地下水向完整井的稳定运动
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地下水动力学《邹力芝》部分试题姜太公编一、名词解释1.渗透重力地下水在岩石空隙中的运动2.渗流不考虑骨架的存在,整个渗流区都被水充满,不考虑单个孔隙的地下水的运动状况,考虑地下水的整体运动方向,这是一个假想的水流。
3. 渗流量单位时间通过的过水断面(空隙、骨架)的地下水的体积。
4. 渗流速度单位通过过水断面(空隙、骨架)的渗流量。
5. 稳定流非稳定流渗流要素不随时间的变化而变化。
渗流要素随时间而变化。
6. 均匀流非均匀流渗流速度不随空间而变化。
非均匀流分为缓变流和急变流缓变流:过水断面近似平面满足静水压强方程。
急变流:流线弯曲程度大,流线不能近似看成直线过水断面不能近似平面。
7.渗透系数表征含水量的能力的参数。
数值上等于水力梯度为1的流速的大小8.导水系数水力梯度为1时,通过整个含水层厚度的单宽流量。
9.弹性释水理论含水层骨架压密和水的膨胀释放出来的地下水的现象为弹性释水现象,反之为含水层的贮水现象。
10.贮水系数《率》当承压含水层水头下降(上升)一个单位时,从单位水平面积《体积》的含水层贮体积中,由于水体积的膨胀(压缩)和含水层骨架压密(回弹)所释放(贮存)的地下水的体积。
11.重力给水度在潜水含水层中,当水位下降一个单位时,从单位水平面积的含水层贮体中,由于重力疏干而释放地下水的体积。
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.假想水流的密度、粘滞性、运动时在含水层的中所受阻力以及流量和水头都与真实的水流相同,假想水流充满整个含水层的空间。
4.在渗流中,水头一般是指测压水头,不同的数值的等水头面(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指向水头降低的方向的矢量,称为水力梯度。
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。
3 地下水向完整井的稳定运动要点:本章是全书的重点之一,主要介绍地下水向完整井的稳定运动理论及相应计算公式,包括裘布依(Dupuit)公式、蒂姆(Thiem)公式、非线性层流井流公式、井流量与降深间的随机关系式以及均匀流中的井流公式。
通过本章习题的练习,要求学生在掌握稳定井流理论的基础上,能熟练利用计算公式确定相应条件下的水井涌水量(或水头)和含水层的渗透系数(或导水系数),提高分析和解决实际问题的能力。
表3—1给出了用稳定流抽水试验资料求渗透系数的公式。
3.1 井流习题3-l一、填空题1.根据揭露含水层的程度和进水条件,抽水井可分为和两类。
2.承压水井和潜水井是根据来划分的。
3.从井中抽水时,水位降深在处最大,而在处最小。
4.对于潜水井,抽出的水量主要来自含水层的疏干,它等于。
而对于承压水井,抽出的水量则主要来自含水层的弹性释水,它等于。
5.对承压完整井来说,水位降深s是的函数。
而对承压不完整井,井流附近的水位降深s是的函数。
6.对潜水井来说,测压管进水口处的水头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井管里面的测压水头。
8. 有效井半径是指。
二、判断题9.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。
()10.凡是存在井损的抽水井也就必定存在水跃。
()11.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。
()12.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。
()13.在过滤器周围填砾的抽水井中,其水位降深要小于相同条件下未填砾抽水井的水位降深。
()三、分析题14.在潜水流中某一断面的不同深度设置三根测压管(图3-1)。
管a的进水口位于潜水面附近,管b的进水口位于含水层中部,管c则位于隔水底板附近。
试问各测压管水位是否相同?若不同,哪根测压管水位最高,哪根最低?为什么?图3—13.2 含水层中的完整井流例题3-1:在承压含水层中进行抽水试验。
地下水动力学习题主讲:肖长来教授卞建民博士3 地下水向完整井的稳定运动要点:本章是全书的重点之一,主要介绍地下水向完整井的稳定运动理论及相应计算公式,包括裘布依(Dupuit)公式、蒂姆(Thiem)公式、非线性层流井流公式、井流量与降深间的随机关系式以及均匀流中的井流公式。
通过本章习题的练习,要求学生在掌握稳定井流理论的基础上,能熟练利用计算公式确定相应条件下的水井涌水量(或水头)和含水层的渗透系数(或导水系数),提高分析和解决实际问题的能力。
表3—1给出了用稳定流抽水试验资料求渗透系数的公式。
3.1 井流习题3-l一、填空题1.根据揭露含水层的程度和进水条件,抽水井可分为和两类。
2.承压水井和潜水井是根据来划分的。
3.从井中抽水时,水位降深在处最大,而在处最小。
4.对于潜水井,抽出的水量主要来自含水层的疏干,它等于。
而对于承压水井,抽出的水量则主要来自含水层的弹性释水,它等于。
5.对承压完整井来说,水位降深s是的函数。
而对承压不完整井,井流附近的水位降深s是的函数。
6.对潜水井来说,测压管进水口处的水头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井管里面的测压水头。
8. 有效井半径是指。
二、判断题9.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。
()10.凡是存在井损的抽水井也就必定存在水跃。
()11.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。
