1、地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、与喀斯特岩石中运动
规律的科学。它就是模拟地下水流基本状态与地下水中溶质运移过程,对地下水从数量与质量上进行定量评价与合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。。
2、流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3、渗流速度(比流量):假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。
4、实际速度:孔介质中地下水通过空隙面积的平均速度;地下水流通过含水层过水断面的平均流速,其值等于流量除以过水断面上的空隙面积,量纲为L/T。
4、渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。由固体骨架与岩石空隙中的水两者组
成
5、层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6、紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7、稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时,称为稳定流,否则称为非稳定流。
8、雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力与粘性力的比值。
9、雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10、渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表
示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。
11、流网:在渗流场中,由流线与等水头线组成的网络称为流网。
12、折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时,出现流线改变方向的现象。
13、裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14、缓变流:各流线接近于平行直线的运动
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断面进
水的井。
15、非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底与含水层的部分厚度上能进水或进
水部分仅揭穿部分含水层的井。
16、水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17、水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落漏斗。
18、影响半径:就是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
19、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。
20、井损水流经过滤器的水头损失与在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损
失,统称为井损。
21、水跃:在实验室砂槽中进行井流模拟实验时发现,只有当井中水位降低非常小时,抽水井中的水位与井壁外的水位才基本一致,当井中水位降低较大时,抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象。
22、渗出面(水跃):当潜水流入井中时,井壁水位高于井中水位,称其为渗出面。
23、叠加原理:在数学物理中经常出现这样的现象:几种不同原因的综合所产生的效果,等于这些不同原因单独产生效果的累加。
24.有效孔隙度:有效孔隙的体积与多孔介质的总体积之比。
25、有效孔隙:互相连通,不被结合水所占据的空隙
25.死端孔隙:一端与孔隙相连,另一端封闭,其中的地下水相对停滞。
26.贮水率: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释放出的
水量
27.贮水系数:面积为一个单位,厚度为含水层整个厚度M的水层柱体积,当水头改变一个单位时的弹性释水或贮存的水量。
28.过水断面:垂直于渗流方向取一个岩石截面
29、水力坡度:在渗流场中,大小等于梯度值,方向沿着等水头面的法线,并指向水头降低方向的矢量。
31.渗透系数与渗透率:水力坡度为1时,渗透系数大小就等于渗透流速,在液体动力黏质系数为0、001pa、s,压力差为101325pa,通过面积为1平方厘米,长度为1cm 时的流量为1立方厘米每秒
32.导水系数:水力坡度为1时,通过含水层整个厚度的单宽流
33.水力坡度:等于梯度值,由等水头面指向水头降低的方向的矢量值
34.渗透力:渗透水流作用对土骨架产生的拖拽力
35.管涌: 在渗透水流作用下,土中细颗粒在粗颗粒所形成的空隙通道中移动、
流失,土的空隙不断扩大,渗流量也随之加大,最终导致土体内形成贯通的渗流通道,土体发生破坏的现象。
36.越流:在半承压含水层与相邻含水层之间存在水头差,就会导致高水头通过透水界面流向低水头。
37.入渗强度(入渗率):入渗就是水渗入土壤的现象,单位时间深水深
