A. 抽水試驗、壓水試驗、注水試驗各用在哪方面
通過現場的這復幾種試驗，可以測定當制地含水層的水文地質參數，比如滲透系數K、影響半徑r、引用半徑R、單井出水量Q等等，因為室內的裘布依公式等，是在假設了一些邊界條件和理想化的模型基礎上推倒出來的，還是現場的原位試驗測定的參數更接近真實，並可以指導設計、指導實際施工，預測和推倒其它參數。
B. 鑽孔壓水試驗的方法和試段長度
具體做法是在鑽進過程中或鑽孔結束後，用栓塞將某一長度的孔段與其餘孔段隔離開，通過輸水設備（水泵）用不同的壓力向試驗段內送水（圖13-12），使之從孔壁的裂隙向周圍的岩體內滲透，經過一段時間後，其滲透水量最終趨向於一個穩定值，測定其相應的流量值，並據此計算岩體的透水率。
圖13-12 壓水試驗示意圖
可按下式計算試段透水率
水文地質學基礎
式中：q為試段的透水率（Lu）；Q3為計算流量（L/min）；P3為試段壓力（MPa）；L為試驗段的長度（m）。
試段長度宜為5m。
試驗段是編制滲透剖面圖的基本單位。目前的壓水試驗求得的透水率是試段的平均值，如試段過長，勢必影響成果的精度；如試段過短又會增加壓水試驗的次數和費用。國外有關規程中規定的試段長度在3～6m之間，多數為5m，與我國規定基本上一致。在實際操作時由於諸多因素的影響，試段長度通常不是整數。
對於地質構造條件特殊（如斷層、裂隙密集帶、岩溶洞穴等）的孔段，應根據具體情況確定試段的位置和長度，同時還應考慮下一試段栓塞止水的可靠性。
C. 壓水試驗是怎麼做的需要什麼設備測量哪些數據
加壓水試驗是指在水下X米，X公斤壓力范圍內，被測產品的材料、性能等發生的變化。
一般像IPX8的壓力容器罐就能滿足常規的一些壓力水試驗，如果要深潛加大壓力的，需要非標定製的
D. 壓水試驗法
壓水試驗法是國內外長期用來測量和評價岩層滲透性的有效方法。因為在各種野外原地水力試驗方法中(壓水試驗、注水試驗和抽水試驗)壓水試驗方法有其獨特的優越性：操作簡單、迅速，地下水位以上和以下均可使用，在同一鑽孔中進行分段壓水還可以測得岩層滲透性柱狀剖面圖，對礦床水文地質分層尤其對雙層水位礦床具有不可替代的作用。盡管壓水試驗方法還有某些缺點，比如未考慮溶隙的方向和各向異性特點等，在雙層水位礦床水文地質工作中，大多數情況下是可以滿足礦山防治水需要的，這種方法仍不失為一種實際可行的好方法。
圖6-1 a.雙管壓水器具；b.單管壓水器具
(一)單孔單栓塞壓水試驗法
目前，國內外經常採用的是雙管單栓塞壓水試驗器具(圖6-1a)。這種壓水試驗器具的最大缺點：當鑽孔較深時，雙層管操作比較麻煩。故作者又將其改為單管單栓塞壓水試驗器具(圖6-1b)。單管單栓塞壓水試驗器具的工作原理同雙管單栓塞壓水試驗器具相同，只不過單管器具將加壓的螺桿移到孔內栓塞的上部，而雙管器具是在鑽孔孔口。這樣做的好處是操作簡單，免去了雙管的麻煩(深孔尤為突出)。試驗時，孔內栓塞靠人力或機械旋轉施加壓力，使橡膠栓塞膨脹壓緊孔壁，在栓塞與孔底之間形成一個封閉的壓水區域。壓水試驗時，水從進水管進入壓水段，水的壓力則從孔口的壓力表讀取，在不考慮各向異性時，滲透系數可按下式計算：
雙層水位礦床地下水深層局部疏干方法的理論與實踐
式中：h為壓水段的水頭值(m)；Q為壓水量(m3/d)；L為壓水段長度(m)；K為滲透系數(m/d)；r為壓水段半徑(m)。
