A. 抽水试验、压水试验、注水试验各用在哪方面
通过现场的这复几种试验，可以测定当制地含水层的水文地质参数，比如渗透系数K、影响半径r、引用半径R、单井出水量Q等等，因为室内的裘布依公式等，是在假设了一些边界条件和理想化的模型基础上推倒出来的，还是现场的原位试验测定的参数更接近真实，并可以指导设计、指导实际施工，预测和推倒其它参数。
B. 钻孔压水试验的方法和试段长度
具体做法是在钻进过程中或钻孔结束后，用栓塞将某一长度的孔段与其余孔段隔离开，通过输水设备（水泵）用不同的压力向试验段内送水（图13-12），使之从孔壁的裂隙向周围的岩体内渗透，经过一段时间后，其渗透水量最终趋向于一个稳定值，测定其相应的流量值，并据此计算岩体的透水率。
图13-12 压水试验示意图
可按下式计算试段透水率
水文地质学基础
式中：q为试段的透水率（Lu）；Q3为计算流量（L/min）；P3为试段压力（MPa）；L为试验段的长度（m）。
试段长度宜为5m。
试验段是编制渗透剖面图的基本单位。目前的压水试验求得的透水率是试段的平均值，如试段过长，势必影响成果的精度；如试段过短又会增加压水试验的次数和费用。国外有关规程中规定的试段长度在3～6m之间，多数为5m，与我国规定基本上一致。在实际操作时由于诸多因素的影响，试段长度通常不是整数。
对于地质构造条件特殊（如断层、裂隙密集带、岩溶洞穴等）的孔段，应根据具体情况确定试段的位置和长度，同时还应考虑下一试段栓塞止水的可靠性。
C. 压水试验是怎么做的需要什么设备测量哪些数据
加压水试验是指在水下X米，X公斤压力范围内，被测产品的材料、性能等发生的变化。
一般像IPX8的压力容器罐就能满足常规的一些压力水试验，如果要深潜加大压力的，需要非标定制的
D. 压水试验法
压水试验法是国内外长期用来测量和评价岩层渗透性的有效方法。因为在各种野外原地水力试验方法中(压水试验、注水试验和抽水试验)压水试验方法有其独特的优越性：操作简单、迅速，地下水位以上和以下均可使用，在同一钻孔中进行分段压水还可以测得岩层渗透性柱状剖面图，对矿床水文地质分层尤其对双层水位矿床具有不可替代的作用。尽管压水试验方法还有某些缺点，比如未考虑溶隙的方向和各向异性特点等，在双层水位矿床水文地质工作中，大多数情况下是可以满足矿山防治水需要的，这种方法仍不失为一种实际可行的好方法。
图6-1 a.双管压水器具；b.单管压水器具
(一)单孔单栓塞压水试验法
目前，国内外经常采用的是双管单栓塞压水试验器具(图6-1a)。这种压水试验器具的最大缺点：当钻孔较深时，双层管操作比较麻烦。故作者又将其改为单管单栓塞压水试验器具(图6-1b)。单管单栓塞压水试验器具的工作原理同双管单栓塞压水试验器具相同，只不过单管器具将加压的螺杆移到孔内栓塞的上部，而双管器具是在钻孔孔口。这样做的好处是操作简单，免去了双管的麻烦(深孔尤为突出)。试验时，孔内栓塞靠人力或机械旋转施加压力，使橡胶栓塞膨胀压紧孔壁，在栓塞与孔底之间形成一个封闭的压水区域。压水试验时，水从进水管进入压水段，水的压力则从孔口的压力表读取，在不考虑各向异性时，渗透系数可按下式计算：
双层水位矿床地下水深层局部疏干方法的理论与实践
式中：h为压水段的水头值(m)；Q为压水量(m3/d)；L为压水段长度(m)；K为渗透系数(m/d)；r为压水段半径(m)。
