深井抽水试验的步骤和需要用到的设备有哪些？

深井抽水试验是水文地质勘察、地下水资源评估及工程降水设计的核心技术手段，通过模拟实际抽水工况，获取含水层渗透系数、导水系数、释水系数等关键参数，为地下水开发利用、环境保护及工程建设提供科学依据。以下是符合行业规范（如《水文地质勘察规范》GB 50027-2001）的标准化操作步骤，结合工业级监测设备应用要点展开说明：

一、试验前期准备阶段（基础保障环节）

1. 现场勘察与资料收集

核查深井基本信息：井深、井径、滤水管位置、成井工艺、地层岩性柱状图等，明确含水层厚度、埋藏深度及边界条件（如是否为承压水 / 潜水含水层）。

收集区域水文地质资料：周边已有的抽水试验数据、地下水位动态监测记录、地下水补给 / 排泄条件，避免试验干扰或数据偏差。这个需要配置万和中仪WH311-DZ抽水试验专用地下水位水温监测仪，可以自动记录水位和水温数据，且自动生成表格数据，曲线图分析，柱状图分析。

现场环境排查：确认试验区域无污染源、供电稳定，划定安全作业范围，排查井口周边坍塌风险。

 

 

 

2. 抽水试验水位监测设备怎么选？

（1）核心设备配置

抽水设备：根据深井出水量需求，选择潜水泵（优先变频潜水泵，便于流量调节），泵体下入深度需低于滤水管底部 1-2m，避免抽砂。

监测设备：

水位监测：采用工业级高精度抽水试验专用地下水位监测仪（如东方万和 WH311 型，测量精度 ±0.1% FS，支持实时数据传输），分别安装在试验井及观测井（如有），传感器下入深度需确保全程淹没在水中，避免气泡干扰。

流量计量：选用西门子电磁流量计或超声波流量计（精度≥1.0 级），安装在出水管路平直段，前后预留足够直管段（如前 10D、后 5D，D 为管径）。

辅助设备：压力表（监测泵出口压力）、计时器、数据记录仪（同步存储水位、流量、压力数据）、水样采集容器等。

排水系统：采用管道将抽出的地下水引至远离试验井的排水点，避免回流补给含水层，影响试验结果。

 

 

 

 

 

（2）设备安装与调试

潜水泵安装：确保泵体垂直下入，电缆固定牢固，避免运行时摩擦井壁；连接出水管路时做好密封，防止漏水。

监测设备校准：试验前对水位监测仪、流量计进行零点校准和精度校验，WH311 型可通过 485 通讯接口与电脑连接，设置采样间隔（建议 1-5 分钟 / 次）。或者配套抽水试验专用的WH6显示记录仪，一分钟自动记录一次数据，自动生成水位数据表格，曲线图柱状图分析，方便后续的试验数据整理。

试运行：启动潜水泵，测试设备运行稳定性，检查流量、水位监测数据是否正常传输，排查管路漏水、泵体异响等问题。

3. 洗井作业（关键预处理步骤）

目的：清除成井过程中井壁附着的泥皮、滤水管孔隙内的沉淀物，疏通含水层与井眼的水力联系，确保抽水时水流顺畅，数据真实反映含水层特性。

方法：采用空气洗井、活塞洗井或联合洗井法，洗井至井水含砂量≤1/20000（重量比），且水位恢复速度稳定，无明显浑浊现象。

静置观测：洗井完成后，关闭设备让水位自然恢复，持续观测至水位稳定（变化量≤0.05m/2h），记录稳定初始水位。

（1）启动抽水与流量调节

启动潜水泵，通过变频控制器逐步调节流量至预设降深对应的流量值，避免瞬间大流量抽水导致井壁坍塌或滤水管堵塞。

记录初始流量、泵出口压力及初始水位数据。

（2）稳定观测与数据记录

观测频率：抽水初期（前 30 分钟）每 5 分钟记录 1 次水位、流量、压力数据；30 分钟后每 10-15 分钟记录 1 次；接近稳定时每 30 分钟记录 1 次。

