地下水动力学知识点总结 (1)
基本问题(2)同一断面(即r固定),s随t的增大而增大,当t=0时,s=0,符合实际情况。
当t→∞时,实际上s不能趋向无穷大。
因此,降落漏斗随时间的延长,逐渐扩展。
这种永不稳定的规律是符和实际的,恰好反映了抽水时在没有外界补给而完全消耗贮存量时的典型动态。
(3)同一时刻、径向距离r相同的地点,降深相同。
184Theis公式反映的水头下降速度的变化规律(1)抽水初期,近处水头下降速度大,远处下降速度小。
当r一定时,s-t曲线存在着拐点。
拐点出现的时间(此时u=1)为:。
(2)每个断面的水头下降速度初期由小逐渐增大,当=1时达到最大;而后下降速度由大变小,最后趋近于等速下降。
(3)抽水时间t足够大时,在抽水井一定范围内,下降基本上是相同的,与r无关。
换言之,经过一定时间抽水后,下降速度变慢,在一定范围内产生大致等幅的下降。
194Theis公式反映出的流量和渗流速度变化规律(1)通过不同过水断面的流量是不等的,r值越小,即离抽水井越近的过水断面,流量越大。
反映了地下水在流向抽水井的过程中,不断得到贮存量的补给。
(2)由于沿途含水层的释放作用,使得渗流速度小于稳定状态的渗流速度。
但随着时间的增加,又接近稳定渗流速度。
204Theis公式反应的影响半径在无越流补给且侧向无限延伸的承压含水层中抽水时,虽然理论上不可能出现稳定状态,但随着抽水时间的增加,降落漏斗范围不断向外扩展,自含水层四周向水井汇流的面积不断增大,水井附近地下水测压水头的变化渐渐趋于缓慢,在一定的范围内,接近稳定状态(似稳定流),和稳定流的降落曲线形状相同。
但是,这不能说明地下水头降落以达稳定。
214Theis配线法的原理由Theis公式两端取对数,得到二式右端的第二项在同一次抽水试验中都是常数。
因此,在双对数坐标系内,对于定流量抽水和标准曲线在形状上是相同的,只是纵横坐标平移了距离而已。
只要将二曲线重合,任选一匹配点,记下对应的坐标值,代入(4-10)式(4-11)式即可确定有关参数。
此法称为降深-时间距离配线法。
同理,由实际资料绘制的s-t曲线和与s-曲线,分别与和W(u)-u标准曲线有相似的形状。
因此,可以利用一个观测孔不同时刻的降深值,在双对数纸上绘出s-t曲线和曲线,进行拟合,此法称为降深-时间配线法。
如果有三个以上的观测孔,可以取t为定值,利用所有观测孔的降深值,在双对数纸上绘出s-实际资料曲线与W(u)- u 标准曲线拟合,称为降深-距离配线法。
224Theis配线法的计算步骤①在双对数坐标纸上绘制W(u)-1/u或W(u)- u的标准曲线。
②在另一张模数相同的透明双对数纸上绘制实测的s-t/曲线或s-t、s-r2曲线。
③将实际曲线置于标准曲线上,在保持对应坐标轴彼此平行的条件下相对平移,直至两曲线重合为止。
④任取一匹配点(在曲线上或曲线外均可),记下匹配点的对应坐标值:W(u),(或u)、(或t、r2),按下式分别计算有关参数。
s-法:s-t法:s-r法:配线法的最大优点是,可以充分利用抽水试验的全部观测资料,避免个别资料的偶然误差提高计算精度。
234Theis配线法的缺点(1)抽水初期实际曲线常与标准曲线不符。
因此,非稳定抽水试验时间不宜过短(原因是是水有滞后现象,初期流量不稳定)。
(2)当抽水后期曲线比较平缓时,同标准曲线不容易拟合准确,常因个人判断不同引起误差。
因此在确定抽水延续时间和观测精度时,应考虑所得资料能绘出s-t 或s-t/r2曲线的弯曲部分以便于拟合。