应该指出，单孔压水试验测得的渗透系数为压水段的平均渗透系数，更不是各向异性岩层的渗透系数。对双层水位矿床的研究，大多数情况下，只要搞清了溶隙含水层的平均渗透性，基本可以满足矿山生产的需要。因此，在矿床水文地质勘探初期，采取单孔压水试验方法，在矿床范围内根据勘探阶段的不同，选取一定比例的地质钻孔进行单孔分层压水试验，并据此作出钻孔渗透性柱状及剖面图，在充分考虑其他地质资料和物探资料的条件下，一般情况下便能够判断出矿床是否具有双层水位流，矿床是否是双层水位矿床。突变型双层水位矿床可以，渐变型双层水位矿床也可以。
如何根据单孔分层压水试验资料来判断矿床是否存在双层水位呢?其方法如下。
首先作出钻孔渗透性状柱剖面图，再在渗透性剖面图中，选择具有如下渗透特征的孔段：
(1)具有“V模式”渗透性特征的孔段，即渗透性具有“大—小—中”三元结构的孔段；
(2)具有“L模式”渗透性特征的孔段，即渗透性具有“大变小—突然膨大”的二元结构的孔段；
(3)整个钻孔的渗透性具有自上而下逐渐减少的特征。
不管上述哪种特征的孔段，只要能够具备下述条件之一，则可判断矿床能够形成双层水位流。
①具有1、2两项特征的钻孔可以在剖面中相互联系起来，既可以把同一个剖面中有一种模式的孔段联系起来，也可以在同一剖面中把两种以上的模式联系起来；②渗透性被联系起来的剖面，至少有一组空间上与矿体存在着密切的相互关系(比如剖面距离矿体比较近，在矿床开采的影响范围以内)；③渗透性具有逐渐减少特征的钻孔深度应足够大。
具有上述条件的矿床应该是双层水位矿床。
(二)其他压水试验法
单孔单栓塞压水试验法所得的结果，尽管比较粗糙，但因其方法操作简单、方便既可在地下水位以上进行，也可以在地下水位以下进行，而且还可以在同一钻孔中方便地进行分段多次压水，能够获得地层渗透性柱状图或剖面图，对于双层水位矿床的水文地质评价在大多数条件下可以满足矿山需要。当然，对于一些技术要求比较高的工程项目，单孔单栓塞压水试验的结果有时满足不了工程计算精度的要求，比如水工渗流计算等。因此，下面简单介绍几种更科学、更准确、更能够充分考虑岩体各向异性的试验方法。
1.校正系数法
1978年罗克哈等人提出了校正系数法，1989年田开铭和万力教授对罗克哈等提出的校正系数法进行了改进，并提出了一套具体的计算方法，还编制了程序，应用十分方便。
校正系数法是以裂隙测量法的计算结果为基础，利用单栓塞压水试验数据就可以求得比较粗略的各向同性渗透张量。较单纯的单孔单栓塞压水试验方法前进了一大步。这种方法的优点是简单易行。但它必须有裂隙测量的计算结果作前提，否则，无法计算。这种方法提供结果的准确性，在很大程度上取决于压水试验结果的精度。因此，它们也是一个粗略的方法。但相对我国具体的勘探水平而言，校正系数法仍不愧为一个有效的方法，特别是对于利用水文地质部门几十年来所积累的大量压水试验资料，把这些资料由各向同性转换成工程需要的各向异性渗透资料，具有很大的实际意义和实用价值(具体方法见《各向异性裂隙介质渗透性的研究与评价》一书)。
2.三段压水试验
三段压水试验的方法，是1972年由路易斯提出。基本思路是用压水试验分别确定单组裂隙的渗透系数，再根据每组裂隙的产状把渗透系数叠加，就可以求得岩体的总渗透张量。这种方法的关键在于其独特的压水试验器具——三段压水试验器(图6-2)。
图6-2 三段压水试验与器具
三段压水法，要求压水孔平行于裂隙组的交线方向，因此，选孔前必须要求对试验点周围的岩体进行裂隙测量，以确定裂隙组的产状，并求出裂隙组的交线方向。如果只有两组裂隙，则压水孔只要求平行于其中一组，与另一组可以相交。观测孔不能离压水孔太远，观测孔段只能在径向流场中，所以这种钻孔的位置通常只能靠在一起，试验场地范围受到限制，不宜太大。
