水文地质参数的计算、选取与分区

水文地质参数是表征含水介质水文地质性能的数量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主要包括含水介质的渗透系数(K)和导水系数(T)、承压含水层的储水系烽(μ^*)、潜水含水重力给水度(μ)及弱透水怪的越流系数(σ)等，还有表征与岩土性质、水文气象等因素的有关参数，如降水入渗系数(λ)、潜水蒸发强度(ε)、灌溉入渗补

给系数(β)等^[52～57]

9.3.2.1 水文地质参数的计算

研究区前人取得了许多水文地质参数，其中多孔抽水试验取得的参数都是由专业勘查队伍计算求得，计算方法规范(包括博尔顿配线法、雅各布直线法)，可以供本次研究直接利用。

(1)渗透系数的确定

研究区许多地段含水层为粉砂层、砾卵石层、含黏性土的砾卵石层组成的多层结构，渗透系数差异显著，本次计算将多层结构视为一个含水层系统，水文地质参数取加权平均值。

1)稳定流抽水试验。研究区地下水类型为松散岩类孔隙潜水，但在部分阶地后缘地段具有微承压性。所以，计算渗透系数时，前者用潜水井Dupuit公式，后者采用了承压水井Dupuit公式。

单井抽水试验计算参数所采用公式如下:

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

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式中:K为含水层渗透系数，m/d;H 为潜水含水层厚度，m;Q为抽水试验涌水量，m³/d;S为抽水试验水位降深，m;R为抽水试验影响半径，m;r为抽水试验井半径， m;M为承压水含水层厚度，m。

2)非稳定流抽水试验。抽水试验条件符合泰斯假设条件，可借助泰斯公式或雅柯布公式，用配线法、直线图解法、水位恢复法等方法求K。当u≤0.01时，可利用雅柯布公式，通过在单对数纸上作实际资料的s-lgt关系曲线求得K。

(2)给水度的确定

1)多孔抽水试验法。首先，将抽水试验延续时间、水位降深、涌水量数据按主孔、观测孔分别录入计算机。

其次，利用GRAF4WIN软件形成Q-T、S-T历时曲线，形成S-T单对数曲线(图9.20)，标定各孔直线段并延长至T轴，求出直线段斜率ΔS和截距T₀值。

再次，利用非稳定流直线法计算水文地质参数，其计算公式为

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

图9.20 多孔抽水试验直线法求参单对数曲线图

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

式中:T为含水层导水系数，m²/d;ΔS为单对数曲线(S-T)直线段斜率;Q为抽水试验涌水量，m³/d;μ为含水层给水度(储水系数);t0为单对数曲线(S-T)T轴截距， d;r为观测井至抽水井距离，m。

最后，利用稳定流观测孔资料校核水文地质参数，其公式

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

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式中:S₁、S₂为观测孔;水位降深，m;r₁、r₂为相对应观测孔至主孔距离，m。

(3)潜水位变动带给水度的确定

利用地下水动态监测资料计算。由前人的资料得到研究区的潜水蒸发的极限深度为4.95m，研究区地下水位埋深大部分都处于潜水蒸发极限深度以下，阿维扬诺夫公式适用范围有限。在枯水季节，可利用动态监测资料，采用均衡法计算变动带给水度:

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

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式中:H₁、H₂、H₃为t时段前上、中、下游含水层厚度，m;m₁、m₂、m₃为t时段后上、中、下游含水层厚度，m;h₁、h₂、h₃为t时段前上、中、下游潜水位高程，m;L₁₂、L₂₃为中心孔至两侧孔距离，m;t为计算时段，d;ΔH₂为中心孔t时段水位变幅，m。

(4)大气降水入渗系数的确定

利用动态监测资料，本次研究采用时段水位升幅法。计算公式如下:

λ=μ'Δh/P (9.19)

λ=μ'ΣΔh_汛/ΣP_汛 (9.20)

式中:μ'为水位变动带给水度;Δh为时段水位升幅;ΣΔh_汛为汛期水位升幅总和;P为时段降水量;P_汛为汛期降水量。

以上各水文地质参数的计算结果详见下节水文地质参数的选取与分区。

9.3.2.2 水文地质参数的选取与分区

通过上述研究与计算把取得的水文地质参数按类型进行了分区，分别编制大气降水入渗系数分区图和大气降水入渗系数分区表(图9.21，表9.8)、含水层给水度分区图和含水层给水度分区表(图9.22，表9.9)、含水层渗透系数分区图和含水层渗透系数分区表(图9.23，表9.10)、潜水位变动带给水度分区图和潜水位变动带给水度分区表(图9.24，表9.11)。农田灌溉水回渗系数采用地区经验值。

表9.8 大气降水入渗系数分区表

大气降水入渗系数计算点39个，平均值为0.21，分区统计数值在0.15～0.29之间，低值分布在松花江二级阶地，高值分布于温德河与牤牛河的漫滩、阶地中。江北化工区、老市区入渗系数偏小(图9.21，表9.8)。

含水层给水度值162个，平均值为0.15，分区统计数值在0.10～0.24之间。白山区含水层中混有黏性土，其给水度值偏小，尤其是阶地后缘，给水度仅为0.10;牤牛河沿岸、江北八家子一带地下水丰富，含水层给水度值相对较高(图9.22，表9.9)。

图9.21 大气降水入渗系数分区图

表9.9 含水层给水度分区表

图9.22 含水层给水度分区图

表9.10 含水层渗透系数分区表

含水层渗透系数值162个，平均值为56m/d，分区统计数值在7～265m/d之间。含水层地下水渗透性能差异显著，渗透系数最低值分布在白山、冯家屯、龙潭山附近的阶地后缘，渗透系数较大的区域分布在牤牛河沿岸、江北八家子、哈达湾及江南的部分地段(图9.23，表9.10)。

图9.23 含水层渗透系数分区图

潜水水位变动带给水度值在0.05～0.15之间，数值较小是由于水位变动带岩性多为粉土、粉质黏土与砂层互层，数值较大的区域地下水埋深大，水位变动带岩性组成与含水层岩性接近，其给水度值接近含水层给水度值(图9.24;表9.11)。

图9.24 潜水位变动带给水度分区图

表9.11 潜水位变动带给水度分区表