1，地下水动力学：研究地下水在孔隙岩石，裂隙岩石和岩溶（喀斯特）岩石中运动规律的科学
第一章渗流理论基础
2，多孔介质：在地下水动力学中，把具有孔隙的岩石称为多孔介质
3有效空隙：互相连通的，不为结合水所占据的那一部分空隙
4，有效孔隙度：有效孔隙体积与多孔介质总体积之比
5，贮水率：又称释水率面积为一个单位，厚度为一个单位，当水头降低一个单位时所能释放出的水量
贮水系数（释水系数）=贮水率乘以含水层厚度
表示面积为一个单位，厚度为含水层全厚度的含水层主体中，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量
贮水率与贮水系数相互关系：1，都是表示含水层弹性释水能力的参数
2，对于承压含水层，只要水头不降低到隔水底板以下，水头降低只会引起弹性释水，可用贮水系数表示这种释水能力
3，对于潜水含水层，当水头下降时可引起两部分水的排出（1，在上部潜水面下降引起重力排水，用给水度表示重力排水的能力2，在下部饱水部则引起弹性释水，用贮水率表示这一部分的释水能力）
弹性释水和重力排水的不同点：1，影响范围不同（弹性释水影响整个承压含水层，重力释水影响潜水含水层和包气带）2，和时间有关（1弹性释水瞬时完成不随时时间变化2重力释水存在滞后效应是时间的函数）3两只大小不同（弹性释水系数多在0.001-0.00005之间重力排水参数在0.1-0.01之间）
7渗流：假设这种假想水流运动时，在任意岩石体积内所受的阻力等于真是水流所受的阻力，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，这种假想水流称为渗流渗流与实际水流相比相同点：阻力相同水头相同流量相同
8渗流速度：代表渗流在过水断面上的平均流速，时一种假想流速
实际平均流速：在空隙中的不同地点，地下水运动的方向和速度可能不同平均速度称为实际平均速度测压管水头：H_z=z+p/r
水位：一般用在野外，基准面相同（黄海水位标高）
水头：基准面可任意选定水位是一种特殊的水头
9地下水头：书十页
10，水力坡度：把大小等于坡度值，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p11
11，地下水运动特征的分类p11
运动要素：表征渗流运动的物理量，主要有渗流量Q，渗流速度V，压强P，水头H等
按运动要素和时间的关系分为：（1）稳定流：运动要素不随时间变化；（2）非稳定流：运动要素随时间变化
按地下水运动方向和空间坐标的关系：一维运动，二维运动，三维运动
12，层流：流速较小时，液体质点做有条不紊的线性运动，彼此不相掺混紊流：流速较大时，液体质点的运动轨迹曲折混乱，互相掺混
13，Dacry在此处键入公式。的表达式和运用范围p14
Q=KA(H1-H2)/l
V=Q/A=KJ
Q-渗流量，h1h2-通过前后的水头l-砂样沿水流方向的长度A-横截面积k-渗流系数适用范围：Re不超过1~10时的地下水运动
14渗透系数K：P16在一定压力F液体通过岩石的能力取决于岩石的性质和渗透液体的物理性质
具有速度的量纲，单位常用cm/s或m/d表示
导水系数T：P17水力坡度等于1时，通过整个含水层，厚度上的单宽流量仅适用于二维的地下水流动，对于三维流动没有意义
量纲：L^2/T
取决于岩石的性质，渗透液体的物理性质，含水层的厚度
15岩层透水特征分类：P17（1）根据岩层透水性随空间坐标的变化情况{a均质b非均质
（2）根据岩层透水性和渗流方向的关系{a各向同性b各向异性
比式为渗透水流折射时必须满足的方程（折射定律）
得出的结论:
1.当k1=k2,则α1=α2，表示在均质岩层中不发生折射
2.当k1≠k2,而且k1,k2均不等于0时，如α1=0,则α2亦为0，表明水流垂直通过界面时不发生折射
3.当水流斜向通过界面时，介质的渗透系数k值愈大，则α角也愈大，流线也愈靠近界面，二介质的k值相差愈大，α1和α2的差别也愈大，流线通过界面后的偏移程度也愈大
流网:在渗流场内，去一组流线和一组等势线（当容重不变时取一组等水头线）组成的网格称为流网
特性：1.在各向同性介质中，流线与等势线处处相等垂直，故流网为正交网
2.在均质各向同性介质中，流网每一网格的边长比为常数
3.当流网中各相邻流线的流函数差值相同，且每个网格的水头差值相等时，通过每个网格的流量相等
4.当两个透水性不同的介质相邻时，在一个介质中为曲边正方形的流网越过界面进入另一个介质中，则变成曲边矩形
应用：确定渗流各要素1.水头和渗透压强
2.水力坡度和渗流速度
3.流量
另外从流网（或等水头线或流线）的定性分析，可了解水文地质条件
当半承压含水层和相邻含水层间存在水头差时，地下水便会从高水头含水层通过弱透水层流向低水头含水层的运动，则指定含水层来说，可能流入也可能流出该含水层，这种现象称越流
对弱透水层的处理：当弱透水层的渗透系数k1比主含水层的渗透系数k小很多时，可近似认为谁基本上是垂直通过地通过弱透水层，折射90度后再主含水层中基本上是水平流动的反映越流能力的参数1.越流因素/阻越系数
2.越流系数σ，σ越大，相同水头差下的越流量越小
B渗透水层的渗透性愈小，厚度越大，则B越大，越流量越小
边界条件：渗流区边界上的水力特征条件，用来表示水头H在渗流区边界上所应满足的条件，也就是渗流区内水流与其周围环境相互制约的关系
1）第一类边界（给定水头边界）
在其一部分边界上，各点在每一时刻的水头都是已知的。
水位容易给定，流量变化大的常处理或水头边界
二维表达式：H（х，у，t）=φ(x,y,t)（x,y）∈Γ1
