抽水⼀回灌试验相关参数获取

静水位、动水位、出水量为抽灌试验实测值，其他参数由计算或数值模拟获得。

(一)抽水、回灌试验相关参数计算方法

(1)降深(m)=动水位－静水位

(2)单位涌水量(m³/(d·m))

(3)渗透系数

式中:K———渗透系数(m/d);

Q———出水量(m³/d);

S———水位降深(m);

M———承压水含水层的厚度(m);

r———抽水井过滤器的半径(m);

R———影响半径(m)。

(二)抽水井影响半径数值模拟

下面利用Feflow软件模拟抽水井影响半径。以中国地质大学(北京)地下水热泵系统为例，模拟区面积约为1km²，边界条件为开放边界。地面标高为40m，底板标高为－60m。区内布置两眼抽水井W₁，W₂(图10－8)，井间距为100m，每眼井的抽水量为120m³/h，初始水位标高为12m，模拟期为3d。经过模拟、拟合、调参等一系列过程，最终得到模拟末期研究区地下水位等值线图(图10－9)。

图10－8 模型示意图

图10－9 示范区地下水位等值线图

由图10－9可以看出，钻孔中心处水位值约为7.28m，钻孔抽水的影响半径约为78m。

为检验输入的地质、水文地质参数是否与当地条件一致，模拟的结果是否与实际相符，以实际抽水试验结果与软件模拟的抽水试验结果比较(图10－10)。

图10－10 抽水降深历时曲线对比图

通过对比可以看出，模拟的抽水降深变化与实际情况相符，在很短时间内降深即达到稳定，说明这一区域第四系水文地质条件较好，地下水径流速度较快，因此可以判断在此区域，当第四系水井单井出水量达到120m³/h时，其影响半径为78m。

(三)回灌水温度场影响半径

下面通过Flowheat软件模拟回灌水的温度场影响半径。

本次模拟边界设置为开放边界，网格大小为1m²/格，地下水流向为由北向南，水力坡度为3‰，地质、水文地质参数的设置与Feflow模型一致。

如图10－11所示，区内共布置三眼井W₁，P，W₂，其中W₁为抽水井，出水量为120m³/h，初始温度为15℃;W₂为回灌井，回灌量为114m³/h，回灌温度分别为20℃，22℃，25℃，W₁与W₂井间距为50m;P为观测井，位于两井中间。

图10－11 模型示意图

在纵向上将90m地层划分为18层，5m一层，由“地大2^#”井孔柱状图可知，工区地层以粘土、粉质粘土、砂质粉土、粉细砂及砂砾石层为主。其中砂砾石层有4层，总厚度约35m。当系统连续运行120h(5d)后，5℃，10℃两种不同温差的回灌水影响范围如图10－12，图10－13所示。

由图10－12，图10－13可以看出，在中国地质大学(北京)的地质、水文地质背景下，当以5℃，10℃两种不同温差连续回灌120h后，回灌水的温度场影响半径分别为42m和46m。

(四)抽水、回灌试验的结果分析

抽水、回灌试验的主要成果见表10－7，由表可以看出，降深在5m以内时，单井出水量在102～172m³/h之间;水位抬升在3.2m以内时，单井回灌量在80～114m³/h之间，水位稳定时间均大于8h，并根据抽水试验结果计算其渗透系数和单位涌水量。

综合比较四处抽水、回灌试验结果，以及计算而得的单位涌水量和渗透系数，可以发现海剑大厦水文地质条件最好，中国科学院软件研究所较好，四道口次之，中国地质大学(北京)相对较差。分析其地层结构和水文地质特征可以发现，按照由西向东的方向，四个项目的位置在永定河冲洪积扇上从上游至中游依次排列，第四系厚度逐渐增大，含水层由单一、单层厚度较大逐渐过渡为多层、单层厚度较小，岩性颗粒由粗变细。

图10－12 温差为5℃时回灌水影响范围图

图10－13 温差为10℃时回灌水影响范围图

表10－7 抽水、回灌试验结果一览表