()12.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。
()13.在过滤器周围填砾的抽水井中,其水位降深要小于相同条件下未填砾抽水井的水位降深。
()三、分析题14.在潜水流中某一断面的不同深度设置三根测压管(图3-1)。
管a的进水口位于潜水面附近,管b的进水口位于含水层中部,管c则位于隔水底板附近。
试问各测压管水位是否相同?若不同,哪根测压管水位最高,哪根最低?为什么?图3—13.2 含水层中的完整井流例题3-1:在承压含水层中进行抽水试验。
地下水向完整井的稳定运动之裘布衣公式的讨论1、井径和流量的关系裘布衣公司中井径和流量的关系,并不完全符合实际情况。
按裘布衣公式,井径对流量的影响不大,因为井半径rw以对数形式出现在公式中,井径增大时流量增加很少。
但实际情况远非如此,井径对流量的影响比裘布衣公式反映的关系要大得多。
①当降深sw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得多,小降深抽水时流量增加得少;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,流量随井径的增加就不明显了。
这种现象,理论解释不一。
有些学者认为,这是由于井周围的紊流和三维流的影响所致。
也有人认为,研究井径和流量的关系,应考虑含水层内流动和井管内流动两个方面。
这两个方面是地下水先从含水层流至井壁,再通过井壁流入管内,并向上运动至吸水口。
两种流动是串联关系。
前者取决于含水层的透水能力,后者受井管过水能力的制约。
如果仅考虑含水层中水的流动,则裘布衣公式中井径和流量的关系是正确的。
当含水层的透水性较好或水位降深较大时,含水层有可能提供较大的流量;但受井管的过水能力所限,井径增加时,流量明显增大。
这对小口径井特别明显。
但当井径已经足够大或含水层的透水性较差时,井管的过水能力对流量的影响已居次要地位,井径和流量的关系就比较符合裘布衣公式。
2、渗出面(水跃)及其对裘布衣公式计算结果的影响潜水的出口处一般都存在渗出面。
当潜水流入井中时也存在渗出面,也称水跃,即井壁水位高于井中水位,而潜水井的裘布衣公式并没有考虑渗出面的存在。
渗出面的存在有两个作用:①井附近的流线是曲线,等水头面是曲面,只有当井壁和井中存在水头差时,水才能进入井内;②渗出面的存在,保持了适当高度的过水断面,以保证把流量Q输入井内。
否则,当井中水位降到隔水底板时,井壁处的过水断面将等于零,就无法通过流量了。
《地下水动力学》复习题(专升本)一、名词解释1、导水系数2、有效井半径3、水位降深4、流线5、地下水动力学6、层流7、水力坡度8、水动力弥散9、导水系数10、水跃二、填空题1、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_________________。
2、在渗流中,水头一般是指_________________ ,不同数值的等水头面(线)永远不会_________________。
3、通常把_________________称为多孔介质,而其中的岩石颗粒称为_________________。
4、在承压水井中抽水,当_________________时,井损可以忽略;而_________________时,井损在总降深中占很大比例,就不应该忽略。
5、地下水向承压水井稳定运动的特点是:流线为指向_________________;各断面流量__________________。
6、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;如果地下水面有一定的坡度, 抽水后则形成__________________的降落漏斗。
7、按裘布依公式计算出来的浸润曲线,在抽水井附近往往_________________实际的浸润曲线。
8、在渗流场中,把大小等于_________________,方向沿着等水头面的法线并指向水头_________________方向的矢量,称为水力坡度。
9、在泰斯井流中,渗流速度随时间的增加而___________________,当 u=0.01 时渗流速度就非常接近___________________。
10、在渗流场中边界类型主要分为_________________、___________________以及水位和水位导数的线性组合。
11、而地下水动力学主要研究 ________________水的运动规律。
《地下水动力学》习题集第1章 渗流理论基础习题1-1 渗流的基本概念一、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。
渗流速度是 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3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 关系,将地下水运动分为一维、一维和三维运动。
二、判断及选择题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。
( )14. 贮水率只适用于三维流微分方程。
( )15. 贮水系数既适用于承压含水层,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. 在其他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)位置的高低;(3)水头的大小。
《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_Hx∂-∂_、Hy∂-∂_和_Hz∂-∂_。
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__张量_。