二维条件下边界段Γ1上点（x,y）在t时刻的水头。
通过水位观测得到，一般用于河流地表水体
2）第二类边界条件（给定流量边界）
已知边界上单位宽度流量q随时间变化规律的边界条件
垂直补给地下水处理成流量边界最典型的1隔水边界
2抽水井
n为边界Γ2的外法线方向，q为已知函数，表示Γ2上单位宽度的侧向补给量
3)第三类边界条件（混合边界）
某段边界Γ3上H和的线性组合已知
初始条件：给定某一选定时刻（通常表示为t=0）渗流区内各点的水头值。
表达形式（二维）：H(x,y,t)|t=0=H0（x,y）,(x,y)∈D
H0为D上的已知函数
地下水流动问题的解法1.解析法2.数值法3.模拟法
任一过水断面上水位公式（有入渗或蒸发）：
h1,h2分别为左，右两侧河渠边潜水流厚度,h为离左端起始断面x处的
流量公式：q=k-wl+wx
q为距离河x处任意断面上潜水流的单宽流量。
2．如何确定分水岭的位置p48
计算公式：a=-(a<0时分水岭不存在)
若h=h，则a=，分水岭位于河渠中央。
若h>h，则a<，分水岭靠近左河
若h
即分水岭的位置总是靠近高水位河渠的
3。计算流入左右河的流量p49
a>0时，河渠间存在分水岭：q=-wa（符号表示流向左河）；q=w（l-a）（流向右河）
a=0时，分水岭位于左河边上的起始断面上：q1=0，q2=wl
a<0时，不存在分水岭q=k-wl+wx，左河x=0，右河x=l
二，承压水的稳定流动
4，如何计算流量和水位p52
无入渗补给，含水层厚度m为常数，其他条件于潜水含水层相同
h=-，q=km
5.，例题p51例2-1
河流与排水渠道间的岩层有冲击成因细沙组成，平均渗透系数为10，年平均降水量为445mm，考虑到当地条件去年平均入渗系数为0.35，其他资料如图，确定河流排水渠道间的521号8号10号12号孔以及分水岭潜水面的位置，并计算流入河流和排水渠道间的渗流量
解：年平均入渗量为w==0.00044
潜水流厚度为：在左边=53.00m-41.85m=11.15m，在右边h=52.60-41.85=10.75
任一过水断面潜水流量厚度计算公式为：
孔521，x=343.00m
前水面标高为
同理得孔8
孔10=12.30=54.15
孔12=11.99=53.84
分水岭位置a=-=803m
则分水岭潜水流厚度为=12.36
标高为
a>0时，流入河流的单宽流量为=-wa=-0.00044803=-0.35负号表示流向河流
流入渠的潜水单宽流量为
第三章概述
1.，水井的类型p61
根据水井井径的大小和开凿方式：管井和筒井
根据水井揭露的地
根据揭露含水层的程度和进水条件（完整井和不完整井）
2.形成稳定流的条件：①在有侧限补给的有限含水层中，当降落漏斗扩展到补给边界后，侧向补给量和抽水量平衡时，地下水向井的运动便可达到稳定状态；②在有垂向补给的无限含水层中，随着降落漏斗的扩大，垂向补给量不断增大。当增大到与抽水量相等时，将形成稳定的降落漏斗，地下水向井的运动也进入稳定状态，在没有补给的无限含水层中，严格来说，不可能出现稳定流。
3.有效井半径：由井轴到井外壁某一点的水平距离。
4.单井抽水时如何计算Q和Sw?
Sw=Ho-hw=ln Q=2.73KM sw/sw：井中水位降深Q：抽水井流量M：含水层厚度K：渗透系数rw：井的半径R：影响半径
5.单井抽水时Q=1.366K
=ln
Dupuit共识的应用：①求含水层参数②预报流量或降深
6.如何求渗透系数？
承压水井：K=0.732潜水井：K=0.732
7.井径和流量的关系:①当降深相同时，井径增加同样的幅度，强透水岩层中井的流量增加得比弱透水层中的井多；②对于同一岩层，井径增加同样的幅度，大降深抽水的流量增加的多，小降深抽水时流量增加的少;③对于同样的岩层和降深，小井径时，由井径增加所引起的流量增长率大，中等井径时增长率减小，大井径时，流量随井径增加的不明显。
8.流量和水位降深关系的经验公式类型：直线型，抛物线型，幂函数曲线型，对数曲线型。
9.叠加原理：如H1、H2、H3......Hn是关于水头H的线性偏微分的特解，C1、C2、https://www.doczj.com/doc/274646931.html, 为任意常数，则这些特解的线性组合
是原方程的解。
应用条件：曲线性偏微分方程和线性定解条件组成的定解问题。
应用方面：求解干扰井问题和边界附近的井流问题。
应用规则/得到结论：①各个边界条件的结论是互相独立的；②各抽水井的作用是独立的；
③潜水含水层的微分方程是非线性的，不能应用叠加原理，可用线性化方法把描述潜水运动的微分方程线性化后，应用叠加原理。
10、干扰井与非干扰井相比，干扰井的特点：同样降深时，一个干扰井的流量比它单独工作时的流量要小;欲使流量欲使流量保持不变，则在干扰情况下每个井的降深就要增加，即干扰井的降深大于流量未发生干扰时的水位降深。干扰程度受自然因素（含水层性质、补给、排水条件）、井的数量、间距、布井方式和井的结构等影响。
11、均匀流：地下水在运动过程中，运动速度不随时间和空间变化。
稳定流：包括均匀流和非均匀流。非均匀流：包括渐变流和突变流。
12、井损：①水流经过过滤器时所产生的水头损失；②水流穿过过滤器时因水流方向偏转所产生的水头损失，水流在虑水管内向上运动时因流量和流速不断增加所引起的水头损失；③水流在井馆内向上运动至水泵吸水口的沿程水头损失。
13、井损和流量的关系：井损值和抽水井流量Q的二次方成正比。
第四章：地下水向完整井的非稳定运动
1.theis解的结果：
假设条件：1）含水层均质各向同性，等厚，侧向无限延伸，产状水平。
2)抽水前天然状态下水力坡度为0.
