第11讲地下含水层参数的确定(Determination of Aquifer Parameters)
概述
含水层参数群的系统动态分解求参技术 含水层参数率定模型
利用试验资料确定含水层参数 参数反演
常用含水层参数的经验值
1 概述
含水层参数：
地下水文参数：
潜水蒸发系数C
潜水蒸发临界埋深Ho
降雨入渗补给系数α
渠系渗漏补给系数m水文地质参数： 给水度μ 渗透系数K 导水系数T 压力传导系数a
弹性释水系数μe 农田灌溉入渗补给系数β
越流因素B
含水层参数的应用
地下水资源评价和管理的基础
地下水补、排、蓄
含水层参数的确定方法
利用地下水动态长期观测资料
利用试验资料
2 含水层参数群的系统动态分解求参技术 基本原理：地下水动态变化是由各种自然、人为因素综合作用的结果。在平原区，主要影响因素为降雨、蒸发及灌溉。在地下水动态曲线上分解出以上因素独立作用的时段，确定出相应的含水层参数给水度μ
潜水蒸发系数C
降雨入渗补给系数α
农田灌溉入渗补给系数β
2.1 给水度
μ与潜水蒸发系数C 离补给源较远的观测井，无降雨、开采时段 潜水蒸发为引起地下水消退的单一因子：对各时段：Δh/Eo～h
绘图，拟合曲线
纵轴截距为1/μ
横轴截距为潜水蒸发
临界埋深ho
同时可得到C(h)μΔh＝CEo＝Eo(1-h/ho)n
2.2 降雨入渗补给系数
α
α=Pg/P=μΔhP/P影响因素：
降雨总量、雨强地下水埋深土壤结构初期含水量
变化范围：0~1
2.3 农田灌溉入渗补给系数β
β=PI/P=μΔhI/P影响因素：
耕地的土质、平整程度 土壤含水量
灌水定额、灌水方法 地下水埋深
变化范围：0~1，一般0.1~0.2
3 含水层参数率定模型 原理：地下水均衡μFΔH=R(t)－D(t)
面积总补给量总消耗量
μFΔH=αPF+K1A1I1Δt-V开-μFΔh-K2A2I2Δt
降雨补给侧向补给开采潜水蒸发侧向排泄ΔH=(α/μ)P+(K1/μ)(A1I1Δt/F)-(1/μ)(V开/F)-Δh-(K2/μ)(A2I2Δt/F)ΔH=a1P-a2h开+a3h入-a4h出-Δh
ΔH +Δh=a1P-a2h开+a3h入-a4h出
a1=α/μ，a2=1/μ，a3=K1/μ，a4=K2/μ 根据观测数据进行线性回归，得到参数ai
进一步计算出有关参数
不同地区考虑不同地下水均衡项
4 利用试验资料确定含水层参数
给水度的测定
稳定抽水试验确定渗透系数 非稳定抽水试验
4.1 给水度的测定
筒测法、蒸渗仪
坑测法：θs－θf
影响半径的确定：利用2个或更多观测孔资料同时确定K、R
公式法 图解法
4.3 非稳定抽水试验
承压水非稳定流抽水试验
参数：T、μe、a 计算方法 配线法 直线解析法 恢复水位法 试算法
直线斜率法…
5 参数反演
地下水位观测值Hi, t
对一组假设参数，求解正问题得到地下水位模拟值hi, t目标函数：误差平方和最小
minQ=∑∑(Hi,t−hi,t)
NT
2
搜索方法：
i=1t=1
单纯形搜索法(CEA)遗传算法(GA)模拟退火算法(SA)
SCE (Shuffled CEA)-PSO (Particle Swarm Optimization)GLUE (Generalized Likelihood Uncertainty Estimation)SCEM－UA…
6 常用含水层参数的经验值
给水度 渗透系数
多年平均降雨入渗补给系数 潜水蒸发系数
渠系渗漏补给系数
田间灌溉回归入渗补给系数 影响半径
作业：
某承压含水层厚度为100m，在一完整井
3中以600m/d的涌水量进行抽水试验，在
距抽水井10m的观测孔处降深变化见下表。计算该含水层的渗透系数、导水系数、压时间t(min) 50 100 150 200 300降深S(m) 1.2 1.45 1.6 1.7 1.86