如果后期实测数据偏离标准曲线,均可能是含水层外围边界的影响或含水层岩性发生了变化等。
244Jacob直线图解法的有优缺点优点是既可以避免配线法的随意性,又能充分利用抽水后期的所有资料。
但是,必须满足u≤或放宽精度要求u≤,即只有在r较小,而t值较大的情况下才能使用;否则,抽水时间短,直线斜率小,截距值小,所得的T值偏大,而?*值偏小。
254有越流补给的承压水完整井公式的适用条件(1)越流系统中每一层都是均质各向同性,无限延伸的第一类越流系统,含水层底部水平,含水层和弱透水层都是等厚的;(2)含水层中水流服从Darcy定律;(3)虽然发生越流,但相邻含水层在抽水过程中水头保持不变(这在径流条件比较好的含水层中不难达到);(4)弱透水层本身的弹性释水可以忽略,通过弱透水层的水流可视为垂向一维流;(5)抽水含水层天然水力坡度为零,抽水后为平面径向流;(6)抽水井为完整井,井径无限小,定流量抽水。
264有越流补给的承压水完整井公式-Hantush-Jacob公式其中,式中s——抽水井的水位降深,m;Q——抽水井的流量,m3/d;T——含水层的导水系数,m2/d;——越流井函数,不考虑相邻弱透水层弹性释水时越流系统的井函数;B——越流因素,m;r——到抽水井的距离,m;a——含水层的导压系数,m2/d;?*——含水层的弹性是水系数;t——自抽水开始起算的时间,d。
274越流完整井流公式反应的降深-时间曲线的形状(1)抽水早期,降深曲线同Theis曲线一致。
这表明越流尚未进入主含水层,抽水量几乎全部来自主含水层的弹性释水。
在理论上和Theis曲线一致。
(2)抽水中期,因水位下降变缓而开始偏离Theis曲线,说明越流已经开始进入抽水含水层。
这时,抽水量由两部分组成:一是抽水含水层的弹性释水,二是越流补给,因此,越流含水层的降深小于无越流含水层的降深,而且随增大(即越大),越流含水层的降深比无越流含水层的降深小得越多。
(3)抽水后期,曲线趋于水平直线,抽水量与越流补给量平衡,表示非稳定流已转化为稳定流。
284越流完整井流公式反映的水头下降速度越流含水层水位下降速度比无越流含水层慢。
与无越流含水层一样,当t足够大时,在一定的范围内,水位下降速度是相同的。
294有一个观测孔时,越流含水层抽水试验的单孔拐点法求参步骤①在单对数坐标纸上绘制s-lgt曲线,用外推法确定最大降深s max,并用(4-43)式计算拐点处降深s p;②根据s p确定拐点位置,并从图上读出拐点出现的时间t p;③做拐点P处曲线的切线,并从图上确定拐点P处的斜率i p;④求出有关数值后,查表确定和值;⑤根据值求B值:按下式分别计算T和值:⑥验证,因为图解出的s max和s p常有较大的随意性而引起误差,所以进行验证是必要的。
将所求得的参数代入越流井流公式,并给出不同的t值,计算理论深降。
然后把它同实测降深比较,如果不吻合,则应重新图解计算。
304有多个观测孔时, 越流含水层抽水试验的多孔拐点法求参步骤①绘每个观测孔的s-lgt曲线,并从图上确定每条曲线直线段的斜率近似地代替拐点处的斜率。
②根据各孔的斜率作r-曲线,应为一条直线。
取该直线的斜率,得:③将r-lgi p直线段延长交横轴于一点,读得r=0时的()。
,把它代入下式:④将所求得的B、T代入有关公式,计算出不同观测孔的拐点处降深:利用从s-lgt曲线上读得t p值,然后按下式算出各孔的值:最后取其平均值。
