如何选择初始水文地质参数

水文地质参数是水文地质模型成败的关键，它的正确性与合理性直接决定了地下水模型的准确性、可信度和地下水资源评价的精度，以及地下水资源开发利用的科学性。重要的水文地质参数包括渗透系数、给水度、弥散度、孔隙率等。水文地质参数的确定方法很多，除本书第5章中水文地质参数采用经验估值外，其他最常见的方法主要有三种：一是野外实地勘测，二是实验室模拟研究，三是利用地下水长期观测资料反求参数。根据室内实验和现场勘测，采用以下参数值为模型参数的初始值，经识别后的参数值取作模型最终取值。

（1）渗透系数

为了确定珊瑚沙的渗透系数，于2007年10月31日和11月2日在永兴岛上进行了4号（抽水试验点1）和23号（抽水试验点2）两口井带观测孔的抽水试验，试验井的位置如图6.7所示。由于试验是在原位进行，地层结构保持原始状态，因此，所测参数能反映实际情况。根据两次抽水试验得到的结果，不整合面之上，取渗透系数Kx＝Ky＝Kz＝110 m/d；不整合面以下的渗透系数参考相关文献，取Kx＝Ky＝Kz＝500 m/d。

（2）给水度

给水度是表征潜水含水层给水能力和储水能力的一个指标，在数值上等于单位面积的潜水含水层柱体，当潜水位下降一个单位深度时，在重力作用下自由排出的水的体积和相应的潜水含水层体积的比值。根据两次抽水试验得到的结果，取给水度初始值μ＝0.31。

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图6.7　抽水试验点位置图

（3）弥散度

水动力弥散主要由两部分组成：机械弥散和分子扩散。机械弥散是指流体通过多孔介质流动时，由于时均速度不均一所造成的溶质运移现象；分子扩散是流体中所含扩散质浓度不均一，由于分子无规则热运动而引起的一种物质运移现象。机械弥散和分子扩散都与多孔介质骨架有关，弥散度就是描述多孔介质骨架结构的特征长度，它反映了对弥散作用起决定性影响的多孔介质的性质，即孔隙率、颗粒形状和大小、孔隙连接性和弯曲性等。对于理想的均匀介质，弥散度为常数。由于弥散度现场测量受当地环境、时间等因素的限制，所以，采用一维连续注入示踪剂试验方法对珊瑚沙样进行测定，得到纵向弥散度＝0.29 m。由于尺度效应和弥散度受含水层特性的影响，实验室数据会小于野外实测的数据，所以实验室模拟求得的弥散度仅为一个参考值。另一方面，尽管模拟区域的多孔介质概化为各向同性，但根据观测结果，纵向弥散度和横向弥散度是不同的，一般纵向弥散度大于横向弥散度，F.Ghassemi等人对Home岛淡水透镜体进行三维数值模拟时将介质概化为均质各向同性，参数取值时，纵向弥散度取5 m，横向弥散度取1 m，垂向弥散度取0.01 m。综合实验数据和相关文献，永兴岛含水介质弥散度的初始值，在纵向取5 m，横向取0.5 m，垂向取0.05 m。

（4）孔隙率

孔隙率是指岩土孔隙的体积与岩土总体积的比值，是表征岩土容水性能的一个重要指标。对于珊瑚沙而言，孔隙率不仅影响其连通状况，而且反映了介质松密实度和结构状况。珊瑚沙孔隙率n通过实验室试验并参考有关资料，取n＝0.40。