應該指出，單孔壓水試驗測得的滲透系數為壓水段的平均滲透系數，更不是各向異性岩層的滲透系數。對雙層水位礦床的研究，大多數情況下，只要搞清了溶隙含水層的平均滲透性，基本可以滿足礦山生產的需要。因此，在礦床水文地質勘探初期，採取單孔壓水試驗方法，在礦床范圍內根據勘探階段的不同，選取一定比例的地質鑽孔進行單孔分層壓水試驗，並據此作出鑽孔滲透性柱狀及剖面圖，在充分考慮其他地質資料和物探資料的條件下，一般情況下便能夠判斷出礦床是否具有雙層水位流，礦床是否是雙層水位礦床。突變型雙層水位礦床可以，漸變型雙層水位礦床也可以。
如何根據單孔分層壓水試驗資料來判斷礦床是否存在雙層水位呢?其方法如下。
首先作出鑽孔滲透性狀柱剖面圖，再在滲透性剖面圖中，選擇具有如下滲透特徵的孔段：
(1)具有「V模式」滲透性特徵的孔段，即滲透性具有「大—小—中」三元結構的孔段；
(2)具有「L模式」滲透性特徵的孔段，即滲透性具有「大變小—突然膨大」的二元結構的孔段；
(3)整個鑽孔的滲透性具有自上而下逐漸減少的特徵。
不管上述哪種特徵的孔段，只要能夠具備下述條件之一，則可判斷礦床能夠形成雙層水位流。
①具有1、2兩項特徵的鑽孔可以在剖面中相互聯系起來，既可以把同一個剖面中有一種模式的孔段聯系起來，也可以在同一剖面中把兩種以上的模式聯系起來；②滲透性被聯系起來的剖面，至少有一組空間上與礦體存在著密切的相互關系(比如剖面距離礦體比較近，在礦床開採的影響范圍以內)；③滲透性具有逐漸減少特徵的鑽孔深度應足夠大。
具有上述條件的礦床應該是雙層水位礦床。
(二)其他壓水試驗法
單孔單栓塞壓水試驗法所得的結果，盡管比較粗糙，但因其方法操作簡單、方便既可在地下水位以上進行，也可以在地下水位以下進行，而且還可以在同一鑽孔中方便地進行分段多次壓水，能夠獲得地層滲透性柱狀圖或剖面圖，對於雙層水位礦床的水文地質評價在大多數條件下可以滿足礦山需要。當然，對於一些技術要求比較高的工程項目，單孔單栓塞壓水試驗的結果有時滿足不了工程計算精度的要求，比如水工滲流計算等。因此，下面簡單介紹幾種更科學、更准確、更能夠充分考慮岩體各向異性的試驗方法。
1.校正系數法
1978年羅克哈等人提出了校正系數法，1989年田開銘和萬力教授對羅克哈等提出的校正系數法進行了改進，並提出了一套具體的計算方法，還編制了程序，應用十分方便。
校正系數法是以裂隙測量法的計算結果為基礎，利用單栓塞壓水試驗數據就可以求得比較粗略的各向同性滲透張量。較單純的單孔單栓塞壓水試驗方法前進了一大步。這種方法的優點是簡單易行。但它必須有裂隙測量的計算結果作前提，否則，無法計算。這種方法提供結果的准確性，在很大程度上取決於壓水試驗結果的精度。因此，它們也是一個粗略的方法。但相對我國具體的勘探水平而言，校正系數法仍不愧為一個有效的方法，特別是對於利用水文地質部門幾十年來所積累的大量壓水試驗資料，把這些資料由各向同性轉換成工程需要的各向異性滲透資料，具有很大的實際意義和實用價值(具體方法見《各向異性裂隙介質滲透性的研究與評價》一書)。
2.三段壓水試驗
三段壓水試驗的方法，是1972年由路易斯提出。基本思路是用壓水試驗分別確定單組裂隙的滲透系數，再根據每組裂隙的產狀把滲透系數疊加，就可以求得岩體的總滲透張量。這種方法的關鍵在於其獨特的壓水試驗器具——三段壓水試驗器(圖6-2)。
圖6-2 三段壓水試驗與器具
三段壓水法，要求壓水孔平行於裂隙組的交線方向，因此，選孔前必須要求對試驗點周圍的岩體進行裂隙測量，以確定裂隙組的產狀，並求出裂隙組的交線方向。如果只有兩組裂隙，則壓水孔只要求平行於其中一組，與另一組可以相交。觀測孔不能離壓水孔太遠，觀測孔段只能在徑向流場中，所以這種鑽孔的位置通常只能靠在一起，試驗場地范圍受到限制，不宜太大。
