《干扰井群计算分析程序》编制.pdf
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干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序编制:
张焕智编制:
张焕智1编制依据1编制依据1.1稳定流理论计算公式1.1.1承压完整干扰井计算公式=njiijiiirRQKMS1,lg73.21有+=+=+=nnnnnnnnnnnnnrRQrRQrRQKMSrRQrRQrRQKMSrRQrRQrRQKMSlglglg73.21lglglg73.21lglglg73.2122211122222211121122211111LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL式中Si:
i井干扰水位降深(m)Qi:
i井干扰出水量(m3/d)K:
含水层渗透系数(m/d)M:
含水层厚度(m)Ri:
i井影响半径(m)rij:
i井至j井距离,i=j时为该井半径r0(m)n:
布井数1.1.2潜水完整干扰井计算公式=njiijiiiirRQKSSH1,lg366.11)2(式中,H为从含水层底板算起的含水层厚度。
1.1.3承压非完整干扰井计算公式干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智+=+=+=CmnnnnnnnnnnCmnnnCmerRQrRQrRQSKMrRQerRQrRQSKMrRQrRQerRQSKMlglglg73.2lglglg73.2lglglg73.222211122222211121122211111LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL式中AlMrMllMCmiiiii24lg=AlMMlMrllMeriiiiiiCmii217.04lg)1(434.0lg3.23.1)lg(+=)125.01()875.01()125.0()875.0(lg)(CCCCCfA=MlCi=式中,li为i井过滤器长度,M为含水层厚度,(C)为伽马函数。
1.1.4潜水非完整干扰井计算公式在厚度较大的潜水含水层地区,一般不需揭穿整个含水层,因此单井抽水时可采用下式计算水位降深(非淹没过滤器):
01lg73.2rRKHQS=式中,H1为至过滤器底部的含水层厚度。
按照水位叠加原理,其干扰井群公式为=njiijiiirRQKHS1,1lg73.211.2非稳定流理论计算公式1.2.1承压完整干扰井计算公式(同步抽水)=njiijiiratQS1,225.2ln41上式可展开如下:
干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智+=+=+=22222222225.2ln25.2ln25.2ln425.2ln25.2ln25.2ln425.2ln25.2ln25.2ln422112222211211221111nnnnnnnnnnratQratQratQSratQratQratQSratQratQratQSLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL式中Si:
i井水位降深(m)Qi:
i井出水量(m3/d)T:
含水层导水系数(m2/d)a:
含水层压力传导系数(m2/d)t:
抽水时间(同步,d)rij:
i井至j井距离,i=j时为该井半径r0(m)n:
布井数依据以上公式,按各井分配出水量Qi,可计算任意井(检验点)产生的水位降深Si;另外,当给定各井水位降深Si,可计算各井出水量Qi,进而求得干扰井群总干扰出水量。
1.2.2潜水完整干扰井计算公式(同步抽水)=njiijiiiratQKSSH1,225.2lg21)2(上式可展开如下:
()()()+=+=+=22222222225.2ln25.2ln25.2ln2225.2ln25.2ln25.2ln2225.2ln25.2ln25.2ln222211222221122112211111nnnnnnnnnnnratQratQratQSSHKratQratQratQSSHKratQratQratQSSHKLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL式中,K为含水层渗透系数(m/d),H1为含水层厚度(m)。
1.3实验干扰井计算(干扰井计算的相关分析法)*3干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智试验资料表明,管井抽水中出水量Q与其相应的水位降深S一般都具有一定的函数关系,如对数:
