地下水动力学
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1,地下水动力学:研究地下水在孔隙岩石,裂隙岩石和岩溶(喀斯特)岩石中运动规律的科学第一章渗流理论基础2,多孔介质:在地下水动力学中,把具有孔隙的岩石称为多孔介质3有效空隙:互相连通的,不为结合水所占据的那一部分空隙4,有效孔隙度:有效孔隙体积与多孔介质总体积之比5,贮水率:又称释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能释放出的水量贮水系数(释水系数)=贮水率乘以含水层厚度表示面积为一个单位,厚度为含水层全厚度的含水层主体中,当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量贮水率与贮水系数相互关系:1,都是表示含水层弹性释水能力的参数2,对于承压含水层,只要水头不降低到隔水底板以下,水头降低只会引起弹性释水,可用贮水系数表示这种释水能力3,对于潜水含水层,当水头下降时可引起两部分水的排出(1,在上部潜水面下降引起重力排水,用给水度表示重力排水的能力2,在下部饱水部则引起弹性释水,用贮水率表示这一部分的释水能力)弹性释水和重力排水的不同点:1,影响范围不同(弹性释水影响整个承压含水层,重力释水影响潜水含水层和包气带)2,和时间有关(1 弹性释水瞬时完成不随时时间变化 2 重力释水存在滞后效应是时间的函数)3 两只大小不同(弹性释水系数多在0.001-0.00005之间重力排水参数在0.1-0.01之间)7 渗流:假设这种假想水流运动时,在任意岩石体积内所受的阻力等于真是水流所受的阻力,通过任意断面的流量及任一点的压力或水头均和实际水流相同,这种假想水流称为渗流渗流与实际水流相比相同点:阻力相同水头相同流量相同8 渗流速度:代表渗流在过水断面上的平均流速,时一种假想流速实际平均流速:在空隙中的不同地点,地下水运动的方向和速度可能不同平均速度称为实际平均速度测压管水头:H_z=z+p/r水位:一般用在野外,基准面相同(黄海水位标高)水头:基准面可任意选定水位是一种特殊的水头9 地下水头:书十页10,水力坡度:把大小等于坡度值,方向沿着等水头面的法线指向水头降低方向的矢量称为水力坡度p1111,地下水运动特征的分类p11运动要素:表征渗流运动的物理量,主要有渗流量Q,渗流速度V ,压强P,水头H等按运动要素和时间的关系分为:(1)稳定流:运动要素不随时间变化;(2)非稳定流:运动要素随时间变化按地下水运动方向和空间坐标的关系:一维运动,二维运动,三维运动12,层流:流速较小时,液体质点做有条不紊的线性运动,彼此不相掺混紊流:流速较大时,液体质点的运动轨迹曲折混乱,互相掺混13,Dacry在此处键入公式。
流体的地下水动力学流体的地下水动力学是研究地下水流动行为以及地下水运动规律的学科,涉及专业知识较多,包括水文地质学、地下水动力学等。
本文将介绍地下水动力学的基本概念、流体在地下的运动规律以及地下水资源管理等相关内容。
一、地下水动力学的基本概念地下水动力学是描述地下水流动行为的学科,它研究地下水的运动规律、影响因素以及地下水流体力学和传质过程等问题。
地下水动力学的研究对于水资源的合理开发和利用具有重要意义。
地下水动力学的基本概念包括:1. 地下水的来源和补给:地下水主要来源于降水的入渗和地表水的补给,其中入渗是地下水的重要补给方式。
2. 渗透率和孔隙度:地下岩层对水的渗透能力称为渗透率,而孔隙度则是描述岩层中可存储水的空隙比例。
3. 地下水流速和流量:地下水流速是单位时间内地下水通过单位面积的速度,流量是单位时间内通过某一断面的地下水体积。
4. 地下水压力和水头:地下水压力是地下水对岩层施加的压力,水头则是用来描述地下水压力差的概念。
5. 地下水流场和流线:地下水在地下岩层中的流动形态称为地下水流场,而地下水流场中各点连成的线路称为流线。
二、流体在地下的运动规律地下水动力学研究了流体在地下的运动规律,主要涉及泊松方程和达西定律等基本原理。
1. 泊松方程:泊松方程是描述地下水压力分布的方程,它描述了地下水压力与地下水位(或水头)之间的关系。
泊松方程可以帮助我们了解地下水的压力分布情况,并对地下水流动进行数值模拟和分析。
2. 达西定律:达西定律是描述地下水流速与水头梯度之间关系的定律,也称为达西-普朗克方程。
根据达西定律,地下水流速正比于水头梯度,并且与渗透率和孔隙度等因素有关。
3. 流体力学和传质过程:地下水流体力学是研究地下水流动行为的分支学科,它涉及地下水流速、流量、流体力与单位面积上岩石壁面作用力之间的关系。
此外,地下水中还存在着溶质的传质过程,即溶质在地下流体中的传输现象,它涉及浓度分布、扩散速率等问题。
地下水动力学与水资源管理地下水动力学是研究地下水的流动规律和变化过程的学科,它对于水资源管理至关重要。
地下水是一种重要的水资源,广泛应用于饮用水供应、农业灌溉和工业生产等领域。
而地下水动力学的研究可以帮助我们更好地理解地下水的运移特性,从而更有效地管理和保护水资源。
一、地下水动力学的意义地下水动力学的研究对于水资源管理具有重要的意义。
首先,地下水动力学可以帮助我们了解地下水的补给和运移规律。
通过分析地下水的补给来源和运移路径,我们可以确定合理的地下水开采方案,避免过度开采和地下水污染的风险。
其次,地下水动力学可以预测地下水位的变化。
通过建立地下水流动模型,我们可以模拟地下水位的动态变化,预测未来地下水资源的变化趋势,为决策者提供科学的依据。
最后,地下水动力学有助于优化水资源管理策略。
通过深入研究地下水的运动规律,我们可以制定合理的地下水管理政策,合理配置水资源,实现水资源的可持续利用。
二、地下水动力学的主要研究内容地下水动力学的研究内容主要包括以下几个方面:1. 地下水补给与补给途径:研究地下水的补给机制和补给来源,包括降水入渗、地表水入渗和地下水补给。
2. 地下水流动与运移:研究地下水的流动规律和运移速度,分析影响地下水运移的因素,如介质渗透性、地层倾斜度等。
3. 地下水位变化与水资源管理:通过建立地下水位变化模型,预测地下水位的变化趋势,为水资源管理提供科学依据。
4. 地下水化学与水质保护:研究地下水的化学成分和水质特征,分析地下水污染的原因和影响,提出保护地下水水质的措施。
5. 地下水开采与管理:研究地下水开采对地下水系统的影响,制定科学合理的地下水开采方案,实现水资源的持续利用。
三、水资源管理中的地下水动力学应用地下水动力学在水资源管理中有着广泛的应用。
首先,地下水动力学可以用于管理地下水资源的量与质。
通过建立地下水动力学模型,可以预测地下水资源的变化趋势、预警地下水位下降和水质变差的风险,从而采取相应的措施进行管理和保护。
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。
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。