稳定标准：满足以下条件视为达到稳定状态（持续 2-4 小时）：

试验井水位变化量≤0.05m/h；

流量变化量≤5%（相对误差）；

观测井水位（如有）变化量≤0.02m/h。

数据同步：通过水位监测仪的实时传输功能，同步存储数据至云端或本地服务器，避免人工记录误差（如 WH311 支持 Excel 导出，便于后续分析）。

3. 多降深抽水循环

第一次降深稳定后，保持流量稳定，继续观测至满足稳定时长（一般不少于 8 小时），记录完整数据序列。

逐步提高泵流量，进入第二次、第三次降深试验，每次降深间隔需待水位稳定后再调整，且相邻降深的流量差值不宜过大（建议递增比例为 1:2:3）。

若设置观测井，需同步记录各观测井在不同降深阶段的水位变化数据，为绘制水位降落漏斗曲线提供依据。

 

4. 停泵恢复观测

末次降深试验完成后，关闭潜水泵，开始记录水位恢复过程。

观测频率：停泵后前 30 分钟每 5 分钟记录 1 次，30 分钟后每 15 分钟记录 1 次，1 小时后每 30 分钟记录 1 次，直至水位恢复至初始水位的 90% 以上（或变化量≤0.05m/2h）。

三、试验后期工作（数据处理与成果输出）

1. 数据整理与校验

筛选有效数据：剔除异常值（如设备故障导致的突变数据），整理各降深阶段的稳定流量（Q）、稳定降深（S）、观测井水位差等数据。

绘制特征曲线：

稳定流试验：绘制 Q-S 曲线（流量 - 降深关系）、Q-lgR 曲线（流量 - 观测距离对数关系）、S-lgt 曲线（降深 - 时间对数关系）。

非稳定流试验：绘制 s-lgt 曲线、s-lgr 曲线（降深 - 距离对数关系）等，用于拟合泰斯公式或雅各布公式。

2. 水文地质参数计算

渗透系数（K）：根据含水层类型选择公式：

潜水含水层（Dupuit 公式）：K = [0.732Qlg (R/r)] / [H? - h?]

承压水含水层（Thiem 公式）：K = [0.732Qlg (R/r)] / [M (S1 - S2)]（其中：Q 为稳定流量，R 为影响半径，r 为试验井半径，H 为潜水含水层厚度，h 为抽水后稳定水位，M 为承压水含水层厚度，S 为降深）

导水系数（T）：T = K×M（承压水）或 T = K×(H + h)/2（潜水水，近似计算）。

影响半径（R）：通过观测井数据或经验公式（如 R = 2S√(KH)）计算。

3. 试验报告编制

报告内容应包括：试验概况（地点、时间、井况）、试验设备与方法、原始数据记录表、特征曲线图表、参数计算过程与结果、结论与建议（如地下水可开采量评估、工程降水设计参数推荐）。

附件：设备校准证书、现场照片、地层岩性柱状图、数据记录仪导出文件等。

四、关键注意事项

设备精度保障：水位监测需选用工业级设备（如 WH311），避免采用普通测绳导致的人为误差；流量计需定期校准，确保流量数据准确性。

防砂保护：潜水泵下入深度需避开滤水管顶部，抽水过程中若发现井水含砂量超标，应立即停机调整泵位，防止滤水管堵塞。

边界条件控制：试验区域应远离河流、水库等强补给源，避免外部水源干扰；若为承压水含水层，需防止抽水导致隔水顶板破裂。

通过以上标准化步骤，可系统获取深井及含水层的水文地质参数，为地下水合理开发、工程建设及水资源保护提供可靠技术支撑。在实际操作中，需结合工业级监测设备的精准数据采集能力，确保试验结果的科学性与实用性。