Q=A+BlgS
(1)幂:
Q=ASB
(2)抛物线:
Q=AS+BS2(3)双曲线:
1/Q=A+B/S(4)等,这种函数关系均可通过单井抽水试验确定下来。
另外,当抽水井以一定流量抽水时,观测孔水位降深与抽水井出水量Q以及距离d的多元关系可综合表述为下式:
t=b0+b1lgQ+b2(1+lgQ)lgd(5)或t=b0+b1lgQ+(b2+b3lgQ)lgd(6)上式亦可通过多孔抽水试验确定下来。
如上,当有n口井同时进行抽水时,抽水井中水位降深不仅受本井出水量影响,而且还将同时受到其它各抽水井出水量的影响,故各井水位降深可表示为:
+=+=+=nnnnnnnSSSSSSSSSSSSLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL21222212112111其中,抽水井降深可以由
(1)式确定,其它井对抽水井所产生的干扰水位降可以由(5)或(6)式确定文中均以(5)式为例叙述,则有+=+=+=)(),(),(),()(),(),(),()(2211222112112211nnnnnnnnQfdQfdQfSdQfQfdQfSdQfdQfQfSLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL(7)通过求解(7)式,即可直接计算各干扰井的降深。
当给定各井降深后,计算各井出水量时,继续展开(7)式有干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智+=+=+=nnSSSBlgQA)lgdlgQ(1blgQbb)lgdlgQ(1blgQbb)lgdlgQ(1blgQbbBlgQA)lgdlgQ(1blgQbb)lgdlgQ(1blgQbb)lgdlgQ(1blgQbbBlgQAn222210n1121102nn2n102211211021nn2n10122221011LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL整理上式+=+=+=n2n221n2201n121n120n2n212n2021212121202n1n211n2021221122011BlgQA)lgQlgdbb(lgdbb)lgQlgdb(blgdbb)lgQlgdbb(lgdbbBlgQA)lgQlgdb(blgdbb)lgQlgdbb(lgdbb)lgQlgdb(blgdbbBlgQALLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLnSSS则+=+=+=+n2n2211n121n220n120n2n212121212n2021202n1n212122111n2012201BlgQ)lgQlgdbb()lgQlgdb(b)Algdbblgdbb()lgQlgdbb(BlgQ)lgQlgdb(b)lgdbblgdbb()lgQlgdbb()lgQlgdb(bBlgQ)lgdbblgdbbA(LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLnSASS亦即lg)lg()lg(lg121120jnjiijnjiijiiQdbbdbbQBAS+=(8)或lg)lg(lg)lg(121120jnjiijinjiijiQdbbQBdbbAS+=+(8)上式中i,j=1,2,n。
当取(6)式计算其它井对抽水井的干扰水位降时,(8)或(8)式方程右侧各变量系数(b1+b2lgdij)中的b2改为b3即可。
当用于预测井群出水量时,由于分别求得的Q=f(S)与S=f(Q)相互计算时易出现较大误差,难以取得较好效果。
因此,程序编制中首先预定设计方案下各井出水量,然后依据确定的Q=f(S)及t=f(Q,d)计算预定设计方案下各井可能产生的水位降深;并通过井群干扰降深的反复调整计算,最终确定基本能够满足设计要求的井群布置方案。
2程序功能与应用2程序功能与应用干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智本程序可进行干扰井群抽水试验计算分析。
包括稳定流的承压完整井及潜水非完整井、潜水完整井、承压非完整井的干扰井群计算,非稳定流的承压完整井及潜水完整井干扰井群计算,实验公式法(Q=f(S)及t=f(Q,d))的干扰井群计算;可分别按照预定各井出水量(Q)或降深(S)进行干扰井群计算分析,为开采井群设计提供依据。
本程序使用QBASIC算法语言编制,编译为.EXE可执行文件。
