潜水~承压水模拟演示课件
实验五 承压水模拟演示
实验五承压水模拟演示一．实验目的1．熟悉与承压水有关的基本概念，增强对承压水的补给、径流和排泄的感性认识2．练习运用达西定律的基本观点来分析讨论水文地质问题二．实验内容1．熟悉承压演示仪的装置及功能2．绘制测压水位线（1）河水保持较高水位（2）测定河水、a 、b 、c井、泉的水位，绘制测压水位线。
泉水位是否为泉口出露的高度，还是B8的水位从补给区到排泄区水力梯度有何变化：注意使用示踪剂可以清楚看出流线的形态，从而可以分析出水力梯度变化的原因3．测绘水力梯度与泉流量关系曲线（想要说明什么问题，实验结果如何提交，仅交一个表格看不出什么所以然）每一次的泉流量测两次，取平均值4．b井抽水，测定泉流量及b井抽水量注意（1）b井抽水量是通过流量计测得的，注意单位的换算（2）b井抽水要两个保证：流量不能太大，要保证a 、c两井能测到水位流量不能太小，要保证流量计能达到有刻度的地方分析抽水后泉流量的减量是否与b井抽水量想等：答：否，b井抽水后，水力梯度发生变化，由于河水位保持等高，相当于一个定水头边界，可以源源不断的补给，b井抽水会多取河水的流量，也就是说b井抽水后河水的补给量要大于抽水前的补给量。
因此b井抽水量＞泉流量的减量5．测绘泉流量随时间的衰减曲线河水位不要太高，以高出含水层地形一两厘米最好，如果太高，衰减很慢，浪费时间三．作业情况：1．绘制测压水位线不知从c井到泉水力梯度变大，很少有同学画出水力梯度变大的趋势2．平面图的绘制画的很乱，不能表示出b井抽水的变化，等势线的弯曲方向甚至画反了，凸向泉口，不能发现自己这种明显的错误3．绘制泉流量随时间的变化曲线2班的同学测得数据点太少两个班的同学都未分析b井抽水前后泉流量的变化与b井抽水量的关系，有的同学甚至测得抽水后的泉流量大于抽水前的泉流量四．实验建议：1．测绘水力梯度与泉流量关系曲线（想要说明什么问题，实验结果如何提交，仅交一个表格看不出什么所以然），或者应该画一条曲线2．承压装置，即使在河水位很高、b井抽水量很小的时候，a 、c两井都不能测到水位改装的时候应该注意实验四、五总结：（我带的是1班的学生，下午6点才做完试验；宁老师带2班的学生，上午10：30做完试验）1．总的感觉实验做的不是很好，尤其是作业的提交2．学生预习很差，很多同学做实验的时候不看步骤，反而问老师该怎么做，实际上实验讲义已经讲的非常清楚了3．正因为预习不好，所以做实验的时候老师必须要多指导，否则学生做的很差，而且动手的学生少，观看的多，占用了很多时间，且一台承压水装置出现问题，只能在其它组做完后再做。
承压水PPT课件
(11)层 青灰色粉细砂和含砾中粗砂 (第Ⅲ承压含水层) Q2
(12)层 杂色粘土
(13)层 灰色～灰黄色中粗砂夹砾砂层 (第Ⅳ承压含水层)
(14)层 杂色粘土
Q1
(15)层 灰～灰白色中、细砂 (第Ⅴ承压含水层)
(16)层 粘性土夹砾石层
3、上海地区的地质、水文地质特征
3.2 第四系地层 从水文地质角度考虑，对上海地区地下空间开发、轨道交通建设、 深基坑工程具有重要影响的关键地层为：⑤2(微承压含水层)、 ⑦ (第Ⅰ承压含水层)、⑨ (第Ⅱ承压含水层)。
在砂性土层中开挖基 坑，如不采取井点降 水措施或井点降水未 达到预定效果，在坑 内外水头差作用下， 基坑底部可能产生冒 水翻砂现象。
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2、承压水对地下工程的主要影响
2.5 地下结构抗浮问题 降水工程结束后，地下结构的重量以及基础底面至承 压含水层顶板之间的残留土层的重量不足以抵抗承压 水头的顶托力或潜水含水层的浮力时，地下结构将会 发生上浮。一旦发生了上浮现象，地下结构的复位将 十分艰难。
承压含水层
情形4：
隔水帷幕 完全贯穿 减压降水 目的含水 层。宜选 用基坑内 侧减压降 水。
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4、减压降水设计、施工与运行
4.4 不同地层结构区的减压降水及环境问题
从宏观上分析，上海市的第四系地层大体上可以
认为在30.00m深度内以粘性土层为主。在30.00m深度 以下存在5个承压含水层。5个承压含水层反应了第四 纪经历了5个沉积旋徊。
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3、上海地区的地质、水文地质特征
3.3.2 地下水动态
地下水的年动态：受人工开采与补给地下水的影响。
1963年以后，采取压缩开采地下水的措施，承压水位 虽然仍受开采量的影响(冬季高、夏季低)，由于地下 水开采量逐年下降，总的趋势是逐年回升，并随大幅
承压水PPT课件
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13
.
