渗流力学复习题

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：逸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.层次:水质点作有联序，互不混杂的施动。

6.素流: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-切运动要素都不随时间改变时.称力稳定流。否则称为非稳定流。

8.雷诺数:表征运动流体质点所曼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职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力流网。

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.完墓井: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并。

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迸水部分仅揭穿部分含水层的井。

16.水位降溧: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:抽水井周国由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落后斗。

18.影响半铿:是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。

19.有效井半镘:迪井轴到井管外壁某-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和在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损失,统称为井

21.水跃:在实验室砂槽中进行并流模拟实验时发现，只有当井中水位降低非常小时.抽水井中的水位与井壁外的水位才基本-致.当井中水位降低较大时，抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象。

22净出面:当潜水流入井中时.井壁水位hs高于井中水位hw.称其为净出面(水跃》。23.叠加原理:在数学物理中经常出现这样的现象:几种不同原因的综合所产生的效果.等于这些不同原因单独产生效果的累加。

24.有效孔隙:

26.贮水率:

27.贮水系数:

28.过水断面:

29.渗流速度与实际速度:

30.等水头面与等水头线:

31.渗透系数与渗透率:

32.导水系数:

33.水力坡度: 34.渗透力:

36.越流:

37.入渗强度:

简答题：

1.地下水动力学的研究对象:

广义;研究地下水在多孔介质中的运动规律及应用.分为三个方面

①水头场分布规律(水量模型)。

非饱和带:毛细水运动规律。

饱和带:重力水运动规律。

②浓度场分布规律(水质模型)。

③温度场分布规律(水温横型).

狭义:研究饱水带地下水水头分布规律，对舍水层进行定量评价.为合理开采地下水提供依据。

2.达西定律适用于层流范国是否正辆?为什么?

不正确。由J一v的经验关系曲线表明,当v很小时.v与J呈线性关系.此时Re<1-10,地下水的运动符合达西定律;当v增大, v与J的关系曲线不符合达西定律.但此时地下水运动仍为层流运动

3. Dupuit公式的假设条件有些?

①含水层均质同性,产状水平，无限延伸;

②天然水力坡度为罢，为稳定流;

③服从达西定律;④影响半铿处有定水头补给;二维流.。

4.潜水流中的滞后现象是由于渗透系数值变小而引起的吗?为什么?

不正确。因为潜水含水层被疏干时.大部分水是在重力作用下排出的--即重力疏干。重力疏干不能瞬时完成.而是逐渐被拂放出来,即出现滞后现象。渗透系数只影响给水度的大小,而不会影响滞后现象的发生。

5. 简述有均匀入渗时.河间地块均质潜水含水层中地下水分岭的存在与移动规律及其影响因素？

6.给水度是时间t的函数这种说法是否正确?并说明理由。(6分) 。

正确，由于饱水带中水分的运动潘后于地 下水位的降落速度,存在滞后硫干。潜水面虽然下降了，但潜水面以上的非饱和带内的水继续向下不断地补给潜水。因此.给水度在抽水期间是以一一个逮减的速率逐渐增大的。当时间足够长时.给水度才趋于一一个常数值。

