通过汇集 60 多年的学术教学和研究经验以及另外 90 年的应用水文地质学咨询,《水文地质学水力测试导论》一书即将成为经典之作。
在对埃弗顿·德·奥利维拉的采访中,作者威廉·W·沃斯纳博士;A. 坎贝尔·斯特林格,硕士,研究生;以及Eileen Poeter博士,PE博士,他们希望为读者提供理解水力测试方法负责任应用以生成地下水系统现场尺度水文地质特性所需的基本理论和工具。他们的书强调基本概念、原理和方法,使读者能够正确应用水力测试和分析方法。
Woessner 博士在和 Poeter 博士写完《地球材料的水文地质特性和地下水流原理》后萌生了写这本书的想法. 这本书侧重于实验室方法和参考现场水力测试方法,但未详细说明应用情况。沃斯纳博士认为还需要另一项专门针对液压测试的入门工作。
沃斯纳博士知道自己无法独自完成,于是请斯特林先生参与,感谢他的实地考察背景,并邀请了波特博士,利用她的数学专长。作者强调,尽管他们三人是核心团队,但也有不少评论员和其他合作者参与了这本书的创作。
不仅仅是数学
本书旨在帮助水文地质学家理解水力检测,以及这些测试对他们工作中的意义。作者认为水文地质学家有时可能因对数学问题持谨慎态度而回避水力测试,因此希望打破这一障碍,帮助读者理解整个过程,消除对高级数学的恐惧。
用 Poeter 博士的话来说:“我们首先讨论测试的目的,以便人们了解他们为什么要这样做。然后,我们提供了大量插图,介绍了进行测试的概念设置,并帮助人们意识到在设计测试之前需要了解水文地质设置。从那里,我们继续讨论如何进行测试以及如何校正和分析现场数据,然后再深入研究支撑解释的数学。为了帮助人们更容易理解数学,我们通过大量图表和工作示例逐步解释数学。我们还在整本书中添加了练习的链接,以便读者可以在阅读时了解这些概念。
斯特林格先生补充说,虽然人们有时会被数学吓跑,但在实际应用中,理解概念部分才是最重要的。“我们经常看到。人们试图用不合适的数据来进行数学分析,结果得出的答案毫无意义。所以概念化是人们最需要理解的事情。如今,有在线工具可以帮助人们掌握数学问题。所以我不确定成功应用这些工具是否需要对数学有深入的理解。更重要的是让人们了解这些是如何发展的,以及如何应用的。”
了解测试
在书中,作者引导读者了解不同类型的液压测试。他们解释了这些工具的工作原理和开发过程,也说明了它们的局限性。因为只有理解不同的测试方法,水文地质学家才能在实地工作中正确应用它们,必要时调整,并获得准确的数据。
“这本书试图说,人们以前做过类似的事,他们得出了这样的结论,”沃斯纳博士解释道。“现在你可以利用他们的发现——前提是理解某种方法的局限性。我们想表达的是,当事情不顺利或不合适时,是有原因的。那么,你是如何适应的呢?即使你知道情况不完美,你会怎么做来做出估算?我们的书或许能解释为什么考试时事情不顺利。”
斯特林先生强调,自己做测试的关键是提出正确的问题。“准备考试最重要的是问自己,’我们这次考试想回答哪些问题?’然后我们需要提前收集可用信息,尽可能多地了解被测试的系统。只有这样,我们才能设计出既符合环境又符合我们想问的问题的测试。”
从简单到复杂
本书的组织结构也帮助水力测试更易理解:作者先从简单的测试开始,再进入更复杂的测试。这些测试的发展顺序与历史上发展的时间顺序大致相同。
“我们并不是在想’哦,我们要跟随历史发展’,”波特博士说,“而是历史发展从分析一些简单的条件开始,然后转向更复杂的条件。因此,我们沿着同样的逻辑进程进步:从更简单到更复杂。书中还从更容易理解的设计开始,然后转向更具挑战性的测试。所以我们从更简单、更易评估、更常用的测试,变成更复杂、更难评估且使用较少的测试。”
Woessner 博士补充说:“我们在书中为读者配备了许多不同的工具。例如,如果您没有抽水井怎么办?或者,如果您有来自钻井工钻探一两个小时并抽水一两个小时并记录所发生的事情的性能测试数据,该怎么办?因为有时候,这就是所有可用的,而你没有预算来进行更高级或更复杂的测试。如果你知道如何解释它,你可以解释很多数据。因此,我们试图为读者提供一些工具,让他们打开这个领域,即使他们没有完美的数据,也能获得一些水力特性的估计。
手动和软件
作者还讨论了广泛供人们在解读液压测试时使用的软件和工具。但他们强调手工计算的重要性。
Poeter博士强调,书中的所有工作都可以用纸和铅笔完成。“因为在我们还没有电脑之前,水文地质学家就是这么做的。但我们也提供了大量商业和免费软件选项的链接。”
“这本书设计成这样的全部原因,”Woessner 博士解释说,“是当我教书时,我总是让学生手做曲线匹配练习。因为这就是他们在现场要做的事情。这就是实际用于求解这些方程的方法。因此,我们甚至在书中提供了方格纸。
“至于我们的读者应该拥有哪些软件工具,”他继续说道,“如果他们有他们喜欢的任何类型的程序,甚至是 PowerPoint 或 Excel,他们也可以做同样的事情。专用软件中的曲线匹配技术是一种复杂的方法,可以完成您手动完成的工作。但是,水文地质学家仍然需要查看软件生成的曲线匹配,并问自己,’这有什么意义吗?
结束语
当被问及他们是否有任何最后的评论时,作者分享了他们对这本书的希望。
Woessner 博士强调说:“这是真正的团队努力,所以我希望读者能欣赏这一点。我们希望这本书能被使用,因为我认为它为你提供了分析和适当应用液压测试所需的工具。
“我只想补充一点,”Stringer 先生指出,“这些测试还可以为系统添加大量概念知识,因为许多系统的行为方式并不理想。因此,当你认为你对一个系统有所了解时,你会看到不同的反应……我们的书对理解复杂系统非常有帮助。
“我只希望水文地质学家们能拿起这本书看看,”Poeter博士说。“我认为它非常适合入门地下水课程,但我也希望有经验的水文地质学家能从中获得一些新思路。而且是免费的,这在教科书价格这么贵的时候非常贴心。”
Woessner 博士总结道:“我想强调这一点。也许人们没有意识到这都是志愿工作。没有一位作者因 The Groundwater Project 的任何书籍而获得报酬。因此,我希望人们意识到,我们在这本书中投入的时间和精力是我们认为需要的时间和精力。