水井含水层系统的潮汐响应函数
水井含水层系统的潮汐响应函数
水井含水层系统的潮汐响应函数是指水井含水层系统中水位变化随时间变化的函数，也就是水位变化与时间的关系。水井含水层系统受到潮汐的影响，就会出现相应的潮汐响应函数，其因素主要包括潮汐参数，水力学参数和水文学参数等。
潮汐参数主要是指潮汐期－各水位海潮位和潮汐高度，潮潮位也受到潮汐期变化的影响。水力学参数主要指水面高度，含水层高度，含水层底部高度，注入水质度等等，而水文学参数主要指河流流量，地下水流量，雨水量等。潮汐响应函数可以用D'Arcy-Boussinesq方程推导出来，其响应函数形式为：
H=Acos(mωt-φ)+b
式中，H是潮位变化（m）；A、m、ω、φ、b分别表示振幅，潮潮期，潮跃值，相角和偏值。
所得潮汐响应函数代表的是水井含水层系统的动态行为，它用以描述水位变化与时间变化之间的关系，可以评价给定的潮汐参数和水力学参数下水位变化情况，为保障水井含水层系统稳定性，上网潮处理及调控有效性提供重要的参考依据。
抽水试验
第一章基本要求 掌握抽水试验的目的、分类、方法及抽水试验准备工作。 抽水试验的目的 (1) 确定含水层及越流层的水文地质参数：渗透系数K、导水系数T、给水度m、弹性释水系数m*、导压系数a、弱透水层渗透系数K'、越流系数b、越流因素B、影响半径R等。 (2) 通过测定井孔涌水量及其与水位下降（降深）之间的关系，分析确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力。 (3) 为取水工程设计提供所需的水文地质数据，如影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数等，依据降深和流量选择适宜的水泵型号。 (4) 确定水位下降漏斗的形状、大小及其随时间的增长速度；直接评价水源地的可开采量。 (5) 查明某些手段难以查明的水文地质条件，如确定各含水层间以及与地表水之间的水力联系、边界的性质及简单边界的位置、地下水补给通道、强径流带位置等。 抽水试验分类 抽水试验主要分为单孔抽水、多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水。 （1）单孔抽水试验：仅在一个试验孔中抽水，用以确定涌水量与水位降深的关系，概略取得含水层渗透系数。
（2）多孔抽水试验：在一个主孔内抽水，在其周围设置若干个观测孔观测地下水位。通过多孔抽水试验可以求得较为确切的水文地质参数和含水层不同方向的渗透性能及边界条件等。 （3）群孔干扰抽水试验：在影响半径范围内，两个或两个以上钻孔中同时进行的抽水试验；通过干扰抽水试验确定水位下降与总涌水量的关系，从而预测一定降深下的开采量或一定开采定额下的水位降深值，同时为确定合理的布井方案提供依据。 （4）试验性开采抽水试验：是模拟未来开采方案而进行的抽水试验。一般在地下水天然补给量不很充沛或补给量不易查清，或者勘察工作量有限而又缺乏地下水长期观测资料的水源地，为充分暴露水文地质问题，宜进行试验性开采抽水试验，并用钻孔实际出水量作为评价地下水可开采量的依据。 抽水试验的方法 单孔抽水试验采用稳定流抽水试验方法，多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水试验一般采用非稳定流抽水试验方法。在特殊条件下也可采用变流量(阶梯流量或连续降低抽水流量)抽水试验方法。抽水试验孔宜采用完整井(巨厚含水层可采用非完整井)。观测孔深应尽量与抽水孔一致。 抽水试验准备工作 (1) 除单孔抽水试验外，均应编制抽水试验设计任务书； (2) 测量抽水孔及观测孔深度，如发现沉淀管内有沉砂应清洗干净； (3) 做一次最大降深的试验性抽水，作为选择和分配抽水试验水位降深值的依据；
抽水试验规范方法及计算公式
可编辑 第四章抽水试验 抽水试验是确定含水层参数，了解水文地质条件的主要方法。采用主孔抽水、带有多个观测 孔的群孔抽水试验，包括非稳定流和稳定流抽水实验，要求观测抽水期间和水位恢复期间的水位、流量、水温、气温等内容。要求了解试验基地及其所在地区的水文气象、地质地貌及水文地质条件，了解并掌握抽水试验的目的意义、工作程序、现场记录的主要内容、数据采集与处理方法， 掌握相关资料的整理、编录方法和要求，了解对抽水试验工作质量进行评价的一般原则，能够利 用学过的理论及方法进行水文地质参数计算，并对参数的合理性和精确性进行分析和检验。 §4.1 基本要求 掌握抽水试验的目的、分类、方法及抽水试验准备工作。 4.1.1 抽水试验的目的 (1) 确定含水层及越流层的水文地质参数：渗透系数 K、导水系数 T、给水度、弹性释水系数?