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前言1

第一章　地下水的形成、性质和管理1

1-1．引言1

目录1

1-2．利用史2

1-3．成因2

（a）水循环2

（b）地下水均衡方程式4

（c）含水层的补给和排泄4

（d）地下水的排泄5

（b）沉积岩6

1-4．地下水的赋存条件6

（a）概述6

（c）火成岩和变质岩7

（d）非承压含水层和承压含水层7

（e）上层滞水含水层8

（f）含水带8

1-5．地下水的水质10

（a）概述10

（b）矿物和气体的限度10

（c）污染11

（d）水质资料的其它用途12

1-6．地下水与地表水的关系13

（a）潮湿地区的关系13

（b）干旱地区的关系13

（c）人工地下水补给13

（d）地下水库13

1-7．地下水权14

（a）概述14

（a）供水16

1-8．地下水工程的应用16

（f）地表水和地下水的综合利用16

（e）地下水法规16

（d）时效权16

（c）优先专用的准则16

（b）岸边使用权准则16

（b）地下水库和人工补给17

（c）排水17

第二章　地下水流动的原理、含水层的性质和定义18

2-1．达西　定律18

2-2．储水率（Storativity）23

2-3．水力扩散系数25

2-4．稳定的单向流27

2-5．稳定的径向流30

2-6．非稳定的单向流31

2-7．非稳定的径向流32

2-8．持水度34

2-9．边界条件34

2-10．漏含水层（leaky aquifers）35

2-11．延滞排水36

2-12．各向异性36

2-13．孔隙率37

2-14．流速37

2-16．补给区和排泄区39

2-15．构造地质学和地层学39

2-17．水源区（contributing areas）40

2-18．影响半径和降落漏斗40

2-19．水井的干扰40

2-20．叠加原理41

第三章　井和含水层的关系42

3-1．含水层和井的水力学42

3-2．流向水井的水流42

3-3．排水量和降深的关系48

3-4．水井的直径和出水量53

3-6．入口流速55

3-5．水井的穿透深度和出水量55

3-7．过滤器开孔面积百分率57

3-8．过滤器开缝尺寸和型式58

3-9．砾石填料60

3-10．水井的效率61

第四章　地下水调查计划和成果提交62

4-1．目的和范围62

4-2．研究区的可达性63

4-3．以前进行的有关调查63

4-4．制定野外工作计划64

4-7．气候资料65

4-6．地下调查65

4-5．野外工作和室内工作的配合65

4-8．河道流量和径流量66

4-9．土壤和植被66

4-10．地球物理资料67

4-11．水分析67

4-12．基本资料清单67

4-13．基本图表的准备69

4-14．地下水研究图件、水文曲线和断面图的类型70

（a）地形图70

（f）潜水面埋深图71

（d）潜水面等值线图71

（e）测压水面图71

（c）地质图和剖面图71

（b）航空照片71

（g）剖面或横断面图72

（h）含水层厚度图72

（i）构造等值线图72

（j）立体剖面图76

（k）水文曲线76

4-15．解释地下水图件的原则76

5-1．背景资料79

第五章　抽水井和其它试验资料的分析79

5-2．稳定状态方程式80

5-3．非稳定流方程式89

5-4．非稳定流方程式的标准曲线解96

（a）时间-降深解法97

（b）距离降深解法104

5-5．非稳定流方程式的Jacob近似解法106

（a）距离-降深解法106

（b）时间-降深解法107

5-6．试验井资料的应用108

5-7．水位恢复分析108

5-8．漏含水层解法110

5-9．定降深解法123

5-10．延迟排水解法126

5-11．含水层边界条件的确定134

（a）通过标准曲线分析确定边界位置135

（b）用直线近似法确定边界位置144

（c）多种边界145

5-12．干扰和井距147

5-13．大气压和影响水位的其它因素148

5-14．水井性能试验150

（a）分级试验（Step tests）150

（b）定流量试验152

5-15．抽水井引起河道流量减少153

5-16．未来抽水水位及水井效能的计算153

5-17．据单位涌水量计算导水系数155

5-18．流网156