由於三段壓水試驗要求壓水孔與裂隙組的交線平行，尤其要求僅能與一組相交，所以當裂隙組超過三組時，就很難滿足這種條件。三段壓水試驗與其他方法相比，技術設備太復雜且造價高。只適宜於做一些標准試驗，很難在大規模的生產工程中推廣應用。在雙層水位礦床水文地質勘探中應用就更困難了。
3.交叉孔壓水試驗法
1985年謝赫(Hsieh P.A)提出了交叉孔壓水試驗方法。這種方法不要求預先了解裂隙發育情況，鑽孔布置方法可以任意布置，不受限制。該方法的最大特點是技術方法簡單，只要利用上述廣泛採用的單栓塞壓水試驗器就可以。該方法的最大缺點是計算復雜。雖然謝赫(Hsieh P.A)給出了多種條件下的理論公式，但在計算滲透張量的過程中，他只給出了非穩定流條件下的求解方法(假定壓水段和觀測段都是一個點)，1989年萬力教授又給出了交叉壓水求解穩定流公式計算滲透張量的方法，並編製成程序，排除了謝赫(Hsieh P.A)方法中手工圖解法的麻煩和不確定性，這種方法是一種大有前途的方法。
4.抽水試驗法
傳統水文地質抽水試驗的方法，無論是穩定流還是非穩定流理論，只能解決各向同性的水文地質參數，對於各向異性含水層基本無能為力。據抽水試驗獲得的資料只能在一些特殊條件下才能反求參數，用來預測礦坑涌水量。
1966年由帕拉普斯(Papadopulos I.S.)首先提出在各向異性含水層中的井流公式，並提出了一階滲透張量的計算方法。同年，汗吐斯(Hantugh M.S.)利用坐標變換法把一系列各向同性的非穩定井流公式轉換為各向異性條件下的井流公式。維依(Ways)又提出了三維各向異性滲透系數的確定方法。紐曼(Neuman S.P.)提出了三孔兩次抽水確定平面滲透張量的方法。1989年田開銘與萬力教授又根據汗吐什的各向異性越流承壓含水層不完整井非穩定流公式，用單純形法和數值積分反求出三維各向異性滲透張量，並編有通用程序。
理論上雖然已經提出了許多各向異性滲透井流計算公式，但能夠實際應用的卻很少，方法還很不成熟，基本處於理論研究階段。實際上，裂隙含水層中滲透性的非均質性和各向異性，兩者在實際工程中對水位的影響很難分別開來，要想分別求得兩者的影響，理論上需要進行不同鑽孔的多次水力試驗，才有可能得出比較合理的各向異性滲透系數，既麻煩又費錢，實際意義不大。壓水試驗，尤其是單栓塞壓水試驗造價低，操作簡單，使用方便，易於大面積採用，地下水位以下和以上都可以使用，還可以在同一鑽孔中進行多段次重復試驗，相對於抽水試驗更為經濟、合理、方便、實用。
5.滲透性各向異性岩層雙層水位深度的計算方法
如果我們在一個存在巨厚含水層礦床中，可以初步判斷為漸變型雙層水位礦床，而且可以通過一定手段(如：野外裂隙測量、壓水試驗或抽水試驗)獲得各向異性滲透主值的變化規律，那麼，便可以通過下述方法初步確定出漸變型雙層水位的產生深度。
例如，萬力教授等對金嶺鐵礦鐵山的3個剖面通過裂隙測量，根據大裂隙系統與小裂隙系統的相似性原理，最終提供的岩石滲透張量各向滲透主值的回歸計算結果如表6-2，據此，可以求出產生雙層水位的埋深和標高。
根據岩層水平滲透主值與垂直滲透主值隨埋深增加而會逐漸交於某一深度Sα的規律，可以初步確定出雙層水位形成的深度。
前面第三章第四節中已經說明，Sα點是各向異性溶隙含水層產生雙層水位的位置。因此，可以採取下述方法求取Sα點的深度：
