1）地下水位的测定

地下水位的量测应符合下列规定：

①遇地下水时应量测其水位；

②稳定水位应在初见水位后经一定的稳定时间后量测；

③对多层含水层的水位量测，应采取止水措施，将被测含水层与其他含水层隔开；

④地下水位有四季变化水位、常年平均水位和抗浮水位之分，应根据具体工程要求确定。

2）地下水流向流速的测定

（1）地下水流向的测定

地下水的流向可用三点法测定。沿等边三角形（或近似的等边三角形）的顶点布置钻孔，以其水位高程编绘等水位线图，则垂直等水位线并向水位降低的方向为地下水流向。

（2）地下水流速的测定

①利用水力坡度，求地下水的流速：在等水位线图的地下水流向上，求出相邻两等水位间的水力坡度，然后利用式（8.1）计算地下水流速。

式中　v——地下水的渗透速度，m/d；

　　　k——渗透系数，m/d；

　　　i——水力坡度。

②利用指示剂或示踪剂，测定地下水的流速：利用指示剂或示踪剂现场测定流速，要求被测量的钻孔能够代表所要查明的含水层，钻孔附近的地下水流为稳定流，呈层流运动。

根据试验观测资料绘制观测孔内指示剂随时间的变化曲线，并选指示剂浓度高峰值出现时间（或选用指示剂浓度中间值对应时间）来计算地下水流速：

式中　u——地下水实际流速（平均），m/h；

　　　l——投剂孔与观测孔距离，m；

　　　t——观测孔内浓度峰值出现所需时间，h。

渗透速度v可按v=nu公式换算得到，其中n为孔隙度。

此外，地下水流速的测定，尚可用人工放射性同位素单井稀释法于现场测定。

3）抽水试验

（1）抽水试验原理

抽水试验是在试验现场打一个钻孔（井），用水泵从井孔中抽取地下水，测量出水量和地下水位下降的变化关系，以求取含水层参数的试验方法。抽水使井中水位降低，与周围含水层产生水位差，水即向井内流动，井周围的水位相应降低，其降低幅度随远离井壁而逐渐减小，水面形成以井为中心的漏斗状，称为降落漏斗，如图9.1所示。降落漏斗随井中水位的不断降低而扩大其范围。当井中水位稳定不变后，降落漏斗也渐趋稳定。此时漏斗所达到的范围，即为抽水时的影响范围。在井壁至影响范围边界的距离，称为影响半径，以R表示。

根据抽水孔埋入含水层的深浅及过滤器工作部分长度的不同可分为：潜水完整井、潜水非完整井、承压水完整井、承压水非完整井。

抽水试验可以得到稳定流抽水时Q-s，Q-t，q-s及s-t曲线（见图9.2）。

图9.1　抽水试验

图9.2　Q-s关系曲线图

（2）水文地质参数计算

①渗透系数k：抽水稳定流理论的计算参数及公式如表9.12所示。

②影响半径R：根据计算公式确定影响半径，目前大多数只能给出近似值。常用公式见表9.13。

表9.12　抽水稳定流理论的计算参数及公式

续表

注：摘自《工程地质手册》（第三版）。

表9.13　影响半径计算公式表

表中符号：s1，s2—观测孔水位降深，m；r1，r2—观测孔至抽水孔的距离，m；r—抽水孔（井）半径，m；H—潜水（承压水）含水层厚度，m。

4）注水试验

（1）注水试验原理

注水试验是指向钻孔中连续注水，根据注水量、注水水位与时间的变化关系来测定含水层参数的试验方法。(www.daowen.com)

钻孔注水试验适用于地下水位埋藏较深，不便于进行抽水试验的场地，或在干的透水岩土层中进行。其原理与抽水试验相似，注水可以看作抽水的逆过程。注水试验装置见图9.3。

试验开始时，连续往注水孔内注水，形成稳定的水位和恒定的注水量。注水稳定时间因注水试验的目的和要求不同而异，一般为4～8h，以此数据计算岩土层的渗透系数k值。

（2）水文地质参数计算

根据水工建筑部门的经验，在巨厚层且水平分布较广的岩土中作常量注水试验时，可按式（8.3）和式（8.4）计算渗透系数k。

当1/r≤4时：

当1/r>4时：

式中　l——试验段过滤器长度，m；

　　　Q——常量注水量，m3/d；

　　　s——孔中水柱高度，m；

　　　r——钻孔或过滤器半径，m。

以上方法求得的k值一般比抽水试验求得的k值小15%～20%。

当地下水位埋深很大且含水层介质为均质岩土时，可由下式计算渗透系数：

式中各项意义同前式。

图9.3　注水试验装置示意图

图9.4　压水试验装置示意图

5）压水试验

（1）压水试验原理

压水试验是指向钻孔中预定试验段压水，测量其所吸收的水量，以测定岩层透水性和裂隙发育程度的试验方法。

工程地质勘察中的压水试验，主要是为了探查天然岩（土）层的裂隙性和渗透性，获得单位吸水量ω等参数，为有关土建设计提供基础资料。

压水试验按试验段划分为分段压水试验、综合压水试验和全孔压水试验。

压水试验原理是现场压水试验时记录压入水量Q与压力P的关系并绘制Q-P曲线，试验装置如图9.4所示。当控制某设计压力值呈稳定后，每隔10min测读压入水量，连续4次读数中，最大值与最小值之差小于最终值5%时的压入水量，即为本级压力的最终压入水量。若进行简易压水试验，其稳定标准可放宽至最大值与最小值之差小于最终值10%。

试验段按规程规定一般为5m。若岩芯完好，可适当加长试段，但不宜大于10m。对于透水性较强的构造破碎带、岩溶段、砂卵石层等，可根据具体情况确定试验段长度。孔底岩芯若不超过20cm者，可计入试验段长度。倾斜钻孔的试段，按实际倾斜长度计算。

（2）水文地质参数计算

①单位吸水量ω

压水试验成果主要由单位吸水量ω表示。

单位吸水量ω是指该试验每分钟的漏水量与段长和压力乘积之比，其计算公式如下：

式中　ω——单位吸水量，L/（min·m2）；

　　　Q——钻孔压水的稳定流量，L/min；

　　　L——试段长度，m；

　　　P——该试段压水时所加的总压力，MPa。

一个压力点试验求出的ω值，往往低于实际的ω值，对工程设计而言是偏于不安全的。

②根据单位吸水量ω近似求出渗透系数k

当试验段底部距离隔水层的厚度大于试验段长度时，按式（8.7）计算岩（土）层渗透系数k。

式中　k——渗透系数，m/d；

　　　L——试验段长度，m；

　　　r——钻孔半径或滤水管半径，m。

当试验段底部距下伏隔水层顶板之距离小于试验段长度时，按式（8.8）计算k值。