地下水动力学实验报告

地下水动力学实验报告
地下水动力学实验报告

地下水动力学实验

实验报告

学院:水利电力学院

专业:水文与水资源工程

指导老师:

学号:2013

姓名:

实验成绩:100

MODFLOW -概念模型

建立MODFLOW 模型有两种方法:网格方法或概念模型方法。网格方法是直接利用3D 网格,应用surces/sinks 和其它模型参数,基于单元的形式建立模型。概念模型方法利用Map 模块的GIS 工具来建立概念模型。在概念模型里,sources/sinks,含水层参数,模型边界等都可以在概念模型里设定。当模型建立完成后,将生成网格并把概念模型转化为网格模型,所有的单元属性都自动设定。

一、实验任务:

1. 导入背景图片

2. 创建和定义图层

3. 将图层转化为三维网格

4. 导入离散点并将坐标差值

5. 将概念模型转入MODFLOW

6. 检查并运行MODFLOW

7. 查看结果

二、实验问题描述:

模拟垃圾堆放区的溶质运移问题。我

们将模拟山前河谷堆积中地下水情况。其

中,模型北部为山区露头,南部有两条河

流汇聚。南北向剖面图见图2-lb模型的底

部为北部山区的灰岩露头。主要有两层含

水层,上部为潜水下部为承压含水层。边

界条件设置如下,北部为隔水边界,南部

为定水头边界根据河流的水位赋值。仅靠

降雨补给。区域内有几条小溪,有时溪水

干涸,有时会受地下水的补给形成溪流。

我们将用drains 来处理这些溪水。此外,

区域内还有两口生产井。

三、实验步骤:

1、开始

启动GMS如果己经启动,选择File/New 命令。

2、导入背景图片

(1).选择打开键

(2). 选择安装目录下的途径tutfiles\MODFLOW\modfmap (3). 打开start.gpr

3、保存

(1). 选择File/Save

(2). 将文件另存为eastex

4、定义单位

(1).选择Edit/Units

(2).选择m作为长度单位;选择d作为时间单位(3).点击OK

5、定义边界

首先定义模型的外部边界,我们将沿着厂区建立一个闭合的弧线段。

5.1建立图层

(1).在Project Explorer 区域空白处右键,选择New/Conceptual Model

(2).键入East Texas作为名称,选择MODFLOW作为Model

(3).OK

(4).在概念模型East Texas右键选择New Coverage 命令

(5).将新图层命名为Boundary将默认坐标改为213,将Defaultlayerrange改为1-2

(6).OK

5.2 创建 Arc (弧线)

(1).选择Creat arc 工具

(2).如图7-1 中显示,于模型的左边开始弧线

(3).沿模型的边界点一系列的点,不用担心点的个数和空间距离以及点的具体坐标,尽量使用足够的点去描述

边界。南部的弧线要区

分出两条不同的河流

(4).点击开始的点以

结束弧线。

PS: 如果选择错

了点,可以按

Backspace键,往回一

到两个点;如果想提前

结束重新开始,选择

ESC。

6. 建立区域源汇图层

接下来我们要定义区域的边界条件,包括区域的源汇项,井,河流,排水沟(drains) 和定水头边界等。我们的研究对象可以通过图层直接赋值,首先,我们得创建图层。(1).在Boundary图层上右键选择复制且重新命名为Sources&Sink

(2).右键Sources&Sink图, 选择图层设置

(3).在Sources/sinks/BCs,选择以下选项

?Layer range

?Wells

?Refine points

?Specified Head

?Drain

(4).确保本图层区域处于激活状态

(5).选择OK

6.1 定义定水位水头弧线

下一步我们将定义东部和南部的定水位水头,在此之前我们要先将边界弧线分为三段,一段为顶部的隔水边界, 另外两段为河流。弧线的分段将通过把一个或者多个的顶点转化为节点实现

(1).选择,选择顶点工

(2).如图8-1 显示中,

选择两个位置的顶点,

Vertex #1 位于两条河流

的交界处,Vertex #2 位

于河流东部的顶点处。为

了一次性选择两个顶点,

按住Shift键

(3).右键任何一个顶点选择Vertex->Node 命令

现在我们有了三条弧线,我们下一步将定义两条河流为定水头边界: (4).选择选择弧线工具Select Arcs

(5).选择东部和南部的两条弧线,选择的时候按住shift键。(6).右键任何一条弧线选择属性列表

(7).在All raw 的下拉菜单选择Type列,将其改为Spec.head (8).选择OK

(9).在其他任何区域点选一下。注意到现在弧线的颜色已经改变。

下一步我们将定义节点的水头值,定水头弧线上的水头值默认为沿着弧线线性的减小。(10).选择选择节点工具。

(11).双击最西边的节点,在head.stage上输入值为212

(12).选择OK

(13).类似的,在河流交界处输入208, 在东部河流的顶点输入214.