14
水化学 变化较大，矿化度一般要高点，可以保留“古老”的 水
动态 要稳定些，如果分布面积大，厚度稳定—则调节能力 很强 ，不易受地面污染
.
6
承压水的形成
3
承压水的形成与地质构造条件有关 最适宜形成承压水的地质构造有：
向斜构造 单斜构造
承压盆地 承压斜地
.
7
承压盆地
3
.
8
承压斜地
3
（1）断裂构造形成 承压斜地
断裂构造形成承压斜地
.
9
承压斜地
3
（2）岩性变化形成 承压斜地
岩性变化形成承压斜地
.
10
思考题
Байду номын сангаас
4
承压水与潜水的区别
.
11
.
12
➢等水压线图
（1）判断含水层岩性和厚度的变 化 （2）确定测压水位的埋藏深度和 承压水的水头 （3）确定潜水与承压水间的相互 关系
地形等高线（m） 等测压水位线
含水层顶板等高线（m）
承压水
1
承压水定义
2 承压水基本要素与特征 3 承压水的形成
4 思考题
5
.
3
承压水定义
1
充满于2个稳定隔水层（或弱透水层）之间的含 水层中的重力水，称之承压水（pressure water）。
.
4
承压水基本要素与特征
2
①承压含水层
②隔水顶板
③隔水底板
④承压含水层厚度（M）
⑤ 测压水位线（面）
⑥ 承压高度（水头）-H
⑦ 补给区
⑧ 承压区
⑨ 排泄区 主要特征： ⑩ 自溢区 （1）承受静水压（重要特征）
2-包气带水、潜水和承压水
包气带水、潜水和承压水
地表以下是土壤水，地表面到地下水水面之间与大气相连通的含有气体的地带叫做非饱和带，也叫包气带。
在包气带中有时会存在局部隔水层，局部隔水层上会积聚具有自由水面的重力水，叫做上层滞水。
上层滞水与大气连通，主要受大气降水的补给，以蒸发形式或隔水底板边缘进行排泄。
上层滞水的显著特点是动态变化大，雨季时获得补充积存一定水量，旱季水量逐渐耗失。
当分布范围较小或补给不足时，便不能终年保持有水。
因此一般不能作为供水水源，但在缺水地区往往成为较有意义的小型供水水源地。
地下水根据埋藏条件分为潜水和承压水。
在了解潜水和承压水之前，我们首先要明确含水层和隔水层的概念。
含水层指能够给出和透过相当数量水的地层，隔水层是指给水性和透水性均极弱的地层。
也就是说含水层既能储水也能导水，而隔水层透水性很弱，起到阻隔地下水的作用。
第一个稳定分布的隔水层之上具有自由水面的重力水称之为潜水。
潜水积极参与水循环，资源易于补充恢复，但受到气候影响，且含水层厚度一般比较有限，其资源通常缺乏多年调节性。
充满在上下两个隔水层之间的，具有一定静水压力的水称为承压水。
从上至下分别叫Ⅰ承压含水层、Ⅱ承压含水层，以此类推。
地下水和地表水一样，都是水循环的一部分，但是两者也有区别，地下水比地表水流动的慢，地下水的补给和排泄往往需要更长的时间。
含水层之间并非是完全独立的，它们之间存在着一定的水量交换。
含水层之间发生水量交换的条件是：1.含水层之间存在水头差；2.含水层之间具有水力联系。
在地下水系统中，含水层之间通过直接接触、天窗、导水断层、越流等方式进行水量交换。
地下水动力学第四章 PPT
Q lg R
0.732
2h0
rw
sw sw
裘布依稳定潜水井流方程应用
3、另一种形式
若抽水试验有两个观测孔,r1处水位h1,r2处水位h2。
r2 Q 1 dr h2 hdh
r1 2K r
h1
Q 2K
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Q 1.366K h22 h12 lg r2 r1
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水 头
