用纽曼法确定水文地质参数的原理和方法

用纽曼法确定水文地质参数的原理和方法纽曼井流模型不仅考虑了流速的垂直分量和弹性释水,而且把潜水面视为可移动的边界。纽曼根据水均衡原理建立有关潜水面移动的连续性方程,进而简化得到潜水面边界条件的近似表达式。纽曼模型不涉及非饱和带和延迟给水。纽曼模型是在下列假设条件下建立的:(l)潜水含水层是均质轴对称各向异性的,即Kzz=Kyy=Kr≠K≡Kz;(2)地下水向水井的运动按实际的三维流考虑;(3)井水位降深s,H0,因而在求解时可以把随时间变动着的潜水面边界近似地视作如同承压含水层顶面一样的不动边界,把变动着的渗流域视为一个不变形无限区域;(4)水井抽出的水由含水层的弹性释放量和包气带的重力排水补给两部分组成,但不考虑重力释水的滞后现象,认为给水度户是常数;(5)潜水既无入渗补给,也无蒸发消耗;(6)完整井,定流量抽水,含水层在平面上无限展布,底板水平,初始水位水平,不考虑水跃现象。其数学模型为:Kr(∂∂2∂r2+1r∂2s∂r)+Kz∂2s∂z2=Ss∂s∂t(r,z)∈D,t0s(r,z,0)=0(r,z)∈Ds(∞,z,t)=00z,hcp,t0∂∂zs(r,0,t)=00r∞，t0kz∂∂zs(r,hcp,t)=−μ∂∂ts(r,hcp,t)0r∞,t0limr→∞(r∫∂s∂rhcp0dz)=−Q2πkrt0s(r,t)=Q4πT(∫4yJ0∞0(yβ1/2)[w0(y)+∑wn(y)∞n=1]dy)式中：J0（x）—第一类另零阶贝塞尔函数；β=kzkr(rH0)2;w0(y)={1−exp[−tsβ(y2−γ02)]th(γ0)}{y2+(1+σ)γ02−[(y2−γn2)2σ⁄]}γnKr—水平径向渗透系数；Kz—垂向渗透系数；μs—贮水系数；μ—给水度；H0—潜水流初始厚度；通过对比仿泰斯与纽曼井流模型的假定条件,发现两者的区别在于,纽曼井流模型假定潜水含水介质是轴对称各向异性的。利用仿泰斯公式求潜水水文地质参数时,把研究区含水介质概化为均质、各向同性,并不考虑水和介质骨架的压性,在上述条件下试验场地的水文地质条件符合仿泰斯公式数学模型的假定条件。但是利用仿泰斯井流公式与博尔顿井流公式计算的水文地质参数反映出,试验场地的含水介质不是各向同性的。因此试验场地的水文地质条件满足纽曼井流模的假定条件,更够利用纽曼井流公式计算试验场地潜水含水层水文地质参数。根据纽曼井流公式,采用配线法（lgs-lgt配线法)计算试验区含水层的水文地质参数。其计算步骤是:1.根据由完整观测孔中所测得的:s、t资料,在透明双对数纸上做lgs-lgt曲线。2.用lgs-lgt曲线的后段期与B组标准曲线按一般配线方法相配。取得最佳配合后,记下标准曲线的β值(记为[β]),并选一配合点,读出其双重坐标值:[s]、[t]、[tμ]、[sD*],带入下列公式求出参数T和μ:3,将lgs-lgt曲线向左或向右平移,使前期段与同一〔β〕值的A组标准曲线取得最佳配合点,记下其四个坐标值:[s]、[t]、[ts]、[sD],带入下列参数求的参数T和S:2、3两步可能要反复进行多次,才能取得对于A、B两组曲线都较佳的配合。2、3两步求得的参数应大致相等。4.按下列各式求其他参数Kr、Ks和σ:根据上述基本理论,在AquiferTest3.0中进行配线,从而得出水文地质参数。