6.2 定义排水沟弧线

接下来我们将定义河床处的Drain

(1).选择创建弧线工具

(2).如图8-2 所示,

创建#1 弧线,单击开

始,沿着河床单击鼠

标进行描点,双击鼠

标结束。(注意,当我

们开始的点位于己有

弧线上时,GMS 将交

点默认为节点)

(3).类似的,创建

#2 和#3 弧线(4).选择选择弧线工具Select Arcs

(5).按住shift键选择所有的drain弧线

(6).右键任何一条弧线选择属性列表

(7).在All row 的下拉菜单选择Type列,选择drain选项

(8).在Allrow项输入传导系数为555, 这个表示单位长度下的传导系数值。

(9).将每段弧线的From layer and To Layer为1,代表在网格中drain只存在于第一层(10).选择OK

下面将赋值各节点的标高,节点间的标高被默认为线性变化

(11).选择选择节点工具

(12).双击Node 2

(13).如图8-3,

Node 2因为存在于两

个弧线上,因此将有

两个属性

(14).在drain 的

Bot.elev选项输入

212,不要改变

Spec.head属性的任何

数值,点击OK

(15).重复以上步骤,将各节点赋值,注意不要改变Spec.head属性任何数值

6.3 创建多边形

多边形最简单的创建方法是先利用弧线绘制出任意想要的多边形,然后点击Build Polygons,这样所有闭合的弧线将创建为polygons,且多边形为无属性, 我们可以通过Properties工具来定义其属性

(1).选择Feature/buildPolygons,之后观察到多边形己经被填充,如果你想改变多边形属性,选择display/display Options

6.4 创建井

(1).选择创建点工具

(2).如图2-1,单击创建点Well #1

(3).在GMS窗口输入点的坐标X 和Y 为(835,1425) 点Tab 或者Enter确定。(4).选择特性键

(5).将Type 改为Well

(6).将Flow rate 改为-680

(7).将每段弧线的From layer and To Layer为1,代表在网格中drain只存在于第一层(8).点OK

(9).类似的,创建另外一口井,坐标为(3220,1000)Flowrate 改为-2830,将From layer and To Layer为2

(10).选择选择节点工具

(11).按住Shift键选择两个井

(12).选择特征键

(13).找到Refine列,在All row, 勾选,这将对两个井加密

(14).将Base Size改为25,Bias改为 1.1,Maxsize改为150

(15).点击OK

7. 补给区特征描述

下一步将对补给区域进行描述,我们假定除landfill 区域外的部分为同一补给: 7.1 复制边界

(1).在Boundary图层上右键选择复制

(2).且重新命名为Recharge

(3).在Recharge右键选择图层设置

(4).在Areal Properties列表,勾选Recharge rate

(5).点击OK

7.2 创建垃圾填埋场 Landfill 边界

(1).选择创建弧线工具

(2).如图9-1 所示,创建

弧线,不用担心landfill 的

精确坐标,我们将通过直接

赋值于节点做到精确定位

(3).选择,选择顶点工具

(4).框选landfill,选择所

有顶点

(5).右键任何一个顶点选

择Vertex->Node 命令

(6).选择选择节点工具

(7).选择任一节点

(8).在GMS窗口输入点的坐标X 和Y,点Tab 或者Enter 确定(9).重复完成四个节点的坐标输入

7.3 创建多边形

(1).选择Feature/build Polygons

7.4 补给参数赋值

在创建完多边形之后我们可以对其进行赋值

(1).选择选择多边形工具(2).双击landfill 多边形(3).将Recharge rate 改为0.00006 (4).点击OK

(5).双击剩余区域的多边形(6).将Recharge rate改为0.00695 (7).点击OK

8. 水力传导系数赋值

8.1 复制边界

(1).在Boundary图层上右键选择复制

(2).且重新命名为Layer 1

(3).在Layer 1右键选择图层设置

(4).在ArealProperties列表,勾选以下:

?Horizontal K

?Vertical anis

(5).将默认范围改为1到1.

