2. 抽水试验数据准备
曲线拟合的质量,很大程度上在数据进入 AquiferTest 之前就已经决定了。现场记录格式是否统一、时间与降深的基准是否明确、异常点是否被识别,都会直接影响后续配线法的拟合结果。本节围绕“现场记录—数据整理—质量检查—预处理导入”这条主线,说明如何把原始抽水记录整理成 AquiferTest 可直接使用的时间-降深数据表。
一、现场记录应包含哪些字段
现场记录是数据的源头,最忌讳只记“几点几分、水位多少”。一份可用于后续分析的抽水记录,至少应包含以下信息:试验井与观测井编号、井位坐标或相对距离、抽水流量(及是否恒定)、静水位基准、测量仪器与精度、开泵时刻、每个测点的时刻与水位读数、以及备注(如停泵、换泵、降雨、附近抽水干扰等)。
时间基准必须统一。工程上常用两种约定:一是以开泵时刻为 t=0 的“相对时间”,单位用分钟;二是记录绝对时刻(如 2024-05-12 08:30),再在整理阶段换算为相对时间。无论采用哪种,都要在记录表头写明,并在整份数据中保持一致。降深同样要明确参照:以静水位为基准,降深 s = 静水位 − 动水位,水位下降为正。若现场记录的是“水位埋深”,整理时必须先换算,避免符号反向。
二、时间-降深数据的整理
抽水试验的测点通常按“先密后疏”布置:开泵后 1、2、3、5、10、15、30 分钟各测一次,之后每 30 分钟或 1 小时测一次,直至水位稳定或达到设计时长。整理时,先把绝对时刻换算为相对时间(分钟),再逐点计算降深。以一个教学示例说明:某观测井静水位埋深 3.20 m,开泵时刻 08:30,测得 08:31 水位埋深 3.85 m,则相对时间 t=1 min,降深 s=3.85−3.20=0.65 m。按此逐行计算,形成“t(min)—s(m)”两列核心数据。
整理阶段还要处理几类常见情况:一是恢复水位段,若试验包含停泵恢复观测,应单独成表并标注停泵时刻,不能与抽水段混在同一时间序列中;二是流量变化,若抽水过程中流量有调整,需在备注中记录调整时刻与流量值,因为定流量假设是多数配线方法的前提;三是单位统一,时间统一为分钟、降深统一为米,避免同一文件内混用小时与厘米。
三、数据质量检查
在导入前应做一轮质量检查,重点看四类问题。第一是时间单调性:相对时间必须严格递增,若出现重复时刻或倒序,多为记录笔误,应核对原始记录后修正。第二是降深合理性:降深应随抽水时间增大而趋于稳定,若出现突然回跳,需排查是否停泵、换泵或读数错误。第三是早期点可信度:开泵后最初 1~2 分钟的水位受井筒储水效应影响明显,若仪器响应慢,早期点可能失真,应结合仪器精度判断是否保留。第四是异常值识别:明显偏离趋势的孤立点,应先查备注再决定取舍,不可随意删除。
上表示例中,60 min 处降深由 1.90 m 回落到 1.75 m,属于典型的“回跳”。若备注显示该时刻附近有短暂停泵或电压波动,则该点应标注为可疑点,在拟合时可选择剔除或降权,而不是直接当作真实水位参与计算。
四、导入 AquiferTest 前的预处理
AquiferTest 的时间-降深数据通常以表格形式录入或从文本/CSV 导入,因此预处理的核心是“列结构干净、单位明确、无非法字符”。建议整理成两列或三列:第一列时间(min),第二列降深(m),第三列可选备注。列名使用英文或拼音均可,但不要含空格、逗号或中文标点,以免解析错位。数值列中不能出现“m”“min”等单位文字,单位信息写在表头或单独说明中。
t_min,s_m,note
1,0.65,
2,0.88,
3,1.02,
5,1.22,
10,1.48,
30,1.90,
60,1.75,possible pump stop
120,2.05,
导入后应做一次回读核对:检查首末时刻、最大降深、测点总数是否与整理表一致;在 AquiferTest 中绘制时间-降深散点图,观察曲线形态是否连续、是否出现明显断点。若曲线在早期段过于平缓或后期段突然抬升,往往提示时间基准或单位换算有误,应返回整理表复查。完成这一步,数据才真正具备进入配线法拟合的条件。