首先假定Kn=Kh，並據此計算出各條剖面中若干Sα點的位置，再據下述4種方法之一確定出礦床產生雙層水位的深度：
①以Sα值最大值代表礦床產生雙層水位的深度；②以所有Sα值的算術平均值代表礦床產生雙層水位的深度；③選擇Sα值平均值最大的剖面代表礦床產生雙層水位的深度；④在聯結所有Sα點的曲面上，工程實際位置與曲面相互重疊的最低位置即代表產生雙層水位的深度。鐵山礦床的計算結果見表6-2和表6-3。
表6-2 岩石滲透張量各滲透主值回歸計算結果表
註：據田開銘，各向異位裂隙介質滲透性的研究與評價。
表6-3 各向異性滲透性岩層中雙層水位深度計算表
E. 水文地質鑽探設備及鑽探工具
水文地質鑽探機械設備主要是鑽機、水泵（泥漿泵）、動力機。
選擇適宜的鑽探版機械設權備是勘探和開采地下水的基本要求之一。目前，我國常用的水文地質鑽機有：轉盤式鑽機、回轉取心鑽機、反循環回轉鑽機、鋼絲繩沖擊鑽機等幾種。復合式多能鑽機也有應用。類型很多，性能和使用條件各有差異。選擇哪種類型的鑽機進行勘探工作，主要取決於勘查設計提出的任務和要求，工作區的地層岩性，終孔深度和口徑大小，同時，也要考慮現有設備和施工條件等方面的情況。
水泵是給水和排水的主要機械設備，也是鑽探的配套設備。水文地質鑽探與供水排水常用的水泵有往復式水泵和離心泵兩種。
往復式水泵是容積式泵的一種，它是利用活塞在缸體內作往復運動，使工作室空間的容積發生變化而造成壓力差來吸入或排出液體。往復式水泵又可分為單作用和雙作用兩種（圖12-6）。鑽機用的泥漿泵大多是根據往復式水泵的工作原理製作的。
圖12-6 單作用與雙作用往復式水泵工作原理示意圖
1—活塞；2—缸套；3—吸水活閥；4—排水活閥；5—曲柄；6—連桿；7—十字頭
F. 根據抽水試驗資料求水文地質參數
1）當r＞1.5M（M為含水層厚度），內有觀測孔的觀測時，可採用第四章中介紹的辦法求T，μ*。
2）當r＜1.5M，內有觀測孔的觀測，而且是無越流補給的不完整井時，可用下述方法求含水層參數。
（1）配線法
1）將式（6-12）簡化為：
地下水動力學
利用表6-2中給出的值繪制3張
地下水動力學
續表
（據Walton）
圖6-9 無越流補給承壓含水層中不完整井標准曲線
2）在同模數的對數透明坐標紙上繪s-t或
3）將實測曲線與相應
4）選匹配點並記下坐標：
地下水動力學
（2）求導水系數（T）
地下水動力學
（3）求儲水系數μ*
地下水動力學
小結
通過本章學習，要求了解匯、源以及匯線，及其在解決不完整井井流計算中的意義和作用。著重要掌握井壁進水承壓不完整井及潛水不完整井的穩定流流量計算方法，熟練掌握各井流計算公式的適用條件。
復習思考題
1.非完整井流與完整井流有什麼不同？
2.非完整承壓井的非穩定井流中任一點的降深，與同樣條件下的完整井流降深相比哪個大，為什麼？
習題
1.如圖6-5所示，在潛水含水層中，有一不完整單井（井壁進水），進行定流量穩定流抽水。已知
2.如圖6-10所示，試求截面為1.7×1.7m2平底水井揭露出含有承壓水的砂層，含水層厚度很大，滲透系數（K）為12m/d，當抽水井水位降低（sw）為3m時的出水量（Q）？
圖6-10 井底進水示意圖
圖6-11 井壁進水示意圖
3.如圖6-11所示，在承壓含水層中有一非完整井（井壁進水），進行定流量穩定流抽水。已知sw=5m，K=5m/d，l=3m，rw=0.2m，求單井抽水量（Q）？