3）完整井定流量抽水，井径无限小。
4）含水层中水流服从达西定律。
5）水头下降引起的地下水从储存量中的释放是瞬时完成的。
Theis公式：s=(Q／4πT)×W(u)（无补给的承压水完整井定流量非稳定流计算公式）S抽水影响范围内任一点任一时刻的水位降深。Q抽水井的流量。
t自抽水开始到计算时刻的时间。r计算点到抽水井的距离。
W（u）井函数，由u值查表得到
将W（u）用级数前两项代替得到Theis公式的近似表达式即Jacob公式
S=（0.183Q／T）㏒（2.25Tt/r2u﹡）
2．Theis公式反映的水头下速度的变化规律：
1）近处水头下降速率大，远处速率小。
2）每个断面的水头下降速率初期由小逐渐增大，当1/u=1时达到最大，而后下降速率由大变小，最后趋近于等速下降。
3）t足够大时，在抽水井周围一定范围内，下降基本上时相同的，与r无关。
3.Theis公式反映出的流量和渗流速度变化规律。
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的过水断面，流量越大。当抽水延续时间达到一定程度后，在该断面范围内释放出的水量是微不足道的。抽水初期渗流速度小于稳定状态的渗流速度，但随t的增加又接近于稳定渗流速度。
4.影响半径：R=1.5（Tt/u﹡）
5.利用Theis公式确定水文地质参数的方法。
1）配线法
2）Jacob直线图解法
3）水位恢复法
6.配线法原理计算步骤优缺点。
原理：在双对数坐标系内，对于定流量抽水S-t/r2曲线和W(u)-1/u标准曲线在形状上时相同的，只是纵横坐标平移了Q/4πT和u﹡/4T的距离，将两曲线重合，任选一匹配点，记
下对应坐标值，代入公式即可确定有关参数。
计算步骤：1）绘制W(u)-1/u标准曲线
2）绘制实测的S-t/r2曲线
3）配线
4）选匹配点，记下对应坐标值，代入公式计算。
优点：可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。缺点：1）抽水初期实际曲线与标准曲线不符，非稳定抽水试验时间不宜过短。
2）抽水后期曲线比较平缓，同标准曲线不易拟合准确，常因个人判断不同引起误差。
7.Jacob直线图解法的原理计算步骤优缺点。
当u≦0.01时可利用Jacob公式计算参数
原理：由Jacob公式改写形式可知S与㏒（t/r2）呈线性关系，斜率为2.3Q/4πT，利用斜率可求T。直线在零降深线上的截距（t/r2）与u﹡的关系为u﹡=2.25T（t/r2），故可利用（t/r2）求贮水系数u﹡。
步骤：1）绘制S-㏒（t/r2）曲线
2）求直线斜率i，代入T=2.3Q/4πi求出T
3）测出直线在零降深线上的截距，利用截距求u﹡
优点：既可避免配线法的随意性，有能充分利用抽水后期的所有资料
缺点：1）只有在r较小而t值较大时才能使用（即必须满足u≦0.01或放宽精度要求
u≦0.05）
2）抽水时间短，直线斜率小，截距值小，所得T偏大而u﹡偏小
8.水位恢复法的原理不考虑水头惯性滞后动态，水井以流量Q持续抽水ｔp时间后停
抽恢复水位，那么在时刻（t>tp）t的剩余降深s′与lg(t/t′)呈线性关系，利用水位恢复资料绘制s′-lg(t/t′)曲线求的斜率i，可计算参数TT=(0.1BQ/i)
9,定降深井流含义
在侧向无限延伸的承压含水层中抽水，在抽水期间保持井中水头Hw或降深Sw不变，但含水层中任一点抽水头是变化的
4.2有截流补给的完整井流
1.越流含水层解的结果
S=(Q/4πT)W（u,r/B）
有越流补给的承压水完整井公式
W（u.r/B）为不考虑相邻弱透水层弹性释水时越流系统的井函数
可查表得到
2.降深-时间曲线规律（阶段，各阶段特征）
分三个阶段
1）抽水旱期，降深曲线同theis曲线一致
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弱透水层透水性越小，厚度越大，阻力越大，越流进入抽水层的时间越晚，当弱透水层透水性无限小时，在有限的抽水时间内，可能无明显的越流反映，同Theis曲线相一致
2）抽水中期
水位下降变缓，开始偏离Theis曲线，越流已开始进入抽水含水层，越流含水层的降深小于无越流含水层的降深，而且随k1/m1增大（即r/B越大），越流含水层的降深比无越流含水层的降深小的越多
3）抽水后期
曲线趋于水平直线，抽水量与越流补给量平衡，非稳定流转化为稳定流
3.确定越流系统参数方法
1）配线法2）拐点法
4.配线法的步骤（比Theis多一参数）
1）绘制w（u，r/B）-1/u标准曲线
2）绘制实测s-t曲线
3）配线
4）选配线点，记下配线点对应坐标值1/u，w（u，r/B）,ts，代入公式计算T，u*
5）已知[r/B]和r，计算B，k1/m1B=r/（r/B）k1/m1=T/B
B越流因素/阻越系数量纲为[L]
弱透水层的渗透性愈小，厚度越大，则B越大，越流量越小
5.拐点法利用那些特征值计算水文地质参数?