边
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H
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R
图4-1-5 裘布依稳定承压井流
齐姆井流与裘布依稳定井流区别
裘布依模型在自然界就是十分罕见得,德国土木工程师齐姆认 为:在水平方向无限延伸得含水层中,可以用从抽水井中心到实际 观测不到地下水位变化处得水平距离R来代替裘布依模型中得模 型半径——“影响半径”。从而将裘布依模型得计算公式用于计 算无限含水层得问题,这种方法在60-80年代在生产单位得到了广 泛应用。并导致了地下水资源评价概念与方法上得错误。
hw2
ln R
lg R
rw
rw
裘布依稳定潜水井流流量方程
1、流量方程
取sw h0 hw
h2 0
h2 w
h0
hw h0
hw
2h0 sw sw
Q 1.336K 2h0 sw sw
lg R rw
裘布依稳定潜水井流方程应用
2、求渗透系数K
潜水-承压水模拟演示
实验数据表明，潜水含水层和承压含水层的水 位变化趋势存在一定的差异，这为地下水资源 的管理和保护提供了科学依据。
研究展望
1
未来研究可以进一步探讨潜水含水层和承压含水 层的水位变化机制，以及不同地区的水文地质条 件对水位变化的影响。
根据研究需求和场地条件，确定 模拟模型的尺寸和范围，以便能 够反映实际场地中潜水－承压水
的分布和变化。
模型材料选择
选择合适的材料制作模型，确保模 型能够承受模拟过程中产生的压力 和温度，同时保持较好的透水性。
边界条件设定
根据实际场地的情况，设定模型的 边界条件，如压力、温度、流量等， 以便模拟潜水－承压水的运动状态。
04
潜水－承压水模拟应用
工程应用
01
水利工程
潜水－承压水模拟演示在水利工程中广泛应用于水库、水电站等工程的
设计和建设中，通过模拟不同工况下的水文地质条件，预测和评估工程
对地下水的影响，优化设计方案，降低环境风险。
02
交通工程
在交通工程建设中，潜水－承压水模拟演示可以模拟隧道、桥梁等工程
对地下水的影响，预测施工过程中的涌水、突水等风险，为工程安全提
潜水－承压水模拟演 示
目录
• 引言 • 潜水－承压水基本概念 • 潜水－承压水模拟模型 • 潜水－承压水模拟应用 • 结论与展望
01
引言
目的和背景
01
介绍潜水－承压水模拟演示的目 的，即通过模拟演示来展示潜水 与承压水之间的相互影响和作用 。
02
阐述潜水－承压水模拟演示的背 景，包括地下水的基本概念、潜 水与承压水的定义和特征等。
潜水及等潜水位线图的判读(45张ppt)
的箭头是 A
A、① B、② C、③ D、④
10、图中ａ、ｂ、ｃ、ｄ四口井中，水能自动
流出的是 C
A、ａ B、ｂ C、ｃ D、ｄ
承压水井的井口高度低于承压水位的话，井水将自行喷出地表，形成自流井。
图1中，实线是地形等高线，虚线是潜水面等高线， 等高距皆为5米，甲处为一口水井。读图回答3～5题。
1、水井位置的选择 ①水井位置应选在地下水埋藏较浅的地点 ②水井位置应选在潜水汇集区。 ③水井位置应选在潜水汇水面积较大的地点。
在解决此问题时，首先要判断潜水的埋藏深度， 其次标出潜水的流向，以确定潜水的汇集区和各地点 汇水面积的大小，最终确定取水点（即水井）的最佳 位置。
探讨 潜水井的位置
甲处 A.地下水汇集 (潜水位线类似于山谷处)
流向
从高处 流向低 处
补给 分布 深度和水质
雨水 分布区 埋藏浅，易 和地 与补给 开采，易污 表水 区一致 染
潜水示意图
1.地下水按照埋藏条件划分为潜水和承压水
