[J]. 戴云峰,劉九夫,閔星,林錦,韓江波,柳鵬,李兆峰,孫曉敏.  水科學(xué)進(jìn)展. 2018(03)
[2]振蕩試驗(yàn)確定傾斜承壓含水層水文地質(zhì)參數(shù)[J]. 戴云峰,周志芳,趙燕容,吳蓉.  水科學(xué)進(jìn)展. 2015(02)
[3]裂隙巖體滲透張量的特征值擾動(dòng)分析[J]. 周志芳,莊超.  水利學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]巖土體滲透性參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J]. 周志芳,王仲夏,曾新翔,楊建,陳衛(wèi)東.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2008(06)
[5]斯拉格試驗(yàn)技術(shù)與理論研究綜述[J]. 蘇銳,王駒,郭永海,周佳.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2007(S2)



本文編號(hào)：3315776