38.似稳定:井中的水位降深趋于稳定,在短时间内无法观测到水位降深,若延长观测时间,又可以观测到缓慢的水位降深,这种情况就叫做似稳定状态
1、地下水动力学的研究对象:广义:研究地下水在多孔介质中的运动规律及应用,分为三个方面: 水头场分布规律(水量模型) 非饱与带:毛细水运动规律饱与带:重力水运动规律浓度场分布规律(水质模型) 温度场分布规律(水温模型) 狭义:研究饱水带地下水水头分布规律,对含水层进行定量评价,为合理开采地下水提供依据。
2、达西定律适用于层流范围就是否正确？为什么？不正确。由J－v的经验关系曲线表明,当v很小时,v与J呈线性关系,此时Re＜1～10,地下水的运动符合达西定律;当v增大,v与J的关系曲线不符合达西定律,但此时地下水运动仍为层流运动。
3、渗流的三个假设条件:①假象水流的性质(如密度、粘滞性等)与真实地下水相同,但它充满了既包括含水层也包括岩石颗粒占据的空间②假象水流运动时,在任意岩石体积内所受的阻力等于其真实水流所受阻力③通过任一断面的流量及任
意一点的压力或水头均与实际水流相同
3、Dupuit公式的假设条件有哪些？①含水层均质同性,产状水平,无限延伸;
②天然水力坡度为零,为稳定流;③服从达西定律;④影响半径处有定水头补给;⑤二维流。
4、潜水流中的滞后现象就是由于渗透系数值变小而引起的不？为什么？
不正确。因为潜水含水层被疏干时,大部分水就是在重力作用下排出的——即重
力疏干,重力疏干不能瞬时完成,而就是逐渐被排放出来,即出现滞后现象。渗透系数只影响给水度的大小,而不会影响滞后现象的发生。
5、简述有均匀入渗时,河间地块均质潜水含水层中地下水分岭的存在与移动规
律及其影响因素
①分水岭若存在,则由此得
移动规律:由上式时,则,分水岭位于河渠中央;
时,则,分水岭靠近左河;
时,则,分水岭靠近右河。
②影响因素:分水岭的存在有移动规律与关。
6、给水度就是时间t的函数这种说法就是否正确？并说明理由:正确由于饱水带中水分的运动滞后于地下水位的降落速度,存在滞后疏干。潜水面虽然下降了,但潜水面以上的非饱与带内的水继续向下不断地补给潜水。因此,给水度在抽水期间就是以一个递减的速率逐渐增大的。当时间足够长时,给水度才趋于一个常数值。
7、常见的水文地质边界类型:第一类边界条件:给定水头边界条件,具有无限补给或排泄地下水的能力,如与地下水具有水力联系的地表河流、湖泊等;第二类边界条件:给定流量边界条件,典型的有隔水边界、地下水分水岭。第三类边界条件:混合边界,流量与水头呈某种线性关系的边界。
8、折射现象特点:当K1≠K2,且K1与K2均不等于0,角度都等于0,表明水流垂
直通过界面不发生折射;当K1=K2,α1= α2,表示在均质岩层中不发生折射;当K1≠K2,且K1,K2均为有限值时,角度都等于90℃,表明水流平行于界面时不发生折射;当水流斜向通过界面时,介质的渗透系数K越大,角度也越大,流线越靠近界面。K相差越大,角度也相差越大,流线通过界面后偏移程度也越大。
9、信手流网绘制原则:首先分析水文地质条件,搞清补给区、排泄区、或源汇
项分布、边界条件等;先绘制肯定的流线与等水头线;隔水边界就是流线;无入渗、无蒸发条件下潜水面就是流线;湖泊、河流边界可瞧成等水头线;有两个以上排泄点时应确定分水线、面、点。
10、流网的意义:解释水文地质现象;判断地下水系统内部结构;分析地下水的补给、排泄、径流特征;计算渗流场任意点的水头、压强、水力坡度、渗透
流速等;依据流网选择垃圾填埋场位置等。
11、流网的性质/特性:①在各向同性介质中,流线与等势线处处垂直,故流网为正交网②在均匀各向同性介质中,流网中每一个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,越过界面进入另一介质中,则变成曲边矩形。
11、试述渗透系数K,渗透率k,导水系数T的主要区别。
K——定义(略)。与岩性与渗透液体的物理性质有关。
k——定义(略)。只与岩性有关,与渗透液体性质无关。
T——定义(略)。与岩性、渗透液体的物理性质与含水层厚度有关。
12、Dupuit假设无效的地区:(1)存在入渗的潜水分水岭地段;(2)渗出面附近。渗出面就是在下游边界面上,潜水面以下、下游水面以上的地段。渗出面上潜水面
往往与边界面相切,有较大的垂向分速度;(3)垂直的隔水边界附近。
13、指导野外调查工作,分析影响水库渗漏的因素(a<0) K愈大,愈易渗漏。水库调查时要避开喀斯特发育带、构造破碎带或古河道发育带;渗流途径l 小,即两河之间距离越短越易渗漏。要避免将库址选在分水岭过于狭窄的地带;入渗补给量W愈小,愈易渗漏。在干旱地区水库选址时,要避开存在渗透性差的覆盖层(地下水无法得到有效补给量);邻河水位愈低(h2愈小),愈易渗漏。选址时应注意选在邻河水位高的地段。
14、稳定井流与非稳定井流的区别:①稳定井流中,当无垂向补给时,地下水流向井的过程中任一断面的流量都相等,并等于抽水井流量Q,地下水位h不随时间t 变化。②非稳定井流中,地下水流向井的过程中,沿途不断得到含水层释放补给,通过任一断面的流量都不相等,井壁处流量最大并等于抽水井流量,地下水位h随时间t而变化,初期变化大,后期变化减小。
15、潜水井流的特征:流线与等水头线都就是弯曲的曲线,井壁不就是等水头面,
抽水井附近存在三维流,井壁内外存在水头差值;降落漏斗位于含水层内部,水位降落漏斗的曲面就就是含水层的上部界面
,导水系数T 随时间t 与径向距离r 变化;潜水含水层水位下降伴有弹性释水与重力疏干,为缓慢排水过程,抽水量主
要来源于含水层疏干。16、承压水井流的特征:流线与等水头线在剖面上的形状不相同
,等水头线近似直线,等水头面即为铅垂面,降深不太大时承压井流为二维流
;降落漏斗在含水层外部呈虚拟状态变化,导水系数不随时间