7．常见的水文地质边界类型

第一类边界条件：给定水头边界条件，具有无限补给或排泄地下水的能力，如与地下水具有水力联系的地表河流、湖泊等；

第二类边界条件：给定流量边界条件，典型的有隔水边界、地下水分水岭。

第三类边界条件：混合边界，流量和水头呈某种线性关系的边界。

8．折射现象特点

①当K1≠K2，α1≠0，流线才会折射；

②当K1＝K2，αl＝α2；

③只有在0＜α1＜90，才会折射；

④在界面上发生的流线折射并不改变地下水流总方向，总体流向仍受边界条件和源、汇等拉

制。

9．信手流网绘制原则： ①首先分析水文地质条件，搞清补给区、排泄区、或源汇项分布、边界条件等；

②先绘制肯定的流线和等水头线；

③隔水边界是流线；

④无入渗、无蒸发条件下潜水面是流线；

⑤湖泊、河流边界可看成等水头线；

⑥有两个以上排泄点时应确定分水线、面、点。

10．流网的意义

①解释水文地质现象；

②判断地下水系统内部结构；

③分析地下水的补给、排泄、径流特征；

④计算渗流场任意点的水头、压强、水力坡度、渗透流速等；

⑤依据流网选择垃圾填埋场位置等。

11．试述渗透系数K，渗透率上，导水系数T的主要区别。（6分）

K-定义（略）。与岩性和渗透液体的物理性质有关。（2分）

k-定义（略）。只与岩性有关，与渗透液体性质无关。（2分）

T-定义（略）。与岩性、渗透液体的物理性质和含水层厚度有关。（2分）

12．Dupuit假设无效的地区

（1）存在入渗的潜水分水岭地段；

（2）渗出面附近。渗出面是在下游边界面上，潜水面以下、下游水面以上的地段。渗出面上

潜水面往往和边界面相切，有较大的垂向分速度；

（3）垂直的隔水边界附近。

13．指导野外调查工作，分析影响水库渗漏的因素（a＜0）

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①K愈大，愈易渗漏。水库调查时要避开喀斯特发育带、构造破碎带或古河道发育带；

②渗流途径1小，即两河之间距离越短越易渗漏。要避免将库址选在分水岭过于狭窄的地带；

③入渗补给量W愈小，愈易渗漏。在干早地区水库选址时，要避开存在渗透性差的覆盖层（地下水无法得到有效补给量）；

④邻河水位愈低（h2愈小），愈易渗漏。选址时应注意选在邻河水位高的地段。

14．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Q，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。

15．潜水井流的特征：

①流线与等水头线都是弯曲的曲线，井壁不是等水头面，抽水井附近存在三维流，井壁内外存在水头差值；

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②降落漏斗位于含水层内部，水位降落漏斗的曲面就是含水层的上部界面，导水系数T随时间t和径向距离r变化；

③潜水含水层水位下降伴有弹性释水和重力疏干，为缓慢排水过程，抽水量主要来源于含水层疏干。 16．承压水井流的特征：

①流线与等水头线在剖面上的形状不相同，等水头线近似直线，等水头面即为铅垂面，降深不太大时承压井流为二维流；

②降落漏斗在含水层外部呈虚拟状态变化，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。

17．产生水跃的原因：

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。

18．利用Theis公式确定水文地质参数的配线法的步骤？

（1）在另一张模数相同的透明双对数纸上绘制实测的s-t/t2曲线或s-t曲线。（3分）

（2）将实际曲线置于标准曲线上，在保持对应坐标轴彼此平行的条件下相对平移，直至两曲线重合为止。（3分）

（3）任取一配点（在曲线上或曲线外均可），记下匹配点的对应坐标：W（u）、1／u、s、t／t2（或t），代入下式求参数：

T=/lr(4)]

或

“周

19．井径和流量的关系

①Dupuit 公式中井径和流量的关系不完全符合实际。

②在Dupuit公式中井半径rw以对数形式出现，井径对流量的影响不太大，但实际却相反。在大降深时，井径不同，流量差异很大。

③当降深相同时，井径增加同样的幅度，强透水岩层中井的流量增加比弱透水岩层中的井多；

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④对同一岩层，井径增加同样的幅度，大降深抽水的流量增加的多，小降深流量增加的少；

⑤对同样的岩层和降深，当井径较小时，井径增加所引起的流量增长率大；中等井径时（300mm至500mm），增长率减小；大井径时，流量随井径的增长不明显。

20．渗出面对浸润曲线的影响

①在井附近，由Dupuit计算所得漫润线要低于实际浸润线；

②当r≤HO时 Dupuit 计算曲线与实际浸润曲线不完全一致，当r＞0.9H0时，Dupuit计算曲线与实际浸润曲线完全一致；

③在用Dupuit计算流量时，用井中水位hw计算所得的流量是精确的，И.A.ЧaPHЫЙ曾做过严格的数学证明。

21．并损对应的这部分水头损失通常包括三部分：

①水流通过过滤器时所产生的水头损失；

②水流穿过过滤器时，由接近水平的运动变为滤水管内的垂向运动，因水流方向偏转所产生的水头损失；水流在滤水管内向上运动时，不断有水流入井内，因流量和流速不断增加所引起的水头损失；

③水流在井管内向上运动至水泵吸水口的沿程水头损失。

22．映射原则：虚井应有下列特征：

（1）虚井和实井的位置对称于边界；