tp lgt
sp
S
拐点的时间tp，降深sp，斜率ip
4.3有弱透水层弹性释水补给和越流补给的完整井流
1.考虑含水层弹性释水补给而相邻含水层的水头保持不变的越流系统的三种情况（三种情况的差异）
三种情况：1）与上下弱透水层相邻的是两个定水头的含水层
2）与上下弱透水层相邻的是两个隔水层
3）与第一个弱含水层相邻的是定水头含水层，与另一个弱含水层相邻的是隔水层
差异：1）与上下弱透水层相邻的岩层渗透性不同
2）抽水初期，三种情况有相同形式的近似解
3）抽水时间较久时，三种情况的形式不同
4.4潜水完整井流
1.潜水井流的特点（与承压水井流相比）
1）潜水井流的导水系数T=kh随距离r和时间t而变化，而承压水井流T=km和r，t无关2）当潜水井流随降深较大时，垂向分速度不可忽略，在井附近为三维流
3）潜水井流有滞后效应，承压水井流抽出的水接近瞬时完成
2.boulton模型考虑里潜水含水层的那些特点？
滞后效应/迟后疏干
3.neuman模型考虑了潜水含水层的那些特点？
流速的垂直分量和弹性释水
4.潜水完整井降深-时间曲线
S
②③
①
T
?抽水旱期第一阶段
与承压水完整井抽水时的Theis曲线一致，主要表现为潜水水位下降了，水流主要是水平运动
?第二阶段
斜率减小，偏离Theis曲线，有的甚至出现短时间的假稳定，
反映疏干排水的作用，但降水漏斗仍以很缓慢的速度圹展。
③第三个阶段：曲线又与Theis曲线重合，重力排水已跟的上水位下降，退后疏干影响逐渐减小，抽水量来自重力排水，降水漏斗圹展速度增大。
第五章地下水向边界附近井的运动
5.1.镜像法的原理及直线边界附近的井流
1.镜像法的原理p139
把直线边界假象成镜子，则在边界附近存在工作的真实的井（实井）会相应的在边界另一侧映出一口虚构的井（虚井），边界的影响用虚井的影响代替，把实际有界渗流区化为虚构的无限渗流区，把求解边界附近的单井抽水问题，化为求解无限含水层中实井和虚井同时抽（注）水问题，利用叠加原理，求的原问题的解。
2.虚井应具有的特征
①虚井和实井的位置对边界是对称的。
②虚井流量和实井相等。
③虚井性质取决于边界性质，对于定水头补给边界，虚井和实井性质相反；对于隔水边界，虚井和实井性质相同。
④虚井的工作时间和实井相同。
3.镜像法的映射过程。
5.2.扇形含水层中的井
1.扇形含水层中利用映射法时的条件p145
①映射法德使用条件
②要连续映像，直到虚井和虚边界布满整个平面为止
③水井必须是整数，即360o必须能被扇形的夹角θ所整除，当含水层中只有一口实井时，平面上的总井数为（n=360o／θ）,虚井数nim=360o／θ-1
④虚井和实井在平面上位置的轨迹为一个圆，圆心在扇形的顶点，半径等于从水井至扇形顶点的距离
⑤两边界都是补给边界或都是隔水边界时，θ角必须能整除180°；两边界一个是补给边界，另一个是隔水边界，则θ必须能整除90°；θ角为120°时，只有当两边界都是隔水边界，而且抽水井位于θ角的平分线上时，才能应用镜像法。（边界性质对镜像法的要求）
第六章地下水向不完整井的运动
1.不完整井的类型：①井底进水②井壁进水③井底，井壁同时进水
2.潜水不完整井的处理方法p155
根据流面上的水头法向导数为0的特点，N-N流面可视为不透水面，它把过滤器未淹没的潜水不完整井分成上下两段。
上段：视为潜水完整井；下段：看成半无限厚含水层的承压水不完整井
潜水不完整井的流量等于上下两段流量之和。
3.地下水向不完整井运动的特点
①水流方向：流向不完整井的地下为三维流
②流量方向：降深相同，不完整井的流量小于完整井的流量，流量相等，完整井降深小，不
完整井降深大。
③必须考虑过滤器在含水层中的长度和位置。
第六章矿床开采技术条件 第0节前言 一、区域水工环地质工作 198 年月，安徽省地矿局第二水文地质工程地质队完成《中华人民共和国区域水文地质普查报告? 旌德幅（1:200000）》，对区域水文地质、工程地质条件进行了系统的研究。 1979年月，安徽省地质局323地质队编制《安徽省水文地质图（1:500000）》并提交“说明书”。 2005年6月，安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院完成《安徽省泾县地质灾害调查与区划（1:100000）》项目，总结了县域地质灾害的灾情和险情，进行了地质灾易发区的划分，提出地质灾害防治分区，其中对矿山地质灾害的研究有所涉及。 二、矿区以往水工环地质工作及评述 2007年7月，前本矿区曾开展区域调查、预查及初步普查方面工作。施工槽探、井探、钻探及化探测量等工作，取得了钼等多种矿化点的验证资料，同时初步揭露了区域水文地质、工程地质和环境地质等问题，给今后全面开展水文地质、工程地质和环境地质工作提供了宝贵的资料。（参见三维公司2009年6月详查工作设计）。 2007年7月—2009年4月，安徽省核工业勘查技术总院对本矿区开展普查阶段工作，在进行钻探找矿工作的同时开展钻孔简易水文地质工作，大致了解了矿区水文地质条件。 三、矿区本次水工环地质工作及评述 2009年6月至今，安徽三维矿业有限公司在《安徽省泾县湛岭钼矿地质详查设计及柯村～大康地区金、多金属矿普查工作部署》中对水文地质、工程地质、环境地质工作了具体安排。 开展了水工环地质调查、钻探、抽水试验、岩矿石力学分析、水质分析、钻孔放射性测量、地温测量等工作，详见表1。
水工环地质实物工作量表1 水工环地质测绘：按照不同精度要求，开展区域和矿区水工环地质综合调查工作，穿越法与追索法相结合，岩石裸露区为重点调查地区，重点调查岩石的节理裂隙发育情况、山体自然边坡的稳定性、地下水的汇水条件与出露特征、水质的感官状况等，采集了地表水、民井等水质分析样品，对水工环地质条件进行初步研究，编制了综合图件。 钻探工作：本项目施工的专门性水文地质孔，是在地质孔施工完工后进行扩孔完成；所有地质孔都进行了简易水文地质观测，并依据原钻探班报表、地质岩心编录，对钻孔岩（矿）心进行复查、抽查，对岩石RQD、线裂隙密度、线裂隙率进行系统统计，完善了水工环地质工作记录。
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)(βαρμn g s +=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。（ ） 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。（ ）
测绘与勘查工程专业地下水动力学 知识概念重点
目录 概念名词解释 (1) 绪论 (1) 地下水动力学 (1) 第1章 (1) 渗流 (1) 越流 (1) 贮水系数 (1) 导水系数 (1) 非均质介质 (1) 各向异性介质 (2) 达西定律 (2) 渗流速度 (2) 稳定流 (2) 非稳定流 (2) 层流 (2) 紊流 (2) 边界条件 (2) 初始条件 (2) 数值解 (2) 解析解 (2) 多孔介质 (2) 孔隙介质 (2) 裂隙介质 (3) 岩溶介质 (3) 骨架 (3) 孔隙度 (3) 有效孔隙 (3) 有效孔隙度 (3) 死端孔隙 (3) 压缩系数 (3) 贮水率 (3) 重力疏干 (3) 延迟给水 (3) 渗流场 (4) 典型单元体 (4) 过水断面 (4) 渗流量 (4) 渗流速度 (4) 实际平均流速 (4) 测压管水头 (4) 压力水头 (4) 1
