沿海地带潜水含水层水文地质参数的单孔抽水试验研究

蔡晓琳

（河北省煤田地质局第二地质队，河北 邢台 054000）

水文地质调查是查明地下水环境影响的主要手段，其中抽水试验是研究涌水量和水位降深关系，并求得水文地质参数的一种野外水文地质试验。乐亭沿海地区属于冀东滨海平原南端的沿海地带，区内基本被第四系沉积物所覆盖，受渤海湾海侵事件的影响，区内分布有大面积的咸水体。本次工作对乐亭沿海地带进行水文地质调查，这对了解当地水文情况有重要的意义。

1 区域地质概况

研究区属滨海平原区，区内地势平坦，微向渤海倾斜，地面标高为1.4 ～3.4 m，地面坡度为0.10%～0.15%。研究区属于暖温带半干旱季风气候区，平均降水量为492.7 mm，平均蒸发量为1 672.2 mm，年平均气温为11.1 ℃，平均风速为4.9 m/s，主要河流为溯河、大青河等季节性河流。自更新世以来，区内经历多次海侵事件，致使滨海平原区沉积了巨厚的第四系松散沉积物，总的沉积规律为：由西向东，由北向南，沉积厚度由小变大。全新世沉积1个海相层，含水组底板埋深为15 ～27 m。晚更新世沉积上、中、下3 个海相层，含水组底板埋深为70 ～80 m。

2 水文地质概况

研究区的地下水分为三大类型，即碳酸盐岩类裂隙岩溶水、基岩裂隙水、松散岩类孔隙水。其中，松散岩类孔隙水的含水层岩性以细砂、粉砂为主，且含水层厚度差异较大，由北向南，颗粒逐渐变细，矿化度逐步提高。该区主要接受大气降水补给，还可通过松散岩孔隙、构造裂隙、地表水渗透等形式接受地下水补给。按含水组划分原则，自上而下将水体划分为4 个含水组，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水组分别相当于全新统、上更新统、中更新统及下更新统，第Ⅰ、Ⅱ含水组为本次抽水试验的目的层位。

3 抽水试验概况

本次抽水试验共进行5 组，均为单孔抽水试验，孔径为390 mm，孔深为45 ～50 m，钻进过程未见隔水层，因此其非完整井，可概化处理为完整井。正式抽水前，对钻孔进行了长时间的静水位观测，每30 min 观测一次，连续4 h 升降不超过5 cm，最终水位为稳定期间的平均值。自抽水开始后，动水位及流量观测分别于1 min、2 min、3 min、4 min、6 min、8 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min、40 min、50 min 和60 min 观测一次，此后每30 min 观测一次，直至抽水结束。

抽水试验孔3 次降深与出水量数据如表1 所示，抽水过程曲线如图1 所示，T孔以554.40 m/d、432.24 m/d、310.56 m/d 的流量进行抽水时，孔内均出现了稳定水位，表明其降落漏斗外形成了稳定的补给，地下水流动状态可视为稳定流，含水介质可视为无限延展的含水层。以抽水试验孔T为例，现场分别绘制抽水流量、单位涌水量与水位降深的关系曲线，即满足=()，=()，如图2、图3 所示。-曲线表现为直线趋势，表明水流的流动阻力不大，三维流、紊流对井壁的影响不明显，基本没有水头损失，因此抽水试验采用无压稳定流试验的裘布依公式计算水文地质参数。

表1 单孔抽水试验数据

图1 流量-降深-时间（Q-S-t）曲线

图2 Q-S 关系曲线

图3 q-S 关系曲线

4 水文地质参数计算

影响半径和渗透系数是计算和评价地下水资源的重要数据。渗透系数反映介质的渗透能力，其物理意义是当水力坡度等于1 时的渗透速度。根据抽水试验场地条件和试验数据，按照相关规范，采用无压稳定流试验的裘布依公式计算影响半径和渗透系数。

式中：为影响半径，m；为渗透系数，m/d；为自然状态下潜水含水层的厚度，m；为抽水孔径，m；为水位降深，m；为抽水流量，m/d。

依据裘布依公式进行计算，抽水试验孔水文地质参数计算结果如表2 所示。5 组抽水试验孔的影响半径介于119.05 ～167.40 m，平均值为148.28 m；渗透系数介于1.571 ～2.034 m/d，平均值为1.656 m/d。结合当地水文地质状况，建议研究区场地潜水含水层的影响半径取148.28 m，渗透系数取1.656 m/d。

表2 水文地质参数计算结果

5 结论

本文以单孔抽水试验数据为基础，采用裘布依公式计算了乐亭沿海地带潜水含水层水文地质参数。研究区场地潜水含水层的影响半径取148.28 m，渗透系数取1.656 m/d。潜水完整井获取的水文地质参数可为地下水环境影响评价项目提供一定参考。