地下水动力学课程地地总结2018-1-3

地下水动力学：研究地下水岩石空隙中运动规律的科--（它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量上和质量进行定量评价和合理开发利用，以及兴利除害的理论基础。

主要研究重力水的运动规律)渗透：重力地下水在岩石空隙中的运动渗流：整个含水层全部被地下水占据，不考虑骨架。

考虑地下水的整体运动方向，不必研究个别孔隙之间的运动途径。

满足渗流的条件：1)假想水流的性质与真实水流相同;2)、假想水流运动时所受阻力与真实水流相同;3)通过任一断面的流量和任一点的压力或水头和实际水流相同。

渗流量：流量，单位时间内通过过水断面(包括含水层空隙和骨架所占面积)的水体积，同Q表示，单位m3/d。

渗流速度：又称渗透速度、比流量，是渗流在过水断面（包括含水层空隙和骨架所占面积）上的平均流速。

它不代表任何真实水流的速度，只是一种假想速度。

记为v，单位m/d。

贮水系数：称释水系数或储水系数，指面积为一个单位、厚度为含水层全厚度M的含水层柱体中，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量。

μ* = μs M。

既适用于承压含水层，也适用于潜水含水层。

贮水率：指当水头下降（或上升）一个单位时，由于含水层内骨架的压缩（或膨胀）和水的膨胀（或压缩）而从单位体积含水层柱体中弹性释放（或贮存）的水量，量纲1/L。

μs = ρg (α+nβ)。

导水系数：是描述含水层出水能力的参数；水力坡度等于1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量；亦即含水层的渗透系数与含水层厚度之积，T=KM。

它是定义在一维或二维流中的水文地质参数。

单位：m2/d。

非均质介质：如果在渗流场中，所有点不都具有相同的渗透系数，则称该岩层是非均质的。

各向异性介质：渗流场中某一点的渗透系数取决于方向，渗透系数随渗流方向不同而不同。

达西定律：是描述（条件：以粘滞力为主、雷诺数Re< 1~10的层流状态下的地下水渗流）基本定律，指出渗流速度V与水力梯度J成线性关系，V=KJ，或Q=KAJ，为水力梯度等于1时的渗流速度。

地下水动力学名词解释1. 地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和喀斯特岩石中运动规律的科学。

它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量和质量上进行定量评价和合理开发利用，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。

是由固体骨架和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和粘性力的比值。

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，由流线和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、只有井底和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: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。

地下水动力学知识点总结地下水动力学这门学科呀，可真是充满了各种有趣又实用的知识！咱们今天就来好好总结总结。

先来说说地下水的流动。

想象一下，地下水就像一群调皮的孩子，在地下的通道里跑来跑去。

它们的流动速度和方向可不是随便乱来的，这和很多因素都有关系。

比如说，含水层的渗透性就像通道的宽窄，渗透性好，地下水跑得就快；渗透性差，它们就得慢悠悠地挪。

还记得有一次，我去一个地方考察，那里有一口古老的水井。

周围的人们都说这水井的水一直都很清澈，水量也很稳定。

我就好奇呀，仔细研究了一下周围的地质情况。

发现那里的含水层渗透性不错，地下水能够稳定地补充到水井里，所以才有了这样让人称赞的好水井。

这就让我更深刻地理解了渗透性对地下水流动的重要影响。

再说说水头和水力梯度。

水头就像是地下水的“能量高度”，水力梯度则是它们流动的“动力”。

水力梯度越大，地下水流动得就越起劲。

这就好比我们爬山，山坡越陡，我们往下滑的速度可能就越快。

地下水的储存和释放在实际生活中也很重要。

含水层就像是一个大水库，能储存大量的地下水。

当我们需要用水的时候，它又能释放出来。

我曾经在一个农村地区看到，在干旱的季节里，当地居民依靠着地下含水层储存的水，度过了艰难的时期。

还有地下水向井的流动。

井就像是一个大吸盘，把周围的地下水都吸引过来。

不同类型的井，吸引地下水的能力和方式也不一样。

地下水动力学的知识在很多领域都有应用呢。

比如在水资源管理方面，了解地下水的流动规律，就能更好地规划水资源的开发和保护，避免过度开采导致地下水资源枯竭。

在地质工程中，它能帮助工程师们预测地下水流对工程建设的影响，提前做好防范措施。

总之，地下水动力学的知识点虽然看起来有点复杂，但只要我们用心去理解，多结合实际生活中的例子，就能发现其中的乐趣和实用价值。

就像我们通过那口古老的水井，明白了渗透性的重要；通过农村的用水情况，理解了储存和释放的意义。

希望大家都能掌握好这些知识，为我们更好地利用和保护地下水资源出一份力！。

（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。

地下⽔动⼒学地下⽔动⼒学要点总结By Zero渗流：地下⽔在岩⽯空隙中或是多孔介质中的流动有效空隙：地下⽔动⼒学中将互相连通的，不为结合⽔所占据的部分空隙叫做有效空隙储⽔系数：表⽰⾯积为1个单位，厚度为整个承压含⽔层的含⽔层柱体，当⽔头改变⼀个单位时，所储存或是释放的⽔量，⽆量纲。

