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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。
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。
（完整版）地下⽔动⼒学知识点总结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：式中s1、s2分别为r1和r2处的⽔位降深。
《地下水动力学》复习题A （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。
三、判断题1、凡是存在井损的抽水井也就必定存在水跃( )2、在无补给的无限含水层中抽水时，水位永远达不到稳定。
( )3、潜水井的流量和水位降深之间是二次抛物线关系。
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，SS=ρg (α +n β )，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。
《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。
第1章渗流理论基础
1、多孔介质的性质
孔隙性：孔隙度，有效孔隙，有效孔隙度，死端孔隙
压缩性：压缩系数（），固体颗粒压缩系数(),孔隙压缩系(),
2、贮水率()、贮水系数()与给水度()
定义，量纲，表达式：，，弹性释水与重力排水
3、渗流、典型单元体
渗流定义与性质(特点)，典型单元体(理解)
4、过水断面、渗流速度、实际平均流速：，
5、水头和水头坡度
测压管水头、总水头：
等水头面、等水头线、水力坡度：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
低方向的矢量。
6、地下水运动特征的分类
稳定流和非稳定流，维数（1维、2维和3维运动）,流态(层流和紊流)
Reynolds数:,临界水力坡度。
7、Darcy定律及其适用范围
Darcy定律：，或
微分表示：，，，矢量表示：
Darcy定律适用范围：Reynolds数判别，起始水力坡度（）
8、渗透系数、渗透率和导水系数
渗透系数定义，影响渗透系数的因素，渗透系数与渗透率关系：，导水系数，单宽流量，量纲
9、非线性运动定律
Forchheimer公式、Chezy公式
10、岩层透水特征分类
均质、非均质岩层，各向同性和各向异性。
渗透系数张量：，主渗透方向
11、水流折射和等效渗透系数
渗流折射定律与分析，层状岩层等效渗透系数：
水平：，垂直：
12、流网
流线与迹线，流线方程：
流函数，流函数的全微分：，流函数性质流网与性质，流网的应用
13、渗流的连续性方程：
14、承压水运动的基本微分方程：
三维：
各向异性介质：
坐标轴方向与主渗透方向一致时：
有源汇项：
各向同性介质：
柱坐标：
轴对称问题：
二维：或
坐标轴方向与主渗透方向一致时：
或
稳定流：微分方程的右端项等于零。
15、越流含水层中地下水非稳定运动的基本微分方程
越流、越流含水层（半承压含水层）
微分方程：
坐标轴方向与主渗透方向一致时：
均质各向同性介质：
有源、汇项：
越流系数、越流因素。
16、潜水运动的基本微分方程
Dupuit假设、适用范围
Boussinesq方程
一般方程：
三维流时微分方程同承压水流微分方程。
17、定解条件
数学模型与定解条件，边界条件分类与表示，初始条件
18、地下水运动的数学模型及其解法
数学模型、正问题和逆问题、地下水流问题的解法
煤层气与常规天然气的区别？
主要有四点区别：
1.储集机理不同
常规天然气是以游离状态储集在储层的孔隙空间当中，在气源充足的情况下，其据计量主要与孔隙空间的大小有关。
煤层气则以吸附状态赋存在孔隙的表面之上，其据计量与煤层的吸附性密切相关。
2.成藏过程不同
常规天然气由源岩生成后，经过一定距离的一次运移和二次运移在储层中聚集成藏，运移
方向受流体动力场控制，即天然气主要是在浮力和流体压力的驱使下进行运移；煤层气由煤源岩生成之后直接被煤储层吸附而聚集，这种聚集不受流体动力场的控制而受温压场的控制。
3.气藏边界不同
