地下水向完整井的稳定运动-专

第四章 地下水向完整井的稳定运动一、名词解释1. 潜水完整井：贯穿整个潜水层，在全部潜水层上都安装过滤器，并能全面进水的水井。

2. 承压不完整井：不完全贯穿，没有完全揭露承压含水层，只有井底和部分含水层能进水的水井。

3. 降深：从井中抽水，井周围附近含水层的水流入井中，井中和井附近的水位将降低，水位降低值称为水位降深，简称降深。

4. 井损：井管外面的水通过过滤器的孔眼进入井内造成的水头损失和井管内部水向上运动至水泵吸水口的途中造成的水头损失，两者统称为井损。

5. 有效井半径：有限井半径是从井轴到井管外壁某一点的水平距离。

在该点上，按稳定流理论计算的降深等于过滤器外壁的实际降深。

7. 叠加原理：如H1，H2，……，Hn 是关于水头H 的线性偏微分方程的特解，C1，C2，……，Cn 为任意常数，则这些特解的线性组合：∑==ni i i H C H 1，也是该非齐次方程的解。

8. 干扰井：各井之间的距离小于影响半径时，彼此的降深和流量会发生干扰，这样的井称为干扰井。

二、填空题1. 根据揭露含水层的厚度和进水条件，抽水井可分为完整井和非完整井两类。

2. 承压水井和潜水井是根据水井所揭露的含水层类型来划分的。

3. 从井中抽水时，水位降深在井中心处最大，而在降落漏斗的边缘处最小。

4. 对于潜水稳定井流，抽出的水量主要等于降落漏斗的体积乘以给水度；而对于承压水井，抽出的水量则等于降落漏斗的体积乘以弹性贮水系数。

5. 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。

6. 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。

7. 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直线；等水头面为以井为共轴的圆柱面；各断面流量相等。

8. 由于裘布依公式没有考虑渗出面的存在，所以，仅当r>H 0时，用裘布依公式计算的浸润曲线才是准确的。

9. 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，且都等于井的流量 。

第四章 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 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．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 井管里面的测压水头。

8.有效井的半径是指 。

9．地下水向承压水井稳定运动的特点是：流线为指向 ；等水头面为 ；各断面流量 。

10．实践证明，随着抽水井水位降深的增加，水跃值 ；而随着抽水井井径的增大，水跃值 。

11．由于裘布依公式没有考虑渗出面的存在，所以，仅当 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 ，而引用影响半径R0是指 。

13．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 。

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 ，且都属于 。

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。

（ ）2．凡是存在井损的抽水井也就必定存在水跃。

（ ）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。

（ ）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。

（ ）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。

（ ）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。

（ ）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。

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。

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。

第十三章地下水资源第一节水资源的概念（1）地下水资源的概念资源是指自然界存在且可被人类利用的一切。

地下水是能被人类所利用的一种物质，是一种不可或缺的宝贵资源。

地下水资源是水资源的一个组成部分。

地下水与大气水、地表水在水文循环过程中相互转化，因此，一个地区的水资源是一个密切联系的有机整体。

地下水资源：能从某一地下水盆地中连续地、不至于引起不良结果所抽取的地下水量（柴崎达雄，1982提出）（2）地下水资源与地表水资源相比——从以下几个方面比较间分布：广而均匀；间调节性：地下含水系统是天然水库，动态稳定；质：水质优，洁净，水温恒定，不易受到污染，但污染后很难治理；利用性：一次性利用投资小，增减便利（增减井数），但运用费用高。

理上：用户分散，管理相对困难。

第二节地下水资源的特性一、系统性形成：地下水资源是按系统形成与分布系统响应：地下水是一个统一的整体（有水力联系），系统内部任何一部分注入或排除水量，都会影响（波及）整个系统。

因此，某含水系统可以利用的地下水资源，应该等于整个系统所获得的补给量；管理：应当以含水系统为单元，统一评价及规划利用地下水资源。

难点：系统边界不易确定；系统划分时边界有叠置；含水系统边界往往垮行政区域；处于同一含水系统的若干水源地求算可开采利用水量时，易造成水量重复计算；重复计算和人为夸大水量，造成过渡开采，引发环境问题。

二、可调节性地下含水系统本身就是一个地下水库——具有水库的功能，即有天然的时间调节能力：一是含水介质对水的流动起到阻滞作用，延长过水时间；二是地质构造形成的“蓄水池”，如向斜盆地、断块盆地等可以蓄贮水量。

可调节能力大小取决于：地质构造的规模（容积大小）；含水介质的性质，如给水度μ、厚度M。

三、可恢复性——天然可再生的资源均具有可恢复性水文循环：地下水通过水文循环使水量不断再生、水质也不断更新，地下水的水文循环过程是通过补给与排泄两个环节完成。

恢复能力：含水系统的恢复能力与水文循环的交替程度有关。

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。