由于三段压水试验要求压水孔与裂隙组的交线平行，尤其要求仅能与一组相交，所以当裂隙组超过三组时，就很难满足这种条件。三段压水试验与其他方法相比，技术设备太复杂且造价高。只适宜于做一些标准试验，很难在大规模的生产工程中推广应用。在双层水位矿床水文地质勘探中应用就更困难了。
3.交叉孔压水试验法
1985年谢赫(Hsieh P.A)提出了交叉孔压水试验方法。这种方法不要求预先了解裂隙发育情况，钻孔布置方法可以任意布置，不受限制。该方法的最大特点是技术方法简单，只要利用上述广泛采用的单栓塞压水试验器就可以。该方法的最大缺点是计算复杂。虽然谢赫(Hsieh P.A)给出了多种条件下的理论公式，但在计算渗透张量的过程中，他只给出了非稳定流条件下的求解方法(假定压水段和观测段都是一个点)，1989年万力教授又给出了交叉压水求解稳定流公式计算渗透张量的方法，并编制成程序，排除了谢赫(Hsieh P.A)方法中手工图解法的麻烦和不确定性，这种方法是一种大有前途的方法。
4.抽水试验法
传统水文地质抽水试验的方法，无论是稳定流还是非稳定流理论，只能解决各向同性的水文地质参数，对于各向异性含水层基本无能为力。据抽水试验获得的资料只能在一些特殊条件下才能反求参数，用来预测矿坑涌水量。
1966年由帕拉普斯(Papadopulos I.S.)首先提出在各向异性含水层中的井流公式，并提出了一阶渗透张量的计算方法。同年，汗吐斯(Hantugh M.S.)利用坐标变换法把一系列各向同性的非稳定井流公式转换为各向异性条件下的井流公式。维依(Ways)又提出了三维各向异性渗透系数的确定方法。纽曼(Neuman S.P.)提出了三孔两次抽水确定平面渗透张量的方法。1989年田开铭与万力教授又根据汗吐什的各向异性越流承压含水层不完整井非稳定流公式，用单纯形法和数值积分反求出三维各向异性渗透张量，并编有通用程序。
理论上虽然已经提出了许多各向异性渗透井流计算公式，但能够实际应用的却很少，方法还很不成熟，基本处于理论研究阶段。实际上，裂隙含水层中渗透性的非均质性和各向异性，两者在实际工程中对水位的影响很难分别开来，要想分别求得两者的影响，理论上需要进行不同钻孔的多次水力试验，才有可能得出比较合理的各向异性渗透系数，既麻烦又费钱，实际意义不大。压水试验，尤其是单栓塞压水试验造价低，操作简单，使用方便，易于大面积采用，地下水位以下和以上都可以使用，还可以在同一钻孔中进行多段次重复试验，相对于抽水试验更为经济、合理、方便、实用。
5.渗透性各向异性岩层双层水位深度的计算方法
如果我们在一个存在巨厚含水层矿床中，可以初步判断为渐变型双层水位矿床，而且可以通过一定手段(如：野外裂隙测量、压水试验或抽水试验)获得各向异性渗透主值的变化规律，那么，便可以通过下述方法初步确定出渐变型双层水位的产生深度。
例如，万力教授等对金岭铁矿铁山的3个剖面通过裂隙测量，根据大裂隙系统与小裂隙系统的相似性原理，最终提供的岩石渗透张量各向渗透主值的回归计算结果如表6-2，据此，可以求出产生双层水位的埋深和标高。
根据岩层水平渗透主值与垂直渗透主值随埋深增加而会逐渐交于某一深度Sα的规律，可以初步确定出双层水位形成的深度。
前面第三章第四节中已经说明，Sα点是各向异性溶隙含水层产生双层水位的位置。因此，可以采取下述方法求取Sα点的深度：
