地下水类型与岩土体渗透等级划分坡地地形阻力系数水文地质参数试验方法.docx

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地下水类型与岩土体渗透等级划分坡地地形阻力系数水文地质参数试验方法

附录A地下水类型与岩土体渗透等级划分

A.0.1地下水类型宜按表A.0.1划分。

表A.0.1地下水类型

地下水类型

特征

包气带水

孔隙水

包括非孔隙水饱和带水、毛细水、上层滞水等

裂隙水

岩体裂隙带垂直入渗过程中的水

岩溶水

溶隙和溶洞带垂直入渗过程中的水

潜水

孔隙水

存在于土的孔隙中，分布范围较大的，有统一水面的无压地下水

裂隙水

存在于岩体裂隙中，分布范围较大的，有统一水面的无压地下水

岩溶水

存在于溶洞和溶隙中，分布范围较大的，有统一水面的无压地下水.

承压水

孔隙水

存在于土的孔隙中，分布范围较大的层，有压地下水

裂隙水

存在于岩体裂隙中的有压地下水

岩溶水

存在于溶洞和溶隙中的有压地下水

A.0.2岩土体渗透等级宜按表A.0.2-1和A.0.2-2划分。

表A.0.2-1岩体渗透性等级

等级

透水率q（Lu）

岩体特征

极微透水

q＜0.1

完整，裂隙等价张开度＜0.025mm

微透水

0.1≤q＜1

裂隙等价张开度0.025～0.05mm

弱透水

1≤q＜10

裂隙等价张开度0.05～0.1mm

中等透水

10≤q＜100

裂隙等价张开度0.1～0.5mm

强透水

q≥100

裂隙等价张开度0.5～2.5mm

极强透水

裂隙等价张开度＞2.5mm，连通孔洞

注：

Lu—透水率，为1MPa压力下，每米试段的平均压入水量，以L/min计。

表A.0.2-2土体渗透性等级

等级

渗透系数k（cm/s）

土类

极微透水

k＜10-6

黏土

微透水

10-6≤k＜10-5

黏土～粉土

弱透水

10-5≤k＜10-4

粉土，含细粒土砂

中等透水

10-4≤k＜10-2

砂土，含砂砾石

强透水

10-2≤k＜100

砾石，卵石

极强透水

k≥100

均匀的漂砾

附录B坡地地形的阻力系数

B.0.1未设置截水帷幕时，坡地地形不同分段的阻力系数可按式（B.0.1-1）～（B.0.1-4）计算（图B.0.1所示）。

渗流进口与出口分段：

（B.0.1-1）

内部垂直分段：

（B.0.1-2）

内部水平分段：

，若

＜0，

取0（B.0.1-3）

内部倾斜分段：

（B.0.1-4）

a）进口与出口段

b）垂直段

c）内部水平段

d）内部倾斜段

图B.0.1不同渗流分段

B.0.2当含有多层土时，土层的计算总厚度T应按式（B.0.2）计算。

（B.0.2）

式中：

T——土层的计算总厚度；

Tj——第j层土的计算厚度；

T’——结构物底板所在土层的厚度；

kj——第j层土的渗透系数；

k’——结构物底板所在土层的渗透系数；

j——土体层数，j=1,2,…,n。

B.0.3当截水帷幕未进入相对弱透水层时，各分段的阻力系数按B.0.1条计算确定；当截水帷幕进入相对弱透水层，宜进行渗流分析；也可按B.0.4条计算截水帷幕段的等效渗透系数ξ0，以ξ0替换进、出口段的阻力系数，其余内部水平段、内部垂直段及内部倾斜段的阻力系数按B.0.1条计算。

B.0.4当截水帷幕进入相对弱透水层时（图B.0.4-1所示），其渗流进、出口段的阻力系数ξ0可按式（B.0.4-1）～（B.0.4-2）计算。

（B.0.4-1）

其中K、K’为完全椭圆积分，

值可按表B.0.4查得，也可从图B.0.4-2中查得，λ按式（B.0.4-2）计算：

（B.0.4-2）

式中：

——止水帷幕进入不透水层的深度（m）；

——不透水土层的厚度（m）。

图B.0.4-1止水帷幕进入不透水层

表B.0.4进、出口段阻力系数

λ2

K/K’

λ2

K/K’

λ2

K/K’

λ2

K/K’