314考虑潜水含水层迟后疏干的Boulton模型的假设条件是什么?(1)均质、各向同性、隔水底板水平的无限延伸的含水层;(2)初始自由水面水平;(3)完整井、井径无限小,降深s<<H0(含水流初始厚度)的定流量344Neuman解的降深-时间曲线的特点解析解描述的降深-时间曲线和抽水过程的三个阶段相一致。
抽水早期,这些曲线和Theis曲线一致,说明此时抽水量基本上来自弹性释水。
第二阶段,由于重力排水的影响,曲线和获得"越流补给"的情况相似。
σ越小,重力排水的作用愈大,这种类似于"越流补给"的影响愈显着(表现为这个阶段愈长)。
随着抽水时间的进一步延长,进入第三阶段,弹性释水的影响完全消失,曲线再一次和Theis曲线一致。
354Neuman解的降深-时间曲线和观测点在含水层中位置的关系在抽水早期和中期,潜水面处的降深点小于含水层中任何一点的降深。
所谓“迟后排水”或“潜水面迟后反应”就是从这个现象引出来的。
365虚井的特征有哪些?(1)虚井和实井的位置对边界是对称的;(2)虚井的流量和实井相等;(3)虚井性质取决于边界性质,对于定水头补给边界,虚井性质和实井相反;如实井为抽水井,则虚井为注水井;对于隔水边界,虚井和实井性质相同,都是抽水井;(4)虚井的工作时间和实井相同;375地下水流向不完整井的井流特点是什么?(1)流向不完整井的水流形式与完整井流的水流形式有所不同,由于受井的不完整性影响,流线在井附近有很大弯曲,垂向分速度不可忽略,地下水流为三维流。
(2)在其它条件相同时,不完整井的流量小于完整井的流量,流量大小与不完整井过滤器长度L与含水层厚度M之比的增大而增大,当L/M=1时变成完整井。
(3)过滤器在含水层中的位置和顶、底板对水流状态有明显的影响,必须予以考虑。
385承压含水层中的非稳定流降深的特点式中,在非稳定流情况下,降深由两部分组成,前者代表相应的完整井降深,后者表示由抽水井不完整性引起的由抽水井附近流线弯曲所造成的附加降深,它是z的函数。
(1)井流量;(2)导水系数;(3)过滤器长度L;(4)不完整程度;非完整井抽水期间附395加降深的影响因素(5)计算断面到抽水井的相对距离。
安建工 地下水动力学 第一章(xiu)
渗流场(flow field)由固体骨架和岩石空隙中的水两
部分组成。渗流只发生在岩石空隙中。
多孔介质概念与特性
我们把孔隙岩层称为多孔介质(porous media).
•多孔介质特性:
彼此连通的网络,几何形态及连通情况异
常复杂,难以用精确的方法来描述。
由固体骨架和孔隙组成,孔隙通道是不连
续的。
nd 32
2
J
K
nd 32
渗透系数的表达式
裂隙介质(概化为走向和缝宽相同的平行板)
k nB 12 K k
2
nB 12
2
v KJ
nB 12
2
J
K
nB 12
2
六、渗流分类
1. 按运动要素(v,p,H)是否随时间变化,分:稳定流与非稳定流 2. 按地下水质点运动状态的混杂程度,分:
微分形式:
五、渗透系数(hydraulic conductivity)
是重要的水文地质参数,它表征在一般正常条
件下对某种流体而言岩层的渗透能力
(permeability)
v=KJ;
当J=1时,K=v
K在数值上是当J=1时的渗透流速,量钢[L/T];
常用单位cm/s;m/d。
渗透系数与哪些因素有关呢?
: 比重;:动力粘滞性系数;
K k
渗透率k:反映介质几何特性,量纲[L2];
常用单位:cm2; 石油地质中用达西: 1 达西=9.8697*10-9cm2.
