第三章地下水向河渠的稳定运动

第三章 地下水向河渠的稳定运动一、填空题1．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 ，水流垂直于岩层层面时，等效渗透系数为 ，各分层的水力坡度。

2．等效含水层的单宽流量q与各分层单宽流量q i的关系：当水流平等界面时 ，当水流垂直于界面时 。

3．将 上的入渗补给量称为入渗强度。

4．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 。

5．有入渗补给的河渠间含水层中，只要存在分水岭，且两河水位不相等时，则分水岭总是偏向 一侧。

如果入渗补给强度W>0时则浸润曲线的形状为 ，当W<0时则为 ，当W=0时则为 。

6．双侧河渠引渗时，地下水的汇水点靠近河渠 一侧，汇水点处的地下水流速等于 。

7．在河渠单侧引渗时，同一时刻不同断面处的引渗渗流速度 ，在起始断面x=0处的引渗渗流速度 ，其计算式为 ，随着远离河渠，则引渗渗流速度 。

8．在河渠单侧引渗中，同一断面上的引渗渗流速度随时间的增大 ，当时间t→∞o 时，则引渗渗流速度 。

9．河渠单侧引渗时，同一断面上的引渗单宽流量随时间的变化规律与该断面上的引渗渗流速度的变化规律 。

而同一时刻的引渗单宽流量最大值在 ，其单宽渗流量表达式为 。

二、判断选择题1．可以把平行和垂直层面方向的等效渗透系数的计算方法直接类比串联和并联电阻的计算方法。

（ ）2．平行和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。

（ ） 3．对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。

（ ） 4．当河渠间含水层无入渗补给，但有蒸发排泄（设其蒸发强度为ε）时，则计算任一断面的单宽流量公式只要将式：中的W用（ ）代替即可。

（1）ε；（2）0；（3）-ε；（4）ε+W5．在有入渗补给，且存在分水岭的河渠间含水层中，已知左河水位标高为H1，右河水位标高为H2，两河间距为l，当H1>H2时，分水岭（ ）；当H1=H2时，分水岭（ ）。

地下水动力学习题2 地下水向河渠的运动要点：本章主要介绍河渠间地下水运动,包括无入渗情况下地下水向河渠的稳定运动和河渠间地下水的非稳定运动。

本章要求学生掌握各类公式的适用条件，能应用相关公式进行计算，在此基础上分析解决水库区地下水迴水、农田排灌渠的合理间距计算以及灌溉条件下地下水位动态预报等问题，并能利用动态资料确定水文地质参数。

2.1 河渠间地下水的稳定运动例题2-1-l ：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l 1=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l 1十l 2=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。

解：已知l ＝2000m ，l l =1000m ，l 2=500m ，在0—l 1段有均匀入渗（l 1＝1000m ），l 1一l 段无入渗。

设l 1断面处的水头为h x ，左右河水位分别为h 1，h 2。

所以0—l 1渗流段内的单宽流量为：22)(22)(11221111221Wl l h h K Wl Wl l h h K q x x +-=+--= (2-1) 根据水流连续方程知，l 1一l 渗流段内的单宽流量为：)(2)(1222l l h h K q x --= (2-2) 将（2-1）,(2—2)式联立得：)(2)(22)(122211221l l h h K Wl l h h K x x --=+- 整理得：2122111222)(l h h l l l h h K W x x ----= (2-3) 再利用观测孔水位（h ）资料求h x 值：因为： )(2)(2)(21222222l l l h h K l h h K x ---=-将)(5005001000200021m l l l =--=--代入上式整理得:)(35.34003037.46222222222m h h h x =-⨯=-=将2x h 代入（2-3）式得：362221051035.250035.2500100035.3400301000)10002000(3035.3400-⨯=+=--⨯--=K W 答：入渗强度W 与含水层渗透系数K 之比值为5×10-3。

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。

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、判断题、作图题和计算题等，其中计算题占试题总分数的65%。

《地下水动力学》复习要点第一章 渗流理论基础一、基本内容1、基本概念：多孔介质、贮水率、贮水系数（弹性给水度）、渗流、渗流速度及与实际速度关系、水头（位置水头、测压管水头）、水力坡度、渗透系数、渗透率、导水系数、各向异性介质、各向同性介质、均质与非均质、水流折射原理、流网、dupuit 假设、第一类边界条件、第二类边界条件等2、基本定律：达西定律及适用范围3、描述地下水运动的方程：渗流连续性方程、承压水运动的基本微分方程、潜水运动的基本微分方程、越流含水层地下水非稳定流运动方程4、定解条件（初始条件、边界条件），数值方法基本思想二、要求1、理解并掌握上述概念和理论2、用达西定律分析水头线的变化或根据流网分析水文地质条件变化；3、给定水文地质条件，能正确画出反映地下水运动特点的流网图；4、给定水文地质模型和水文地质条件，写出反映地下水运动的基本方程（给定假设条件，建立数学模型，包括初始条件、边界条件）第二章 河间地块地下水的稳定运动一、基本内容有入渗时河间地块潜水的稳定运动问题（水文地质模型、假设条件、数学模型、流网、任意过水断面流量、分水岭移动规律、水头线）、无入渗时潜水的稳定运动、承压水的稳定运动，水在承压—无压含水层中的运动，非均质含水层中水的运动问题。

