Aquifer 泵 Test Theis模拟器 工具列表
交互式模拟器

Aquifer 泵 Test Theis模拟器

并列查看时间-降深曲线、降落漏斗和Theis型曲线,理解观测条件对估算的影响。

参数输入
抽水量 Q
m³/day

抽水井的流量。

导水系数 T
m²/day

含水层传导水的能力。T 越大,漏斗越浅、越宽。

贮水系数 S
-

含水层贮水系数。S 越小,影响传播得越快、越远。

观测距离 r
m

距抽水井的距离。用绿色竖线表示。

最大抽水时间
h

动画抽水到该经过时间为止。

经过时间(拖动)
h

手动前后拖动经过的抽水时间。

预设
实时计算结果
经过时间 t
观测井降深 s
影响半径估计
Theis u
井函数 W(u)
单位降深出水量 Q/s
降落漏斗剖面(随时间加深、变宽)

蓝色=水位;漏斗状的水位降落随抽水持续而发展。绿色竖线为观测井(距离 r),白点表示该处的降深。

时间-降深曲线(逐步构建)
Theis 型曲线 W(u) vs 1/u
物理模型与主要公式

$s=\frac{Q}{4\pi T}\,W(u),\qquad u=\frac{r^2S}{4Tt}$

$W(u)=-\gamma-\ln u+\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^{n+1}u^{n}}{n\cdot n!}=\int_{u}^{\infty}\frac{e^{-x}}{x}\,dx$

$s$=降深[m],$Q$=抽水量,$T$=导水系数,$S$=贮水系数,$r$=距离,$t$=时间,$\gamma\approx0.5772$(欧拉常数)。$W(u)$ 为井函数(指数积分 $E_1$)。$u$ 越小(时间越长、距离越近),降深越大。影响半径约为 $R\approx\sqrt{4Tt/S}$。Theis 解假设均质承压含水层、径向流和恒定抽水量;边界、越流、潜水含水层和井损需要其他模型。

如何解读

时间曲线显示降深随时间呈对数增长。

降落漏斗显示观测距离对结果影响很大。

型曲线检查u是否足够小以获得稳定近似。

通过对话理解Aquifer 泵 Test Theis

🙋
看Aquifer 泵 Test Theis时,应该先看哪里?调整抽水量 Q后,图和数值都会变化,有点不好判断。
🎓
先看水位降深,但不要只看数字。用时间-降深曲线确认前提形状或状态,再用降落漏斗示意图看分布和变化方式。时间曲线显示降深随时间呈对数增长。
🙋
抽水量 Q变大时水位降深会变化,这比较直观。那导水系数 T的影响要怎么读?
🎓
逐步调整导水系数 T并观察Theis u,就能看出哪个因素在控制结果。Theis解假设均质承压含水层、径向流和恒定抽水量。边界、越流、潜水含水层和井损需要其他模型。 不要只算一个点,要在实际可能波动的范围内来回检查。
🙋
Theis型曲线主要用来做什么?只看普通曲线不够吗?
🎓
Theis型曲线用来找危险边界,以及余量突然变小的输入组合。降落漏斗显示观测距离对结果影响很大。 例如抽水试验数据初步解释时,比单点结果更重要的是条件稍微偏离后会怎样。
🙋
如果水位降深满足要求,就可以直接采用这个条件吗?
🎓
这里适合作为初步判断。它对规划观测井距离和试验持续时间和估算导水系数前的敏感性检查有帮助,但最终判断仍要结合标准、实测值、详细分析和厂家条件。型曲线检查u是否足够小以获得稳定近似。

实际使用

抽水试验数据初步解释。

规划观测井距离和试验持续时间。

估算导水系数前的敏感性检查。

常见问题

先看水位降深和Theis u。然后用时间-降深曲线确认前提状态,再用降落漏斗示意图读取分布和偏差。时间曲线显示降深随时间呈对数增长。
先单独调整抽水量 Q,再以相近幅度调整导水系数 T,比较水位降深的变化。Theis型曲线能显示哪些输入组合会让余量或性能快速变化。
适合用于抽水试验数据初步解释。不要只看单点数值,而应扩大输入范围,确认水位降深是否仍有余量,再决定是否进入详细分析。
Theis解假设均质承压含水层、径向流和恒定抽水量。边界、越流、潜水含水层和井损需要其他模型。最终判断仍需结合标准、实测值、详细分析和厂家条件。

使用指南

  1. 在左侧参数面板输入含水层传导系数(trans,单位m²/d)、储水系数(stor,无量纲)、抽水井流量(pump,单位m³/d)
  2. 设定观测井距抽水井的距离(radius,单位m),模拟器自动计算不同时间点的水位降深值
  3. 对比实测降深曲线与Theis理论曲线,调整参数使拟合度最优,估算含水层参数
  4. 观察影响半径(通常取降深0.3m处)随时间变化的趋势,评估试验观测网密度

具体计算示例

某砂岩含水层抽水试验:抽水流量Q=50m³/d,传导系数T=30m²/d,储水系数S=0.0001,观测井距r=100m。按Theis公式,t=1天时无量纲参数u=r²S/(4Tt)=100²×0.0001/(4×30×1)≈0.083,对应降深s≈1.8m;t=10天时u≈0.0083,降深增至≈3.2m。单位降深出水量Q/s=50/1.8≈27.8m³/d/m,用于评估含水层富水程度。

实务注意事项

  1. 优先选择距抽水井50-150m的观测井,距离过近(<30m)易受井损干扰,过远(>300m)信号微弱
  2. Theis曲线适用于无限承压含水层,有补给边界或越流补给时需转换为Jacob直线法或改进模型
  3. 试验初期(t<1h)数据波动大,应从t>2h的稳定段开始参数拟合,提高估算精度
  4. 同时监测2-3口观测井,若单位降深出水量相差>30%,需检查含水层非均质性或井孔质量问题