渗透系数的表达式
多孔介质(概化为等径的平行毛细管束):
地下水动力学
地下水动力学复习资料名词解释1、地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、与喀斯特岩石中运动规律的科学。
它就是模拟地下水流基本状态与地下水中溶质运移过程,对地下水从数量与质量上进行定量评价与合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。
2、流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3、渗流速度:假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。
4、渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。
就是由固体骨架与岩石空隙中的水两部分组成。
5、层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6、紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7、稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时,称为稳定流,否则称为非稳定流。
8、雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力与粘性力的比值。
9、雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10、渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。
11、流网:在渗流场中,由流线与等水头线组成的网络称为流网。
12、折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时,出现流线改变方向的现象。
13、裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14、完整井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
15、非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底与含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。
16、水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17、水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落漏斗。
18、影响半径:就是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
19、有效井半径:由井轴到井管外壁某一点的水平距离。
在该点,按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。
20、井损水流经过滤器的水头损失与在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损失,统称为井损。
地下水动力学1
地下水动力学:是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和喀什特岩石中运动规律的科学。
多孔介质:具有孔隙的岩石孔隙介质=多孔介质:含有孔隙水的岩层,如砂层或疏松砂岩贮水率:面积为1平方m、厚度为1m的含水层,当水头下降1m时释放的水量。
贮水系数:面积为1个单位,厚度为含水层整个厚度(M)的含水层柱体中,当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量。
渗流:用一假象的水流代替真实的水流,这种假想的水流的性质和真实的地下水相同,但它充满了既包含岩石颗粒所占据的空间,同时,假设这种假想的水流运动时,在任意岩石体积内所受的阻力等于真实水流所受的阻力;通过任意断面的流量及任一点的压力或水头均和实际水流相同。
这种假想的水流称为渗流渗流速度:通过过水断面(A)有一个渗流量(Q)则为渗流速度V水力坡度:大小等于梯度值,方向沿着等水头面的法线指向水头降低方向的矢量Depuit假设:由于坡角θ很小可以用tanθ代替sinθ,意味着假设潜水面比较平缓,等水头面铅直,水流基本水平,可忽略渗流速度垂直分量V。