0.001

0.325

0.220

0.752

0.520

1.018

0.820

1.397

0.002

0.350

0.230

0.763

0.530

1.028

0.830

1.416

0.003

0.366

0.240

0.775

0.540

1.037

0.840

1.439

0.004

0.379

0.250

0.781

0.550

1.047

0.850

1.462

0.005

0.389

0.260

0.794

0.560

1.057

0.860

1.484

0.006

0.398

0.270

0.800

0.570

1.066

0.870

1.511

0.007

0.407

0.280

0.806

0.580

1.076

0.880

1.538

0.008

0.413

0.290

0.820

0.590

1.087

0.890

1.567

0.009

0.420

0.300

0.826

0.600

1.098

0.900

1.600

0.010

0.426

0.310

0.833

0.610

1.107

0.910

1.634

0.020

0.472

0.320

0.840

0.620

1.117

0.920

1.672

0.030

0.503

0.330

0.855

0.630

1.129

0.930

1.718

0.040

0.526

0.340

0.862

0.640

1.140

0.940

1.770

0.050

0.546

0.350

0.870

0.650

1.151

0.950

1.828

0.060

0.565

0.360

0.877

0.660

1.163

0.960

1.901

0.070

0.581

0.370

0.885

0.670

1.174

0.970

1.992

0.080

0.599

0.380

0.893

0.680

1.186

0.980

2.123

0.090

0.613

0.390

0.901

0.690

1.199

0.990

2.347

0.100

0.625

0.400

0.909

0.700

1.211

0.991

2.381

0.110

0.637

0.410

0.917

0.710

1.224

0.992

2.421

0.120

0.649

0.420

0.926

0.720

1.238

0.993

2.463

0.130

0.662

0.430

0.935

0.730

1.250

0.994

2.513

0.140

0.676

0.440

0.943

0.740

1.264

0.995

2.571

0.150

0.685

0.450

0.952

0.750

1.279

0.996

2.639

0.160

0.694

0.460

0.962

0.760

1.294

0.997

2.732

0.170

0.704

0.470

0.971

0.770

1.311

0.998

2.865

0.180

0.714

0.480

0.980

0.780

1.326

0.999

3.077

0.190

0.725

0.490

0.990

0.790

1.342

0.200

0.735

0.500

1.000

0.800

1.361

0.210

0.746

0.510

1.009

0.810

1.377

λ2

图B.0.4-2进口段阻力系数

附录C水文地质参数试验方法

C.1同位素流速测井试验

C.1.1测井断面宜布置在山前冲洪积倾斜平原具有代表性地带。

C.1.2按测井方案施工测井，同位素流速测井孔径宜为50mm～300mm。

C.1.3试验时应测定钻孔位置、测量井径、井深、水位埋深等，并填写流速测井调查表C.1.3。

表C.1.3流速测井调查表

井孔编号

井深

（m）

水位

埋深（m）

滤水管

内径（mm）

滤水管

外径（mm）

井径（mm）

滤水管

类型

含水层

岩性

水层厚度（m）

见岩

情况

室内

野外

C.1.4测井试验应符合下列要求：

1每2m宜划分1个测段，多个含水层或含水层厚度很大时可布置多个测段；

2根据放射性同位素出厂时的放射性强度，用放射性同位素衰减公式计算对应测段的投放量，用投源器投放到待测的测段，并用搅拌器上下拉动使示踪剂均匀分布；

3每0.5m一个测点，每个测段5个测点，逐点用探测器测量放射性计数率随时间的变化，每个测点观测5次以上读数，投示踪剂投放前应测定环境放射性计数率；

4绘制t-lgN半对数曲线，当t-lgN曲线上测点位于同一直线并随时间递减时测试数据有效；

5流速测试完成后采用定向瞄准探测器测定流向，每旋转45o测一次，对于疑似流向的方位每10o加密读数，极坐标上玫瑰图的最大计数率方位为地下水流向；

6由t-lgN曲线斜率计算平均渗透流速；

7测井位置的单宽流量，当整个含水层厚度上都有测点时，流速乘以对应的厚度，当深度上有效数据不完整时，取岩性相同测点的流速平均值乘以厚度；

8地下水侧向补给量按下列方法确定：

1）测定地下水流向和确定垂直于地下水流向的过水断面；

2）确定测井渗透流速和流向所能表征的断面长度；

3）计算不同过水断面的侧向流量，计算整个地带地下水的侧向补给量。

C.2压水试验

C.2.1压水试验适用于渗透性较差的地层。

应随钻孔的加深自上而下采用单栓塞分段隔离试验。

岩石完整、孔壁稳定的孔段，单独试验可采用双栓塞分段。

C.2.2试验段长度宜为5m。

断层破碎带、裂隙密集带等孔段，应根据具体情况确定试段长度。

相邻试段应相互衔接，不应漏段。

C.2.3稳定压力下每1min～2min测读一次压入流量，当流量无持续增大趋势，且5次读数中最大值与最小值之差小于10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，取最终值作为计算值。

