地下水动力学填空

习题1-11.地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和裂隙-岩溶岩石中运动规律的科学。通常把具有连通性的含水岩石称为多孔介质，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.假想水流的密度、粘滞性、运动时在含水层中所受阻力以及流量和水头都与真实水流相通，假想水流充满整个含水层空间。5.地下水过水断面包括空隙和岩石颗粒所占据的面积。渗透速度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。6.在渗流中，水头一般是指测压水头，不同数值的等水头面（线）永远不会相交。7.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3个分量分别为zHyHxH和、。8.渗流运动要素包括流量Q、渗流速度v、压强p和水头H等。9.根据地下水渗流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。习题2-21.粘滞力占优势时液体运动服从达西定律，随着运动速度加快惯性力相应增大，当惯性力占优势时，达西定律就不适用了。2.达西定律反应了渗流场中的能量守恒与转换。3.渗流率只取决于多孔介质的性质，而与液体的性质无关，渗流率的单位为cm2或da。4.当液体的动力粘滞系数为spa103-，压强差为101325pa的情况下，通过面积为cm21，长度为1cm，岩样的流量为s1cm3时，岩样的渗流率为1da。1da等于109-8697.9cm2。5.渗流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，影响渗透系数大小的主要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。6.导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地均质与非均质岩层是根据岩层透水性与空间坐标的关系划分的，各相同性和各向异性岩层是1.31.41.5根据岩层透水性与水流方向的关系划分的。渗透系数在各向同性岩层中是标量，在各向异性岩层中是张量，在三维空间中它是由9个分量组成，在二维流中它是由4个分量组成。在各向异性岩层中，水力坡度与渗透速度的方向是不一致的，互相平行的。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。地下水流发生折射时必须满足方程，而水流平行和垂直于突变界面时则均不发生折射。当水流平行层面时，层状含水层的等效渗透系数为，各分层的水力坡度为相等，当水流垂直与岩层层面时，等效渗透系数为，各分层的水力坡度为不等。等效含水层的单宽流量q与分层单宽流量qi的关系是：当水流平行界面时，当水流垂直界面时。在地下水的平面运动中，流线方程为Vxdy--Vydx=0，两流线间的流量等于这两条流线相应的流函数之差。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L2/T。在流场中，二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为。在各向同性的含水层中流线与等水头线除奇点外处处正交，故网格为正交网格，当流网中的△H--△L=△S=1时，则每一网格的流量△q的数值为渗透系数的值。在渗流场中，利用流网但不能定量地确定渗流水头和压强，水力坡度，渗流速度，以及流量，还可定性的分析和了解区内水文地质条件的变化情况。在各向同性而透水性不同的双层含水层中，其流网状若在一层为曲边正方形，则在另一层中为曲边矩形网格。流网形象的刻画了渗流场的水流特征。1-61.渗流连续方程是质量守恒定律在地下水运动中的具体表现。2.试写出忽略含水层骨架压缩情况下的地下水连续方程ntvdiv)(。3.地下水运动基本微分方程实际上是地下水水量均衡方程，方程的左端表示单位时间内从水平方向和垂直方向进入单元含水层内的净水量，右端表示单元含水层在单位时间内水量的变化量。3.地下水平面二维，三维流基本微分方程的数学意义分别表示渗流区内平面上任一点，空间内任一点的渗流规律，它们的物理意义分别表示任一单位面积含水层，单位体积含水层的水量均衡方程。4.