完整井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器,并能全面进水的井不完整井:水井没有贯穿整个含水层,只有井底和含水层的部分厚度上能进水水跃:井中水位与井壁水位不一样配线法步骤:1、在双对数坐标纸上绘制W(u)-1/u的标准曲线2、在另一张模数相同的透明双对数纸上实施的s-t/r平方曲线3、将实际曲线置于标准曲线上,在保持对应坐标轴彼此平行的条件下相对平移,直至两曲线重合为止4、任取一匹配点记下匹配点的相应坐标值,代入公式求参数。
地下水向完整井运动的特点:1、在含水层和径向距离的比值r/M<1.5~2.0的区域内,流线有明显的弯曲,而且离不完整井越接近,弯曲越厉害形成三维流区。
在r/M>1.5~2.0的地方,流线近于与层面平行,垂向分速度很小,由三维流过度为平面径向流。
2、不完整井的流量小于完整井的流量3、必须考虑过滤器在含水层中的位置和顶底板对水流状态的影响,如果含水层很厚,则可近似忽略隔水底板对水流的影响,按半无界厚含水层来研究。
《地下水动力学》复习要点
内容主要有:(1)渗流理论基础;(2)地下水向河渠的稳定运动;(3)地下水向完整井的稳定运动;(4)地下水向完整井的非稳定运动;(5)地下水向边界附近井的稳定和非稳定运动。
重点考核地下水运动的基本概念、基本原理和方法。
题目类型有名词解释、判断题、作图题和计算题等,其中计算题占试题总分数的65%。
《地下水动力学》复习要点第一章 渗流理论基础一、基本内容1、基本概念:多孔介质、贮水率、贮水系数(弹性给水度)、渗流、渗流速度及与实际速度关系、水头(位置水头、测压管水头)、水力坡度、渗透系数、渗透率、导水系数、各向异性介质、各向同性介质、均质与非均质、水流折射原理、流网、dupuit 假设、第一类边界条件、第二类边界条件等2、基本定律:达西定律及适用范围3、描述地下水运动的方程:渗流连续性方程、承压水运动的基本微分方程、潜水运动的基本微分方程、越流含水层地下水非稳定流运动方程4、定解条件(初始条件、边界条件),数值方法基本思想二、要求1、理解并掌握上述概念和理论2、用达西定律分析水头线的变化或根据流网分析水文地质条件变化;3、给定水文地质条件,能正确画出反映地下水运动特点的流网图;4、给定水文地质模型和水文地质条件,写出反映地下水运动的基本方程(给定假设条件,建立数学模型,包括初始条件、边界条件)第二章 河间地块地下水的稳定运动一、基本内容有入渗时河间地块潜水的稳定运动问题(水文地质模型、假设条件、数学模型、流网、任意过水断面流量、分水岭移动规律、水头线)、无入渗时潜水的稳定运动、承压水的稳定运动,水在承压—无压含水层中的运动,非均质含水层中水的运动问题。
二、学习要求根据给定问题的水文地质条件,用相关公式计算过水断面流量或水位。
三、常用公式 1、承压含水层(达西定律) l H H m m kq 21212++= x lH H H H 211--= 2、无入渗潜水含水层(达西定律)l h h h h k q 21212-+= x lh h h h 2122212-+= 3、有入渗时潜水 wx wl l h h k q +--=2122221 )(22122212x lx kw x l h h h h -+-+= 4、分水岭位置 l h h w k l a 222221--= 5、其它流动问题(水平层状含水层、非均质含水层、承压—无压含水层、厚度或水流厚度沿流向变化等)第三章 地下水向完整井的稳定运动一、 基本概念:完整井、不完整井、水井及周围水位(水头)、稳定井流条件(定水头边界、越流、入渗补给)、井损与水跃、影响半径与引用影响半径、叠加原理、均匀流及平面或剖面流网二、学习要求1、掌握地下水向承压水井和潜水井运动问题的假设条件、数学模型、平面或剖面流网特征2、利用有关公式计算抽水量、降深或利用抽水试验资料(已知降深或水位),求含水层参数(导水系数或渗透系数)3、应用叠加原理地下水向完整井群的稳定运动问题。
地下水动力学第一章(xiu)
J = Av + Bv 2
2. 1912年克拉斯诺波里斯基提出紊流公式:
v = KJ
1 2
四、达西定律的微分形式
微分形式: 微分形式:
五、渗透系数(hydraulic conductivity) 渗透系数( )
是重要的水文地质参数, 是重要的水文地质参数,它表征在一般正常条 件下对某种流体而言岩层的渗透能力 (permeability) v=KJ; ; 当J=1时,K=v 时
渗透率k 渗透率 (intrinsic permeability)
表征反映介质几何特性
γ K =k µ
γ: 比重;µ:动力粘滞性系数; 比重; 动力粘滞性系数; 渗透率k 反映介质几何特性,量纲[L ; 渗透率 :反映介质几何特性,量纲 2];
常用单位:cm2; 石油地质中用达西: 1 达西=9.8697*10-9cm2.