储⽔率：表⽰⾯积为1个单位的承压含⽔层，当厚度为1个单位的时候，⽔头下降⼀个单位时所能释放的⽔量。

给⽔度：是含⽔层的释⽔能⼒。

表⽰单位⾯积的含⽔层，当潜⽔⾯下降⼀个单位长度时在重⼒作⽤下能释放出⽔量。

地下⽔的总⽔头：即地下⽔的总机械能H=Z+P/r⽔⼒坡度：地下⽔动⼒学中，⼤⼩等于梯度值，⽅向沿等⽔头⾯法线所指向的⽔头下降⽅向的⽮量称⽔⼒坡度。

地下⽔流态：包括[层流]、[紊流]，判别流态⽤[雷诺数RE判别]Darcy定律的适⽤范围：[在雷诺数RE<1~10之间的某个数值时，即粘滞⼒占优势的层流运动]渗透系数（K）：表⽰岩⼟透⽔性能的数量指标。

亦称⽔⼒传导度。

可由达西定律求得：q=KI影响渗透系数的因素：空隙⼤⼩、岩⽯的⾃⾝的性质、渗透液体的物理性质（容重、黏滞性等）渗透率：是表征⼟或岩⽯本⾝传导液体能⼒的参数导⽔系数：即T=KM,它的物理含义是⽔⼒坡度等于1时，通过整个含⽔层厚度的单宽流量。

导⽔系数的概念只能⽤于⼆维的地下⽔流动不能⽤于三维。

岩层透⽔特征的分类：均质、⾮均质、各向同性、各向异性均质：在渗流场中，所有点都具有相同的渗透系数，则称该岩层是均质的，反之为⾮均质。

各向同性：在渗流场中，某⼀点的渗透系数不取决于⽅向，即不管渗流的⽅向如何都具有相同的渗透系数，则称为各向同性，反之为各向异性。

越流系数：当主含⽔层和供给越流的含⽔层间的⽔头差为1个长度单位时，通过主含⽔层和弱透⽔层间单位⾯积上的⽔流量。

定解条件：稳定流的定解条件：基本微分⽅程+边界条件⾮稳定流的定解条件：基本微分⽅程+初始条件+边界条件边界条件的分类：定⽔头边界、定流量边界、混合边界条件稳定流需要的定解条件：基本微分⽅程+边界条件⾮稳定流定解条件：基本微分条件+边界条件+初始条件渗流和空隙中的真实⽔流的区别；⼟壤孔隙度⼩于1，所以渗流流量1、流速⽅⾯渗流速度和地下⽔实际运动速度⽅向不同，速度之间的关系如：v=nu(v渗流速度、n含⽔层的空隙度、u实际评价流速）2、流速⽅向渗流是假象的⽔流，⽽真实⽔流的运动是杂乱⽆章的3、流量⽅⾯渗流流量⼩于实际流量4、⽔头⽅⾯地下⽔总⽔头H=Z+P/r+u^2/(2g) u为地下⽔的流速5、过⽔断⾯完整井：完全贯穿整个含⽔层的井，且在全部含⽔层厚度上都装有过滤器，能全⾯进⽔的井不完整井：未完全贯穿整个含⽔层，只有井底或是井壁含⽔层部分厚度上能进⽔的井不完整井的三种类型：井底进⽔、井壁进⽔、井底和井壁同时进⽔降落漏⽃：在井抽⽔井，以井为中⼼最⼤，离井越远，降深越⼩，总体上形成漏⽃状的⽔头下降去区称为降落漏⽃Dupuit中井径和流量的关系：1】当降深相同时，井径增加同样的幅度，k(渗透系数)⼤的，抽⽔流量⼤2】当对于同⼀岩层（k同），井径增加同样的幅度，⼤降深抽⽔的流量增加的多3】对于同样的岩层和降深，井径越⼤的，再增加井径，抽⽔的流量增⼤的幅度不明显流量和⽔位降深的经验公式类型：直线型（Q=qSw）、抛物线型(Sw=aQ+bQ^2)、幂函数型(Q=qSw^(1/m))、对数型(Q=a+blgSw)对于直线型经验公式，外推降深最⼤范围不能超过抽⽔试验时最⼤降深的1.5倍对于抛物线型、幂函数型和对数曲线型的⽅程，不能超过1.75~3.0倍运⽤叠加原理(线性定解问题)的条件：1】各个边界条件的作⽤彼此独⽴，即边界条件的存在不影响其他边界条件存在时得到的结果2】各抽⽔井的作⽤是独⽴的。

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。

63运动特点②降落漏斗在含水层外部，成虚拟状态变化，但导水系数不随时间t 变化；③承压井流的抽水量来自承压含水层水头降落漏斗范围内由于减压作用造成的弹性释放，是瞬时完成的。