常规天然气有明显的气藏边界，并且气藏边界内外天然气含气是具有“有”和“无”质的变化；而煤层气藏与常规天然气藏最大的区别之一就是气藏边界不确定，只要有煤就有煤层气的存在，在某些地质条件下，煤层气相对富集形成煤层气藏。
因此，煤层气藏内外是含气丰度的差别，而不是有气和无气的差别。
4.流体状态不同
常规天然气藏和煤层气藏都有气、水两相存在，但二者所处的状态不同：常规天然气藏一般以气相为主，即储集空间被游离的气相所占据，存在少量束缚水，水主要以边水和底水的形式存在于气藏的边部和底部，具有统一的气-水界面；而煤储层中大的孔隙空间主要是被水所占据，水中含有一定量的溶解气，部分孔隙中存在游离气相，气藏中的大部分气体以吸附相存在，占80%以上，即煤层气藏中有吸附气、游离气和溶解气三种存在形式。
作业：
1. 什么是多相渗流？地下水运动的连续性方程对推导连续介质的流体方程有用吗？
2. 煤层气解析的机理；
3. 煤层气排采孔的设计；
4. 水文地质条件对煤层气排采有影响吗？
5. 如何通过控制煤层气孔的液压控制煤层气的开采？
第2章地下水向河渠的运动
1、河渠间地下水的稳定运动
有入渗或蒸发时的潜水流浸润曲线方程：
断面的单宽流量为：，
有入渗时河渠间分水岭的移动规律，分水岭位置
排水渠间距的确定，河流渗漏量计算，非均质介质中的流量计算
承压水、承压—无压问题
2、河渠间地下水的非稳定运动
潜水回水
河渠水位迅速上升（或下降）为定值时，河渠间地下水的非稳定运动规律。
第3章地下水向完整井的稳定运动
1、水井类型划分、水位降深、降落漏斗
2、抽水时，地下水能达到稳定运动的水文地质条件
3、水井内外的水位降深与有效井半径
4、承压井的Dupuit公式
，或
5、潜水井的Dupuit公式
，，或
6、巨厚含水层中的潜水井，承压—潜水井，注水井和补给井
7、求含水层参数
无观测孔时，需已知、、
有一个观测孔时，需已知、、、
有两个观测孔时，需已知、、、、
8、预报流量或降深
9、Dupuit公式的讨论
井径和流量关系，渗出面（水跃）
10、越流含水层中地下水的承压水井的稳定流动
解：
在抽水井附近，，可得下近似式：
配线法求参，直线图解法
11、流量和水位降深关系的经验公式
常见的几种曲线类型有：
直线型：
抛物线型：
幂函数曲线型：
对数曲线型：
变形形式，最小二乘法，作图法。
外推不能超过抽水最大降深的1.5倍，其它为1.75—3.0倍。
12、叠加原理
线性定解问题：线性微分方程，线性定解条件。
叠加原理应用条件，
干扰井群的计算
承压水叠加降深，潜水叠加
13、均匀流中的井
捕俘区
渐近线方程，通过分水线之间的流量，驻点坐标
14、井损与有效井径的确定方法
井损Δh组成，井损值与抽水井流量的关系，稳定流抽水试验井损值和有效半径的确定：要
求有三个以上降深抽水。
第4章地下水向完整井的非稳定运动
1、定流量抽水的泰斯公式：
模型假设，
模型：
解：
，，
Theis公式的近似表达式
当时，Jacob公式：
Theis公式反映的降深变化规律，水头下降速度的变化规律，流量和渗透速度变化规律，“影响半径”问题，假设井径和天然水力坡度为零的问题，拐点
2、利用Theis公式确定水文地质参数：
配线法，Jacob直线图解法，水位恢复试验法。
3、定降深井流
解：
，
流量降深规律。
4、有越流补给的完整井流
假设条件
数学模型：
解：
曲线规律：早期，中期，后期
利用抽水试验资料确定越流系统的参数：配线法，拐点法
5、有弱透水层弹性释水补给和越流补给的完整井流
考虑弱透水层弹性释水的越流系统的三种情况
假设条件
数学模型：
上弱透水层：
抽水含水层：
下弱透水层：
解：初期的解，抽水时间较长的解
公式讨论
曲线规律
利用抽水试验资料确定水文地质参数
6、潜水完整井流
潜水井流与承压水井流的区别
潜水井流的近似处理
考虑迟后排水的Boulton第二潜水井流模型，假设，模型，曲线规律
考虑流速垂直分量和弹性释水的Neuman模型，假设，模型，曲线规律
第5章地下水向边界附近井的运动
1、补给边界（供水边界）和隔水边界（不透水边界）。
2、镜象法原理
3、直线边界附近的井流
稳定流、非稳定流
承压水、潜水
根据非稳定流抽水试验资料求参数。
配线法、直线图解法4、扇形含水层中的井流
对井映射，对边界映射。
映射的规则
第6章地下水向不完整井的运动地下水向不完整井运动的特点。
