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矿坑涌水量计算时的疑问

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冷于冰 发表于 2009-8-25 09:33:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
请问什么是含水层有效厚度?含水层有效厚度的理论是什么?计算出含水层的有效厚度就可以把非完整井转化为完整井来计算吗?
希望大家踊跃讨论~共同学习!

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dong2743 发表于 2009-8-27 17:41:03 | 显示全部楼层
我想起来了!!!
   对于非完整井来说,含水层的厚度巨大,远远超过孔底至水面距离时,在计算时含水层厚度就不能按整个岩层的厚度来计算。
  原苏联的E.A.扎马林认为有效带的数值应取决于水位的降深值:
  当S=0.2(S+l)时,有效带厚度H(即计算时采用的含水层厚度)=1.3(S+l)
   当S=0.3(S+l)时,有效带厚度H(即计算时采用的含水层厚度)=1.5(S+l)
   当S=0.5(S+l)时,有效带厚度H(即计算时采用的含水层厚度)=1.7(S+l)
   当S=0.8(S+l)时,有效带厚度H(即计算时采用的含水层厚度)=1.85(S+l)
   当S=1.0(S+l)时,有效带厚度H(即计算时采用的含水层厚度)=2.00(S+l)
   .......
   S:抽水时水位降深。l:孔底至水面的距离。
   至于您说的计算出含水层的有效厚度就可以把非完整井转化为完整井来计算吗?
   
   计算时还是使用非完整井相应的计算公式。

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SHANDONGLAOFENG  在2013-9-5 00:24  送朵鲜花  并说:我非常同意你的观点,送朵鲜花鼓励一下
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ljmtidilgw 发表于 2009-8-25 17:59:47 | 显示全部楼层
看怎么理解了,当含水层很厚,如20米,而水位7米深,有一部分含水层不含水,约7米,有很多情况下可以说是“有效含水层=13米”,计算时也采用这个厚度。
另外,当含水层不是规则的、厚度等,有效厚度就是一个假设的平均厚度。
至于完整井和非完整井的计算是否可以这样转化,这个还没有研究过。您要把公式给上来,我可以看看!很多年没有研究理论了.....

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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-8-26 16:58:59 | 显示全部楼层
版主说的有效含水层可能跟我所理解的不一样,我这有一个计算有效含水层的公式,H=(2+lgs/s+L)(s+L),式中s表示水位降深,L表式进水段

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dong2743 发表于 2009-8-27 17:27:52 | 显示全部楼层
楼主所说的这个公式,还不太清楚。
现在一般采用的就是版主说的那个意思。

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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-8-28 09:02:55 | 显示全部楼层
五楼的专家,您好,先谢谢您的耐心回答。本人从事水文方面的工作时间不长,您所说的公式还没接触过。我前面所说的那个计算含水层有效厚度的公式是我在一本书上看到的,也是札马林公式。目前我对这个公式的理解是这样的,计算矿坑某中段涌水量(比如说该含水层厚150米,但是所计算的中段为50米处。)是采用这个公式先计算含水层有效厚度,若含水层有效厚度大于含水层厚度则采用含水层厚度作为完整井井流公式中的H来计算涌水量,若含水层有效厚度小于含水层厚度则采用含水层有效厚度作为完整井井流公式中的H来计算涌水量,不知道这样的理解是否对的,请指正!

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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-8-28 09:41:53 | 显示全部楼层
超级版主您好, 这是我所理解的含水层有效厚度,不知道是否对的,请指正!H表示含水层有效厚度,Sw表示设计降深,S表式实际降深,L表示进水段。

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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-8-28 09:51:11 | 显示全部楼层
-

Doc2.doc

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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-8-28 09:53:02 | 显示全部楼层
上传了一个示意图,不知道能不能看的到,图画的很草····

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dong2743 发表于 2009-8-28 11:30:14 | 显示全部楼层
专家我可谈不上,我在这里也是向大家学习的。
您所问的含水层有效厚度的确切定义我也不是太清楚。但是我是这样理解的,可以做为交流意见吧。
   还是五楼的意见,抽水试验本身就是人为地激发地下水运动,从而获得需要的含水层水文地质参数。在一个很厚的含水层中施工一个非完整井,当井底距水位的距离比之含水层厚度来说小到一定范围(根据公式来确定)时,从井壁以及井底向井内流动的水,这么说吧,就是抽水过程中的影响厚度吧(呵呵,不知道有没有这个说法,但是比较一下影响半径做一下类比吧)不可能是整个含水层的厚度。因此,实际上只是有效厚度内的含水层的水产生的流动。因此,在计算时,就应该采用有效厚度,而不是整个含水层的厚度。
不知道我这想法正确与否。