(6).点击OK

(7).在Layer 1图层上右键选择复制且重新命名为Layer 2 (8).在Layer 2右键选择图层设置

(9).将默认范围Default Layer range改为2到2. (10).点击OK

8.2 顶层

(1).选择Layer1 图层(2).选择Feature/build Polygons (3).选择多边形工具

(4).将Horizonal K改为5.5 (5).将Vertical anis改为4 (6).点击OK

8.3 底层

(1).选择Layer 2

(2).选择Feature/build Polygons

(3).选择多边形工具

(4).将Horizonal K改为10

(5).将Vertical anis改为4

(6).点击OK

在下一步创建网格之前,确保sources/sinks图层处于激活状态。

9. 导入网格边框

在图层完成创建后,我们将创建网格。第一步是要确定网格的范围和方向,首先我们将利用GridFrame勾画出网格的大致区域。

(1).在左边的空白区域选择New/Grid Frame

(2).右键Grid Frame,选择Fit to Active Coverage

(3).双击Grid frame 打开特征属性

(4).将Origin z改为170,z改为60.

(5).点击OK

10. 创建网格

(1).选择Feature Objects/Map->3D Grid命令(2).在Z-Dimension项将Num Cell改为 2 (3).点击OK

11. 初始化MODFLOW数据

现在网格已经创建,active/inactive区域已经标示下一步我们将概念模型转化为基于网格的数值模型,在此之前,我们将初始化MODFLOW数据

(1).选择3D Grid Data Folder.

(2).选择MODFLOW/New Simulation

(3).点击OK

12. 定义活动/非活动区域

(1).选择MapDataFolder

(2).选择多边形工具

(3).选择一个多边形

(4).选择特征键

(5).确认层位是1到2, 然后点击OK

(6).选择Feature Objects/Activate Cells in Coverage(s)

水文地质学和地下水动力学试题

一九九一年攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题 一、均质土层饱水带与包气带中的渗透系数K值有何区别?其原因是什么?(15分) 二、试分析我国上海、天津、常州等沿海城市地面沉降的原因,并说明防治这类地面沉降的主要途径。(20分) 三、什么是地下水的补给资源和储存资源?说明两者在供水中有何作用。(15分) 四、国外某一松散沉积物供水水源地,含水层中有石膏(CaSO4),由于超量开采,地下水位大幅度下降。结果,硬度大幅度上升,PH值明显下降。试述产生此现象的水文地球化学依据。(20分) 五、松散沉积物深层地下水的补给来源主要由哪几部分组成?请阐述。(15分) 六、试述测定松散沉积物孔隙度(n)的方法。已知沉积物的容重(ρb )和密度(ρ),能否求出n,并列出公式?(15分) 一九九一年攻读硕士学位研究生入学考试《地下水动力学》试题 一、试讨论潜水含水层中的导水系数与给水度之间的关系。(10分) 二、试说明下列概念及相互关系:渗透流速、地下水流速。(10分) 三、试论述潜水含水层中按规范进行的稳定流抽水试验是否可求给水度。(20分) 四、试论水均衡法与数值法在计算中有何异同。(20分) 五、如题五图所示,假定河床切割深度为X,河水位至潜水含水层隔水底板的高度为H1,潜水均质含水层的渗透系数为K。试讨论,在河岸旁距离L处有一完整井以定水位H0抽水时,河床切割深度对完整井抽水量的影响。(20分) 六、如题六图所示,为一垂直剖面,河床切割含水岩层,此含水岩层分为上、下两层,下层含水层厚度为M,渗透系数较上层的小,假定A点的水位是固定的。试示意绘出不同河水位时的河流左岸侵润曲线,并加以讨论。(20分)

地下水动力学考试题一

模拟题 一判断题(每题1分,共20分) 1.给水度值的大小只与水位变动带的岩性有关。 () 2.贮水系数的大小与含水层和水的弹性性质有关。 () 3.水力坡度值的大小与方向无关。 () 4.地下水运动是一维的、二维的还是三维的与所选取的坐标系有关。() 5.渗透系数大的含水层,其出水能力亦大。 () 6.导水系数在三维条件下是无意义的。 () 7.黄土属于均质各向同性含水层。 () 8.各向同性介质中,无论均质还是非均质流线和等水头线都处处交。() 9.在有垂直入渗的稳定流动中,潜水浸润曲线是随时间变化的。() 10.贯穿整个含水层的水井均称为完整井。 ()