首先假定Kn=Kh，并据此计算出各条剖面中若干Sα点的位置，再据下述4种方法之一确定出矿床产生双层水位的深度：
①以Sα值最大值代表矿床产生双层水位的深度；②以所有Sα值的算术平均值代表矿床产生双层水位的深度；③选择Sα值平均值最大的剖面代表矿床产生双层水位的深度；④在联结所有Sα点的曲面上，工程实际位置与曲面相互重叠的最低位置即代表产生双层水位的深度。铁山矿床的计算结果见表6-2和表6-3。
表6-2 岩石渗透张量各渗透主值回归计算结果表
注：据田开铭，各向异位裂隙介质渗透性的研究与评价。
表6-3 各向异性渗透性岩层中双层水位深度计算表
E. 水文地质钻探设备及钻探工具
水文地质钻探机械设备主要是钻机、水泵（泥浆泵）、动力机。
选择适宜的钻探版机械设权备是勘探和开采地下水的基本要求之一。目前，我国常用的水文地质钻机有：转盘式钻机、回转取心钻机、反循环回转钻机、钢丝绳冲击钻机等几种。复合式多能钻机也有应用。类型很多，性能和使用条件各有差异。选择哪种类型的钻机进行勘探工作，主要取决于勘查设计提出的任务和要求，工作区的地层岩性，终孔深度和口径大小，同时，也要考虑现有设备和施工条件等方面的情况。
水泵是给水和排水的主要机械设备，也是钻探的配套设备。水文地质钻探与供水排水常用的水泵有往复式水泵和离心泵两种。
往复式水泵是容积式泵的一种，它是利用活塞在缸体内作往复运动，使工作室空间的容积发生变化而造成压力差来吸入或排出液体。往复式水泵又可分为单作用和双作用两种（图12-6）。钻机用的泥浆泵大多是根据往复式水泵的工作原理制作的。
图12-6 单作用与双作用往复式水泵工作原理示意图
1—活塞；2—缸套；3—吸水活阀；4—排水活阀；5—曲柄；6—连杆；7—十字头
F. 根据抽水试验资料求水文地质参数
1）当r＞1.5M（M为含水层厚度），内有观测孔的观测时，可采用第四章中介绍的办法求T，μ*。
2）当r＜1.5M，内有观测孔的观测，而且是无越流补给的不完整井时，可用下述方法求含水层参数。
（1）配线法
1）将式（6-12）简化为：
地下水动力学
利用表6-2中给出的值绘制3张
地下水动力学
续表
（据Walton）
图6-9 无越流补给承压含水层中不完整井标准曲线
2）在同模数的对数透明坐标纸上绘s-t或
3）将实测曲线与相应
4）选匹配点并记下坐标：
地下水动力学
（2）求导水系数（T）
地下水动力学
（3）求储水系数μ*
地下水动力学
小结
通过本章学习，要求了解汇、源以及汇线，及其在解决不完整井井流计算中的意义和作用。着重要掌握井壁进水承压不完整井及潜水不完整井的稳定流流量计算方法，熟练掌握各井流计算公式的适用条件。
复习思考题
1.非完整井流与完整井流有什么不同？
2.非完整承压井的非稳定井流中任一点的降深，与同样条件下的完整井流降深相比哪个大，为什么？
习题
1.如图6-5所示，在潜水含水层中，有一不完整单井（井壁进水），进行定流量稳定流抽水。已知
2.如图6-10所示，试求截面为1.7×1.7m2平底水井揭露出含有承压水的砂层，含水层厚度很大，渗透系数（K）为12m/d，当抽水井水位降低（sw）为3m时的出水量（Q）？
图6-10 井底进水示意图
图6-11 井壁进水示意图
3.如图6-11所示，在承压含水层中有一非完整井（井壁进水），进行定流量稳定流抽水。已知sw=5m，K=5m/d，l=3m，rw=0.2m，求单井抽水量（Q）？
