第一章 渗流理论基础

第一章渗流理论基础

一、名词解释

1. 渗透速度：表示水流在过水断面上的平均流速，不能代表任何真实水流的速度。

2. 实际速度：表示地下水在孔隙中的真实速度。

3. 水力坡度：把大小等于梯度值，方向沿着等水头面的法线，指向水头降低方向的矢量称为水力坡度。

4. 贮水系数：当水头变化1m时，从单位水平面积，高度为承压含水层厚度的柱体中释放或贮存的水量。

5. 贮水率：当水头下降1m时，单位体积承压含水层释放出来的水量。

6. 渗透系数：也称水力传导系数，当水力坡度J=1时，渗透系数在数值上等于渗透速度。

7. 渗透率：表示多孔介质能使气体或液体通过介质本身的能力，只与岩石性质有关，与液体性质无关。

8. 导水系数：T=KM，是一个水文地质参数，即水力坡度J=1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量。

二、填空题

1．地下水动力学是研究地下水在、、和中运动规律的科学。

（孔隙岩石、裂隙岩石、岩溶岩石）

2.通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称

为。

（骨架）

3.地下水在多孔介质中存在的主要形式有、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究的运动规律。

（吸着水、重力水）

4.在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是，但对贮水来说却是。

（无效、有效）

5.地下水的过水断面包括空隙和固体颗粒所占据的面积，渗透流速

是上的平均速度，而实际速度是的平均速度。

（过水断面、空隙面积）

6.在渗流场中，把大小等于，方向沿着的法线，并指向水头降低方向的矢量，称为水力坡度。

（梯度值、等水头面）

7.渗流运动要素包括流量Q、、压强p和等。

（渗流速度v、水头H）

8.根据地下水与的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。

（运动方向、空间坐标轴）

9.渗透率是表征的参数，而渗透系数是表征岩层的参数。

（岩层渗透性能、透水能力）

10.影响渗透系数大小的主要因素是以及。

（岩石性质、渗透液体的物理性质）

11.导水系数是描述含水层的参数，它是定义维流中的水文地质参数。

（出水能力、二维流）

12.均质与非均质岩层是根据的关系划分的，而各向同性和各向异性岩层是根据关系划分的。

（岩层透水性与空间坐标、岩层透水性与渗流方向的）

13. 当地下水流斜向通过透水性突变界面时，介质的渗透系数 ，则折射角就越 。

（越大，越大）

14. 地下水流发生折射时必须满足方程 ，当水流平行和垂直于突变界面时则 。 （2

121tan tan K K =θθ，不发生折射） 15. 在同一条流线上其流函数等于 ，单宽流量等于 。

（常数，零）

16. 在渗流场中，利用流网不但能定量地确定渗流水头和压强、 、渗流速度以及流量，还可定性地分析和了解 的变化情况。

（水力坡度，水文地质条件）

三、判断题

1. 地下水运动时的有效孔隙度等于排水（贮水）时的有效孔隙度。（×）

2. 对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩性上。（√）

3. 在一定条件下，含水层的给水度可以是时间的函数，也可以是一个常数。（√）

4. 在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中，在补给期时，给水度μ大，水位上升大，μ小，水位上升小；在蒸发期时，μ大，水位下降大，μ小，水位下降小。 （×）

5. 达西定律是层流定律。(×)

6. 由于达西公式中不含有时间变量，所以该公式只适于稳定流。(×)

7. 符合达西定律的地下水流，其渗透速度与水力坡度呈直线关系，所以，渗透系数或渗透系数的倒数是该直线的斜率。(√)

8. 分布在两个不同地区的含水层，其岩性、孔隙度以及岩石颗粒结构排列方式等都完全一致，那么可以肯定，它们的渗透系数也必定相同。 (×)

9. 某含水层的渗透系数很大，故可以说该含水层的出水能力很大。(×)

10. 在均质各向异性含水层中，各点的渗透系数都相等。 (√)

11. 突变界面上任一点的水力特征都同时具有界面两侧岩层内的水力特征。

(√)

12. 两层介质的渗透系数相差越大，则其入射角和折射角也就相差越大。(√)

13. 在地下水动力学中，可认为流函数是描述渗流场中流量的函数，而势函数是描述渗流场中水头的函数。 (√)

14. 根据流函数和势函数的定义知，二者只是空间坐标的函数，因此可以说流函数和势函数只适用于稳定流场。 (×)

15. 在渗流场中，一般认为流线能起隔水边界作用，而等水头线能起透水边界的作用。 (√)

四、分析计算题

1. 已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为15m/d ，孔隙度为0.2，沿着水流方向的两观测孔A 、B 间距离l =1200m ，其水位标高分别为H A =5.4m ，H B =3m 。试求地下水的渗透速度和实际速度。

解：渗透速度 v=KJ=15×(5.4－3)÷1200＝0.03 m 3/s

实际速度 u=v ÷n=0.03÷0.2＝0.15 m 3/s

2. 有三层均质、各向同性、水平分布的含水层，已知渗透系数K 1=2K 2，K 3=3K 1，水流由K 1岩层以45°的入射角进入K 2岩层，试求水流在K 3岩层中的折射角θ3。 解：2

121tan tan K K =θθ，θ1=45°，K 1÷K 2＝2，θ2=26.6°

3232tan tan K K =θθ，θ2=26.6°，K 2÷K 3＝1/6，θ3=71.6°