、导压系数 a、弱透水层渗透系数 K'、越流系数 b、越流因素 B、影响半径 R等。 (2) 通过测定井孔涌水量及其与水位下降（降深）之间的关系，分析确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力。 (3) 为取水工程设计提供所需的水文地质数据，如影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数等，依据降深和流量选择适宜的水泵型号。 (4) 确定水位下降漏斗的形状、大小及其随时间的增长速度；直接评价水源地的可开采量。 (5) 查明某些手段难以查明的水文地质条件，如确定各含水层间以及与地表水之间的水力联系、边界的性质及简单边界的位置、地下水补给通道、强径流带位置等。 4.1.2 抽水试验分类 抽水试验主要分为单孔抽水、多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水。 （1）单孔抽水试验：仅在一个试验孔中抽水，用以确定涌水量与水位降深的关系，概略取 得含水层渗透系数。 （2）多孔抽水试验：在一个主孔内抽水，在其周围设置若干个观测孔观测地下水位。通过 多孔抽水试验可以求得较为确切的水文地质参数和含水层不同方向的渗透性能及边界条件等。 （3）群孔干扰抽水试验：在影响半径范围内，两个或两个以上钻孔中同时进行的抽水试验；通过干扰抽水试验确定水位下降与总涌水量的关系，从而预测一定降深下的开采量或一定开采定 额下的水位降深值，同时为确定合理的布井方案提供依据。 （4）试验性开采抽水试验：是模拟未来开采方案而进行的抽水试验。一般在地下水天然补 给量不很充沛或补给量不易查清，或者勘察工作量有限而又缺乏地下水长期观测资料的水源地， 为充分暴露水文地质问题，宜进行试验性开采抽水试验，并用钻孔实际出水量作为评价地下水可 开采量的依据。
习题
一分布面积为15km2的含水层，年地下水径流量为20000m3,年降水总量为500mm，求该面积上年平均地下水径流模数度和径流系数。 8、达西定律为什么不适用所有的层流状态？ 在某承压含水层中有一口直径为0.152m的抽水井。已知含水层厚9.8m，渗透系数为4.2m/d，初始水位为17.4m，影响半径为150m。试求井内稳定水位为13.4m 时的流量。 某承压含水层中有一口直径为0.20m的抽水井，在距抽水井527m远处设有一个观测孔。含水层厚52.20m，渗透系数为11.12m/d。试求井内水位降深为6.61m，观测孔水位降深为0.78m时的抽水井流量。 在厚度为27.50m的承压含水层中有一口抽水井和两个观测孔。已知渗透系数为34m/d，抽水时，距抽水井50m处观测孔的水位降深为0.30m，110m处观铡孔的水位降深为0.16m。试求抽水井的流量。 有一口直径为0.203m的抽水井分布在厚度为12m的潜水含水层中。当该井以61m3/d的流量抽水时，测得井的稳定水位为10m，影响半径为100m。试确定含水层的渗透参数。 在厚度为12.50m的潜水含水层中，有一口抽水井和一个观测孔，两者之间相距60m。已知抽水井半径为0.076m，渗透系数为25.32m/d，抽水时，井内稳定水位降深为2.50m，观测孔水位降深为0.24m。试求抽水井流量。 在承压含水层中进行抽水实验。已知含水层厚8m，渗透系数为6.74m/d，影响半径为60m，初始水位为8.7m，抽水井井径为0.152m。试确定：井内水位降深为3m时的流量；承压—无压转折断面的位置。 某承压含水层中有一抽水井，抽水2h后，在距抽水井50m处的观测孔中水位降深为0.5m。假设井函数自变量小于0.01，试求何时在距抽水井150m处的观测孔中也出现同样降深。 如图，为一河间地块，已知左右侧河水位分别为10m、8m。 在距左河100m处设有观测孔，其水位为10.87m，该含水层的 渗透系数为10m/d，两河间距为1000m。现拟在左河修建一座 水库，如果在入渗强度W不变的情况下，试求水库不发生渗漏 时的最高水位。 为降低某均质、各向同性潜水含水层中的地下水位，现采 用平行渠道进行稳定排水，如图2—3所示。已知含水层平均厚 度H0=12m，渗透系数为16m／d，入渗强度为0.01m／d。当 含水层中水位至少下降2m时，两侧排水渠水位都为H＝6m。 试求：（l）排水渠的间距L；（2）排水渠一侧单位长度上的 流量Q。 在两河间距L=2000m的均质水平分布的潜水含水层中，自左河起L1=1000m范围内有均匀的灌溉入渗，已知左右河水位（自含水层底板算起）均为80m,在距左河L1十L2=1500m处有一观测孔，孔中水位为46.37m,试求入渗强度与渗透系数的比值。 某地区承压含水层厚20m，渗透系数为10m/d，地下水为一维流，沿地下水流向距离100m的两观测孔地下水位分别是80m和75m，试求单宽流量。 按图上资料，乙河处隔水层顶面的标高为10.52m，河水位为50.12m,相距500处的甲河隔水层顶面的标高也为10.52m，河水位为50.82m。含水层的渗透系数为K=10.00m/d。求在宽度为200m的断面上甲河对乙河的补给量，并求在甲河