越流因素B越大，则说明弱透水层的厚度越大，其渗透系数就越小，越流量就就越小。6裘布依假设的要点是水平分布的潜水层中tansindldHJ，实际上意味着等水头面是铅直的的，流线基本水平以及没有垂直分速度。7.单位面积（或单位柱体）含水层是指底面积为1个单位长度，高等于含水层厚度的柱体含水层。8.贮水率的物理意义是：当水头变化1个单位时，从单位面积含水层中由于水体积膨胀或者压缩，以及介质骨架的压缩或者伸长，而释放（贮存）的弹性水量。贮水系数与贮水率比较，主要差别有俩点：一是含水层体积大小不同，前者是单位面积（柱体），后者是单位体积；二是释放出水的性质不同，前者有疏干重力水和弹性水量，后者则完全是弹性水量。9.在渗流场中边界类型主要分为水头边界，流量边界以及水位和水位导数的线性组合边界。2-11.将单位时间，单位面积上的入渗补给量称为入渗强度。2.在有垂直入渗补给的河渠间潜水含水层中，通过任一断面的流量不等。3.有入渗补给的河渠间含水层中，只要存在分水岭，且俩和水位间不相等时，分水岭总是偏向高水位一侧。如果入渗补给强度W0，则浸润曲线的形状为椭圆型曲线，当W0时为双曲线，当W=0时3为抛物线。3.11.根据揭露含水层的程度和进水条件，抽水井可分为完整井和不完整井两类。2.承压水井和潜水井是根据抽水井所揭露的地下水类型来划分的。3.从井中抽水时，抽出的水量主要来自含水层的疏干，它等于降落漏斗的体积乘上给水度。而对于承压井，抽出的水量则主要来自含水层的弹性释水，它等于降落漏斗的体积乘上弹性贮水系数。4.从井中抽水时，水位降深在抽水井中心处最大，而在降落漏斗的边缘处最小。5.对承压完整井来说，水位降深s是x、y、t的函数。而对承压不完整井，井流附近的水位降深s是y、Z、t的函数。6.对潜水井来说，测压管进水口处的水头不等于测压管所在位置的潜水位。7.填砾的承压完整抽水井，其井管外面的测压水头要高于井管里面的测压水头。8.有效半径是指由井轴到井管外某一点的水平距离。3.29.在地下水向完整井的稳定运动中，承压水井的等水头面形状为以井为共轴的圆柱面，而潜水井的等水头面形状则为以井为共轴的旋转曲面。10.实践证明，随着抽水井水位降深的增加，水跃值也相应的增大；而随着抽水井井径的增大，水跃值相应地减少。11.由于潜水井的裘不依公式没有考虑渗出面的存在，所以，仅当r＞H0时，用该公式计算的浸润曲线才是正确的。12.在承压含水层中进行稳定流抽水时，通过距井轴不同距离的过水断面上流量处处相等，且都等于抽水井流量。3.613.在均质各向同性含水层中，如果抽水前地下水面水平，抽水后形成的降落漏斗是对称的；如果地下水面有一定的坡度，抽水后形成的降落漏斗不对称。14.对均匀流中的完整抽水井来说，当抽水稳定后，水井的抽水量等于分水线以内的天然流量。15.驻点是指渗透速度等于0的点。16.在均匀流中单井抽水时，驻点位于分水线的下游；而注水时，驻点则位于分水线的上游。3.71.通常假定抽水井的井径大小对井内水位降深的影响不大。这主要是对地层阻力系数B，而对井损常数C值来说影响较大。2.地层阻力系数B的表达式，在稳定流抽水时为自己看答案写在非稳定流抽水时则为自己看答案写3.在承压水井中抽水，当井流量较小时，井损可以忽略；而当大流量抽水时，井损在总降深中占很大比例，就不应该忽略。4.确定井损和有效井半径的抽水试验方法主要多降深稳定流抽水试验和阶梯降深抽水试验5.阶梯降深抽水试验之所以比一般的稳定流实验节省时间主要由于俩个阶梯之间没有水位恢复阶段；每一阶段的抽水不一定达到稳定状态。7.11.应用映射法时，对虚井有如下要求:虚井与实井的位置对于边界是对称的；虚井与实井的工作强度应相等，即流量相等；虚井的性质取决于边界的性质；虚井与实井的工作时间相等。2.有一实井本身为抽水井，那么对于定水头补给边界进行映射时，所得虚井的性质应与实井性质相反，即虚井为一注水井；如果对于隔水边界进行映射时，所得虚井性质则与实井性质相同，即虚井为一抽水井。3.有界含水层的求解，一般把边界的影响用虚井的影响来代替。4.直线补给边界附近的的抽水井，当抽水降落漏斗还没有扩展到边界时水流为非稳定流；当漏斗扩展到了边界时，水流趋于稳定流。5.当直线边界的方位未知时，至少需要2个观测孔的资料才能确定边界的方位。6.对直线补给边界附近的抽水井来说，井流量中的补给量占井流量百分比的大小取决于抽水时间并到边界的距离和含水层的参数..对于一定含水层来说，随距离的增大，百分比值逐渐减小，但随抽水时间的延长百分比值却逐渐增大。