t 变化;承压井流的抽水量来自承压含水层水头降落漏斗范围内由于减压作用造成的弹性释放
,就是瞬时完成的。17、产生水跃的原因:井损的存在:渗透水流由井壁外通过过滤器或缝隙进入抽水井时要克服阻力,产生一部分水头损失
h1;水进入抽水井后,井内水流井水向水泵及水笼头流动过程中要克服一定阻力
,产生一部分水头差h2;井壁附近的三
维流也产生水头差h3。18、利用Theis 公式确定水文地质参数的配线法的步骤？
在双对数坐标中绘制w(u)与1／u
①在另一张模数相同的透明双对数纸上绘制实测的
s —t/r2曲线或s —t 曲线。②将实际曲线置于标准曲线上,在保持对应坐标轴彼此平行的条件下相对平移,直至两曲线重合为止。③任取一配点
(在曲线上或曲线外均可),记下匹配点的对应坐标:W(u)、1/u 、s 、t/r2 (或t),代入下式求参数: 19、井径与流量的关系
Dupuit 公式中井径与流量的关系不完全符合实际。在Dupuit 公式中井半径rw 以对数
形式出现,井径对流量的影响不太大,但实际却相反。在大
降深时,井径不同,流量差异很大。
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比弱透水岩层中的井多;对同一岩层,井径增加同样的幅度,大降深抽水的流量增加的多,小降深流量增加的少;对同样的岩层与降深,当井径较小时,井径增加所引起的流量增长率大;中等井径时(300mm 至500mm),增长率减小;大井径时,流量随井径的增长不明显。
20、渗出面对浸润曲线的影响:在井附近,由Dupuit 计算所得浸润线要低于实际浸润线;当r ≤H0时Dupuit 计算曲线与实际浸润曲线不完全一致
,当r> 0、9H0时,Dupuit 计算曲线与实际浸润曲线完全一致
;在用Dupuit 计算流量时,用井中水位hw 计算所得的流量就是精确的
21、井损对应的这部分水头损失通常包括三部分
:水流通过过滤器时所产生的水头损失;水流穿过过滤器时,由接近水平的运动变为滤水管内的垂向运动
,因水流方向偏转所产生的水头损失;水流在滤水管内向上运动时,不断有水流入井内,因流量与流速不断增加所引起的水头损失;水流在井管内向上运动至水泵吸水
u r t T r t u T u W s Q T 141442*2*或
口的沿程水头损失。
22、映射原则:虚井应有下列特征:①虚井与实井的位置对称于边界;②虚井的流量与实井相等;③虚井性质取决于边界性质:对于定水头补给边界,虚井性质与实井相反。如实井为抽水井,则虚井为注水井;对于隔水边界(抽水井),虚井与实井性质相同,都就是抽水井。④虚井与实井的结构相同;⑤虚井的工作时间与实井相同。23、无限含水层中单井定流量抽水的非稳定流Theis模型水文地质条件(八个假设条件)含水层侧向无限延伸;抽水前水头面就是水平的,水力坡度为0;水头下降引起地下水从储存量中的释放就是瞬间完成的;无垂向补给、排泄,即W=0;渗流满足Darcy定律;完整井,井径无限小且定流量抽水;完整井,假设流量沿井壁均匀进水。
24.承压含水层中单井定流量抽水的数学模型假设条件:①含水层性质各向同性,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零③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贮存
量中的释放时瞬间完成的
对于含水层的来说其压缩性主要表现在空隙与水的压缩性上(√)
贮水系数既适用于承压含水层,也适用于潜水含水层。(√)
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就是该直线的斜率。(√)
在均质各向异性、等厚、无限分布的承压含水层中,以定流量抽水时,形成的等降深线为椭圆形。长轴方向水力坡度小、渗流速度大,短轴方向水力坡度大,渗流速度小。(√)
平行与垂直层面的等效渗透系数的大小,主要取决于各分层渗透系数的大小。(√) 对于同一层状含水层来说,水平方向的等效渗透系数大于垂直方向的等效渗透系数。(√)
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。(√)
在实际计算中,如果边界面上的流量与水头都已知,则该边界既可以做第一类边界也可作为第二类边界。(√)
同一时刻在潜水井流的观测孔中测得的平均水位降深值总就是大于该处潜水满
的降深值。(√)
在无限含水层中,当含水层的导水系数相同就是,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在潜水含水层大。(√)
只要给定边界水头与井内水头,就可以确定抽水井附近的水头分布,而不管渗透系数与抽水量的大小如何。(√)
潜水井的流量与水位降深之间就是二次抛物线关系。这说明,流量随降深的增大
而增大,但流量增加的幅度愈来愈小。(√)
24、在地下水运动计算中,其水头就等于测压管水头。( √)
)
27、贮水系数的大小与含水层与水的弹性性质有关。( √)
28、潜水面某点的水头等于该点的位置高度。( √)
30、达西定律实质上就就是渗流的能量守恒或转换定律。( √)
31、渗透系数就是表征岩层渗透性能的一个参数。( √)
32、导水系数与单宽流量具有相同的量纲。( √)
35、上、下两层含水介质的K值相差愈大,则水流斜向通过界面时,流线偏移的程度也愈大。( √)
36、流网线稀疏,说明水力坡度小,流速小,径流微弱。( √)
37、渗流的连续性方程也称为渗流的质量守恒定律。( √)
39、取流线作为研究区边界时可作为隔水边界来处理。( √)