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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-8-28 11:45:46 | 显示全部楼层
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dong2743 发表于 2009-8-28 11:46:21 | 显示全部楼层
5# dong2743  
五楼的专家,您好,先谢谢您的耐心回答。本人从事水文方面的工作时间不长,您所说的公式还没接触过。我前面所说的那个计算含水层有效厚度的公式是我在一本书上看到的,也是札马林公式。目前我对这个 ...
冷于冰 发表于 2009-8-28 09:02


我理解您的意思了。

我对非完整井的接触不是太多。在这里也是献献丑了。

您的想法我想是正确的。
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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-8-28 11:47:40 | 显示全部楼层
您的意思是说从井底至井壁进水的那段含水层就是含水层有效厚度吗?
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dong2743 发表于 2009-8-28 18:01:08 | 显示全部楼层
目前我对这个公式的理解是这样的,计算矿坑某中段涌水量(比如说该含水层厚150米,但是所计算的中段为50米处。)是采用这个公式先计算含水层有效厚度,若含水层有效厚度大于含水层厚度则采用含水层厚度作为完整井井流公式中的H来计算涌水量,若含水层有效厚度小于含水层厚度则采用含水层有效厚度作为完整井井流公式中的H来计算涌水量,不知道这样的理解是否对的,请指正!


上面的话我理解是正确的

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ljmtidilgw 发表于 2009-8-28 18:41:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 ljmtidilgw 于 2009-8-28 18:44 编辑

dong2743和冷于冰水平都很高、认真钻研!赞扬先:)

我把楼主的图传上来
1.JPG
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ljmtidilgw 发表于 2009-8-28 19:18:56 | 显示全部楼层
给大家发个论文,也许能解决点疑问

对潜水非完整井涌水量计算公式的商榷
http://www.eswnman.net/thread-66833-1-1.html
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ljmtidilgw 发表于 2009-8-28 19:38:15 | 显示全部楼层
我同意大家的意思,计算用的含水层厚度计算应该是很复杂的,和很多因素有关系,比如降深、过滤管长度等。但有一点是核心,就是dong2743 提到的地下水在试验过程中运动的部分地层或含水层。发生地下水显著增量流动的部分地下水流态和运动轨迹肯定是很复杂的,也不一定是水平运动或层流状态。

相比之下,岩石里的压水试验就是在含水层任何选定长度,一般3-5米,进行试验,高压水流进入地层,产生运动,一般认为主要是水平运动,计算深度就是试验段长度,不考虑双栓塞情况下上下栓塞绕流或单栓塞情况下孔底和栓塞的绕流情况。

总之,试验段就是抽水或压水试验过程,水流因试验而出现显著增量流动的含水层的近似厚度。

这里我提出一个新名词 - 增量流动,主要是让大家更容易理解,这个流动是相比不试验不扰动情况下的背景流动情况。
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dong2743 发表于 2009-8-30 09:21:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 dong2743 于 2009-8-30 09:32 编辑

我冒昧地猜测一下大家(当然包括我)的意思:

   不管对于完整井还是非完整井,都存在一个含水层有效厚度的问题。也就是说,不管含水层有多厚,不管是完整井还是非完整井,都要按照6#楼冷于冰先生所说的,进行含水层有效厚度的判定,然后比较含水层厚度与计算的有效厚度,再最终确定计算时采用的含水层厚度。

   大家是不是这个意思?这样理解是否正确?
   可是我在工作中所遇到的,可能也是大家所遇到的(而且相关书籍里也只是对非完整井的有效厚度进行过研究讨论),不管你的含水层有多厚,你的降深有多小,可能抽水时只能影响上部一小部分厚度的含水层,但只要是完整井的话,计算含水层厚度都是其钻探揭露的厚度,根本不进行有效厚度的判定。
   是不是这样?
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ljmtidilgw 发表于 2009-8-30 11:07:07 | 显示全部楼层
“计算含水层厚度都是其钻探揭露的厚度”,这个不太理解?