速度水头 (4) 总水头 (4) 等水头面 (4) 等水头线 (4) 水力坡度 (5) 渗流运动要素 (5) 一维流 (5) 二维流 (5) 三维流 (5) 单宽流量 (5) 渗透系数 (5) 渗透率 (5) 尺度效应 (5) 非线性渗流定律 (5) 渗流折射定律 (5) 渗透系数张量 (6) 流网 (6) 流线 (6) 流线方程 (6) 流函数 (6) 地下水状态方程 (6) 渗流的连续方程 (6) 渗流的基本微分方程 (6) 半承压含水层 (7) 越流含水层 (7) 越流 (7) 越流系数 (7) 越流因数 (7) 渗出面 (8) 越流 (8) 越流系统 (8) 定解条件 (8) 定解问题 (8) 数学模型 (8) 第2章 (8) 潜水回水 (8) 河渠引渗回水 (8) 浸润曲线 (8) 浸润曲线方程 (8) 单宽流量公式 (8) 第3章 (9) 完整井 (9) 非完整井 (9) 管井 (9) 2
《地下水动力学》 习题集 第一章渗流理论基础 一、解释术语 1. 渗透速度 2. 实际速度 3. 水力坡度 4. 贮水系数 5. 贮水率 6. 渗透系数 7. 渗透率 8. 尺度效应 9. 导水系数 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，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 ? - ? _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cm2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。 11. 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、二维流中的水文地质参数。 12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。
习题7-1 1、填空题 1.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的；虚井与实井的工作强度应。即相等；虚井的性质取决于性质；虚井与实井的工作时间。 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，所得虚井性质应与实井性质，即虚井为一；如果对于隔水边界进行映射，所得虚井性质则与实井性质，即虚井为一。 3.对于有界含水层的求解，一般把边界的影响用的影响来代替。 4.直线补给边界附近的抽水井，当抽水降落漏斗还没有扩展到边界时，水流为流；当降落漏斗扩展到边界时，水流趋于流。 5.当直线边界的方位未知时。则至少需要个观测孔的资料才能确定边界方位。 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的百分比的大小取决于、和。对一定含水层来说，随的增大，百分比值逐渐减小，但随的延长，百分比却逐渐增大。 2、判断题 7.映射法的基本原则是要求映射后，所得的无限含水层中的渗流问题，应保持映射前的边界条件和水流状态。（） 8.用映射法解决有界含水层问题时，需要将抽水井与观测孔的映象同时映出，然后再进行叠加计算。（） 9.在应用映射法后所绘制的流网图中,直线的补给边界是一条等势线，而隔水边界是一条流线。（） 10.映射发适用于任何类型的含水层，只要将相应类型含水层的井流公式进行叠加即可。（） 11.在半无限含水层中抽水时，抽水一定时间后降深可以达到稳定.（ ） 12.利用s~lgt单对数曲线的形状可以判断边界的存在及其性质。（） 13.边界的存在不仅对抽水时的降落曲线形状的影响，而且对水位恢复时的曲线形状也有类似的影响。（） 14.在有补给边界存在的半无限含水层中抽水时，如有三个以上的观测孔，就可应用稳定流图解法计算含水层的导水系数。（） 3、分析问答题： 15.严格地讲，实际含水层的分布范围都是有限的。那么，在什么情况下，可以把含水层近似视为无限的？ 16.简述映射法的使用原则及方法。 17.为什么说当抽水井到直线边界的距离等于或大于引用影响半径的一
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。 204 Theis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
一、解释术语1、渗透速度2. 实际速度3、水力坡度4. 贮水系数5。贮水6、渗透系数7. 渗透率８. 尺度效应9。导水系数 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得科学。通常把具有连通性得孔隙岩石称为多孔介质,而其中得岩石颗粒称为骨架。多孔介质得特点就是多相性、孔隙性、连通性与压缩性。 2.地下水在多孔介质中存在得主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水与重力水,而地下水动力学主要研究重力水得运动规律。 3、在多孔介质中,不连通得或一端封闭得孔隙对地下水运动来说就是无效得,但对贮水来说却就是有效得。 4、地下水过水断面包括_空隙_与_固体颗粒_所占据得面积、渗透流速就是＿过水断面＿上得平均速度,而实际速度就是＿空隙面积上_＿得平均速度。 在渗流中,水头一般就是指测压管水头,不同数值得等水头面(线)永远不会相交。 在渗流场中,把大小等于_水头梯度值＿,方向沿着_等水头面＿得法线,并指向水头_降低_方向得矢量,称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中得三个分量分别为_＿、＿与__。 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_＿得关系,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得＿能量守恒与转换_定律。 9.渗透率只取决于多孔介质得性质,而与液体得性质无关,渗透率得单位为cｍ2或ｄa。 10、渗透率就是表征岩石渗透性能得参数,而渗透系数就是表征岩层透水能力得参数,影响渗透系数大小得主要就是岩层颗粒大小以及水得物理性质,随着地下水温度得升高,渗透系数增大、 1１。导水系数就是描述含水层出水能力得参数,它就是定义在平面一、二维流中得水文地质参数、 12。均质与非均质岩层就是根据_岩石透水性与空间坐标_得关系划分得,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＿＿关系划分得。 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得方向就是_不一致_、 15、当地下水流斜向通过透水性突变界面时,介质得渗透系数越大,则折射角就越_大_。 1６. 地下水流发生折射时必须满足方程＿＿,而水流平行与垂直于突变界面时则_均不发生折射＿。 1７、等效含水层得单宽流量q与各分层单宽流量qi得关系:当水流平行界面时__,当水流垂直于界面时__。 18、在同一条流线上其流函数等于_常数_,单宽流量等于_零＿,流函数得量纲为__＿_。19。在流场中,二元流函数对坐标得导数与渗流分速度得关系式为_＿。 20、在各向同性得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_。 21、在渗流场中,利用流网不但能定量地确定_渗流水头与压强_、_水力坡度＿、_渗流速度＿以及_流量_,还可定性地分析与了解_区内水文地质条件_得变化情况、 ２２、在各向同性而透水性不同得双层含水层中,其流网形状若在一层中为曲边正方形,则在另一层中为_曲边矩形网格_。 23. 渗流连续方程就是_质量守恒定律_在地下水运动中得具体表现。 24。地下水运动基本微分方程实际上就是_地下水水量均衡_方程,方程得左端表示单位时间内从_水平＿方向与_垂直_方向进入单元含水层内得净水量,右端表示单元含水层在单位时