73稳定井流与非稳定井流的区别稳定井流中，当无垂向补给时，地下水流向井的过程中任一断面的流量都相等，并等于抽水井流量，地下水位h不随时间t变化。

非稳定井流中，地下水流向井的过程中，沿途不断得到含水层释放补给，通过任一断面的流量都不相等，井壁处流量最大并等于抽水井流量，地下水位h随时间t而变化，初期变化大，后期变化减小。

83稳定井流的形成条件存在补给且补给量等于抽水量。

可能形成地下水稳定运动的两种水文地质条件。

①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，随降落漏斗的扩大，垂向补给量不断增大。

当其增大到与抽水量相等时，将形成稳定的降落漏斗和地下水的稳定运动93产生水跃的原因水跃：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.113承压水井的Dupuit公式的水文地质概念模型(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。

地下水动力学课程总结2012-1-3地下水动力学河流附近抽水井抽水前后流场绘制及天然水位、水流速度的大小、水位变化分析 4 概念 泰斯影响半径、导压系数、配线法、直线图解法、水位恢复法、拐点法、定降深流量公式、Hantush-Jacob 公式、第一越流系统、第二越流系统、第三越流系统、Boulton 模型、Neuman 模型、延迟系数泰斯井流公式（Theis 公式）Theis’s eqation 描述无补给的承压水完整井非稳定运动过程中降深与抽水量之间关系的方程式，亦即Tt r at r u u W T Q s 44),(4*22μπ===,Theis 井函数 Jacob 公式 问题写出泰斯井流公式的表达形式及各项符号的含义 简要说明泰斯公式的适用条件及可能解决的问题。

Theis 配线法求参的原理、步骤及优缺点 直线图解法求参的原理、步骤及优缺点 水位恢复法求参的原理、步骤及优缺点 越流含水层中的水流特点 Neuman 公式的适用条件； Boulton 公式的适用条件 5概念 实井、虚井、映射法、隔水边界、弱透水边界、透水边界、无限含水层、半无限含水层、扇形含水层、条形含水层 问题试分析不完整井的井流特点，镜像法的原理。

试建立直线供水、隔水边界附近稳定井流公式，已知该井为承压完整井，含水层为均质各向同性，抽水井距边界距离为a ，影响半径为R （a<R ），抽水量为Q 。

6 概念 饱和度、田间持水量、毛管压力、土壤水分特征曲线；机械弥散、分子扩散、水动力弥散、弥散系数、纵向弥散系数、横向弥散系数、对流一弥散方程(水动力弥散方程)问题非饱和带水运动的基本方程水动力弥散现象的机理 一维弥散问题的解及其应用。

地质勘察报告中的地下水动力学分析地质勘察报告是对地下水资源的调查、评价和开发利用的重要文件。

其中的地下水动力学分析是对地下水流动规律、水文特性等进行研究的关键部分。

本文将从地质勘察报告的角度出发，探讨地下水动力学分析的基本原理、方法和应用。

一、地下水动力学概述地下水动力学研究地下水流动的原理与规律。

地下水是指自然界中由地表水入渗入地下形成的水体，其运动受到渗透、导流、蓄积等地质因素影响。

地下水动力学研究的目的是揭示地下水的运动规律，为合理利用和管理地下水资源提供科学依据。

地下水动力学的基本原理包括达西定律、水头和等势线理论，以及流体流动的守恒方程等。

通过这些原理，可以确定地下水的渗透方向、流速和流量等关键参数。

二、地下水动力学分析方法1. 地下水位及水头测量方法地下水位是地下水埋藏深度与地表之间的垂直距离，它是研究地下水动力学中的一个重要参数。

测量地下水位可以使用孔内水位仪、压力测量仪、液面计等设备进行。

同时，根据水头差异来分析地下水运动特征也是常用的方法。

水头是指地下水流动过程中压力能的体现，通常通过测量井中水位和大气压力，计算得出相应的水头值。

2. 渗透系数与导水性试验渗透系数是描述地下岩石或土壤介质透水性能的重要参数之一。

导水性试验是一种常用的测定渗透系数的方法，其原理是通过人为控制水头差，测量渗透液流经样品后的流量和时间，从而计算出渗透系数值。

3. 地下水流动模拟地下水流动模拟是一种基于数学模型的方法，通过建立流体力学的守恒方程和边界条件，模拟地下水在地下岩石或土壤中的运动过程。

常用的地下水流动模拟软件有MODFLOW、Visual MODFLOW等，它们可以通过输入地下水位、渗透系数等参数，模拟地下水的流动速度、流向和流量等信息。

这些模型的建立与研究可为地下水资源的开发利用提供科学依据。

三、地下水动力学分析的应用1. 地下水资源评价地下水资源评价是对地下水储量、水质、补给量等进行研究，为地下水资源的合理开发和管理提供科学依据。