5-19．排水井157

第六章 含水量出水量的评价、水均衡研究和算水帐162

6-1．引言162

6-2．水均衡计算163

6-3．算地下水帐165

（a）数学模型167

（b）电模拟模型167

6-4．含水层多年出水量的计算167

6-5．含水层特性的模拟分析167

（c）其它模拟模型168

6-6．地下水报告168

第七章　初期工作（initial operations）和有关资174

料的搜集174

7-1．初期工作174

7-2．水井、泉、渗出和沼泽的登记175

7-3．地下水水位测量的开始和次数180

7-4．水位测量装置181

7-6．勘探孔、观测井和测压孔的安设185

7-5．水位测量的记录185

7-7．勘探孔、观测井和测压孔的钻探186

7-8．勘探孔和观测孔的采样和钻井记录190

（a）未固结物质的原状祥品191

（b）未固结物质的扰动祥品191

（c）祥品的机械分析191

（d）祥品的肉眼鉴定191

（e）固结岩石的岩心祥品191

7-9．钻孔、水井和地表水源水样的采取193

第八章　地球物理调查、钻孔测井和测量200

8-1．地球物理测量200

（b）电阻率测量201

（a）地震测量201

（c）磁法测量202

（d）重力测量202

8-2．钻孔测井记录202

（a）电测井记录203

（b）井径测井记录204

（c）温度测井记录205

（d）放射性测井记录205

8-3．水井摄影和其它水井测量205

（a）简单垂直摄影测量206

（b）立体摄影测量206

（e）其它的水井测量207

（c）电视测量207

（d）电影摄影测量207

第九章　确定含水层特征的方法209

9-1．计算含水层特征近似值的方法209

9-2．确定含水层特征的控制性抽水试验210

9-3．含水层的类型210

（a）非承压含水层210

（b）承压含水层211

（c）复合含水层组和越流含水层组212

（d）延迟排水212

9-4．抽水井和观测井的位置和选择213

9-6．抽水试验的准备工作214

9-5．排水的处理214

9-7．试验所需的仪器和设备215

9-8．抽水试验的进行217

9-9．出水量的测定218

9-10．试验持续时间的确定230

9-11．求导水系数的水位恢复试验232

第十章　单孔中的渗透性试验234

10-1．一般原理234

10-2．坚固岩石的压力渗透性试验236

（b）试验前对试段的清洗237

（a）试验方法237

（c）试段的长度238

（d）试验用的钻杆或水管的尺寸238

（e）抽水设备238

（f）试验使用的旋转接头239

（g）试验中压力表的位置239

（h）所推荐的水表239

（i）试验持续的时间239

（j）试验中使用的压力244

（k）设备的布设244

（l）压力渗透性试验的方法244

（m）多级压力试验253

10-3．重力渗透性试验255

（a）清洗试段255

（b）通过防护水管测量水位255

（c）抽水设备和控制255

（d）建议采用的水表256

（e）试验的持续时间256

（f）设备的布置258

（g）重力渗透性试验——方法1258

（h）重力渗透性试验——方法2262

（i）重力渗透性试验——方法3266

（j）重力渗透性试验——方法4269

10-4．降水头试验271

（a）在钻孔中稳定水位以下的试验272

（b）地下水面以上非饱水物质中的试验274

第十一章　井的构成和设计项目276

11-1．概述276

11-2．表层套管（土层套管，导向套管，外层套282

管）282

（a）说明及功用282

（b）表层套管的设计特点285

（a）说明及功用286

（b）泵室套管的设计特点286

管，送水管的防护套管）286

11-3．泵室套管（安泵套管，工作套管，内层套286

11-4．过滤器的组装293

（a）说明及功用293

（b）过滤器总成的设计项目297

19-8．水井基本资料分析与水泵性能312

（a）说明及功用314

11-5．冲击式套管鞋（套管底端的打头）314

11-6．异径接头和搭接部分314

（b）异径接头和搭接部分的设计项目315

11-7．密封315

（a）说明及功用315

（b）密封的设计项目317

11-8．砾石或混凝土基础317

11-9．扶正器（导向器）317

（a）说明及功用319

11-10．导管319