支撑环境主要是:
硬件386以上微机,打印机,鼠标器等;软件DOS3.30以上操作系统,UCDOS3.0以上汉字系统。
本程序可安装在D:
盘目录(文件夹)GRJJS中(其他盘也可以,但需修改批命令中的所在盘符),UCDOS汉字系统与本程序应安装在同一盘中。
批命令GRJQ.BAT如下(程序安装在D:
盘):
ECHOOFFd:
d:
UCDOSRD16%1d:
UCDOSKNL%2d:
UCDOSPYd:
UCDOSLIMDWBd:
UCDOSRDFNTd:
UCDOSprntd:
UCDOSTXcdgrjjsgrjq.execdd:
ucdosquit本程序有建立数据文件的功能。
计算所用的数据文件也可使用“记事本”或“写字板”,按照数据文件模板(GRJ01.DATGRJ08.DAT)建立并编辑(见图),更加方便。
数据文件存放在D:
GRJJSDAT子目录(文件夹)中。
数据文件模板如下:
干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智grj01.dat:
grj01.dat:
*以上存放承压完整井与潜水井按照预定降深(S)计算数据,其格式(左边无空格)为:
N,M,H,K回车*干扰井数,检验点数(为0),含水层厚度,渗透系数Z$
(1),S
(1),R0
(1),R
(1),XY(1,1),XY(1,2)打回车Z$
(2),S
(2),R0
(2),R
(2),XY(2,1),XY(2,2)打回车Z$(N),S(N),R0(N),R(N),XY(N,1),XY(N,2)打回车井编号,降深,井半径,影响半径,井坐标X,井坐标Ygrj02.dat:
*以上存放承压非完整井按照预定降深(S)计算数据,其格式(左边无空格)为:
N,M,H,K回车*干扰井数,检验点数(为0),含水层厚度,渗透系数Z$
(1),S
(1),L
(1),R0
(1),R
(1),XY(1,1),XY(1,2)打回车Z$
(2),S
(2),L
(2),R0
(2),R
(2),XY(2,1),XY(2,2)打回车Z$(N),S(N),L(N),R0(N),R(N),XY(N,1),XY(N,2)打回车井编号,降深,过滤器长度,井半径,影响半径,井坐标X,井坐标Ygrj03.dat:
grj03.dat:
*以上存放承压完整井与潜水井按照预定出水量(Q)计算数据,其格式(左边无空格)为:
N,M,H,K回车*干扰井数,检验点数,含水层厚度,渗透系数Z$
(1),Q
(1),R0
(1),R
(1),XY(1,1),XY(1,2)打回车Z$
(2),Q
(2),R0
(2),R
(2),XY(2,1),XY(2,2)打回车Z$(N),Q(N),R0(N),R(N),XY(N,1),XY(N,2)打回车井编号,降深,井半径,影响半径,井坐标X,井坐标YM$
(1),MX(1,1),MX(1,2)打回车M$
(2),MX(2,1),MX(2,2)打回车M$(M),MX(M,1),MX(M,2)打回车点编号,点坐标X,点坐标Ygrj04.dat:
grj04.dat:
*以上存放承压非完整井按照预定出水量(Q)计算数据,其格式(左边无空格)为:
N,M,H,K回车*干扰井数,检验点数,含水层厚度,渗透系数Z$
(1),Q
(1),L
(1),R0
(1),R
(1),XY(1,1),XY(1,2)打回车Z$
(2),Q
(2),L
(2),R0
(2),R
(2),XY(2,1),XY(2,2)打回车Z$(N),Q(N),L(N),R0(N),R(N),XY(N,1),XY(N,2)打回车井编号,降深,过滤器长度,井半径,影响半径,井坐标X,井坐标YM$
(1),MX(1,1),MX(1,2)打回车M$
(2),MX(2,1),MX(2,2)打回车M$(M),MX(M,1),MX(M,2)打回车点编号,点坐标X,点坐标Y干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智grj05.dat:
grj05.dat:
*以上存放非稳定流井群按照预定降深(S)计算数据,其格式(左边无空格)为:
N,M,H,K,a回车*干扰井数,检验点数(为0),含水层厚度,渗透系数,压力传导系数Z$
(1),S
(1),R0
(1),XY(1,1),XY(1,2)打回车Z$
(2),S
(2),R0
(2),XY(2,1),XY(2,2)打回车Z$(N),S(N),R0(N),XY(N,1),XY(N,2)打回车井编号,降深,井半径,井坐标X,井坐标Ygrj06.dat:
grj06.dat:
*以上存放非稳定流井群按照预定出水量(Q)计算数据,其格式(左边无空格)为:
