Visual Basic在求承压含水层水文地质参数中的运用

李成龙，高俊义，王 强，周博文

(核工业二○八大队，内蒙古 包头014010)

Visual Basic在求承压含水层水文地质参数中的运用

李成龙，高俊义，王 强，周博文

(核工业二○八大队，内蒙古 包头014010)

在广泛了解求水文地质参数方法研究现状的基础上，结合Visual Basic程序设计理论，用解析法、标准曲线比拟法和直线图解法求承压含水层水文地质参数的原理和程序设计步骤。以鄂尔多斯盆地某地浸砂岩型铀矿床勘查的完整井和非完整井以及稳定流和非稳定流抽水试验资料为依据，分别计算了该矿床含矿含水层的水文地质参数，并对几种方法的计算原理、过程和结果进行了对比分析。

抽水试验;承压含水层;水文地质参数;Visual Basic

抽水试验的分类依据可以是井流状态(稳定流、非稳定流)、水井特征(完整井、非完整井)和井孔数目(单孔、群孔、干扰)等，对于不同类型的抽水试验均有相应的计算方法。文章根据不同类型的抽水试验，结合Visual Basic程序设计理论［1］，分别对鄂尔多斯盆地某地浸砂岩型铀矿床的水文地质参数进行计算，将一些计算或配线时容易引起人为误差的步骤用计算机实现。结果表明，该运用简捷、实用、精度高。

1 稳定流抽水试验求承压含水层水文地质参数方法

1.1 解析法

1.1.1 解析法的原理

依据承压水完整井或非完整井的井流公式［2，3］和影响半径(R)的经验公式［4］，使用解析法进行计算(先给定一个渗透系数初值经过多次迭代便可求得渗透系数)。

1.1.2 解析法的程序设计步骤

1)变量。先定义8个变量，然后用文本框将已知数(Q、sw 、rw 、M、)赋值予变量。

2)迭代。先给定一个渗透系数初值，用Do Loop循环语句代替迭代的过程。

3)计算。根据计算精度的要求，用Command_Click()命令使程序运行并输出渗透系数(K)。

1.1.3 解析法的程序实例验证

鄂尔多斯盆地某地浸砂岩型铀矿床普查中，分别通过完整井和非完整井进行单孔稳定流抽水试验获取含矿含水层的水文地质参数。通过对手工求(K1=0.20 m/d，K2=0.34 m/d)和 Visual Basic程序求参(K1′=0.22 m/d，K2′=0.37 m/d)的比较，两者计算结果相近，但是Visual Basic程序更加迅速而且计算精度为0。程序运行结果如图1和图2:

图1 完整井稳定流抽水试验程序运行结果图

2 非稳定流抽水试验求承压含水层水文地质参数方法

2.1 标准曲线比拟法

2.1.1 标准曲线比拟法的原理

标准曲线比拟法又称配线法，是依据定流量承压水完整井非稳定流的 Theis公式［2，5］，对其两端同取对数可得(1)式，在双对数坐标系内，定流量抽水s－t实际曲线和W(u)标准曲线在形状上是相同的，只是纵横坐标平移了和的距离而已。绘制曲线并将两曲线拟合，任选一匹配点，记下对应的坐标值，代入(2)式即可求得导水系数(T)和储水系数(S)。

图2 非完整井稳定流抽水试验程序运行结果图

2.1.2 标准曲线比拟法的程序设计步骤

1)设计程序界面。用 PictureBox、Image、TextBox和 CommandButton等设计程序界面。

2)设计双对数坐标。先定义8个变量，然后用赋值语句(如:m=lgm)和画直线line的方法(如画纵坐标:Picture1.line(－1，m)－ (4，m)，vbBlue)。

3)设计标准曲线。先在W(u)数值表中，多取一些坐标点(u，W(u))，将其转换为，然后在双对数坐标中用line画直线绘制标准曲线，最后将其截图作为透明图片。

4)设计实际曲线。先将试验数据(t，s)转换为(lgt，lgs)并存储为txt格式，然后用Open和Input读出数据并赋予动态数组，最后用Split(C，D)函数和Pset方法投点。

5)设计两曲线的拟合:先将标准曲线用LoadPict ure()函数装入图像框，然后用Move方法实现图片的“上下左右”移动，拟合前和拟合后的界面分别如图3和图4。