揭露厚度和地下水实际运动的含水层厚度没有太大关系,前者是“主观意愿”,后者是“客观存在”。
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dong2743 发表于 2009-9-1 15:06:05 | 显示全部楼层
我主要的意思就是说完整井是不是也需要有个有效厚度的判断?
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zhiri 发表于 2009-9-2 14:25:48 | 显示全部楼层
含水层厚度或含水层有效厚度是集水井方程和含水层渗透系数计算公式中的的一个重要参数,该厚度确定的是否准确,直接影响涌水量和渗透系数的计算精度。含水层的厚度一般按钻孔的直接揭露确定,在厚度很大的含水层中,进行水文地质计算时,就要注意含水层有效带的问题。
    在含水层厚度较大地区,进行不完整井抽水试验时,一般应用札马林公式计算含水层的有效厚度。札马林公式适用于滤水管较短的不完整井,对于安装滤水管较长的不完整井来说,所获得的结果却与实际情况相差甚远。
    札马林公式只考虑了抽水井的水位降深和滤水管的长度对含水层有效厚度的影响;实际上在抽水井的水位降深和滤水管的长度相同的情况下,由于含水层的渗透性和井的结构不同,抽水井的涌水量也有所不同,致使含水层的有效厚度也不相同。
    因此,在大厚度含水层中,需要研究管井过滤器有效长度(相当于含水层有效厚度),以指导生产井的设计。

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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-9-3 15:01:28 | 显示全部楼层
21# zhiri 含水层厚度或含水层有效厚度是集水井方程和含水层渗透系数计算公式中的的一个重要参数,该厚度确定的是否准确,直接影响涌水量和渗透系数的计算精度。含水层的厚度一般按钻孔的直接揭露确定,在厚度很大的含水层中,进行水文地质计算时,就要注意含水层有效带的问题。
    在含水层厚度较大地区,进行不完整井抽水试验时,一般应用札马林公式计算含水层的有效厚度。札马林公式适用于滤水管较短的不完整井,对于安装滤水管较长的不完整井来说,所获得的结果却与实际情况相差甚远。
    札马林公式只考虑了抽水井的水位降深和滤水管的长度对含水层有效厚度的影响;实际上在抽水井的水位降深和滤水管的长度相同的情况下,由于含水层的渗透性和井的结构不同,抽水井的涌水量也有所不同,致使含水层的有效厚度也不相同。
    因此,在大厚度含水层中,需要研究管井过滤器有效长度(相当于含水层有效厚度),以指导生产井的设计。
首先谢谢21楼的耐心回答,对您前面所说的我都比较赞同,但是您说管井过滤器有效长度相当于含水层有效厚度似乎不对吧?我觉得管井过滤器有效长度应该是指进水段的长度。

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zhiri 发表于 2009-9-4 08:58:56 | 显示全部楼层
你所理解的“管井过滤器有效长度应该是指进水段的长度”因该说是对的。
      在大厚度含水层中,在管井结构(主要是井径)确定的情况下,当“管井过滤器”长度过长时,‘进水段’可能只占其长度的一部分,不进水的部分实际上是一种浪费,只能增加管井成本。因此应确定其“有效长度”,也就是能够完全起到进水作用的长度,以此来降低管井成本。
     这也就相当于在大厚度含水层中,在管井结构(主要是井径)确定的情况下,对管井能够起到补水作用的厚度可能只占其总厚度的一部分,这部分对管井能够起到补水作用的厚度,称之为“有效厚度”。所谓“含水层有效厚度”,都是具体针对实际使用工况而言的。如果没有管井抽取地下水,对含水层而言又何来“有效”呢。
      因此,当管井结构(主要是井径)不同的情况下,对管井能够起到补水作用的含水层“有效厚度”是不同的;同样,“管井过滤器”进水段也会随之变化,管井过滤器“有效长度”也会不同的。
      传一份资料,供参考。

02管井滤水管实用长度研究.pdf

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 楼主| 冷于冰 发表于 2009-9-4 15:06:30 | 显示全部楼层
23# zhiri 谢谢您的耐心回答,那么在计算过程中进水段的长度取经验值5—10米就可以符合一般的计算了?
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zhiri 发表于 2009-9-6 16:51:05 | 显示全部楼层
在大厚度含水层中,一般来说当管井过滤器长度超过30m后,对增加管井出水量没有太大的作用了,因此成井中过滤器也就控制在30m以内,计算时按照常规的方法就可以了。
在厚度较小的含水层中,一般都是做成完整井。采用更短的过滤器,做成非完整井的,还真没有遇到过。怎样处理合适,还没有仔细考虑过,真不好回答你。
我想,你还是按照现有的方法多计算几次,如果计算结果还算满意,就这样采用了。如果不行,这就是先天不足,算作经验或教训,以后的工作中多注意吧。

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dong2743 发表于 2009-9-6 17:45:14 | 显示全部楼层
增长了不少的知识。谢谢各位专家!!!
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dong2743 发表于 2009-9-6 17:46:22 | 显示全部楼层
是啊,如同zhiri专家所说的, 现在在工作中含水层厚度都是按钻探直接揭露的厚度来确定的,从来都没有考虑过有效厚度的问题。几十年的算法我看了看大抵都如此。。。。