40、用Dupuit公式计算出的浸润曲线总就是比实际浸润曲线偏低。( √) 42、潜水井附近的观测孔中的水面比该处潜水面低。( √)
45、贮水系数的大小与含水层与水的弹性性质有关。( √)
47、地下水运动就是一维的、二维的还就是三维的与所选取的坐标系有关。
49、导水系数在三维条件下就是无意义的。( √) 51、各向同性介质中,无论均质还就是非均质流线与等水头线都处处正( √) 54、水平等厚的承压完整井流,等水头面就是一系列同心圆柱面。( √) 57.Dupuit公式的假设条件之一就是抽水前地下水就是不流动的。( √)
59.稳定井流中,只要给定边界水头与井中的水头,抽水井附近的水头分布就确定了。( √)
61.当涌水量Q为定值时,Theis公式中的时间与降深成正比。(√)
62.满足Theis条件的井流,每个断面的水头速度的变化规律就是先由小变大,
后又由大变小,最后等速。( √)
63、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就是由于存在井损的缘故。(√)
65、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。(√)
67、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。(√)
68、只要给定边界水头与井内水头,就可以确定抽水井附近的水头分布,而不管渗透系数与抽水量的大小如何。(√)
70、在无补给的无限含水层中抽水时,水位永远达不到稳定。(√)
71、潜水井的流量与水位降深之间就是二次抛物线关系。这说明,流量随降深的增大而增大,但流量增加的幅度愈来愈小。(√)
72、按裘布依公式计算出来的浸润曲线,在抽水井附近往往高于实际的浸润曲线。(√)
74、比较有越流与无越流的承层压含水层中的稳定流公式,可以认为1、123B就就是有越流补给含水层中井流的引用影响半径。(√)
75、对越流含水层中的稳定井流来说,抽水量完全来自井附近的越流补给量。(√) 79、井陨常数C随抽水井井径的增大而减小,随水向水泵吸水口运动距离的增加
而增加。(√)
80、井损随井抽水量的增大而增大。(√)
82、根据泰斯井流条件可知,抽取的地下水完全就是消耗含水层的弹性贮量。(√) 85、泰斯井流后期的似稳定流,实际上就是指水位仍在下降,但水位降速在一定范围内处处相等的井流。
86、泰斯井流的影响范围随出水时间的延长而不断扩大。
89、在进行非稳定流抽水时,无论井流量如何变化,都可将其概化成阶梯形流量后,再使用定流量的泰斯公式计算。
90、使用阶梯流量公式时,要求计算时间必须就是连续的。
100、水位恢复公式实际上就是具有两个阶梯的阶梯流量公式。
101、配线法与直线法比较起来,前者比后者更能充分的利用抽水试验资料。
104、后期的泰斯井流,就是在一定范围内水头随时间仍在不断变化,但水力坡度不随时间变化的一种非稳定流。
105、在均质各向异性含水层中进行抽水试验时,可以利用等降深线所呈现出的
椭圆形长短轴长度比的平方,求相应主渗透方向上渗透系数的比。
107、越流系统的完整井流在抽水的早期,完全可用泰斯井流公式计算。
112、具有越流系统的井流,只要能达到稳定流,则井抽水量就就是按下列顺序组成:抽水初期完全由含水层释放量组成;抽水中期由含水层的释放量与越流量组成;后期则完全由越流量组成。
113、在相同条件下越流系统井流的水位下降速度小于泰斯井流的水位下降速
度。
117、越流系统的井流同泰斯井流一样,到抽水后期各处的水位下降速度都相等。
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。
地下水动力学复习资料 名词解释 1、地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、与喀斯特岩石中运动规律的科学。它就是模拟地下水流基本状态与地下水中溶质运移过程,对地下水从数量与质量上进行定量评价与合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。。 2、流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。 3、渗流速度:假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。 4、渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。就是由固体骨架与岩石空隙中的水两部分组成。 5、层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。 6、紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。 7、稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时,称为稳定流,否则称为非稳定流。 8、雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力与粘性力的比值。 9、雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。 10、渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。 11、流网:在渗流场中,由流线与等水头线组成的网络称为流网。 12、折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时,出现流线改变方向的现象。 