地下水系统中的流动与储1
地下水系统中的流动与储存 地下水是全世界一种极其重要的淡水来源。全球有15亿人、美国有一半以上的人口主要靠地下水作为饮用水源。地下水是水文循环的一个基本组成部分（图1 ），而且对于保持河流、湖泊、湿地和水生生物群落是重要的。 在过去50 年里，全世界许多国家的地下水的耗竭已从孤立的小块地区扩展到大片地区。突出的例子包括美国的中部高原，在当地某些地区，已消耗掉多一半的地下水储存量。另一个例子是华北平原，由于浅层含水层的耗竭，不得不开发补给缓慢的深部含水层，目前的水井深度已超过1000m 。地下水的耗竭对于农业灌溉可能是唯一最大的威胁，甚至超过了土壤盐类积累所造成的威胁。在干旱地区，目前从储存区流失掉的许多地下水是在最后一个冰期较湿润条件下补给的，从而引起人们对当前抽水速率的进一步关注。在过去100 年里，全球地下水的耗竭相当可观，足以引起海平面上升这是由于从水井中抽取的水通过径流或蒸发蒸腾后的降雨又流回海洋。 许多不熟悉地下水动态特性的人将其视为静态储层。甚至有些专业人员也可能忽略地下水在整个生物圈中的连带关系，并将其看成是环境的一个孤立部分。然而正如下面通过实例概括讨论的那样，地下水流系统的动态问题、地下水的补给以及与地表水和地表的相互作用是多种多样的，而且是在许多不同时间尺度上进行的。 1地下水流系统动力学 地下水系统包括地下水、含水地质介质、水流边界以及水源（如补给）
和泄水口（如水泉、层际水流或水井）。水透过该系统流动，并保存在该系统中。在自然条件下，水从补给区到排泄区的流动时间范围可从不足一天到100 多万年。地下水流系统中储存的水既有近期的降雨，也有沉积物沉积时被圈闭在沉积物中的水。 在发生水井抽水或补给率变化等水文变化之后，地下水系统中的水头（水位）趋于平衡，可以用这种趋于平衡所需的时间来说明含水层反应时间的变化性。对于承压地下水系统来说，反应时间可用下式计算： T * = S s L c2 / K （l ） 式中 T *为盆地水力反应时间（T ）, S s为单位储水量（L -1 ) , L c为盆地的某一特征长度（L ）, K 为水力传导率（L / T ）。水力传导率是渗透率的一种量度，其范围可达12 个数量级，而且地下水系统边界之间的距离可从几米到数百km 。利用（1 ）式计算出的两种理想地下水系统的水力反应时间是：承压型河流含水层系中的水平水流为0.1 天（144 分钟），而厚的区域性低渗透率单元中的垂直水流为4.0 x l07 天（约11万年）。流经地下水系统的时间取决于水头的时空梯度、水力传导率和系统的孔隙度。流经系统的时间不同于趋于平衡的水力反应时间。例如，上面已计算出，承压型河流含水层系中的水头可在不到一天内对水力变化做出反应，而在自然条件下水穿越系统整个厚度所需的时间则大约为3 万天（82 年）。基岩中破碎岩石系统的有效孔隙度小于砂、砾石等未固结多孔隙介质系统的有效孔隙度，而且穿过破碎岩石系统的流速可能较快。例如，对于在威斯康星州破碎白云岩中所打的城市水井来说，水流经几公里距离
地下水动力学习题及答案(1)
《地下水动力学》之南宫帮珍创作 习题集 第一章渗流理论基础 二、填空题 1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学.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.多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性. 2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水, 而地下水动力学主要研究重力水的运动规律. 3．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无效的, 但对贮水来说却是有效的. 4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度, 而实际速度是_空隙面积上__的平均速度.