C.2.4整理试验资料，校核原始记录、绘制p-Q曲线、确定p-Q曲线类型和计算试验段透水率等。

C.2.5绘制p-Q曲线采用统一比例尺，纵坐标（Q轴）1mm代表0.01MPa，横坐标（Q轴）1mm代表1L/min。

图上各点应标明序号，升压阶段用实线、降压阶段用虚线依次相连。

C.2.6试验p-Q曲线类型根据升压阶段p-Q曲线的形状以及降压阶段p-Q曲线之间的关系确定。

p-Q曲线类型划分及曲线特点可按表C.2.6确定。

表C.2.6p-Q曲线类型及曲线特点

类型

A（层流）型

B（紊流）型

C（扩张）型

D（冲蚀）型

E（充填）型

p-Q曲线

曲线特点

升压曲线为过原点的直线，降压曲线与升压曲线基本重合

升压曲线凸向Q轴，降压曲线与升压曲线基本重合

升压曲线凸向p轴，降压曲线与升压曲线基本重合

升压曲线凸向p轴，降压曲线与升压曲线不重合，呈顺时针环状

升压曲线凸向Q轴，降压曲线与升压曲线不重合，呈逆时针环状

注：

曲线中第4点与第2点、第5点与第1点的流量值绝对差小于1L/min或相对差小于5%为基本重合。

C.2.7试验段透水率采用第三阶段的压力值（p）和流量值（Q）按下式计算。

q=Q/（pL）（C.2.7）

式中：

q——透水率（吕荣值Lu）；

Q——压入流量（L/min）；

p——作用于试段内的全压力（MPa）；

L——试段长度（m）。

C.2.8岩土体渗透系数按下列方法确定：

1试验段位于地下水位以下，透水性较小（q<10Lu）、p-Q曲线为A（层流）型时，渗透系数可按下式计算：

（C.2.8）

式中：

Q'3——压入流量（m3/d）；

H'——试验水头（m）；

L——试段长度（m）；

r0——钻孔半径（m）。

2试验段位于地下水位以下，透水性较小、p-Q曲线为B（紊流）型时，可根据第一阶段换算成水头值的压力和流量用式（C.2.8）近似地计算渗透系数。

C.3无截水帷幕抽水试验

C.3.1地层渗透性较大时，宜采用抽水试验测定渗透系数。

抽水试验可采用单孔稳定流抽水试验，同一个场区内的抽水试验孔数不应少于3个。

C.3.2抽水试验孔可利用勘探孔，同一个场区内抽水试验组数不得少于两组，在两个抽水试验孔之间宜布设2个～3个观测孔，并应符合下列规定：

1孔径应满足抽水设备、出水量及水位降深的要求，且孔径一致；

2孔的垂直度偏差为1%；

3试验前应进行清水洗孔，禁止使用泥浆或将泥块投入孔内造浆。

C.3.3抽水前应每30min观测一次静止水位，2h内变幅不大于20mm为稳定。

C.3.4抽水试验降深应符合下列规定：

1同一含水层试验应进行三次降深，测压管内测得各次降深间的差值宜相等；

2单孔抽水试验的最小降深值S1不应小于0.5m，多孔抽水试验最小降深值S1应保证最远的观测孔水位降深不小于0.1m，或相邻观测孔的降深差不小于0.2m；

3抽水试验的降深顺序，对于松散层中的孔隙含水层宜从小到大且循序渐进，对于基岩裂隙含水层以及粗颗粒的松散层宜从大到小进行。

C.3.5稳定流抽水试验观测应符合下列规定：

1抽水开始后的第5min、10min、15min、20min、30min、40min、50min、60min宜各观测一次水位和出水量，以后每隔30rnin观测一次；

2水位和水量的稳定延续时间，单孔抽水试验不应少于4h，多孔抽水试验最远观测孔的水位稳定时间不应少于8h。

C.3.6抽水试验结束后应立即观测恢复水位，观测时间为1min、3min、5min、10min、15min、30min，以后每隔30min观测一次，直至恢复静水位为止。

C.3.7潜水含水层单孔完整井（图C.3.7）的渗透系数应按下式计算：

（C.3.7）

式中：

Q——涌水量（m3/d）；

S——水位降深（m）；

r0——钻孔半径（m）；

R——影响半径（m）；

H——含水层厚度（m）。

图C.3.7潜水含水层单孔完整井渗透系数计算示意

C.3.8按涌水量计算渗透系数时宜根据恢复水位资料按下式确定，并将计算结果与按式（C.3.7）抽水试验计算的结果对比：

=

（C.3.8-1）

k=T/H（C.3.8-2）

式中：

T——导水系数（m2/h）；

Q——涌水量（m3/d）；

i——S'-（1+tp/t'）关系曲线的斜率，其中S'为剩余降深（m），tp为抽水延续时间（h），t'为水位恢复时间（h）。

C.3.9影响半径可按表C.3.9中相关公式计算确定。

表C.3.9影响半径计算公式

试验类型

公式

适用条件

多孔抽水

承压水：

两个观测孔

潜水：

两个观测孔

单孔抽水

K改为k

承压水；

概略计算

K改为k

潜水；

概略计算

K改为k

潜水：

完整孔

K改为k

潜水：

非完整孔

K改为k

承压水：

概略计算

注：

S1、S2为各观测孔水位降深（m）；r1、r2为各观测孔至抽水孔的距离（m）；t为时间（d）；μ为潜水含水层的给水度；λ为水力坡降；H为含水层厚度（m）；k为渗透系数（m/d）；Q为涌水量（m3/d）。