6)设计参数的计算:先用MouseDown事件在拟合好的范围内读取匹配点，然后代入(2)式便可求得参数。

图3 拟合前的界面

图4 拟合后的界面

2.2 直线图解法

2.2.1 直线图解法的原理

当≤0.01 时，可用 Jacob 公式计算参数［2，6］，对其化简可得(3)式。该式表明:s与lgt呈线性关系，斜率

2.2.2 直线图解法的程序设计步骤

1)设计程序界面。用 PictureBox、Image、TextBox和CommandButton等设计程序界面。

2)设计半对数坐标。先定义8个变量，然后用赋值语句(如:m=lgm)和画直线line的方法(如画横坐标:Picture1.line(m，－5)－(m，0)，vbBlue)。

3)设计实际曲线。先将试验数据(t，s)转换为(lgt，s)并存储为txt格式，然后用Open和Input读出数据并赋予动态数组;最后用Split(C，D)函数和Pset方法投点。

4)设计线性关系:先用MouseDown事件读取(lgt1，s1)和(lgt2，s2)，然后用line画直线和删线，重复操作使尽可能多的数据点在同一条直线上。

5)设计参数的计算:用相关数学知识求得和，带入(4)式便可求得参数。

2.3 程序的实例验证

鄂尔多斯盆地某地浸砂岩型铀矿床详查中，运用非稳定流完整井抽水试验获取含矿含水层的水文地质参数并设有一个观测孔。抽水井以定流量492.96 m3/d，观测孔距抽水孔距离为16 m，标准曲线比拟法的程序和直线图解法的程序分别求得:T=14.42 m2/d，T′=11.85 m2/d;S=2.08 ×10－4，S′=1.83 ×10－4;K=0.27m/d，K′=0.22 m/d。通过对该矿床普查阶段(图1)与详查阶段的计算结果对比，直线图解法更接近普查阶段的水文地质参数。抽水试验数据如表1，标准曲线比拟法和直线图解法的程序运行结果见图5和图6。

表1 抽水试验数据

3 结语

(1)手工操作求取水文地质参数时，解析法需要多次迭代才可获得较为准确的水文地质参数，但是Visual Basic程序更加迅速而且精度高;标准曲线比拟法需将观测资料手绘在与标准曲线同模的透明双对数坐标纸上，但是Visual Basic程序只需将试验数据导入计算机即可绘制曲线，通过“上下左右”命令移动至最佳配合状态，可见计算机模拟配线求水文地质参数更加简捷;直线图解法需将观测资料手绘在半对数坐标纸上，但是Visual Basic程序可自动投点画直线读取准确的，使求得的水文地质参数更加可靠而且高效。

图5 标准曲线比拟法程序运行结果图

图6 直线图解法程序运行结果图

(2)由于直线图解法可以避免标准曲线比拟法的随意性，后期曲线的拟合效果较好［7］，鄂尔多斯盆地某地浸砂岩型铀矿床的≤0.01。因此，在对该铀矿床进行可行性评价和溶浸液运移模拟时，应优先考虑直线图解法所求得的水文地质参数。

［1］龚沛曾，杨志强，陆慰.Visual Basic程序设计教程［M］.第3版.北京:高等教育出版社.2007.

［2］薛禹群.地下水动力学［M］.第2版.北京:地质出版社.1997.

［3］Dupuit J.Theoretical and Practical studies of water flow in open channels and through permeable terrains.Dunot，Paris，1863.

［4］刘正峰.水文地质手册［M］.北京:地质出版社.2010.

［5］Theis CV.The effect of a well on the flow of a nearby stream.Trans Am GeoPhys Union，1941，22:734 －738.

［6］Jacob CE.Drawdown test to determine effective radius of artesian well.Am Soc Civil Eng，Trans，1947，112:1047 － 1064.

［7］聂庆林，高广东，轩华山，等.抽水试验确定承压含水层参数方法探讨［J］.水文地质工程地质.2009，4:37 – 40，49.

P641.1

B

1004－1184(2013)06－0033－03

2013－07－15

李成龙(1988－)，男，甘肃定西人，助理工程师，主要从事砂岩型铀矿水文地质勘查工作。