在渗流中, 水头一般是指 测压管水头 , 分歧数值的等水头面(线)永远 不会相交. 5. 在渗流场中, 把年夜小即是_水头梯度值_, 方向沿着_等水头面_的法线, 并指向水头_降低_方向的矢量, 称为水力坡度.水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_H x ∂- ∂_、H y ∂-∂_和_H z ∂-∂_. 6. 渗流运动要素包括_流量Q _、_渗流速度v _、_压强p _和_水头H _等等. 7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系, 将地下水运动分为一维、二维和三维运动. 8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律. 9. 渗透率只取决于多孔介质的性质, 而与液体的性质无关, 渗透率的单位为cm 2 或da . 10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数, 而渗透系数是表征岩层 透水能力 的参数, 影响渗透系数年夜小的主要是岩层颗粒年夜小以及 水的物理性质 , 随着地下水温度的升高, 渗透系数增年夜 .
含水层厚度计算公式
含水层厚度计算公式 含水层厚度计算是水文地质学中的一个重要内容，它涉及到地下水的分布、储量估算以及水文地质图的编制等。含水层厚度的计算通常需要综合考虑地下水的赋存条件、地质构造、岩性特征、地下水流动特征等多种因素。在实际工作中，计算含水层厚度的方法有多种，包括地质学方法、水文学方法、地球物理勘探方法等。以下是一些常见的含水层厚度计算方法的概述： 一、地质学方法 1. 岩心钻孔法：通过钻探获取岩心样本，直接测量含水层的厚度。这是最直接也是最准确的方法，但成本较高，且受限于钻孔的分布和数量。 2. 地质剖面法：通过野外地质调查，结合地质图和剖面图，估算含水层的厚度。这种方法适用于裸露或部分裸露的含水层。 3. 地下水动态观测法：通过长期观测地下水位的变动，分析含水层的厚度和储水量。这种方法适用于有稳定地下水位的地区。 二、水文学方法 1. 水文地质单元法：将地下水系统划分为水文地质单元，根据单元内的水文地质条件和地下水流动特征，估算含水层的厚度。 2. 水文响应函数法：通过建立地下水流动的数学模型，利用水文响应函数分析含水层的厚度和储水量。 3. 水位恢复法：通过分析地下水位的恢复数据，估算含水层的厚度。这种方法适用于曾经进行过水位恢复的地区。 三、地球物理勘探方法 1. 电法勘探：利用电阻率差异来识别含水层，通过测量地下电阻率分布，估算含水层的厚度。 2. 磁法勘探：通过测量地磁场的异常，识别含水层的位置和厚度。 3. 地震勘探：通过分析地震波在地下的传播特征，识别含水层的位置和厚度。 四、综合方法 在实际工作中，往往需要综合使用多种方法来计算含水层厚度，以提高计算的准确性和可靠性。例如，可以将地质学方法与地球物理勘探方法相结合，通过地质钻孔验证地球物理勘探的结果，从而更准确地估算含水层的厚度。 五、计算公式 虽然含水层厚度的计算通常需要综合多种方法和技术，但在某些情况下，也可以使用一
地下水动力学习题及答案172776
《地下水动力学》 习题集 第一章渗流理论基础 二、填空题 1.地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石与岩溶岩石中运动规律的科学。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。多孔介质的特点就是多相性、孔隙性、连通性与压缩性。 2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水与重力水,而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。 3.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就是无效的,但对贮水来说却就是有效的。 4、地下水过水断面包括_空隙_与_固体颗粒_所占据的面积、渗透流速就是_过水断面_上的平均速度,而实际速度就是_空隙面积上__的平均速度。 在渗流中,水头一般就是指测压管水头,不同数值的等水头面(线)永远不会相交。 5、在渗流场中,把大小等于_水头梯度值_,方向沿着_等水头面_的法线,并指向水头_降低_方向的矢量,称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三 个分量分别为_ H x ∂ - ∂ _、 H y ∂ - ∂ _与_ H z ∂ - ∂ _。 6、渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_与_水头H_等等。 7、根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系,将地下水运动分为一维、二维与三维运动。