11.水平等厚的承压完整井流,等水头面是一系列同心圆柱面。( ) 12.当河间地块两侧河水位一致时,河间地块的透水性是渐变的,则潜水分水岭的位置偏向渗透系数大的一侧。 () 13.假如要修建一个水库,从考虑渗漏这个角度看,水库应修在降雨量小的地方。() 14.Dupuit公式的假设条件之一是抽水前地下水是不流动的。( ) 15.由于没有考虑水跃现象,按Dupuit公式算出的浸润曲线和流量都是不准确的。() 16.稳定井流中,只要给定边界水头和井中的水头,抽水井附近的水头分布就确定了。() 17.越流系统的稳定井流,主含水层的贮水系数越大,降深就越小。() 18.对干扰井群,当流量不变时,干扰井的降深比它单独工作是的降深要小。() 19.当涌水量Q为定值时,Theis公式中的时间与降深成正比。( ) 20.满足Theis条件的井流,每个断面的水头速度的变化规律是先由小变大,后又由大变小,最后等速。 () 二简答题(每题6分,共30分)

地下水动力学

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。 21、水跃:在实验室砂槽中进行井流模拟实验时发现,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一致,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。

地下水动力学实验报告

地下水动力学实验 实验报告 学院:水利电力学院 专业:水文与水资源工程 指导老师: 学号:2013 姓名: 实验成绩:100 MODFLOW -概念模型 建立MODFLOW 模型有两种方法:网格方法或概念模型方法。网格方法是直接利用3D 网格,应用surces/sinks 和其它模型参数,基于单元的形式建立模型。概念模型方法利用Map 模块的GIS 工具来建立概念模型。在概念模型里,sources/sinks,含水层参数,模型边界等都可以在概念模型里设定。当模型建立完成后,将生成网格并把概念模型转化为网格模型,所有的单元属性都自动设定。

一、实验任务: 1. 导入背景图片 2. 创建和定义图层 3. 将图层转化为三维网格 4. 导入离散点并将坐标差值 5. 将概念模型转入MODFLOW 6. 检查并运行MODFLOW 7. 查看结果 二、实验问题描述: 模拟垃圾堆放区的溶质运移问题。我 们将模拟山前河谷堆积中地下水情况。其 中,模型北部为山区露头,南部有两条河 流汇聚。南北向剖面图见图2-lb模型的底 部为北部山区的灰岩露头。主要有两层含 水层,上部为潜水下部为承压含水层。边 界条件设置如下,北部为隔水边界,南部 为定水头边界根据河流的水位赋值。仅靠 降雨补给。区域内有几条小溪,有时溪水 干涸,有时会受地下水的补给形成溪流。 我们将用drains 来处理这些溪水。此外, 区域内还有两口生产井。 三、实验步骤: 1、开始 启动GMS如果己经启动,选择File/New 命令。 2、导入背景图片 (1).选择打开键

(2). 选择安装目录下的途径tutfiles\MODFLOW\modfmap (3). 打开start.gpr 3、保存 (1). 选择File/Save (2). 将文件另存为eastex 4、定义单位 (1).选择Edit/Units (2).选择m作为长度单位;选择d作为时间单位(3).点击OK

同济大学地下水动力学课程考核试卷A 卷

同济大学课程考核试卷(A卷) 20 06 — 20 07 学年第二学期命题教师签名:审核教师签名: 课号:030238 课名:地下水动力学(双语) 考试考查:考试此卷选为:期中考试( )、期终考试(√)、重考( )试卷 年级专业学号姓名得分 一. 填空 (20%,每空0.5%) 1. 地下水动力学是研究地下水在、和 学,通常把_______________称为多孔介质。 2. 在渗流场中,取一组_________和一组组成的网格称为流网。 质中流网为正交网。 3. 渗流运动要素包括___ _、、_ ___ 4. 渗透率只取决于___ ____ ___ ,量纲为。 5. 均质与非均质岩层是根据_____________________ 是根据____________________关系划分的。 6. _________一侧。如果入渗补给强度W>0 则为__________;当W=0时,则为____________。 7.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______ _。 8.越流因素B越大,则说明弱透水层的厚度__ _,其渗透系数 __ _。 9.泰斯公式所反映的、每个断面上的水头降速变化规律为:抽水初期水头降速,当时达到,而后又,最后趋于。 10.地下水过水断面包括和所占据的面积;渗透流速是上的速度,而实际速度是的平均速度。 11. 根据过滤器在含水层中进水部位的不同,将不完整井分为:_________,_________和_________三类。