11-11．砾料与地层稳定器319

（b）灌注作业与砾料设计320

11-12．水泵基础324

11-13．特种水井326

（a）排水井326

（d）集水井327

（c）减压井327

（b）回灌井327

第十二章　渗水通道329

12-1．渗水通道的功用329

12-2．渗水通道的基本构成329

12-3．渗水通道装置的类型331

12-4．渗水通道的设计332

（a）渗水通道位于弱透水物质中332

（b）渗水通道位于透水的河床或湖床中，沙（湖）床上面为最小水深333

（c）渗水通道位于季节性或间歇性河流的河床中，河床为深水物质所充填，其中有常年的潜流在流动334

（d）当设置的通道是用来从盐水楔形体的顶部或透镜体中撇取淡水时336

13-2．疏干方法与土的稳定性338

13-1．疏干系统的功用338

第十三章　疏干系统338

（a）井点系统340

（b）用泵抽水的深井344

（c）水平排水通道346

（d）电渗透作用346

（e）垂直砂井排水347

13-3．疏干系统的野外调查348

13-4．井点及其同类疏干系统的设计349

（a）抽吸式井点系统349

（b）射流喷射井点系统352

（c）深井疏干系统353

13-5．疏干井和井点的安装353

（a）板桩354

13-6．用于疏干系统的水泵354

13-7．人工地下水堤坝354

（b）截水墙355

（c）灌浆355

第十四章　腐蚀和积垢357

14-1．腐蚀357

14-2．积垢360

（c）混凝土的混合比360

第十五章　水井规范362

15-1．水井规范与已有标准的功用362

（a）国家标准362

（b）当地的、地区的和州的标准362

15-2．技术章节的内容363

15-3．建造水井用的灌浆和混凝土365

（a）概述365

（b）材料365

（d）灌浆的混合比366

（e）浆液的灌注366

（h）验收及付款367

（g）放置钢筋367

（f）混凝土的形成、灌注、竣工与养护367

（a）钻进方法368

16-1．导言368

第十六章　水井钻进工艺368

16-2．钢绳冲击类钻机的钻进与取样368

（b）取祥370

16-3．旋转类钻机的正循环钻进与取样371

（a）钻进方法371

（b）采祥371

（a）钻进方法374

16-5．反循环旋转钻机的钻进与采样374

16-4．空气旋转钻进374

（b）采祥375

16-6．其他钻进方法376

16-7．垂直性和准直性检验377

第十七章　洗井380

17-1．洗井的目的380

17-2．非固结含水层的洗井380

（a）超量抽水380

（b）逐级（抽水与回冲）洗井381

（c）活塞洗井383

（d）空气洗井389

（e）水力喷洗391

17-3．在硬岩层中洗井395

17-4．用化学物质洗井396

第十八章　水井消毒397

18-1．水井消毒的目的397

18-2．用氯消毒397

18-3．其它消毒剂401

18-4．围填砾料的消毒402

第十九章　立式涡轮泵403

19-1．涡轮泵原理403

19-2．涡轮泵的工作特性404

19-3．涡轮泵结构特征406

19-4．排水（弯）头407

19-5．潜没与净正吸水高度408

19-6．估算设计用的抽水水位410

19-7．泵碗与叶轮的选择411

19-9．抽水装备设计的附加因素418

19-10．其他立轴驱动的水泵418

（a）潜水泵418

（b）螺杆式水泵419

19-12．计算总抽水水头420

19-11．测定水泵性能420

19-13．计算输入功率421

19-14．测定水泵的出水量422

19-15．测量水泵效率422

19-16．电动机的选择423

19-17．内燃机的选择424

第二十章 水井和水泵的费用因素、使用与维修426

20-1．建井费用426

20-2．水泵费用427

20-3．使用和维修的职责427

20-4．使用和维修的基础记录428

20-5．出水量大的水井的常规测量、试验和观察429

20-6．对观测到的水井性能变化的解释430

第二十一章　水井的修复434

21-1．预查434

21-2．抽砂435

21-3．出水量下降438

21-5．氯化处理442

21-6．岩石井的修复443

附录　国际单位制（SI米制）与美国惯用单位制换445

算表445

21-4．爆炸射井和酸处理458