8、 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。 9、 渗透率只取决于多孔介质的性质,而与液体的性质无关,渗透率的单位为cm 2或da 。 10、 渗透率就是表征岩石渗透性能的参数,而渗透系数就是表征岩层 透水能力 的参数,影响渗透系数大小的主要就是岩层颗粒大小以及 水的物理性质 ,随着地下水温度的升高,渗透系数增大 。 11、 导水系数就是描述含水层 出水能力 的参数,它就是定义在 平面一、二 维流中的水文地质参数。 12、 均质与非均质岩层就是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的,各向同性与各向异性岩层就是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。 13、 渗透系数在各向同性岩层中就是_标量_,在各向异性岩层就是__张量_。在三维空间中它由_9个分量_组成,在二维流中则由_4个分量_组成。 14、 在各向异性岩层中,水力坡度与渗透速度的方向就是_不一致_。 15、 当地下水流斜向通过透水性突变界面时,介质的渗透系数越大,则折射角就越_大_。 16、 地下水流发生折射时必须满足方程_11 22 tan tan K K θθ=_,而水流平行与垂直于突变界面时则_均不发生折射_。 17、 等效含水层的单宽流量q 与各分层单宽流量q i 的关系:当水流平行界面时_1n i i q q ==∑_,当水流垂直于界面时_12n q q q q === =_。 18、 在同一条流线上其流函数等于_常数_,单宽流量等于_零_,流函数的量纲为__2/L T __。
地下水动力学中Matlab的运用(井函数与贝塞尔函数)
地下水动力学中Matlab的运用 一、越流含水层中贝塞尔函数的实现 越流含水层中地下水向承压水井运动的问题中，贝塞尔函数大量运用，其中精确解 中运用了零阶第二类虚宗量Bessel函数K0(r B )，一阶第二类虚宗量Bessel函数K1(r B )。 s= Q 2πKM K0(r/B) (r w/B)K1(r w/B) 经简化后的Hantush-Jacob公式中也零阶第二类虚宗量Bessel函数K0(r B )。 s≈ Q 2πKM K0( r B ) 在配线法中使用的是Hantush-Jacob公式，需要在双对数纸上绘制K0(r B )−r B 曲线， 而这在Matlab中很容易实现。Matlab中内置大量函数，其中包括五类Bessel函数，即besselj(nu,Z)、bessely(nu,Z)、besselh(nu,Z)、besseli(nu,Z)、besselk(nu,Z)，分别对应第一类贝塞尔函数，诺依曼函数，汉克尔函数，第一类修正贝塞尔函数以及第二类修正贝塞尔函数。而我们利用的即为第二类修正贝塞尔函数，相应的语句及图像如下：x=0:0.01:10; y0=besselk(0,x); y1=besselk(1,x); loglog(x,y0,x,y1); grid on;
二、井函数的实现 地下水向完整井的非稳定运动中需要运用井函数W(u)，其指数积分式为 W(u)=−Ei(−u)=∫e−y y dy ∞ u 在Matlab中利用quad或quad8等积命令可实现求其近似值。但Matlab中内置的Maple函数库中包含Ei函数，但不可直接显示其函数值，可直接利用mfun函数调用Matlab中的Maple函数库，以达到求值的要求。相应的语句及图像如下：for i=1:160 u(i)=10^(-15+i/10); %生成等比数列，便于画双对数坐标图像 end for i=1:160 w(i)=mfun('Ei',1,u(i)); end loglog(u,w); grid on;
地下水修复之水力截获技术概述
地下水修复之水力截获技术概述 地下水污染修复技术，按修复机理可以分为物理修复法、化学修复法、生物修复法和复合修 复法；按污染物修复位置可以分为原位修复和异位处理。目前，在实际工程中应用较广的主 要有水力截获法、原位生物处理法和渗透性反应墙。其中，水力截获技术在国外已被广泛应 用于抽出－处理系统的设计中，它是通过设置一系列合理的抽（注）水井，人工改变地下水 天然流动方式，制造人工流场，最大限度地汇集和抽取受污染地下水，以达到修复受污染的 含水层并抑制污染羽扩散的一种水动力学技术。 一、水力截获技术简介 1、技术概述 早在20世纪60年代，J.Bear等利用注水井人工补给地下水含水层，并对其运动规律进行了 定量研究，该成果为后来水力截获技术的发展打下了基础。水力截获技术是修复受污染含水 层并抑制污染羽扩散的一种水动力学技术。单个抽水井形成的截获带平面图（忽略垂向流速 分量），在抽水井下游截获表面上，存在一个所有流线收敛的特定位置，在该点处流速矢量 的全部分量都为零，称为驻点，而截获表面上的所有分水线都必然通过驻点。多井截获带是 多个单井截获带几何形状的叠加，在二维流的状态下，未被井群系统截获继续向下游流动的 水和流向井群系统水的分水岭就是水力截获带的边界曲线；三维流情况下为截获体，是抽水 井截获表面边界迹线组所限定的空间结构体。 2、技术原理 抽出－处理技术是根据地下水污染范围，在污染场地布设一定数量的抽水井，通过水泵和水 井将污染地下水抽取至地表，然后对抽出污水进行处理的地下水修复方法。通过不断地抽取 污染地下水，使污染羽的范围和污染程度逐渐减小，并使含水层介质中的污染物通过向水中 转移而得到清除。处理后的地下水，排入地表径流回灌到地下或用于当地供水。 3、技术特点 抽出－处理技术是一种常用且应用较早的地下水异位修复技术，随着其他更先进技术的逐渐 成熟，该技术的应用数量呈现减少的趋势。抽出－处理技术在应用时需要构筑一定数量的抽 水井（必要时还需构筑注水井）和相应的地表污水处理系统，抽水井一般位于地下水污染羽 状体中部（水力坡度小时）或下游（水力坡度大时）。