Section软件在非稳定流抽水试验中的应用

沈卫立 SHEN Wei-li；岑朝正 CEN Chao-zheng

（河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，许昌 461000）

（No.2 Geo-exploration Institute，Henan Provincial Bureau of Geo-exploration and Mineral Development，Xuchang 461000，China）

0 引言

在非稳定流抽水试验中，配线法是求水文地质参数的重要方法，通过实测数据和标准曲线拟合，能比较方便地求出所需要的水文地质参数，但是配线法又比较麻烦，过去因为大多为手工做图，存在的人为因素比较大，所以在实际应用过程中受到限制。Section软件是在Windows XP系统和MapGis6.7（B20 051118）基础上，以Microsoft VC++6.0为编程语言，MapGis 6.7 SDK为开发平台进行开发的地质图件制作软件。系统基于MapGis输入编辑子系统强大的图形编辑能力，添加专业的地质图件制作工具，大大提高了地质图件的制作效率，它具有功能强大、技术先进、使用方便等特点。本文介绍一种用Section软件进行配线操作的方法，可以省时、省力、减少误差。

1 基本原理

抽水试验是以均质各向同性的假设条件为前提的，当抽水井以定流量抽水时，抽水后将形成以抽水井为对称轴的下降漏斗。在抽水井附近观测孔中的地下水水位变化实际上是含水层水文地质条件和水文地质参数对抽水的反映。可以通过理论公式拟合抽水井及其附近观测孔中水位随时间的变化过程。定流量抽水时的泰斯公式可表示为：

式中：T为导水系数；Q抽水井的流量；s为抽水影响范围内任一时刻的水位降深；W（u）和u为井函数；μ*为含水层贮水系数；t为抽水时间；r为抽水孔距观测孔的距离。通过抽水时的s-t双对数曲线与泰斯标准曲拟合，来取得实测和理论曲线的最佳配合点的降深和时间，代入上式后计算来获得想要的水文地质参数。

2 手工配线过程

①在双对数坐标纸上绘制W（u）－u的标准曲线；②在另一张相同模数的透明双对数纸上绘制实测的s-t曲线；③将实际曲线置于标准曲线上，在保持对实坐标彼此平行的条件下相对平移，直至两曲线重合为止，如图1；④任取一匹配点（在曲线上或曲线外均可），记下匹配点的对应坐标值，分别代入公式计算有关参数。

图1 手工配线图

手工配线的过程中需要手工投点，一般抽水试验的时间都比较长。抽水试验前期水位观测点的密度相对较大，同时也是参数计算的主要阶段，由于观测密度大，两个观测点的间隔就比较小，这样人工投点时的误差就较大。为了避免或者减少这种人为的误差，可以利用Section软件来实现这种配线过程。

3 Section软件配线操作过程

非稳定流抽水试验结束后由技术人员对各种资料进行分类、校对。将个别明显错误的数据剔除，保证资料的可靠性。如表1抽水试验数据。

表1 实测抽水数据

第一步，在Section软件中新建工程文件来管理理论泰斯曲线和实测点的点文件和线文件（图3）；

第二步，在Section软件中绘制泰斯标准曲线，标准曲线可以通过该软件的编辑系统失量化获得（图2）；

第三步，把抽水累计时间和观测孔水位降深数据在电子表格中取对数后，进行投影。在Section编辑系统中选择“1辅助工具”→“表格数据投影”→“选择数据投影”，对观测孔实测点数据投影，生成实测点图形（如图3）。

图2 理论曲线

图3 配线过程图

第四步，通过整图变换使实测点投影和理论曲线的坐标系的比例尺相同，然后进行拟合配线。在配线工程文件中使理论曲线的点、线文件打开但不处在编辑状态；实测点的点、线文件处于编辑状态。如图3，这样平移实测点文件时，理论曲线的点线文件就不会被移动，同时还能保证两个坐标系彼此平行，达到最佳拟合点后（图3），选W(u)=1,1/u=10时对应的匹配点为t=77,s=0.85。

因为图上两坐标系为双对数坐标系，在图上量得和数值只是距离，而不是实际t和s的值，要通过反对数计算得出t和s的值。

把以上配合得出的t和s的值代入公式1和公式2计算，就能达到计算水文地质参数的目的了。

4 总结

上面的例子中数据量比较少，但在实际非稳定流抽水试验中观测孔可以是一个也可以是多个；抽水观测时间跟据需要有长有短，有时可以长达数天，这时需要计算和投点的数据量比较大。过去对非稳定流的计算和分析过程全部为手工，就需要大量的人工长时间的作业。采用电子表格对数据进行处理并用Section软件进行投影和配线，节省了大量的人力和时间，并增加了数据处理的准确性，减小了人为误差。

通过Section软件来进行配线计算水文地质参数，简化了配线过程，对在实际生产中的非稳定流抽水试验起到了积极的推广作用。

[1]薛禹群.地下水动力学[M].北京：地质出版社，1997年9月.

[2]章至浩.水文地质学基础[R].中国矿业出版社，1995.

[3]曹剑峰.专门水文地质学[R].科学出版社出版，2006.

[4]石玉章.地质学基础[R].石油大学出版社出版，2006.