量的大小如何。( ) 6.在非稳定井流中,沿流向断面流量逐渐增大,是由于沿流向水力坡度不断增大的缘故。( ) 三、简述题(英文题请用英文回答,28%) 1.Give a brief introduction to curve-match method that can be used for determining aquifer parameters for an unsteady radial flow in a confined aquifer. (10%) 2. 镜像法中,虚拟井的特征。(8%) 3.图2 型。 四.计算题(英文题请用英文回答,40%) 1.A well is located in a confined aquifer with a conductivity of 14.9m/d and a storativity of 0.0051. The aquifer is 20.1 m thick and is pumped at a rate of 2725m 3/d. What is the drawdown at a distance of 7.0m from the well after 1 day of pumping? (w(1.5*10-4)=8.23, w(2.0*10-4)=7.94, w(2.5*10-4)=7.72) .(10%) 2. 图3中,已知h 1=10m ,H 2=10m ,下部含水层的平均厚度M=20m ,钻孔到河边距离l =2000m ,上层的渗透系数K 1=2m/d ,下层的渗透系数K 2=10m/d 。试求(1)地下水位降落曲线与层面相交的位置;(2)含水层的单宽流量。(15%)

地下水动力学试题

地下水动力学 《邹力芝》部分试题姜太公编 一、名词解释 1.渗透 重力地下水在岩石空隙中的运动 2.渗流 不考虑骨架的存在,整个渗流区都被水充满,不考虑单个孔隙的地下水的运动状况,考虑地下水的整体运动方向,这是一个假想的水流。 3. 渗流量 单位时间通过的过水断面(空隙、骨架)的地下水的体积。 4. 渗流速度 单位通过过水断面(空隙、骨架)的渗流量。 5. 稳定流非稳定流 渗流要素不随时间的变化而变化。 渗流要素随时间而变化。 6. 均匀流非均匀流 渗流速度不随空间而变化。非均匀流分为缓变流和急变流 缓变流:过水断面近似平面满足静水压强方程。 急变流:流线弯曲程度大,流线不能近似看成直线过水断面不能近似平面。7.渗透系数 表征含水量的能力的参数。数值上等于水力梯度为1的流速的大小 8.导水系数 水力梯度为1时,通过整个含水层厚度的单宽流量。 9.弹性释水理论 含水层骨架压密和水的膨胀释放出来的地下水的现象为弹性释水现象,反之为含水层的贮水现象。 10.贮水系数《率》 当承压含水层水头下降(上升)一个单位时,从单位水平面积《体积》的含水层贮体积中,由于水体积的膨胀(压缩)和含水层骨架压密(回弹)所释放(贮存)的地下水的体积。 11.重力给水度 在潜水含水层中,当水位下降一个单位时,从单位水平面积的含水层贮体中,由于重力疏干而释放地下水的体积。 二、填空题 1.地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和岩溶岩石中运动规律 的科学。通常把具有连通性的含水岩石称为多孔介质,而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。 2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水, 而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。 3.假想水流的密度、粘滞性、运动时在含水层的中所受阻力以及流量和水头都 与真实的水流相同,假想水流充满整个含水层的空间。 4.在渗流中,水头一般是指测压水头,不同的数值的等水头面(线)永远不会 相交。 5.在渗流场中,把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

地下水动力学(全)

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(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。由固体骨架和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. 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。 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,统称为井损。 21.水跃:在实验室砂槽中进行井流模拟实验时发现,只有当井中水位降低非常小