《地下水动力学》课程教学大纲 课程编号：19054课程性质：学科核心课程 课程学分：5 课内总学时：80 授课方式：课堂讲授 一、课程目的与要求： 地下水动力学是水文学及水资源专业或水文地质工程地质专业的一门重要的专业基础理论课。学习本课程的目的在于掌握地下水运动的基本理论，能初步运用这些基本理论分析水文地质问题，并能建立相应的数学模型和提出适当的计算方法或模拟方法，对地下水进行定量评价。同时对一些地下水运动的专门问题，如海水入侵，裂隙介质中的地下水运动，非饱和带地下水的运动，水动力弥散理论等有一定初步认识，了解基本原理及基本研究方法。本课程要求学生重点掌握各种条件下地下水稳定流和非稳定流的解析解的原理和方法，深刻理解其适用条件。 二、课程内容和学时分配： 第一章渗流理论基础（20学时） 第一节渗流的基本概念 第二节渗流基本定律 第三节岩层透水特征分类和渗透系数张量 第四节实变界面的水流折射和等效渗透系数 第五节流网 第六节渗流的连续性方程 第七节承压水运动的基本微分方程 第八节越流含水层中地下水非稳定运动的基本微分方程 第九节研究潜水运动的基本微分方程
第十节定解条件 第十一节描述地下水运动的数学模型及其解法 第二章地下水向河渠的运动（8学时） 第一节河渠间地下水的稳定运动 第二节一侧有河流渗漏时河渠附近潜水的非稳定运动 第三节两侧有河流渗透时，河渠间潜水的非稳定流动第三章地下水向完整井的稳定运动（14学时） 第一节导论 第二节地下水向承压水井和潜水井的运动 第三节越流含水层中地下水向完整井的稳定运动 第四节非浅性流情况下，地下水向完整井的稳定运动 第五节流量和水位降深关系的经验公式 第六节补给井（注水井） 第七节叠加原理 第八节地下水向完整井群的稳定运动 第九节均匀流中的井 第十节井损与有效井半径及其确定方法 第四章地下水向完整井的非稳定运动（16学时）第一节承压含水层中的完整井流 第二节有越流补给的完整井流 第三节有弱透水层弹性释水补给和越流补给的完整井流第四节潜水完整井流 第五章地下水向边界附近井的运动（4学时）第一节镜象法原理及直线边界附近的井流 第二节扇形含水层中的井流 第三节条形和矩形含水层中的井流 第六章地下水向不完整井的运动（4学时） 第一节地下水向不完整井运动的特点 第二节地下水向不完整井的稳定运动 第三节地下水向承压水不完整井的非稳定运动
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。
等，并等于抽水井的流量。
式中s1、s2分别为r1和r2处的水位降深。 它与非稳定井流在长时间抽水后的近似公式完全一致。这表明，在无限承压含水层中的抽水井附近，确实存在似稳定流区。
符号的含义；泰斯公式的主要用途是什 么？ 与抽水量之间关系的方程式，亦即 式中 s ——抽水井的水位降深，m ； Q ——抽水井的流量，m 3/d ； T ——含水层的导水系数，m 2/d ； W(u)——泰斯井函数； r ——到抽水井的距离，m ； a ——含水层的导压系数，m 2/d ； *——含水层的弹性是水系数； t ——自抽水开始起算的时间，d 。 （1）同一时刻随径向距离 r 增大，降深 s 变小，当 r →∞时，s →0， 这一点符合假设条件。 17 4 Theis 公式反映的降深变化规律 （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。 （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： 。 Theis 公式反映的水 18 4 头下降速度的变化规 （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 律 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。 19 4 Theis 公式反映出的 流量和渗流速度变化 （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
《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 ，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 ?-?_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 cm2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。 11. 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、二维流中的水文地质参数。 12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__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是_标量_，在各向异性岩层是__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_。
2014考研《地下水动力学》考试大纲 一、考试形式和试题类型 1. 试卷满分及考试时间 试卷满分为100分，考试时间为120分钟． 2、考试方式： 闭卷、笔试。 3、考试范围及试题类型： 考试内容主要有：（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。其它内容如地下水向非完整井的运动、非饱和带的地下水运动、地下水非线性运动、裂隙水运动、水动力弥散理论和地下水运动的实验模拟方法等，不作为考试的重点。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、简答题、绘制流网、分析论述和计算题等，其中计算题占试题总分数的60%。 4、教材及参考书 （1）薛禹群主编，《地下水动力学》（第二版），地质出版社，1997； （2）吴吉春，薛禹群主编，《地下水动力学》，中国水利水电出版社，2008 （3）其它《地下水动力学》教材亦可。
