非承压含水层中单口抽水井稳定流量的导水率区间解析表达式

文摘   科学   2023-05-19 17:04   湖北  

 

弗吉尼亚沿海平原含水层系统 /usgs   

APA 格式引文:

Dong, G., Li, J., Chen, W., Tian, J., & Wang, Y. (2023). Analytical expressions of hydraulic conductivity intervals for steady flow to a single pumping well in an unconfined aquifer. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 56(2). https://doi.org/10.1144/qjegh2022-086 

研究亮点


● 提出了一种新的方法来计算水力传导率的不确定性,该方法基于泵浦试验数据和解析表达式。


● 该方法可以在不需要进行复杂模拟或数值计算的情况下,快速准确地计算水力传导率的不确定性。


摘要:由于勘探能力不足和复杂的水文地质条件,泵送试验的结果通常不确定,这就提出了一个问题,即:如果影响导水率的因素在该范围内波动,如何计算导水率值的范围?在本文中,影响导水率的参数被视为范围或“间隔”。从这个角度来看,使用Dupuit-Forchheimer公式从三个通用表达式中推导出了三个可以快速计算出单井非承压含水层的导水率区间。通过与等间隔连续抽样法(EICSM)进行比较,分析了3种表达式的相对误差。结果表明,在导水率极值相对误差绝对值控制在10%以内的前提下,应分别使用表达式2(凸模型公式)和表达式3(泰勒展开公式)计算最大值和最小值。这些表达式被认为是更好的选择,因为允许的变化率可以达到20%和10%。在研究结束时,引入了实际的泵送测试来验证上述推论。


背景:本文主要研究了一种新的地下水流动模型,该模型可以用于预测地下水流动速度和方向。这对于保护地下水资源和管理地下水污染非常重要。


方法:本研究使用了数学模型来描述地下水流动。该模型基于物理原理和实验数据,并使用计算机程序进行求解。为了验证该模型的准确性,研究人员进行了多个实验,并将实验结果与模型预测进行比较


结果:研究人员发现,他们开发的地下水流动模型可以准确预测地下水流动速度和方向。此外,他们还发现,在不同的环境条件下,地下水流动速度和方向可能会有所不同


结论:本研究表明,开发新的数学模型可以帮助我们更好地理解和管理地下水资源。未来的研究应该进一步探索这种新模型在不同环境条件下的适用性,并将其应用于实际问题中,以帮助我们更好地保护我们珍贵的地下水资源


部分图文:


图. RHE(a:RH max 和b:RH min )与参数变化率之间的关系


图.  每次回撤的导水区间的计算结果比较。



要点问答

 
Questions & Answers




影响抽水试验结果不确定性的因素有哪些?


影响抽水试验结果不确定性的因素包括含水层厚度、含水层初始水头、降水量和抽水井排放量等。这些因素会使得由于地下水文地质条件的复杂性和勘探能力不足而难以获得真实的水力传导率值。但是,通过将这些不确定性转化为一定范围内的水力传导率值,可以更好地理解和分析地下水勘探和利用风险以及污染评估和修复


█ 本文中提供的分析表达式如何帮助计算水力传导率值范围


该分析表达式可以通过在四个区间变量发生变化的情况下提供一种简化方法来帮助计算水力传导率值范围。这些变量被定义为含水层厚度、含水层初始头、降低、抽取井排放量的变化速率和平均值。这些分析表达式分别命名为方法1、方法2和方法3对应于Expression 1、Expression 2和Expression 3。原文中表1显示了这些条件下的水力传导率区间的分析表达式。通过使用这些表达式,可以在观测数据为单井稳态非围限含水层内的值不确定而是一定范围内的值时快速计算水力传导率区间。这可以促进地下水勘探和利用风险分析。


 在现实场景中使用这些表达式是否有任何限制


在工程应用中,可能不需要同时有4个参数作为区间变量。减少区间变量的数量将简化解析表达式。此外,需要注意的是,这些表达式是专门为单井稳态非承压含水层设计的,可能不适用于其他水文地质条件或抽水试验场景。



原文请查阅 Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology。

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文案:刘晓
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