地下水动力学实验讲义

地下水动力学》 实验指导书- -前言 地下水动力学是水文与水资源工程专业和环境工程专业以及勘查技术专业等涉及地下水补给、径流、排泄和污染物运移研究的一门基础理论课。本实验指导书主要涉及河间地块中地下水的天然稳定渗流和非稳定渗流流场模拟、降水或蒸发时包气带中地下水的渗流流场模拟以及非饱和土的导水率和地下水污染物水动力弥散系数测定等内容。通过实验可使学生能够直观地了解和掌握各类地下水运动的基本规律。 本实验指导书主要适用于水文与水资源工程专业和环境工程专业,其它相关专业可根据教学要求做适当的增减。为便于学生掌握,各次实验配有相应的多媒体影视教学光盘,以powerpoint和vcd格式可在校内多媒体教室或网上播放观看。 该实验指导书是在工程学院领导李铎教授参加与指导、水文与水资源教研室主任刘金锋和刘振英、邵爱军、许广明教授等人以及本教研室同仁们支持和帮助下,由曹继星执笔编写完成,最后由贾贵庭教授审核。其中可能还存在不少问题, 望读者多提宝贵意见,以便更加完善。 实验规则 一、实验课前,必须按实验指导书进行认真预习,明确实验目的、原理、步骤、要求及注意事项等方可实验。 二、每次实验前按各班分好小组(每组为10—15人), 并报实验人员,实习时不要随意更换。 三、必须按规定时间进行实验,无故不上实验课者,以旷课论处、因故不能上实验课,应提前向指导教师请假办理手序,但必须在期末课程考试前按规定时间补齐所有实验内容。 四、服从实验教师的指导,实验操作,要严格按操作规程进行,完成每个实验步骤。实验时要仔细观察,及时做好记录;实验数据要遵重客观实际,实事求是,严禁杪袭和胡捏臆造。独立完成实验报告编写,报告中所绘图件力求清晰美观,文字整洁。 五、遵守实验课纪律, 不迟到,不早退,严禁喧哗, 保持室内安静。

华北水利水电大学地下水动力学试题2

华北水利水电大学地下水动力学试题2

华北水利水电大学 地下水动力学 一、判断题(每题1分,共20分) 1.渗流即是存在于岩石空隙中的地下水流。() 2.渗透流速是实际平均流速。() 3.地下水总是从位置高处向位置低处流动。() 4.有效孔隙是指互相连通的,不为结合水所占据的那一部分孔隙。() 5.给水度值的大小只与水位变动带的岩性有关。() 6.贮水系数的大小与含水层和水的弹性性质有关。() 7.地下水运动是一维的、二维的还是三维的与所选取的坐标系有关。() 8.稳定流是时间的函数。() 9.渗透系数和速度具有相同的量纲。() 10.导水系数的大小与含水层的厚度无关。() 11.岩石颗粒愈粗,透水性愈好。() 12.巨厚粗砂层中夹有粘土透镜体属于非均质各向同性。() 13.上、下两层含水介质的K值相差愈大,则水流斜向通过界面时,流线偏移的程度也愈大。 () 14.流网线稀疏,说明水力坡度小,流速小,径流微弱。() 15.在有垂直入渗的稳定流动中,潜水浸润曲线是等水头线。() 16.如果弱透水层一定,主含水层的出水能力越大,则越流量就越小。() 17.地下分水岭可作为研究区的隔水边界。() 18.河间地块潜水降落曲线的形状是椭圆形曲线。() 19.水平等厚的承压完整井流,等水头面是一系列同心圆柱面。() 20.叠加原理只适用于线性方程。() 二、简答题(每题6分,共30分) 1.何谓弹性水量。(6分) 2.如图所示水文地质模型,地下水为稳定运动,请建立相应的数学模型。(6分)

3.Dupuit公式的假设条件有哪些?(6分) 4.试述潜水完整井流与承压完整井流有哪些不同?(6分) 5. 简述根据非稳定流抽水试验资料,用配线法求参数的主要步骤。(6分)

地下水动力学习题及答案172776

《地下水动力学》 习题集 第一章渗流理论基础 二、填空题 1.地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石与岩溶岩石中运动规律的科学。通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质,而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点就是多相性、孔隙性、连通性与压缩性。 2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水与重力水,而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。 3.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就是无效的,但对贮水来说却就是有效的。 4、地下水过水断面包括_空隙_与_固体颗粒_所占据的面积、渗透流速就是_过水断面_上的平均速度,而实际速度就是_空隙面积上__的平均速度。 在渗流中,水头一般就是指测压管水头,不同数值的等水头面(线)永远不会相交。 5、在渗流场中,把大小等于_水头梯度值_,方向沿着_等水头面_的法线,并指向水头_降低_方向的矢量,称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三 个分量分别为_ H x ? - ? _、 H y ? - ? _与_ H z ? - ? _。 6、渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_与_水头H_等等。 7、根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系,将地下水运动分为一维、二维与三维运动。