第11讲地下含水层参数的确定(Determination of Aquifer Parameters)
概述
含水层参数群的系统动态分解求参技术 含水层参数率定模型
利用试验资料确定含水层参数 参数反演
常用含水层参数的经验值
1 概述
含水层参数：
地下水文参数：
潜水蒸发系数C
潜水蒸发临界埋深Ho
降雨入渗补给系数α
渠系渗漏补给系数m水文地质参数： 给水度μ 渗透系数K 导水系数T 压力传导系数a
弹性释水系数μe 农田灌溉入渗补给系数β
越流因素B
含水层参数的应用
地下水资源评价和管理的基础
地下水补、排、蓄
含水层参数的确定方法
利用地下水动态长期观测资料
利用试验资料
2 含水层参数群的系统动态分解求参技术 基本原理：地下水动态变化是由各种自然、人为因素综合作用的结果。在平原区，主要影响因素为降雨、蒸发及灌溉。在地下水动态曲线上分解出以上因素独立作用的时段，确定出相应的含水层参数给水度μ
潜水蒸发系数C
降雨入渗补给系数α
农田灌溉入渗补给系数β
2.1 给水度
μ与潜水蒸发系数C 离补给源较远的观测井，无降雨、开采时段 潜水蒸发为引起地下水消退的单一因子：对各时段：Δh/Eo～h
绘图，拟合曲线
纵轴截距为1/μ
横轴截距为潜水蒸发
临界埋深ho
同时可得到C(h)μΔh＝CEo＝Eo(1-h/ho)n
2.2 降雨入渗补给系数
α
α=Pg/P=μΔhP/P影响因素：
降雨总量、雨强地下水埋深土壤结构初期含水量
变化范围：0~1
2.3 农田灌溉入渗补给系数β
β=PI/P=μΔhI/P影响因素：
耕地的土质、平整程度 土壤含水量
灌水定额、灌水方法 地下水埋深
变化范围：0~1，一般0.1~0.2
3 含水层参数率定模型 原理：地下水均衡μFΔH=R(t)－D(t)
面积总补给量总消耗量
μFΔH=αPF+K1A1I1Δt-V开-μFΔh-K2A2I2Δt
降雨补给侧向补给开采潜水蒸发侧向排泄ΔH=(α/μ)P+(K1/μ)(A1I1Δt/F)-(1/μ)(V开/F)-Δh-(K2/μ)(A2I2Δt/F)ΔH=a1P-a2h开+a3h入-a4h出-Δh
ΔH +Δh=a1P-a2h开+a3h入-a4h出
a1=α/μ，a2=1/μ，a3=K1/μ，a4=K2/μ 根据观测数据进行线性回归，得到参数ai
进一步计算出有关参数
不同地区考虑不同地下水均衡项
4 利用试验资料确定含水层参数
给水度的测定
稳定抽水试验确定渗透系数 非稳定抽水试验
4.1 给水度的测定
筒测法、蒸渗仪
坑测法：θs－θf
影响半径的确定：利用2个或更多观测孔资料同时确定K、R
公式法 图解法
4.3 非稳定抽水试验
承压水非稳定流抽水试验
参数：T、μe、a 计算方法 配线法 直线解析法 恢复水位法 试算法
直线斜率法…
5 参数反演
地下水位观测值Hi, t
对一组假设参数，求解正问题得到地下水位模拟值hi, t目标函数：误差平方和最小
minQ=∑∑(Hi,t−hi,t)
NT
2
搜索方法：
i=1t=1
单纯形搜索法(CEA)遗传算法(GA)模拟退火算法(SA)
SCE (Shuffled CEA)-PSO (Particle Swarm Optimization)GLUE (Generalized Likelihood Uncertainty Estimation)SCEM－UA…
6 常用含水层参数的经验值
给水度 渗透系数
多年平均降雨入渗补给系数 潜水蒸发系数
渠系渗漏补给系数
田间灌溉回归入渗补给系数 影响半径
作业：
某承压含水层厚度为100m，在一完整井
3中以600m/d的涌水量进行抽水试验，在
距抽水井10m的观测孔处降深变化见下表。计算该含水层的渗透系数、导水系数、压时间t(min) 50 100 150 200 300降深S(m) 1.2 1.45 1.6 1.7 1.86