G. 抽水試驗可以確定的水文地質參數
抽水試驗是獲取多項水文地質參數最直接、最可靠、最常用的手段。通過不同性質（穩定流還是非穩定流）、不同場地配置（帶觀測孔還是不帶觀測孔、帶幾個觀測孔）、不同試驗方案（穩定流抽水試驗布置幾個落程、要求穩定的時間，非穩定流抽水試驗抽水延續的時間）的抽水試驗，可以分別獲取含水層滲透系數K、影響半徑R、承壓含水層導水系數T、壓力傳導系數a、彈性儲水（釋水）系數S等參數［1～4］。
利用抽水試驗資料分別求取上述水文地質參數時，其繁簡、難易程度差別較大。一般而言，穩定流抽水試驗資料能求取的水文地質參數少且計算簡單，例如在無界承壓含水層中，一個主孔抽水、布置有兩個觀測孔的穩定流抽水試驗，可藉助下式利用其抽水試驗資料計算含水層滲透系數K：
供水水文地質計算
式中：K為滲透系數（m/d）；Q為抽水試驗主井的穩定涌水量（m3/d）；M為承壓含水層厚度（m）；s1為觀測孔1的穩定水位降深（m）；s2為觀測孔2的穩定水位降深（m）；r1為觀測孔1的主距，即觀測孔1的孔心到主孔孔心的距離（m）；r2為觀測孔2的主距，即觀測孔2的孔心到主孔孔心的距離（m）。
這個計算就很簡單，可以不用編制計算程序，在抽水試驗現場用計算器就可完成計算。
但是，有一些穩定流抽水試驗資料求取水文地質參數的計算就不像上式那麼簡單。例如無界承壓含水層，一個主孔抽水、沒有觀測孔的穩定流抽水試驗，則須藉助下邊兩個公式利用其抽水試驗資料計算含水層滲透系數K及影響半徑R：
供水水文地質計算
式中：R為抽水試驗的影響半徑（m）；sw為主孔的穩定水位降深（m）；rw為主孔的井半徑（m）；其他各符號含義同前。
這個計算就不那麼簡單了，因為用到的兩個公式中，各包含有兩個未知數，不能用解方程組的方法求其解，需用逐漸逼近、多次迭代的方法求其近似解。用計算器雖然也可完成計算，只是要反反復復地迭代計算若干次，所以，最好編制計算程序來完成計算。
比這更為復雜的求取水文地質參數的計算還有，像非穩定流抽水試驗資料求取水文地質參數。舉例：無界承壓含水層，一個主孔定流量抽水，在距主孔r處觀測降深歷時值ti-si（i＝1，2，…，n）；則利用下面的泰斯公式計算含水層參數T、S：
供水水文地質計算
式中：T為承壓含水層導水系數（m2/d）；u為泰斯井函數自變數；S為承壓含水層彈性儲水（釋水）系數（量綱為一）；W（u）為泰斯井函數，W（u）＝
用計算器是無法完成這個計算的，因為其中涉及被稱為泰斯井函數的一個指數積分
H. 水文地質試驗
水文地質試驗的目的是在現場求取目的層的水文地質參數。常見的試驗有: 抽水試驗、壓水試驗、注水試驗、滲水試驗及示蹤試驗等。從本次調查實際需要出發，僅提出抽水試驗技術要求。
抽水試驗因分類角度不同，可分出不同的類別，如因求取不同參數而分為穩定流與非穩定流抽水試驗; 因孔數多少而分為單孔抽水試驗和多孔 (附設觀測孔) 抽水試驗; 在大水量地區還有群孔(多主孔) 抽水試驗; 按含水層又可分為單層和多層混合抽水試驗以及礦井放水試驗等。本次僅擬定出對穩定流和非穩定流技術要求。
穩定流抽水試驗的目的是求取含水層 (組) 滲透系數 K、單位涌水量 q、確定影響半徑 R，為評價地下水及布置合理開采井井距提供依據。
非穩定流抽水試驗目的是求取含水層的導水系數 T、壓力傳導系數 a、儲水系數 μ 和彈性釋水系數 μe等，為水資源評價提供參數依據。
上述兩類抽水試驗技術要求參照國標 GB 50027—2001 《供水水文地質勘察規范》執行。