二、学习要求根据给定问题的水文地质条件，用相关公式计算过水断面流量或水位。

三、常用公式 1、承压含水层（达西定律） l H H m m kq 21212++= x lH H H H 211--= 2、无入渗潜水含水层（达西定律）l h h h h k q 21212-+= x lh h h h 2122212-+= 3、有入渗时潜水 wx wl l h h k q +--=2122221 )(22122212x lx kw x l h h h h -+-+= 4、分水岭位置 l h h w k l a 222221--= 5、其它流动问题（水平层状含水层、非均质含水层、承压—无压含水层、厚度或水流厚度沿流向变化等）第三章 地下水向完整井的稳定运动一、 基本概念：完整井、不完整井、水井及周围水位（水头）、稳定井流条件（定水头边界、越流、入渗补给）、井损与水跃、影响半径与引用影响半径、叠加原理、均匀流及平面或剖面流网二、学习要求1、掌握地下水向承压水井和潜水井运动问题的假设条件、数学模型、平面或剖面流网特征2、利用有关公式计算抽水量、降深或利用抽水试验资料（已知降深或水位），求含水层参数（导水系数或渗透系数）3、应用叠加原理地下水向完整井群的稳定运动问题。

第三章地下水向完整井的稳定运动一、填空题1．根据揭露含水层的厚度和进水条件，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，抽出的水量主要等于_________。

而对于承压水井，抽出的水量则等于_____________________。

5．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。

6．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_____，且都等于______。

7．影响半径R是指________________；而引用影响半径R0是指。

8．对有侧向补给的含水层，引用影响半径是_____________；而对无限含水层，引用影响半径则是______________。

9．在应用Q～S w的经验公式时，必须有足够的数据，至少要有____次不同降深的抽水试验。

10．常见的Q～S w曲线类型有______、______、_______和______四种。

11．确定Q～S w关系式中待定系数的常用方法是______和______。

12．最小二乘法的原理是要使直线拟合得最好，应使________最小。

13．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。

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。

15．驻点是指______________。

16．在均匀流中单井抽水时，驻点位于____________，而注水时，驻点位于____________。

17．通常假定井径的大小对抽水井的降深影响不大，这主要是对_________而言的，而对井损常数C来说_________。

18．确定井损和有效井半径的抽水试验方法，主要有_______和_______。

第三章地下水向完整井的稳定运动§3-1 概述一、水井的类型根据水井井径的大小和开凿方法，分为管井和筒井两类。

管井：直径通常小于0.5m，深度大，常用钻机开凿。

筒井：直径大于1m，深度浅，通常用人工开挖。

根据水井揭露的地下水类型，水井分为潜水井和承压水井两类。

根据揭露含水层的程度和进水条件不同，可分为完整井和不完整井两类。

完整井：水井贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器，并能全面进水的井。

不完整井：水井没有贯穿整个含水层，只有井底和含水层的部分厚度上能进水的井。

如图。

二、井附近的水位降深1. 水位降深水位降深：初始水头减去抽水t时间后的水头，也简称降深。

用s表示。

降落漏斗：抽水时，井中心降深最大，离井越远，降深越小，总体上形成的漏斗状水头下降区。

2. 抽水时，地下水能达到稳定运动的水文地质条件(1) 在有侧向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。

当它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是状态。

(3) 在没有补给的无限含水层中，随着抽水时间的延长，水位降深的速率会越来越小，降落漏斗的扩展越来越慢，在短时间内观测不到明显的水位下降，这种情况称为似稳定状态，也称似稳定。

3. 井径和水井内外的水位降深一般抽水井有三种类型：未下过滤器、下过滤器和下过滤器并在过滤器外填砾。

如图。

(1) 未下过滤器的井：井的半径就是钻孔的半径，井壁和井中的水位降深一致。

(2) 下过滤器的井：井的直径为过滤器的直径，井内水位比井壁水位低。

井损：水流流经过滤器的水头损失和在井内部水向上运动至水泵吸水口时的水头损失统称为井损。

(3) 过滤器周围填砾的井：井周围的渗透性增大，水力坡度变小，所以降深变小。

但是，井损还存在。

这种条件下，井的半径应用有效井半径。

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。