类型
承压水 （自流
水）
位置 流向
上下两 个隔水 层之间
从压力 大处流 向压力 小处
补给 分布
分布区
潜水
与补给 区不一
致
深度和水质
埋藏深，水 质好，流量 稳定
潜水位与地势起伏相一致：地势高——潜水位高 地势低——潜水位低
基本概念：
等潜水位线：潜水位海拔相等的点连成的线
关于等潜水位线：
1、类似于等高线，潜水面相等的点连成线。 2、潜水位高低和地形起伏相一致。 3、潜水流动方向垂直于等潜水位线，由高水位流 向低水位。 4、等潜水位线与河流、湖泊相交时，其数值等同 于河面、湖面的海拔。
实验四、潜水模拟演示实验
实验四、潜水模拟演示实验一、实验目的1．熟悉与潜水有关的基本概念，增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识。
2．加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力。
3．认真观察地表径流，确定潜水面形状，同时分析地下水分水岭的移动过程和不同条件下的潜水流网二、实验原理饱水带中第一个具有表面的含水层中的水称作潜水。
潜水没有隔水顶板，或只有局部的隔水顶板。
潜水的水面为自由水面，称作潜水面。
由于潜水含水层上面不存在隔水层，直接与包气带相接，所以潜水在其全部分布范围内都可以通过包气带接受大气降水、地表水或凝结水的补给。
潜水面不承压，通常在重力作用下由水位高的地方向水位低的地方径流。
潜水的排泄方式有两种：一种是径流到适当地形处，以泉、渗流等形式泄出地表或流入地表水，这便是径流排泄；另一种是通过包气带或植物蒸发进入大气，这是蒸发排泄。
本次实验就是根据自然潜水的补给和排泄方式进行模拟，通过人工降水以及不同排泄方式来演示潜水运移，同时通过改变河流水位，进而改变地下水分水岭的移动，从而让学生更直观的观察潜水流网。
三、仪器设备1．地下水演示仪（图4-1）。
该仪器的主要组成部分及功能介绍如下：（1）槽体：内盛均质砂，模拟含水层。
（2）降雨器：模拟降雨，可人为控制雨量大小及降雨的分布。
（3）模拟井：两个完整井和两个非完整井分别装在仪器的正面（A面）和背面（B面），均可人为对任一井进行抽（注）水模拟，也可联合抽（注）水。
（4）模拟集水廊道：可人为控制集水廊道的排水。
（5）测压点：与测压管架上的测压管连通，可以测定任一测压点的测压水头；与示踪剂注入瓶连通可以演示流线。
（6）测压管架。
（7）示踪剂注入瓶。
（8）稳水箱：用于稳定河水位。
（9）水表。
2．示踪剂选用红墨水演示流线。
3．直尺（50cm）和计算器等。
图4-1 地下水演示仪装置图四、实验步骤1．熟悉地下水演示仪的结构及功能。
2．地表径流的演示。
打开降雨开关，人为调节降雨强度。
保持两河较低水位排水。
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有入渗条件的潜水面形状与流网 地下分水岭的偏移 非完整井抽水条件的流网
地下分水岭的偏移
甲河
乙河
降雨停止后分水岭消失
实验五 承压水模拟演示
绘制测压水位线
绘制b井抽水时承压含水层示意平面流图 抽水后，泉流量的减少量是否与井抽水 量相等？ 绘制泉流量 I W
抽水后：
Q泉´、Q井
Q泉 ？= Q井 + Q泉´
抽水后，泉流量的减少量是否与井抽水 量相等？为什么
抽水井
b井抽水前承压含水层平面示意流网：
C4
C3
C2
C1 河
B8 B7 B6 c B5 b B4 a B3 B2 B1 泉
流
A4
A3
A2
A1
b井抽水时承压含水层平面示意流网
泉流量的衰减曲线
Q
Time