G. 抽水试验可以确定的水文地质参数
抽水试验是获取多项水文地质参数最直接、最可靠、最常用的手段。通过不同性质（稳定流还是非稳定流）、不同场地配置（带观测孔还是不带观测孔、带几个观测孔）、不同试验方案（稳定流抽水试验布置几个落程、要求稳定的时间，非稳定流抽水试验抽水延续的时间）的抽水试验，可以分别获取含水层渗透系数K、影响半径R、承压含水层导水系数T、压力传导系数a、弹性储水（释水）系数S等参数［1～4］。
利用抽水试验资料分别求取上述水文地质参数时，其繁简、难易程度差别较大。一般而言，稳定流抽水试验资料能求取的水文地质参数少且计算简单，例如在无界承压含水层中，一个主孔抽水、布置有两个观测孔的稳定流抽水试验，可借助下式利用其抽水试验资料计算含水层渗透系数K：
供水水文地质计算
式中：K为渗透系数（m/d）；Q为抽水试验主井的稳定涌水量（m3/d）；M为承压含水层厚度（m）；s1为观测孔1的稳定水位降深（m）；s2为观测孔2的稳定水位降深（m）；r1为观测孔1的主距，即观测孔1的孔心到主孔孔心的距离（m）；r2为观测孔2的主距，即观测孔2的孔心到主孔孔心的距离（m）。
这个计算就很简单，可以不用编制计算程序，在抽水试验现场用计算器就可完成计算。
但是，有一些稳定流抽水试验资料求取水文地质参数的计算就不像上式那么简单。例如无界承压含水层，一个主孔抽水、没有观测孔的稳定流抽水试验，则须借助下边两个公式利用其抽水试验资料计算含水层渗透系数K及影响半径R：
供水水文地质计算
式中：R为抽水试验的影响半径（m）；sw为主孔的稳定水位降深（m）；rw为主孔的井半径（m）；其他各符号含义同前。
这个计算就不那么简单了，因为用到的两个公式中，各包含有两个未知数，不能用解方程组的方法求其解，需用逐渐逼近、多次迭代的方法求其近似解。用计算器虽然也可完成计算，只是要反反复复地迭代计算若干次，所以，最好编制计算程序来完成计算。
比这更为复杂的求取水文地质参数的计算还有，像非稳定流抽水试验资料求取水文地质参数。举例：无界承压含水层，一个主孔定流量抽水，在距主孔r处观测降深历时值ti-si（i＝1，2，…，n）；则利用下面的泰斯公式计算含水层参数T、S：
供水水文地质计算
式中：T为承压含水层导水系数（m2/d）；u为泰斯井函数自变量；S为承压含水层弹性储水（释水）系数（量纲为一）；W（u）为泰斯井函数，W（u）＝
用计算器是无法完成这个计算的，因为其中涉及被称为泰斯井函数的一个指数积分
H. 水文地质试验
水文地质试验的目的是在现场求取目的层的水文地质参数。常见的试验有: 抽水试验、压水试验、注水试验、渗水试验及示踪试验等。从本次调查实际需要出发，仅提出抽水试验技术要求。
抽水试验因分类角度不同，可分出不同的类别，如因求取不同参数而分为稳定流与非稳定流抽水试验; 因孔数多少而分为单孔抽水试验和多孔 (附设观测孔) 抽水试验; 在大水量地区还有群孔(多主孔) 抽水试验; 按含水层又可分为单层和多层混合抽水试验以及矿井放水试验等。本次仅拟定出对稳定流和非稳定流技术要求。
稳定流抽水试验的目的是求取含水层 (组) 渗透系数 K、单位涌水量 q、确定影响半径 R，为评价地下水及布置合理开采井井距提供依据。
非稳定流抽水试验目的是求取含水层的导水系数 T、压力传导系数 a、储水系数 μ 和弹性释水系数 μe等，为水资源评价提供参数依据。
上述两类抽水试验技术要求参照国标 GB 50027—2001 《供水水文地质勘察规范》执行。