N,M,H,K,a回车*干扰井数,检验点数,含水层厚度,渗透系数,压力传导系数Z$
(1),Q
(1),R0
(1),XY(1,1),XY(1,2)打回车Z$
(2),Q
(2),R0
(2),XY(2,1),XY(2,2)打回车Z$(N),Q(N),R0(N),XY(N,1),XY(N,2)打回车井编号,出水量,井半径,井坐标X,井坐标YM$
(1),MX(1,1),MX(1,2)打回车M$
(2),MX(2,1),MX(2,2)打回车M$(M),MX(M,1),MX(M,2)打回车点编号,点坐标X,点坐标Ygrj07.dat:
grj07.dat:
*以上存放实验干扰井按照预定出水量(Q)计算数据,其格式(左边无空格)为:
N,M,A,B,b0,b1,b2,b3回车*干扰井数,检验点数(为0),Q=f(S)、t=f(Q,d)方程系数Z$
(1),Q
(1),XY(1,1),XY(1,2)打回车Z$
(2),Q
(2),XY(2,1),XY(2,2)打回车Z$(N),Q(N),XY(N,1),XY(N,2)打回车井编号,降深,井坐标X,井坐标Y本程序提供了“屏幕显式”或“打印”两种输出方式,可分别输出“各井(点)计算数据”及“各井(点)间距”。
3使用补充说明3使用补充说明本程序可在Windows98的DOS(UCDOS汉化环境)系统中运行。
程序的批命令直接放在D:
盘根目录下,在D:
盘下直接点击(或在Windows98桌面上建立快捷方式)即可进入DOS系统的UCDOS汉化环境运行该程序(见下图)。
干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智程序运行中,采用汉字提示、键盘输入有关指令及参数、计算机执行指令运行的人机对话形式,操作起来十分方便。
本程序也可使用Win98中DOS自带的汉字系统运行,直接点击主程序,或修改批命令、删除调用UCDOS命令部分;屏幕汉字显示正常(见下图)。
干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智本程序在WinXP中将批命令中涉及调用UCDOS命令部分删除后也可运行,但WinXP中的DOS现调不出汉字,显示乱码(见下图)。
“UCDOS98”特别版可在“WINXP”的“DOS”中使用,仍将“UCDOS98”系统文件直接安装在“UCDOS”子目录(文件夹)中。
直接双击批命令,既可在“WINXP”中直接进入“DOS”系统启动“UCDOS”汉字系统,并运行本程序(见下图)。
使用“Alt”+“Tab”键可使屏幕在“WINXP”和“DOS”中的本程序运行干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智界面间自由切换,程序(本次适当修改)运行如下图。
干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序-张焕智注:
本程序编制完成于1997年以前,后有适当修改。
注:
本程序编制完成于1997年以前,后有适当修改。
干扰井群计算分析方法干扰井群计算分析方法实际应用可参见撰写论文:
确定基坑排水井布置方案的疏干水位降深累加法勘察科学技术1993.2水工建筑物基坑降水的干扰井计算黑龙江水利科技2001.4太和闸基坑降水井群计算分析黑龙江水专学报2002.2干扰井群相关分析计算原理与应用世界地质1999.3实验干扰井计算原理与应用世界学术文库(华人卷)第1集(上)1999.9实验抽水数据相关分析系统设计与应用工程勘察2000.5干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序源程序清单-张焕智附录:
源程序清单附录:
源程序清单本程序使用QBASIC算法语言编制,编译为.EXE可执行文件;有1个主控程序、3个计算程序、1个数据输入程序组成。
源程序清单如下:
1、主菜单1、主菜单REMGRJQ.BASPROGRAMCLEAR:
CLSDOPRINT*PRINT*干扰井群计算方法选择*PRINT*PRINT*1:
稳定流法*PRINT*2:
非稳定流法*PRINT*3:
实验公式法*PRINT*4:
建立试验数据文件*PRINT*5:
计算结束*PRINT*BEEP:
INPUT请您选择1-5?
;XX:
PRINTSELECTCASEXXCASE1CHAINGRJQ1CASE2CHAINGRJQ2CASE3CHAINGRJQ3CASE4CHAINGRJQ4CASE5PRINT计算结束,再见!
:
ENDCASEELSEBEEP:
PRINT数据错误,请重新选择!