抽出后污水处理技术的选择则受到污 染物特征、修复目标、资金投入等多方面的制约。该技术可使地下水的污染水平迅速降低， 且水位的下降在一定程度上可加强包气带中所吸附有机污染物的好氧生物降解。但由于水文 地质条件的复杂性以及有机污染物与含水层物质的吸附/解吸的可逆性，抽出－处理技术在短时间内很难使地下水中污染物含量达到环境风险可接受水平。此外，该技术由于地下水的抽 提或回灌，可能扰动修复区域及周边地区的地下水。抽出－处理工程运行后期会出现拖尾现象，地下水中污染物浓度可能会反弹，需要对系统进行定期的维护与监测，以确保修复效果。该技术在处理高浓度污染地下水时初期效果较好，工程费用较低，但长期维护费用较高，运 行时间可达数年。 二、水力截获系统详细介绍 1、系统构成及主要设备 系统构成包括地下水控制系统、污染物处理系统和地下水监测系统。 主要设备包括钻井设备、建井材料、抽水泵、压力表、流量计、地下水水位仪、地下水水质 在线监测设备、污水处理设施等。
水文地质学考试复习资料
01.地下水：指赋存和运动于地表以下土层中和岩石空隙中的水 02.矿水：当地下水中的特殊的化学成分或气体含量达到一定指标时，称其为矿 水。若矿水以泉的形式出露地表，称为矿泉水 03.潜水：潜水是埋藏在地表以下，第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重 力水 04.承压水：埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水 05.渗透系数：水力坡度为1时，渗透系数在数值上等于渗流速度，渗透系数不 仅取决于岩石的性质，而且与渗透液体的物理性质有关 06.渗透率（内在透水率）：衡量岩石透水性大小的指标称渗透率 07.含水层：能透过水并给出相当数量水的岩层 08.隔水层：不能透过并不能给水或只能透过与给出极少量水的岩层 09.给水性：饱水岩石在重力作用下，能自由给出一定水量的性能 10.给水度：地下水下降1个单位深度时，单位水平面积的岩石柱体在重力作用 下释放出水的体积（单位体积在重力作用下释放出水量） 11.渗透：地下水在岩石空隙中的运动称为渗透 12.渗流：不考虑渗流途径的迂回曲折，不考虑岩层的颗粒骨架，假想地下水充 满整个岩石空间并只向整体水流方向流动的水流称为渗流 13.永久硬度：水加热沸腾后，仍留在水中的Ca2+、Mg2+的含量 14.暂时硬度：水加热沸腾后，由于脱碳酸作用，从水中析出的那部分Ca2+、Mg2+ 含量 14.静止水位（测压水位）：在承压水的承压区，如果施工钻孔或水井，其内稳定 的水的位置称为静止水位 15.水头：渗流场中某一点位置至基准面的高度Z，称为位置水头；该点压强的 液柱高度，称为压强水头；二者之和称为测压水头 16.包气带：土壤中重力水水面以上部分称包气带 17.饱水带：地下重力水水面以下部分称为饱水带。 18.入渗率：单位时间内通过单位地表面积入渗的水量称为入渗率 18.入渗系数：是年降水入渗量与年降水量的比值，是影响大气降水入渗补给多 种因素的综合体现 19.含水岩段：某一厚度较大的含水层内，由于不同层段的含水性差异较大，而 划分出的不同强、弱含水层段或相对隔水层段 20.含水岩组：指具有统一的水力联系和一定的水化学特征的多层含水层的空间 组合 21.流网：地下水中水流的方向总是指向水头变化最大的方向，即等水头线和流 线垂直，一系列流线和等水头线组成的网格称为流网 22.强径流带：在某些发育不均一的泾流场中，强径流区段往往成不规则的带状 展布，故称之为强径流带或集中径流带 23.线裂隙率：裂隙的总宽度与岩芯总长度之比 24.总矿化度：指地下水中所含各种离子分子及化合物的总量，包括所有溶解状 态和胶体状态的成分，不包括游离状态的气体成分，它表示地下 水中含盐量的多少，是表征水矿化程度的指标
气压对观测井水位的影响及校正方法
气压对观测井水位的影响及校正方法 王丽亚;郭海朋;李文鹏;范珊珊;朱菊艳;凤蔚 【摘要】Groundwater monitoring can provide important information for efficiently managing groundwater resources. Barometric loading has important effects on the water level in wells. Correct analysis of these effects can provide diagnostic information on groundwater flow direction, whether the aquifer is confined or not, the presence of borehole storage and skin effects, and the air diffusivity coefficient of the unsaturated zone. With the vast amount of using of modern monitoring tools, high-quality monitoring data provide basis and support for analyzing effects of atmospheric loading on water