13、裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。 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断面进水的井。 15、非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底与含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。 16、水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。 17、水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落漏斗。 18、影响半径:就是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。 19、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。 20、井损水流经过滤器的水头损失与在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损失,统称为井损。 21、水跃:在实验室砂槽中进行井流模拟实验时发现,只有当井中水位降低非常小时,抽水井中的水位与井壁外的水位才基本一致,当井中水位降低较大时,抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象。
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
1. 地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和喀斯特岩石中运动规律的科学。它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量和质量上进行定量评价和合理开发利用，以及兴利除害的理论基础。。 2.流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。 3.渗流速度（比流量）:假设水流通过整个岩层断面（骨架+空隙）时所具有的虚拟平均流速，定义为通过单位过水断面面积的流量。 4. 实际速度：孔介质中地下水通过空隙面积的平均速度；地下水流通过含水层过水断面的平均流速，其值等于流量除以过水断面上的空隙面积，量纲为L/T。 4.渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。由固体骨架和岩石空隙中的水两者组成 5. 层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。 6.紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。 7.稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时，称为稳定流，否则称为非稳定流。 8.雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力和粘性力的比值。 9.雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。 10.渗透系数:在各项同性介质（均质）中，用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度，称之为渗透系数。 11. 流网：在渗流场中，由流线和等水头线组成的网络称为流网。 12.折射现象:地下水在非均质岩层中运动，当水流通过渗透系数突变的分界面时，出现流线改变方向的现象。 13.裘布依假设：绝大多数地下水具有缓变流的特点。 14. 缓变流：各流线接近于平行直线的运动 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断面进水的井。 15.非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底和含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。 16.水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。 17.水位降落漏斗:抽水井周围由抽水（排水）而形成的漏斗状水头（水位）下降区，称为降落漏斗。 18.影响半径:是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。 19.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。 20.井损水流经过滤器的水头损失和在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损失，统称为井损。 21.水跃:在实验室砂槽中进行井流模拟实验时发现，只有当井中水位降低非常小
《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
《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_。
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
