Section軟件在非穩(wěn)定流抽水試驗中的應用

沈衛(wèi)立 SHEN Wei-li；岑朝正 CEN Chao-zheng

（河南省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質勘查院，許昌 461000）

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

0 引言

在非穩(wěn)定流抽水試驗中，配線法是求水文地質參數(shù)的重要方法，通過實測數(shù)據(jù)和標準曲線擬合，能比較方便地求出所需要的水文地質參數(shù)，但是配線法又比較麻煩，過去因為大多為手工做圖，存在的人為因素比較大，所以在實際應用過程中受到限制。Section軟件是在Windows XP系統(tǒng)和MapGis6.7（B20 051118）基礎上，以Microsoft VC++6.0為編程語言，MapGis 6.7 SDK為開發(fā)平臺進行開發(fā)的地質圖件制作軟件。系統(tǒng)基于MapGis輸入編輯子系統(tǒng)強大的圖形編輯能力，添加專業(yè)的地質圖件制作工具，大大提高了地質圖件的制作效率，它具有功能強大、技術先進、使用方便等特點。本文介紹一種用Section軟件進行配線操作的方法，可以省時、省力、減少誤差。

1 基本原理

抽水試驗是以均質各向同性的假設條件為前提的，當抽水井以定流量抽水時，抽水后將形成以抽水井為對稱軸的下降漏斗。在抽水井附近觀測孔中的地下水水位變化實際上是含水層水文地質條件和水文地質參數(shù)對抽水的反映?？梢酝ㄟ^理論公式擬合抽水井及其附近觀測孔中水位隨時間的變化過程。定流量抽水時的泰斯公式可表示為：

式中：T為導水系數(shù)；Q抽水井的流量；s為抽水影響范圍內任一時刻的水位降深；W（u）和u為井函數(shù)；μ*為含水層貯水系數(shù)；t為抽水時間；r為抽水孔距觀測孔的距離。通過抽水時的s-t雙對數(shù)曲線與泰斯標準曲擬合，來取得實測和理論曲線的最佳配合點的降深和時間，代入上式后計算來獲得想要的水文地質參數(shù)。

2 手工配線過程

①在雙對數(shù)坐標紙上繪制W（u）－u的標準曲線；②在另一張相同模數(shù)的透明雙對數(shù)紙上繪制實測的s-t曲線；③將實際曲線置于標準曲線上，在保持對實坐標彼此平行的條件下相對平移，直至兩曲線重合為止，如圖1；④任取一匹配點（在曲線上或曲線外均可），記下匹配點的對應坐標值，分別代入公式計算有關參數(shù)。

圖1 手工配線圖

手工配線的過程中需要手工投點，一般抽水試驗的時間都比較長。抽水試驗前期水位觀測點的密度相對較大，同時也是參數(shù)計算的主要階段，由于觀測密度大，兩個觀測點的間隔就比較小，這樣人工投點時的誤差就較大。為了避免或者減少這種人為的誤差，可以利用Section軟件來實現(xiàn)這種配線過程。

3 Section軟件配線操作過程

非穩(wěn)定流抽水試驗結束后由技術人員對各種資料進行分類、校對。將個別明顯錯誤的數(shù)據(jù)剔除，保證資料的可靠性。如表1抽水試驗數(shù)據(jù)。

表1 實測抽水數(shù)據(jù)

第一步，在Section軟件中新建工程文件來管理理論泰斯曲線和實測點的點文件和線文件（圖3）；

第二步，在Section軟件中繪制泰斯標準曲線，標準曲線可以通過該軟件的編輯系統(tǒng)失量化獲得（圖2）；

第三步，把抽水累計時間和觀測孔水位降深數(shù)據(jù)在電子表格中取對數(shù)后，進行投影。在Section編輯系統(tǒng)中選擇“1輔助工具”→“表格數(shù)據(jù)投影”→“選擇數(shù)據(jù)投影”，對觀測孔實測點數(shù)據(jù)投影，生成實測點圖形（如圖3）。

圖2 理論曲線

圖3 配線過程圖

第四步，通過整圖變換使實測點投影和理論曲線的坐標系的比例尺相同，然后進行擬合配線。在配線工程文件中使理論曲線的點、線文件打開但不處在編輯狀態(tài)；實測點的點、線文件處于編輯狀態(tài)。如圖3，這樣平移實測點文件時，理論曲線的點線文件就不會被移動，同時還能保證兩個坐標系彼此平行，達到最佳擬合點后（圖3），選W(u)=1,1/u=10時對應的匹配點為t=77,s=0.85。

因為圖上兩坐標系為雙對數(shù)坐標系，在圖上量得和數(shù)值只是距離，而不是實際t和s的值，要通過反對數(shù)計算得出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計算，就能達到計算水文地質參數(shù)的目的了。

4 總結

上面的例子中數(shù)據(jù)量比較少，但在實際非穩(wěn)定流抽水試驗中觀測孔可以是一個也可以是多個；抽水觀測時間跟據(jù)需要有長有短，有時可以長達數(shù)天，這時需要計算和投點的數(shù)據(jù)量比較大。過去對非穩(wěn)定流的計算和分析過程全部為手工，就需要大量的人工長時間的作業(yè)。采用電子表格對數(shù)據(jù)進行處理并用Section軟件進行投影和配線，節(jié)省了大量的人力和時間，并增加了數(shù)據(jù)處理的準確性，減小了人為誤差。

通過Section軟件來進行配線計算水文地質參數(shù)，簡化了配線過程，對在實際生產(chǎn)中的非穩(wěn)定流抽水試驗起到了積極的推廣作用。

[1]薛禹群.地下水動力學[M].北京：地質出版社，1997年9月.

[2]章至浩.水文地質學基礎[R].中國礦業(yè)出版社，1995.

[3]曹劍峰.專門水文地質學[R].科學出版社出版，2006.

[4]石玉章.地質學基礎[R].石油大學出版社出版，2006.