二、地下水动力学主要考核内容 一、渗流理论基础 1、考试内容 渗流的基本概念、渗流基本定律、岩层透水特征分类、渗透系数张量、等效渗透系数、流网、渗流连续性方程、承压水运动的基本微分方程、越流含水层（半承压含水层）中地下水非稳定运动基本微分方程、潜水运动的基本微分方程、定解条件、描述地下水运动数学模型及解法。 2、考试要求 （1）掌握渗流的基本概念，包括多孔介质、渗流、渗流速度、渗透系数、渗透率、导水系数、给水度、弹性给水度（储水系数或释水系数）、储水率、渗透系数张量、越流系数、水流折射、等效渗透系数、流网等； （2）掌握渗流的基本定律（达西定律），并能用其进行相关计算； （3）掌握流网的性质及其应用，能够徒手绘制地下水稳定运动的流网，能够用流网定性和定量分析水文地质条件； （4）掌握渗流连续性方程、地下水非稳定运动基本微分方程和定解条件，能够依据给定的水文地质物理模型，建立描述地下水运动的数学模型及定解条件； （5）了解求解地下水数学模型的有限差分方法。 二、河渠间地下水的稳定运动 1、考试内容： 有入渗时潜水的稳定运动、无入渗时潜水的稳定运动、承压水的稳定
一、解释术语1、 渗透速度2、 实际速度3、 水力坡度4、 贮水系数5、 贮水6、 渗透系数7、 渗透率8、 尺度效应9、 导水系数 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。 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cm2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 22tan 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qi 的关系:当水流平行界面时_1 n i i q q ==∑_, 当水流垂直于界面时_ 12n q q q q ====L _。
地下水动力学复习题精简 一、名词解释： 1. 贮水率（要求写出贮水率的表达式）：单位面积、单位厚度的含水层，水头降低一个单位时所能释出的水量，包括含水层压缩和水的体积膨胀两部分水量，S S=ρg (α +nβ )，其量纲为[L-1]。 2.降深：含水层中某点的原始水头与抽水一段时间后的水头差称为水位降深，简称降深。 3.饱和度：岩石的空隙空间中被水占据部分所占的比例。 4.水力坡度：地下水流场中，大小等于水头梯度值，方向沿等水头面法线，并指向水头降低方向的矢量称为水力坡度。 5.井损：利用水井抽取地下水时，井内的各项水头损失统称井损，包括水流通过过滤器产生的水头损失、井内流速调整引起的水头损失、井管内的沿程水头损失。 6.水动力弥散：由溶质在多孔介质中的机械弥散和分子扩散所引起的，在多孔介质内观察到的两种成分不同的可混溶液体之间过渡带的形成和演化过程，称为水动力弥散，这是一个不可逆的不稳定过程。 7. 渗透速度：表示渗流在过水断面上的平均流速。 8. 实际速度：水流在岩石孔隙内的流动速度。 9. 贮水系数：面积为1单位面积，厚度为含水层全厚度M的承压含水层柱体中，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量，用S表示。 10. 渗透系数：水力坡度等于1时的渗透速度，取决于岩石的性质和渗流液体的物理性质。 11. 渗透率：表征岩石渗透性能的常数，与渗流液体的物理性质无关。 12. 尺度效应：某些参数值随试验范围的变化而变化，称为尺度效应。 13. 导水系数：水力坡度等于1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量，T=KM。 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，并能全面进水的井，称为完整井。 15. 似稳定：水井抽水时，若降落漏斗内的水位降深速率很小，以至于在一个较短的时间间隔内几乎观测不到明显的水位下降，此时漏斗区内的水流可近似作为稳定运动来研究。这种情况称为似稳定状态，简称似稳定。 16. 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。 17. 水跃：潜水流入井中时，存在井壁水位高于井内水位的渗出面，又称水跃。
◆考试大纲模版： 中国地质大学研究生院 硕士研究生入学考试《地下水动力学》考试大纲 一、试卷结构 （一）内容比例 地下水动力学 100% （二）题型比例 填空题和判断对错题约40% 分析作图题约20％ 计算题约40% 二、其他
地下水动力学 一、地下水运动的基本概念与基本定律 考试内容 1、地下水运动的基本概念：渗流与典型体元；渗流的运动要素；孔(空)隙平均流速(地下 水实际流速)与渗透流速(达西流速)；压强水头和水力坡度。 2、渗流基本定律：线性渗流定律及渗透系数；线性渗流定律；各向异性岩层中地下水的 运动规律；地下水通过非均质岩层突变界面的折射现象。 3、流网：各向同性岩层地下水的流网特征；各向异性岩层地下水的流网特征。 重难提示 典型体元的概念和地下水运动基本定律；流网的应用。 考试要求 掌握渗流基本概念、流网的特征及其在实际中的应用，详细叙述研究地下水运动规律所遵循的基本定律－达西定律。掌握典型体元、非均质各向异性、非均质各向同性、均质各向异性、均质各向同性的概念，正确区分地下水质点实际流速、空隙平均流速和渗透流速。 二、地下水运动的基本微分方程及定解条件 考试内容 渗流连续性方程；水和多孔介质的压缩性；渗流基本微分方程基本形式和各种条件下（非均质各向异性、非均质各向同性、均质各向异性、均质各向同性、非稳定流、稳定流）的基本微分方程；潜水流动的布西涅斯克微分方程：裘布依假定，布西涅斯克微分方程；定解条件及数学模型。 重难提示
重点掌握地下水弹性储存的含义，理解弹性给水度的定义；了解地下水三维流动基本微分方程的基本形式以及几种简单条件下的流动微分方程。掌握裘布依假定的内涵。 考试要求 重点理解地下水弹性储存的含义，掌握弹性释水系数和重力给水度的概念；掌握渗流的连续性方程，潜水、承压水和越流含水层中地下水非稳定运动的基本微分方程的推导过程；熟悉定解条件，并能够正确建立数学模型。要求在此理解地下水非稳定运动基本微分方程形式的基础上，掌握如何在水文地质实体概化为水文地质模型后，建立与水文地质模型相对应的数学模型方法。 三、地下水向河渠的运动 考试内容 主要有均质和非均质含水层中地下水向河渠的稳定运动。 1、均质含水层中地下水向河渠的运动：承压含水层中地下水向河渠一维稳定流动；无入渗 潜水含水层中地下水向河渠二维稳定运动；隔水底板水平的潜水运动；隔水底板倾斜的潜水运动；均匀稳定入渗的潜水向河渠二维稳定运动。 2、非均质含水层中地下水向河渠的运动：分段法；等效厚度法；吉林斯基势函数法。 重点和难点 重点掌握无入渗潜水含水层中隔水底板水平时地下水向河渠二维稳定运动；均匀稳定入渗的潜水向河渠二维稳定运动；灵活运用分段法和等效厚度法求解非均质问题。 考试要求 总结各种简单条件下地下水向河渠运动的流量方程（承压、无压、底板水平或倾斜、无入渗或有入渗）。对于均质问题，要求理解各种条件下流量方程和水头线方程的推导过程，掌握无入渗承压和无压含水层中隔水底板水平时地下水向河渠二维稳定运动条件下的流量方程和水头线特征；掌握存在均匀稳定入渗的潜水向河渠二维稳定运动时的流量方程，学会运用简单解析公式求解河间地段实际问题。对于非均质问题，掌握分段法和等效厚度法的