（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
《地下水动力学》试题库 地下水动力学课程组 石家庄经济学院 2006年3月8日 前言 地下水动力学是我校水文与水资源工程专业、环境工程专业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和模拟方法，对地下水进行定量评价。 《地下水动力学试题库》不仅用于考核学生的学习情况，而且对学生的学习内容、学习方法有一定的引导作用。因此，地下水动力学试题库内容紧紧围绕教学大纲要求，并考虑了以下几点：第一，以基本概念和基本理论为主；第二，正确地理解水文地质概念，避免死板地套用；第三，地下水与环境有着密切联系，必须结合具体的自然地理地质条件，用系统观点考察众多因素对地下水的综合影响；第四，不能满足于字面上的理解，而应勤于思索，弄清实质。 本次地下水动力学试题库的建立，涉及书内全部内容，因此，覆盖面宽。同
时，考虑到教学的重点和难点，在重点章节和重点内容上题量偏重。全库共有试题251题。为综合考察学生对基本概念和基本理论的掌握情况，以及对课本内容的理解和综合能力，共包含五种题型，分别为：名词解释、填空题、判断题、问答题和计算题。 由于编者水平有限，错误之处在所难免，敬请读者批评指正。 编者 2005年12月 目录 第一章渗流理论基础 (1) 第二章地下水向河渠的运动 (9) 第三章地下水向完整井的稳定运动 (12) 第四章地下水向完整井的非稳定运动 (16) 第五章地下水向边界附近井的运动 (18) 第六章地下水向不完整井的运动 (21) 第七章地下水运动中的若干专门问题 (22) 参考文献 (23) 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. 贮水系数
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
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。
水跃：抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象（seepage face）。井损（well loss）是由于抽水井管所造成的水头损失。 ①井损的存在：渗透水流由井壁外通过过滤器或缝隙进入抽水井时要克服阻力，产生一部分水头损失h1。 ②水进入抽水井后，井内水流井水向水泵及水笼头流动过程中要克服一定阻力，产生一部分水头差h2。 ③井壁附近的三维流也产生水头差h3。通常将（h1+h2+h3）统称为水跃值.
趋于等速下降。 113 承压水井的Dupuit 公式的水文地质概念 模型 (1)含水层为均质、各向同性，产状水平、厚度不变（等厚）、，分布面 积很大，可视为无限延伸；或呈圆岛状分布，岛外有定水头补给； (2)抽水前地下水面是水平的，并视为稳定的；含水层中的水流服从 Darcy’s Law，并在水头下降的瞬间将水释放出来，可忽略弱透水层 的弹性释水； （3）完整井，定流量抽水，在距井一定距离上有圆形补给边界，水 位降落漏斗为圆域，半径为影响半径；经过较长时间抽水，地下水运 动出现稳定状态； (4)水流为平面径向流，流线为指向井轴的径向直线，等水头面为以井 为共轴的圆柱面，并和过水断面一致；通过各过水断面的流量处处相 等，并等于抽水井的流量。 123 承压水井的Dupuit 公式的表达式及符号 含义 或 式中，s w—井中水位降深，m； Q—抽水井流量，m3/d； M—含水层厚度，m； K—渗透系数，m/d； r w—井半径，m； R—影响半径（圆岛半径），m。 133Theim公式的表达式 若存在两个观测孔，距离井中心的距离分别为r1，r2，水位分别为H1， H2，在r1到r2区间积分得：
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 _。
◆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）
第一章渗流理论基础 习题1-1 一、填空题： 1.地下水动力学是研究地下水_________、_________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_________的运动规律。 3.在多孔介质中，不连续的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是_________，但对贮存水来说却是________。 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，而实际流速是_________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_________等等。 9.根据地下水速度_________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μs=ρg(α+nβ)也适用于潜水含水层。（） 14.贮水率只用于三维流微分方程。（） 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.在其它条件相同而知识岩性不同的两个潜水层中，在补给期时，给水 度大，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。
《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 __。