level in wells. This paper systematically analyzes response patterns of water level in wells to atmospheric loading in different types of aquifers. Then different methods for calibrating effects of atmospheric loading are analyzed and discussed. Lastly, multiple-regression deconvolution was used to analyze the impact of atmospheric loading on water level in two observation wells in Beijing plain, and water levels were calibrated with the analysis results. The analysis results indicate that this method can efficiently analyze and calibrate the effect of atmospheric loading on water level in observation wells.%地下水监测能为有效管理地下水资源提供重要信息.大气压力对观测井水位有着重要影响,正确地分析这种影响可以有效判别地下水的流向,判断含水层的性质、识别井筒存储效应(well bore storage effects)和井薄壁效应(well skin effects),计算包气带中空气的扩散度等.随着现代化监测仪器的推广使用,高质量的监测数据为分析气压对观测井水位
地下水动力学习题
地下水动力学习题 习题1-1 一、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，通常把 称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为多孔介质的特点是、、和2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有、、和，而地下水动力学 主要研究的运动规律。 3．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 4．假想水流的、、以及都与真实水流相同，假想水流充满 5．地下水过水断面包括和所占据的面积。渗透速度是上的平均速度，而实际速度是的平均速度。 6．在渗流中，水头一般是指，不同数值的等水头面（线）永远 7．在渗流场中，把大小等于，方向沿着的法线，并指向水头方向的矢量，称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为、和8．渗流运动要素包括、、和等。 9．根据地下水渗透速度与的关系,将地下水运动分为一维、二维和三 维运动。二、判断选择题 10．地下水在多孔介质中运动，因此可以说多孔介质就是含水层。（）11．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。（）12．对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。（）13．贮水
率g(n)也适用于潜水含水层。（N）14．贮水率只适用于三维流微分方程。（N） 15．贮水系数既适用承压含水层，也适用于潜水含水层。（） 16．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。（）17．潜水含水层的给水度就是贮水系数。（） 18．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，给水度大，水位上升大，小，水位上升小；在蒸发期时，大，水位下 降大，小，水位下降小。（） 19．决定地下水流向的是（）。（1）压力的大小；（2）位置高低；（3）水头的大小。 20．地下水可以从高压处流向低压处，也可以从低压处流向高压处。（） 21．具有渗流速度的水流是连续充满整个含水层空间的一种实际水流。（）22．渗流是连续充满整个含水层空间的水流，其中没有岩石颗粒，因 此也就不存在与固体的摩擦阻力。所以，渗流所受的阻力小于实际水流所 受的阻力。（） 23．承压含水层中两断面间的水力坡度的大小等于两断面间的水头面（假设为平面）倾角的正切。（） 24．对水力坡度可定义为：单位渗流路径上的水头下降值。（） 习题l-2 一、填空题
基于两种耦合方法的模拟-优化模型在地下水污染源识别中的对比
基于两种耦合方法的模拟-优化模型在地下水污染源识别中的 对比 肖传宁;卢文喜;安永凯;顾文龙;赵莹 【摘要】采用一种基于模拟-优化模型的方法对地下水污染源进行识别研究.模拟-优化模型分别采用响应矩阵法和状态转移方程法进行耦合,并利用遗传算法求解,经过多次迭代,使得模拟结果与观测数据的误差达到最小.最后,通过一个假想例子评估模拟-优化模型的性能,同时比较应用不同耦合方法的计算结果.研究表明:应用响应矩阵法耦合模拟-优化模型所得结果的绝对误差范围为0.1～1.6g/L,应用状态转移方程法时,绝对误差范围为0～5.2g/L,因此,采用遗传算法求解模拟-优化模型能够有效且准确地得到地下水污染源的释放量,可以应用于地下水污染源识别问题,并且采用响应矩阵法耦合模拟-优化模型优于状态转移方程法. 【期刊名称】《中国环境科学》 【年(卷),期】2015(035)008 【总页数】7页(P2393-2399) 【关键词】地下水;污染源识别;模拟-优化;响应矩阵法;状态转移方程法;遗传算法【作者】肖传宁;卢文喜;安永凯;顾文龙;赵莹 【作者单位】吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉
林长春130012;吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012;吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室,吉林长春130012;吉林大学环境与资源学院,吉林长春130012 【正文语种】中文 【中图分类】X523 由于我国当前水资源短缺、水环境不断恶化,地下水污染的治理已经成为亟待解决的问题［1］.地下水污染源识别是地下水污染治理的首要步骤,对保护地下水资源有重要意义［2-5］. 针对地下水污染源识别问题,Atmadja等［6］总结了解决地下水污染源识别的一些数学方法,并将其分为四类：优化方法、解析方法、直接法、随机理论［7-8］和地质统计学方法［9］.在这些方法中,优化是使用最为广泛的解决方法.Gorelick等［10］较早使用优化方法研究理想的二维含水层中的污染物识别问题,他们假设算例含水层参数不存在不确定性,采用线性规划法、多元线性回归求解优化模 型.Mahar等［11］利用初步识别的污染源位置优化观测井网,应用优化后的观测井网得到的监测数据采用非线性规划法得到了更准确的源位置. 由于地下水优化模型的非线性,仅仅通过非启发式的优化算法,如Newton法、单纯形法、共轭梯度法、Hooke-Jeeves方法等来解决污染源的识别问题存在较大的困难,这些传统的优化算法都是与初始点有关的算法，所求解容易陷入局部最优，在求解地下水逆问题时可能难以得到满意的结果［12］.因此需要运用启发式优化算法才能解决地下水污染源识别的优化问题.如Aral等［13］将进步式遗传算法应用于解决二维含水层中的污染物溯源问题，提高了模型的计算效率.Singh等［14］采用外部连接的形式将遗传算法和地下水流及溶质迁移模型耦合在一起，形成模拟-优化模型，并将其应用于二维溯源问题.Ayvaz［15］利用和声搜索算法解决污染
数学建模选题
《数学建模》选题(一) 1、选址问题研究 在社会经济发展过程中, 经常需要在系统中设置一个或多个集散物质、传输信息或执行某种服务的“中心”。在设计和规划商业中心、自来水厂、消防站、医院、飞机场、停车场、通讯系统中的交换台站等的时候,经常需要考虑将场址选在什么位置才能使得系统的运行效能最佳。选址问题, 是指在指定的范围内, 根据所要求的某些指标,选择最满意的场址。在实际问题中,也就是关于为需要设置的“设施”选择最优位置的问题。选址问题是一个特殊类型的最优化问题,它属于非线性规划和组合最优化的研究范围。由于它本身所具有的特点,存在着单独研究的必要性和重要性。 1.1“中心”为点的情形 如图1，有一条河，两个工厂P 和Q位于河岸L（直线）的同一侧，工厂 P 和 Q 距离河岸L分别为8千米和10千米，两个工厂的距离为14千米，现要在河的工厂一侧选一点R，在R处建一个水泵站，向两工厂P、Q 输水，请你给出一个经济合理的设计方案。 图1 图2 （即找一点 R ，使 R 到P、Q及直线l的距离之和为最小。） 要求和给分标准： 提出合理方案，建立坐标系，分情况定出点R的位置，0分——70分。 将问题引申：
（１）、若将直线 L 缩成一个点（如向水库取水），则问题就是在三角形内求一点R ，使R 到三角形三顶点的距离之和为最小（此点即为费尔马点）。 （２）、若取水的河道不是直线，是一段圆弧（如图2），该如何选点？ 对引申问题给出给出模型和讨论30分——50分。 抄袭者零分；无模型者不及格；无程序和运行结果扣20-30分；无模型优缺点讨论扣10分。 1.2“中心”为线的情形 在油田管网和公路干线的设计中提出干线网络的选址问题： 问题A ：在平面上给定n 个点n P P P ,,,21 ，求一条直线L ，使得 ∑=n i i i L P d w 1 ),( （1） 为最小，其中i w 表示点i P 的权，),(L P d i 表示点i P 到第直线L 的距离。 问题B ：平面上给定n 条直线n L L L ,,,21 , 求一点X , 使 ∑=n i i i L X d w 1 ),( （2） 为最小，其中i w 表示直线i L 的权，),(i L X d 表示点X 到第直线i L 的距离。 问题C ：在平面上给定n 个点n P P P ,,,21 ，求一条直线L ，使得 ),(max 1L P d w i i n i ≤≤ （1） 为最小，其中i w 表示点i P 的权，),(L P d i 表示点i P 到第直线L 的距离。 问题D ：平面上给定n 条直线n L L L ,,,21 , 求一点X , 使 ),(max 1i i n i L X d w ≤≤ （2） 为最小，其中i w 表示直线i L 的权，),(i L X d 表示点X 到第直线i L 的距离。 参考文献 【1】林诒勋, 尚松蒲. 平面上的点—线选址问题[J]. 运筹学学报,2002,6(3):61—68.