岩土體滲透性參數是評價地下水資源，研究地下水運動規律的重要水文地質參數。微水試驗相較於傳統的測試方法是一種現場快速測定岩土體滲透性參數的方法，其試驗時間短，對地下水及周邊環境影響甚微，具有廣泛的套用前景。埃庫伯模型（Cooper模型）是通過微水試驗確定滲透性參數的計算模型之一。
基本介紹
- 中文名：埃庫伯模型
- 外文名：Cooper model
- 套用場合：微水試驗估算岩土體滲透性參數
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微水試驗
微水試驗(slug test)已被廣泛套用於諸多領域，特別是在環境地質領域，用於估算含水層的滲透參數，也套用 於核廢物深地質處置研究中低滲透岩體的滲透性研究。
基本原理
在靜止水位條件下，若鑽孔中的水位發生瞬時變化，在水頭差的作用下，鑽孔中水位將逐漸恢復到靜止狀態，測量水位隨時間的變化，可獲得水位—時間回響數據，利用回響數據即可估算含水層的滲透係數。在特定條件下，利用微水試驗可以估算含水層的儲水係數，這一過程即為微水試驗。
主要過程
微水試驗包括3個主要過程：首先，使鑽孔的水位發生瞬時改變，常用方法是從鑽孔中快速抽出一定體積的柱體，然後測量水位隨時間的變化，即獲得相應數據。最後，依據相關理論模型，利用相應數據估算含水層的滲透係數，或儲水係數。
計算方法
在微水試驗的發展歷史中，比較有代表性的、被普遍接受並廣泛套用的模型主要有十幾種。 其中 Cooper( 1967)、Kipp(1985)和 Bouwer and Rice(1976)三種模型計算簡便，精度較高，在國外被廣泛使用以確定岩土體滲透性參數，其中 Kipp(1985)更被美國試驗與材料學會採用。上述三種模型都有自 己的適用範圍。Cooper模型適用於承壓完整井；Kipp模型不僅適用於承壓含水層，在貯水係數較小滲透性較大的潛水含水層中也是適用的；Bouwer and Rice模型適用於潛水含水層。
Cooper模型
Cooper 幾何模型如圖1：Cooper 模型示意圖所示。其中：Hw為瞬時抽(注)水之後，t時刻鑽孔水位；H0為瞬時抽(注)水體積V之後,即刻的鑽孔水位。
圖1：Cooper 模型示意圖
（1）在半對數紙上作出
～lgβ標準曲線，
，取對數坐標，如圖2：Cooper模型Hw/H0～lgβ對應α關係典型曲線圖所示；
圖2：Cooper模型Hw/H0～lgβ對應α關係典型曲線圖
（3）將實測曲線和標準曲線進行擬合，選擇一個匹配點，使得此點在標準曲線上有
，記錄該點對應實測曲線的時間t；
（4）根據以下等式計算水文地質參數：
發展過程
Slug試驗作為測定滲透係數的一種方法，在國內外得到快速發展，該方法在一定程度上既解決室內試驗不準確的缺點，也克服了抽水試驗費時、費力、費錢等缺點。slug試驗已經在國內外實際工程中得到越來越多的運用，其具有方便、經濟、快捷而又不失準確性的優點。
著名的Hovrsle簡便計算法於1951年被Hovrsle提出，而後Ferris和Knowles（1954）等在此基礎上進行了改進，1967年Cooper等對承壓含水層參數評估方法進行了進一步修正。這之後Rice（1976）以及Bouwer（1989 ）等人發展了考慮井阻和幾何尺寸的承壓、半承壓、潛水層的理論計算方法，Butler（1998）給出該方法的具體實施技術總結，Willis（2008）等將其列為水文地質試驗的常規手段及技術標準。
在我國，由於測量工具靈敏度不高、技術和場地的限制等原因，Slug試驗作為一種現場水文地質試驗技術只能進行低滲透率試驗且鮮有套用，更沒有相關的操作程式和標準。但楊建峰（1995）對該法的介紹，殷積濤等（1992）和張昭棟等（1999）在地震領域採用了該方法，上述所有這些文獻為該法的使用和推廣提供了理論基礎。國內認為Slug試驗的適用範圍是淺層的低滲透性含水層，但是隨著科技發展， 儀器精度的提高，Slug 試驗不僅解決了適用低滲透率地層的常規認識，而且對中高滲透性含水層的測試也有了大的進步。 國外的試驗已經囊括了現場水文地質參數測定的所有含水層，並有眾多的模型算法解。