1 v( P) = V0
∫
V0 v
u ' dVv
渗透流速与实际流速关系
vA = uAv = Q Av v=u = une A v = neu
渗透流速与实际流速关系
三、水头与水力坡度
u2 总水头H = z + + γ 2g p p u2 Q 《z + = H p 测压水头; 2g γ ∴H p ≈ H
典型体元的定义
称为典型体元。 把V0称为典型体元。 引进REV后就可以把多孔介质处理为连续 引进REV后就可以把多孔介质处理为连续 REV 这样多孔介质就处处有孔隙度 处处有孔隙度了 体,这样多孔介质就处处有孔隙度了。 REV究竟有多大? REV究竟有多大? 究竟有多大 REV相对于单个孔隙是相当大的, REV相对于单个孔隙是相当大的,但相对 相对于单个孔隙是相当大的 于渗流场又是非常小的。 于渗流场又是非常小的。
《地下水动力学》复习提纲
《地下水动力学》复习提纲第1章渗流理论基础1、多孔介质的性质孔隙性:孔隙度,有效孔隙,有效孔隙度,死端孔隙压缩性:压缩系数(),固体颗粒压缩系数(),孔隙压缩系(),2、贮水率()、贮水系数()与给水度()定义,量纲,表达式:,,弹性释水与重力排水3、渗流、典型单元体渗流定义与性质(特点),典型单元体(理解)4、过水断面、渗流速度、实际平均流速:,5、水头和水头坡度测压管水头、总水头:等水头面、等水头线、水力坡度:大小等于水头梯度值,方向沿着等水头面的法线指向水头降低方向的矢量。
6、地下水运动特征的分类稳定流和非稳定流,维数(1维、2维和3维运动),流态(层流和紊流)Reynolds数:,临界水力坡度。
7、Darcy定律及其适用范围Darcy定律:,或微分表示:,,,矢量表示:Darcy定律适用范围:Reynolds数判别,起始水力坡度()8、渗透系数、渗透率和导水系数渗透系数定义,影响渗透系数的因素,渗透系数与渗透率关系:,导水系数,单宽流量,量纲9、非线性运动定律Forchheimer公式、Chezy公式10、岩层透水特征分类均质、非均质岩层,各向同性和各向异性。
渗透系数张量:,主渗透方向11、水流折射和等效渗透系数渗流折射定律与分析,层状岩层等效渗透系数:水平:,垂直:12、流网流线与迹线,流线方程:流函数,流函数的全微分:,流函数性质流网与性质,流网的应用13、渗流的连续性方程:14、承压水运动的基本微分方程:三维:各向异性介质:坐标轴方向与主渗透方向一致时:有源汇项:各向同性介质:柱坐标:轴对称问题:二维:或坐标轴方向与主渗透方向一致时:或稳定流:微分方程的右端项等于零。
15、越流含水层中地下水非稳定运动的基本微分方程越流、越流含水层(半承压含水层)微分方程:坐标轴方向与主渗透方向一致时:均质各向同性介质:有源、汇项:越流系数、越流因素。
16、潜水运动的基本微分方程Dupuit假设、适用范围Boussinesq方程一般方程:三维流时微分方程同承压水流微分方程。
地下水动力学复习
定流量抽水时的Theis公式 s Q W u
4T u r2*
4Tt
Jacob公式:
s
Q
4T
ln
2.25Tt
r2*
利用Theis公式求水文地质参数
• 配线法确定水文地质参数 • Jacob直线图解法求水文地质参数的方
法。 • 水位恢复法 • 有补给越流完整井的降深时间曲线特征 •
q2
K
h12 h22 2l
1 Wl 2
例题,必须会。
2. 无入渗时潜水流的方程 潜水流的浸润曲线方程
h2
h12
h22
h12 l
x
距左河x处断面的单宽流量
qx
K
h12 h22 2l
二、承压水的稳定运动 承压水一维稳定流的水头线方程
H
H1
H1
l
பைடு நூலகம்H2
x
承压水一维稳定流任一断面的流量
四、突变界面的水流折射和等效渗透系数 1. 折射定律、4点结论 2. 层状岩层的等效渗透系数(水平和垂直) 五、流网
流函数有下列特性(4条)。 流网。 流网的性质(4点)。 必须做到会画流网。
六、渗流的连续性方程 七、承压水运动的基本微分方程
源、汇 八、越流含水层中地下水非稳定运动的基本 微分方程
地下水动力学
绪言
地下水动力学
第一章 渗流理论基础
一、渗流的基本概念 1. 多孔介质、孔隙度、有效孔隙、有效孔
隙度。 2. 贮水率和贮水系数 贮水率、贮水系数、二者关系。 贮水率、贮水系数的两点说明。 弹性释水和重力排水的不同点(两点)。
3. 渗流 假想水流有哪些特点(4点) 。 渗流区或渗流场 过水断面、渗流速度。 渗流速度与实际流速的关系。
地下水动力学(全)
地下水动力学复习资料名词解释1. 地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和喀斯特岩石中运动规律的科学。
它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程,对地下水从数量和质量上进行定量评价和合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。
2.流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3.渗流速度:假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。
4.渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。
是由固体骨架和岩石空隙中的水两部分组成。
5. 层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6. 紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7. 稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时,称为稳定流,否则称为非稳定流。
8.雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力和粘性力的比值。
9.雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10.渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。
11. 流网:在渗流场中,由流线和等水头线组成的网络称为流网。
12.折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时,出现流线改变方向的现象。