第三章地下水向完整井的稳定运动 一、填空题 1．根据揭露含水层的程度和进水条件，抽水井可分为完井整和非完整井两类。 2．承压水井和潜水井是根据水井揭露的地下水类型来划分的。 3．从井中抽水时，水位降深在井中心处最大，而在引用影响半径处最小。 4．对于潜水井，抽出的水量主要等于降落漏斗体积乘以给水度。而对于承压水井，抽出的水量则等于降落漏斗体积乘以弹性贮水系数。 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x,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地的潜水位。 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.有效井的半径是指向井轴到井管外某一点的水平距离。 9．地下水向承压水井稳定运动的特点是：流线为指向井轴的径向方向；等水头面为以井为共轴的圆柱面；各断面流量处处相等,并等于井的流量。 10．实践证明，随着抽水井水位降深的增加，水跃值相应增大；而随着抽水井井径的增大，水跃值相应减小。 11．由于裘布依公式没有考虑渗出面的存在，所以，仅当r>10H0/9时，用裘布依公式计算的浸润曲线才是准确的。 12．影响半径R是指实际可以观测出的圆形降落漏斗半径，而引用影响半径R0是指假设出的圆形降落漏斗半径。 13．对有侧向补给的含水层，引用影响半径是由边界决定的常数；而对无限含水层，引用影响半径则是随抽水时间增大而增大的数。 14．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，且都属于抽水井流量。 二、判断选择题 1．在下有过滤器的承压含水层中抽水时，井壁内外水位不同的主要原因是由于存在井损的缘故。（T） 2．凡是存在井损的抽水井也就必定存在水跃。（F） 3．在无限含水层中，当含水层的导水系数相同时，开采同样多的水在承压含水层中形成的降落漏斗体积要比潜水含水层大。（T） 4．抽水井附近渗透性的增大会导致井中及其附近的水位降深也随之增大。（F） 5．在过滤器周围填砾的抽水井，其水位降深要小于相同条件下未填砾抽水井的水位降深。（T） 6．只要给定边界水头和井内水头，就可以确定抽水井附近的水头分布，而不管渗透系数和抽水量的大小如何。（T） 7．在无限含水层中，随着抽水时间的持续，降落漏斗不断向外扩展，引用影响半径是随时间而改变的变数。（T）
《地下水动力学》 第一章渗流理论 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，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 ? - ? _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 。 11. 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 维流中的水文地质参数。 12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__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是_标量_，在各向异性岩层是__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=_，而水流平行和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 ====L _。 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 __。
习题二 裘布依微分方程的应用 1．在均质、各向同性的岩层中，地下水为稳定的二维流动，且无入渗、无蒸发(W=0)。试判断下列两图(习题6—1图a 、b)的水头线形状是否正确?并用裘布依微分方程 ()dH dH q K h Q K A dS dS =-=-或证明。 2．以下各图(习题6—2图)所示的含水层均为无入渗、无蒸发(W=0)的二维稳定流动。岩层为均质各向同性。试根据裘布依微分方程和水流连续性原理证明两钻孔间的水头线 形状．并诈确地绘在图卜(标明是凹形、凸形或直线)。 3．如习题6—3图a 、b 所示为均质、各向同性的承压含水层，厚度沿流向变化(见习题6—3图a 中的l 、3、5段分别为等厚含水层，且1、5段的厚度相等)，地下水为稳定的二维流动。试应用习题6—2相同的原理，正确地画出承压含水层的水头线，并标明形状(凹形、凸形或直线)。
习题三 均匀稳定入渗的潜水二维流动 1．某水库区经过水文地质工作后，得到如习题7—1图所示的水文地质剖面图(均质、稳 定的二维流)，已知河l 水位H 1=40m,河2水位H 2=35 m ，水平隔水底板的标高Z=20m ，孔3的水位H 3=41.28m 。河间地段长度l=1 000m ，孔3至河l 距离l 1=l00m 。 (1)如在河1修建水库并蓄水至库水位H ， 1=5000 m ，该水库是否会向邻谷渗漏?(渗透系数K 值和入渗强度W 未知，假定大气降水入渗强度是均匀和稳定的) (2)若K=10 m ／d ，问水库与地下水问的补给量为多少? (3)若入渗停止，水库是否会渗漏?若渗漏，求其渗漏量。
2．习题7一l图所示的河间地块，河l蓄水后H， 1远大于河2水位H 2 .有人说：该河问地 块若无人渗补给，水库一定向河2渗漏；但若有入渗补给，则水库就不会向河2渗漏，你认为这句话正确吗? 3．习题7—1图条件下，若存在分水岭，试说明分水岭处断面的水力特征(水力梯度，通 过该断面的流量等)。用水均衡法推导出计算分水岭位置的公式。 4．确定河l库水位的极限高度(不造成水库渗漏的最高水位)。为确定该值，野外工作需 要收集什么资料? 5．习题7—1图所示的条件，若改变河间地块含水层的K值，当有入渗补给和无入渗补给这两种不同条件下的水头线是否都发生变化? 习题四非均质含水层中地下水的稳定流动1．在习题8—1图a、b所示的承压含水层中，试画出两钻孔之间的水头线，并说明理由。
地下水动力学习题及 答案(1)
《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，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 ? - ? _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cm2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。 11. 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、二维流中的水文地质参数。 12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__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是_标量_，在各向异性岩层是__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。