:
PRINTENDSELECTLOOP2、干扰井群(稳定流)计算程序2、干扰井群(稳定流)计算程序(GRJQ1.BAS)DECLARESUBjSS12(N,EE,V2,V3,H,B,Z$(),R0(),R(),S(),Sa(),Q(),Qd(),XY()DECLARESUBJSS3(N,EE,V3,H,B,Z$(),R0(),R(),Q(),Qd(),S(),Sa(),XY(),L(),A1()DECLARESUBJSS4(m,N,EE,V2,V3,H,B,R(),Q(),XY(),MX(),MS(),L(),A1()DECLARESUBJSQ12(N,EE,V2,V3H,B,Z$(),R0(),R(),S(),Sa(),Q(),Qd(),XY()DECLARESUBJSQ3(N,EE,V3,H,B,Z$(),R0(),R(),S(),Sa(),Q(),Qd(),XY(),L(),A1()DECLARESUBJFCZ(N,A(),f(),W(),Q()DECLARESUBGAMMA(C)DECLARESUBSP(P,C,S)DECLARESUBTC(C,T)REMGRJQ1.BASPROGRAMCLEAR:
CLS:
COLOR15,0PRINT*PRINT*干扰井群计算*PRINT*(稳定流)*干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序源程序清单-张焕智PRINT*井群类型*PRINT*1:
承压完整井&潜水非完整井*PRINT*2:
潜水完整井*PRINT*3:
承压非完整井*PRINT*4:
计算结束*PRINT*DOBEEP:
COLOR13,0:
INPUT请您选择1-4?
;V2:
PRINTIFV2=4THENCHAINGRJQELSEIFV20ANDV20THENDIMm$(m),MS(m),MX(m,2)干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序源程序清单-张焕智FORI=1TOmINPUT#1,m$(I)FORj=1TO2INPUT#1,MX(I,j)NEXTjNEXTIENDIFCLOSE#1EE=.434294IFV2=3THENFORI=1TONA1=L(I)/HC1=.875*A1CALLGAMMA(C1)C2=.125*A1CALLGAMMA(C2)C3=1-.875*A1CALLGAMMA(C3)C4=1-.125*A1CALLGAMMA(C4)A1(I)=EE*LOG(C1*C2/(C3*C4)NEXTIELSEIFV2=2THENB=1.366*KELSEB=2.73*K*HENDIFENDIFIFV1=1THENIFV23THENCALLJSQ12(N,EE,V2,V3,H,B,Z$(),R0(),R(),S(),Sa(),Q(),Qd(),XY()ELSECALLJSQ3(N,EE,V3,H,B,Z$(),R0(),R(),S(),Sa(),Q(),Qd(),XY(),L(),A1()ENDIFELSEIFV20THENCALLJSS4(m,N,EE,V2,V3,H,B,R(),Q(),XY(),MX(),MS(),L(),A1()ENDIFDOPRINT:
COLOR15,0PRINT选择输出方式PRINT屏幕显式打印PRINT:
BEEP:
COLOR13,0INPUT请您选择:
1-2?
;xpPRINT:
COLOR12,0IFxp=1ORxp=2THENEXITDOENDIFBEEP:
COLOR12,0:
PRINT输入错误,请您重新选择!
:
PRINTLOOPDO干扰井群计算分析程序干扰井群计算分析程序源程序清单-张焕智COLOR10,0PRINT*PRINT*输出计算结果*PRINT*PRINT*1:
各井(点)数据*PRINT*2:
各井(点)间距(d)*PRINT*3:
计算结束,退出*PRINT*DOCOLOR13,0:
BEEP:
INPUT请您选择1-3?
;TTIFTT=1ORTT=2THENEXITDOELSEIFTT=3THENCLS:
COLOR15,0:
PRINTTAB(15);计算结束,再见!
CHAINGRJQENDIFENDIFCOLOR12,0:
BEEP:
PRINT数据错误,请重新选择!
:
PRINTLOOPSELECTCASExpCASE1IFTT=1THENCOLOR14,0PRINT编号Q(T/d)S(m)r(m)R(m)L(m)XYQ=0:
HH=1FORI=1TONQ=Q+Q(I)PRINT;Z$(I);PRINTUSING#.#;Q(I);S(I);R0(I);R(I);IFV2=3THENPRINTUSING#.#;L(I);ELSEPRINT;ENDIFPRINTUSING#.#;XY(I,1);XY(I,2)IFHH=10THENCOLOR12,0:
BEEP:
INPUT请您记录计算结果,然后打回车!
;HH
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