13.裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14.完整井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
15. 非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底和含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。
16.水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17.水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落漏斗。
18.影响半径:是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
19.有效井半径:由井轴到井管外壁某一点的水平距离。
在该点,按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。
20.井损水流经过滤器的水头损失和在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损失,统称为井损。
地下水动力学
1、地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、与喀斯特岩石中运动规律的科学。
它就是模拟地下水流基本状态与地下水中溶质运移过程,对地下水从数量与质量上进行定量评价与合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。
2、流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3、渗流速度(比流量):假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。
4、实际速度:孔介质中地下水通过空隙面积的平均速度;地下水流通过含水层过水断面的平均流速,其值等于流量除以过水断面上的空隙面积,量纲为L/T。
4、渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。
由固体骨架与岩石空隙中的水两者组成5、层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6、紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7、稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时,称为稳定流,否则称为非稳定流。
8、雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力与粘性力的比值。
9、雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10、渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。
11、流网:在渗流场中,由流线与等水头线组成的网络称为流网。
12、折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时,出现流线改变方向的现象。
13、裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14、缓变流:各流线接近于平行直线的运动14、完整井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
15、非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底与含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。
16、水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17、水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落漏斗。
18、影响半径:就是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
地下水动力学知识点总结
基本问题潜水含水层的贮水能力可表示为Q=HF;承压含水层的贮水能力可表示为Q=HF;式中Q——含水层水位变化时H的贮水能力,H——水位变化幅度;F——地下水位受人工回灌影响的范围。
从中可以看出,因为承压含水层的弹性释水系数远远小于潜水含水层的给水度,因此在相同条件下进行人工回灌时,潜水含水层的贮水能力远远大于承压含水层的贮水能力。
水跃:抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象(seepage face)。
井损(well loss)是由于抽水井管所造成的水头损失。
①井损的存在:渗透水流由井壁外通过过滤器或缝隙进入抽水井时要克服阻力,产生一部分水头损失h1。
②水进入抽水井后,井内水流井水向水泵及水笼头流动过程中要克服一定阻力,产生一部分水头差h2。
③井壁附近的三维流也产生水头差h3。
通常将(h1+h2+h3)统称为水跃值.13地下水流向井的稳定运动和非稳定运动的主要区别是什么?(1)从流量看,稳定井流不同断面的流量处处相等,都等于抽水井的流量;而任一断面非稳定井流的流量都不相等,沿着地下水流向流量逐渐增大,直至抽水井处为最大(抽水井的出水量)。
(2)只要给定边界水头和井内水头,就可以确定稳定井流抽水井附近的水头分布,且水头分布不随时间发生变化;非稳定井流抽水井附近的水头分布是随抽水时间而不断发生变化的,例如Theis井流,在抽水初期水头降速快,1/u=1时达到最大,之后降速由大减小,最后趋于等速下降。
113承压水井的Dupuit公式的水文地质概念模型(1)含水层为均质、各向同性,产状水平、厚度不变(等厚)、,分布面积很大,可视为无限延伸;或呈圆岛状分布,岛外有定水头补给;(2)抽水前地下水面是水平的,并视为稳定的;含水层中的水流服从Darcy’s Law,并在水头下降的瞬间将水释放出来,可忽略弱透水层的弹性释水;(3)完整井,定流量抽水,在距井一定距离上有圆形补给边界,水位降落漏斗为圆域,半径为影响半径;经过较长时间抽水,地下水运动出现稳定状态;(4)水流为平面径向流,流线为指向井轴的径向直线,等水头面为以井为共轴的圆柱面,并和过水断面一致;通过各过水断面的流量处处相等,并等于抽水井的流量。
