3. AquiferTest项目创建与数据导入

在AquiferTest中,曲线拟合的精度在很大程度上取决于项目初始设置与原始数据导入的质量。一个单位系统混乱、时间基准不一致或井位信息缺失的项目,即使后续选用再合适的解析模型,也难以得到可信的水文地质参数。本节围绕“新建项目—设置单位—导入井数据—时间序列对齐—错误处理”这条主线,说明如何建立一个干净、可复现的抽水试验分析项目。

一、新建项目与单位系统的确定

启动AquiferTest后,通过“File → New Project”建立项目。新建时首先面对的是单位系统选择,AquiferTest通常提供公制(Metric)、英制(US)以及自定义单位组合。单位系统一旦确定,将贯穿降深、时间、流量、距离、水位等所有输入字段,因此应在导入任何数据之前完成设置,而不是事后逐列修改。

实际工程中建议遵循“与原始记录一致”的原则:若现场水位计、流量计和测斜/井深记录均为米、升/秒、分钟,则直接选用公制,避免在导入前做手工换算而引入舍入误差。若原始资料混用单位(例如流量为 m³/d、降深为 mm),应在项目单位设置中明确各物理量的显示单位,并在数据表中按统一单位录入。下表给出一个典型公制抽水试验项目的单位配置示例(示例参数,仅作教学演示):

物理量建议单位说明
时间min与观测记录间隔一致,后期可换算为 d
降深 / 水位m统一为米,避免 mm 与 m 混录
流量m³/d 或 L/s全项目统一,抽水井与观测井共用
距离 / 井距m用于观测井到抽水井的径向距离
渗透系数m/d拟合结果输出单位

二、导入抽水井与观测井数据

AquiferTest的数据组织以“井(Well)”为基本单元:抽水井(Pumping Well)记录流量与抽水井自身水位,观测井(Observation Well)记录各时刻的水位或降深。导入前应先在项目中建立井对象,填写井名、类型、坐标或到抽水井的径向距离 r,再向井中导入时间—水位序列。

常见导入方式有两种:一是通过“Data → Import”导入 CSV/TXT/Excel 文件,二是直接在数据表格中粘贴。以 CSV 导入为例,文件应至少包含时间列与水位(或降深)列,首行为字段名。导入向导中需要指定分隔符、小数点符号、时间单位和水位单位,并映射列到对应字段。一个规范的观测井 CSV 片段如下(示例数据):

Time,WaterLevel
0,12.35
1,12.62
2,12.88
5,13.41
10,14.02
20,14.55
30,14.86
60,15.20
120,15.48

导入时需特别注意:水位列究竟是“绝对水位”还是“降深”。AquiferTest允许两种输入,但必须在字段映射中明确声明,否则软件会按默认解释处理,导致降深曲线整体平移。若原始数据为绝对水位,应同时提供初始静水位(或由软件取第一时刻值作为基准),并在导入后核对降深 = 初始水位 − 当前水位是否与手算一致。

三、时间序列对齐

抽水试验中,抽水井流量记录与观测井水位记录往往来自不同仪器,采样时刻并不重合。AquiferTest按时间轴组织数据,若各井时间基准不一致(例如抽水井以开泵时刻为 0,观测井以整点时刻记录),曲线在时间轴上会错位,进而影响拟合。处理原则是:全项目统一以“开泵时刻”为 t=0,所有井的时间均换算为相对开泵的历时。

对于采样时刻不重合的情况,可在导入后使用软件的时间插值/重采样功能,将各井对齐到统一时间网格;但应避免对早期密集数据过度插值,以免平滑掉真实的早期响应特征。下图展示了一个项目中抽水井与两口观测井的时间轴对齐关系及导入检查要点:

抽水试验项目数据组织与时间轴对齐 新建项目 单位系统:公制 时间基准:开泵 t=0 降深单位:m 流量单位:m³/d 井对象建立 抽水井 PW-1(流量+水位) 观测井 OW-1(r=15 m) 观测井 OW-2(r=45 m) 井距/坐标必填 CSV 导入 Time / WaterLevel 声明绝对水位或降深 指定分隔符与小数点 列映射到字段 时间 对齐 统一 t=0 重采样 核对降深 时间轴(min,以开泵为 0) 0 1 5 10 20 30 60 120 PW-1 OW-1 OW-2 注:各井采样时刻不同,需统一到同一时间基准后再拟合

四、常见导入错误与处理

导入环节的错误往往在拟合阶段才暴露,因此导入后应立即做一次“数据体检”。以下为几类高频问题及其判断与处理方式:

  • 时间单位错位:原始记录为分钟,导入时误选为小时,曲线在时间轴上被压缩 60 倍。表现为早期数据点挤在原点附近。处理:在导入向导或数据表中统一时间单位,并抽查 t=60 的点是否对应 1 h。
  • 降深符号相反:部分仪器以“水位上升为正”,导入后降深为负值。表现为曲线整体位于零线以下。处理:确认符号约定,必要时对水位列取反或改用“初始水位−当前水位”计算降深。
  • 绝对水位与降深混用:同一项目不同井分别录入绝对水位和降深,导致曲线基准不一致。处理:统一为一种表达,并在井属性中注明。
  • 缺失值与文本混入:CSV 中空单元格、单位后缀(如“12.35 m”)或千分位逗号会导致该行被跳过或解析失败。处理:导入前清洗为纯数值,缺失时刻用空行而非 0 填充。
  • 井距缺失:观测井未填写到抽水井的径向距离 r,拟合时无法计算。处理:在井属性中补填 r,并核对与平面布置图一致。
导入完成后,建议先在 AquiferTest 中绘制“时间—降深”半对数草图,快速目视检查:曲线是否单调、早期点是否过密、各井起点是否对齐。这一步只需一两分钟,却能提前发现大部分导入错误。

完成上述设置与校验后,项目即具备进入曲线拟合的基本条件:单位统一、井对象完整、时间基准一致、降深定义明确。后续选择解析模型与调整参数时,才能把偏差归因于水文地质条件本身,而不是数据录入问题。