為快速評價海水入侵區(qū)不同埋深地層滲透性,減少實施常規(guī)水文地質(zhì)試驗對存在污染含水層的擾動,提出利用振蕩試驗技術(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施了注水式振蕩試驗,在人工潛水含水層和承壓含水層中同步監(jiān)測了試驗主井和相鄰觀測井中水位響應(yīng);龍口海水入侵區(qū)地下水分層監(jiān)測井中實施了提水式和注水式振蕩試驗;利用配線法計算了室內(nèi)實驗和現(xiàn)場實驗中目標(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施振蕩試驗為濱海含水層現(xiàn)場利用振蕩試驗確定不同埋深含水層滲透系數(shù)提供了重要經(jīng)驗;相比于提水式振蕩試驗,注水式振蕩試驗更易于實施,激發(fā)方式（提水和注水）的不同并沒有對試驗結(jié)果造成明顯的影響;利用振蕩試驗在非常短時間內(nèi)（單井水位恢復(fù)時長大部分少于5 min）確定了龍口海水入侵區(qū)重要監(jiān)測斷面上不同埋深含水層滲透系數(shù),實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 

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

【文章頁數(shù)】：14 頁

【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，此時觀測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)行振蕩試驗時，測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)測到觀測井中水位對測試主井中水位變化有明顯響應(yīng)，主要原因是潛水測試井中注水體積較孝觀測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#作為測試井1#作為觀測井時，基于Dai和Zhou推導(dǎo)的模型［17］，測試井和觀測井中無量綱實測水位變化與標(biāo)準(zhǔn)曲線匹配結(jié)果見圖3和圖4（圖中α為無量綱貯水系數(shù)，w0為測試井或觀測井中水位變化初始值（最大值），t為時間，T為含水層導(dǎo)水系數(shù)，rc為測試井套管半徑），含礫粗砂承壓含水層滲透系數(shù)計算結(jié)果見表2（表中貯水系數(shù)S=αr2cr2s，rs為測試井花管半徑；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#觀測井中無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#作為測試井時，測試井中無量綱水位變化與標(biāo)準(zhǔn)曲線匹配結(jié)果見圖5，基于Bouwer&Rice模型［6］，細(xì)砂潛水含水層滲透系數(shù)計算結(jié)果見表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)，符合對應(yīng)含水層介質(zhì)的滲透特性，由于同期觀測井中并未明顯監(jiān)測到水位變化，故僅通過測試主井實驗數(shù)據(jù)計算潛水含水層滲透系數(shù)。室內(nèi)實驗結(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）。無論在承壓含水層中或潛水含水層中實施振蕩試驗，隨著注入含水層測試井中水量增加，實驗計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)測井距離兩側(cè)隔水邊界僅0.3m），隨著注水量的增加實驗過程中振蕩傳播的半徑到達(dá)砂槽物理模型側(cè)向邊界時，隔水邊界的存在導(dǎo)致計算結(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海水入侵的影響機(jī)理，實施海水入侵砂槽模擬實驗之前需要對潛水含水層和承壓含水層滲透系數(shù)進(jìn)行測定，抽水試驗受模型圖54#測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
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本文編號：3315776