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ljmtidilgw 发表于 2009-9-6 22:54:20 | 显示全部楼层
上面各位发言都很精彩,而且都是有实践经验的高手。我是很多年前专攻地下水这个方向的。

我的理解和印象(不一定对):孔底以下或过滤管以上都有绕流,多为紊流状态,总之水流流态和抽水试验进水段水流流态可能完全不同。另外,近孔壁还有水跃问题。

(1)理论上研究有效厚度,有意义,但很复杂、影响因素很多;
(2)实践中力求简化,按过滤管长度或进水断面孔段长度计算。
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lei2000_2 发表于 2009-9-11 16:28:56 | 显示全部楼层
高手如云
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ping6831 发表于 2009-9-12 19:45:16 | 显示全部楼层
这个论坛与其他论坛不同的最大优点就是讨论问题积极热烈,版主起模范带头作用。
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罗纳尔多 发表于 2010-5-26 16:53:46 | 显示全部楼层
隔水层厚度就是煤层顶、底板到含水层的距离。在采煤过程中,由于采动影响,会产生采动裂隙,有效隔水层厚度就是隔水层厚度减去采动破坏带的厚度。

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loary 发表于 2010-7-13 11:11:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 loary 于 2010-7-13 11:17 编辑

看了前面各位的意见,也想说几句,与大家商榷:
    首先,所谓的含水层有效厚度一词,主要是针对“抽水井”设计而来。并不是水动力学中的概念。
    其次,如果非要在水动力学中考虑此问题,那么也应该是根据流网来研究,是否是在某个深度范围之外基本上不再向井汇流。
    再次,前边也有人提过,抽水试验是为了给含水层施加一个刺激,以便通过其水量、水位的变化来获取其水文地质参数(当然还可以分析其他水文地质条件)等。那么,这个刺激当然需要有足够的强度。足以使得其能够全面反映含水层的特性。
    由此可见,作为预测矿山涌水量的计算,当然不应有什么含水层的有效厚度。我认为这是个误区。
   至于非完整井还是按完整井,有明确的定义,不难理解和把握。
    欢迎同行讨论!

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dong2743 发表于 2010-7-17 07:50:13 | 显示全部楼层
“由此可见,作为预测矿山涌水量的计算,当然不应有什么含水层的有效厚度。我认为这是个误区。”

在已知含水层的K值的情况下预测矿井涌水量,讨论有效厚度是没有意义的。但是预测矿井涌水量前先确定含水层渗透系数时,讨论这个则也是必要的!!!
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狂歌走马 发表于 2010-7-24 16:55:56 | 显示全部楼层
回复 2# ljmtidilgw

"另外,当含水层不是规则的、厚度等,有效厚度就是一个假设的平均厚度。"
本人正进行一个位于坡积地貌单元上的建筑基坑涌水量的计算,勘察表明基坑侧壁砂层的厚度与埋深不一,但是互相联通的,勘察时为了获得较好的效果,在砂层分布较多处进行了抽水试验,由于水文地质专业水平有限,想请教一下2楼主人这一结论引自何处,以便出具技术报告,且进行一下学习。
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ljmtidilgw 发表于 2010-7-24 19:54:59 | 显示全部楼层
回复  ljmtidilgw

"另外,当含水层不是规则的、厚度等,有效厚度就是一个假设的平均厚度。"
本人正进行 ...
狂歌走马 发表于 2010-7-24 16:55

您也可以取上限、下限值,一般取一个平均厚度来简化计算,如果上限、下限变化非常大或难以计算或满足工程需要。这个应该是基本常识和作法。在一般教科书都有,水文地质手册您也可以阅读下,记得有类似处理。

由于场地地质条件的变化和不可预测性和勘察孔数量问题,一般还要进行不利方面的考虑-也就是极端条件的预测:
(1)如果是找水则取小值厚度,
(2)如果是基坑或矿坑涌水量预测,可以算一下最大厚度。
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flyingegg 发表于 2013-11-27 11:27:49 | 显示全部楼层
我的啦嘿嘿  
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xyzxyzxyz 发表于 2014-9-16 22:29:55 | 显示全部楼层
自己知道了  
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GWR123 发表于 2014-9-16 23:54:35 | 显示全部楼层
谢谢大家  学习学习  同志们辛苦了
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flyingegg 发表于 2019-12-1 17:09:59 | 显示全部楼层
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