8、 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。 9、 渗透率只取决于多孔介质的性质,而与液体的性质无关,渗透率的单位为cm 2或da 。 10、 渗透率就是表征岩石渗透性能的参数,而渗透系数就是表征岩层 透水能力 的参数,影响渗透系数大小的主要就是岩层颗粒大小以及 水的物理性质 ,随着地下水温度的升高,渗透系数增大 。 11、 导水系数就是描述含水层 出水能力 的参数,它就是定义在 平面一、二 维流中的水文地质参数。 12、 均质与非均质岩层就是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的,各向同性与各向异性岩层就是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。 13、 渗透系数在各向同性岩层中就是_标量_,在各向异性岩层就是__张量_。在三维空间中它由_9个分量_组成,在二维流中则由_4个分量_组成。 14、 在各向异性岩层中,水力坡度与渗透速度的方向就是_不一致_。 15、 当地下水流斜向通过透水性突变界面时,介质的渗透系数越大,则折射角就越_大_。 16、 地下水流发生折射时必须满足方程_11 22 tan tan K K θθ=_,而水流平行与垂直于突变界面时则_均不发生折射_。 17、 等效含水层的单宽流量q 与各分层单宽流量q i 的关系:当水流平行界面时_1n i i q q ==∑_,当水流垂直于界面时_12n q q q q === =_。 18、 在同一条流线上其流函数等于_常数_,单宽流量等于_零_,流函数的量纲为__2/L T __。

地下水动力学习题及答案

《地下水动力学》 习 题 集 第一章 渗流理论基础 二、填空题 1.地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质,而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。 2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水,而地下水动力学主要研究 重力水的运动规律。 3.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无效的,但对贮水来说却是 有效的。 4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度,而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。 在渗流中,水头一般是指 测压管水头 ,不同数值的等水头面(线)永远 不会相交。 5. 在渗流场中,把大小等于_水头梯度值_,方向沿着_等水头面_的法线,并指向水头_降低_方向的矢量,称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_H x ?-?_、H y ?-?_和_H z ?-?_。

6. 渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_和_水头H_等等。 7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系,将地下水运动分为一维、二维和三维运动。 8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。 9. 渗透率只取决于多孔介质的性质,而与液体的性质无关,渗透率的单位为 cm2或da。 10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数,而渗透系数是表征岩层透水能力的参数,影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质,随着地下水温度的升高,渗透系数增大。 11. 导水系数是描述含水层出水能力的参数,它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。 12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的,各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。 13. 渗透系数在各向同性岩层中是_标量_,在各向异性岩层是__量_。在三维空间中它由_9个分量_组成,在二维流中则由_4个分量_组成。 14. 在各向异性岩层中,水力坡度与渗透速度的方向是_不一致_。 15. 当地下水流斜向通过透水性突变界面时,介质的渗透系数越大,则折射角就越_大_。

最新地下水动力学实验讲义

地下水动力学实验讲 义

地下水动力学》 实验指导书- -前言 地下水动力学是水文与水资源工程专业和环境工程专业以及勘查技术专业等涉及地下水补给、径流、排泄和污染物运移研究的一门基础理论课。本实验指导书主要涉及河间地块中地下水的天然稳定渗流和非稳定渗流流场模拟、降水或蒸发时包气带中地下水的渗流流场模拟以及非饱和土的导水率和地下水污染物水动力弥散系数测定等内容。通过实验可使学生能够直观地了解和掌握各类地下水运动的基本规律。 本实验指导书主要适用于水文与水资源工程专业和环境工程专业,其它相关专业可根据教学要求做适当的增减。为便于学生掌握,各次实验配有相应的多媒体影视教学光盘,以powerpoint和vcd格式可在校内多媒体教室或网上播放观看。 该实验指导书是在工程学院领导李铎教授参加与指导、水文与水资源教研室主任刘金锋和刘振英、邵爱军、许广明教授等人以及本教研室同仁们支持和帮助下,由曹继星执笔编写完成,最后由贾贵庭教授审核。其中可能还存在不少问题, 望读者多提宝贵意见,以便更加完善。

实验规则 一、实验课前,必须按实验指导书进行认真预习,明确实验目的、原理、步骤、要求及注意事项等方可实验。 二、每次实验前按各班分好小组(每组为10—15人), 并报实验人员,实习时不要随意更换。 三、必须按规定时间进行实验,无故不上实验课者,以旷课论处、因故不能上实验课,应提前向指导教师请假办理手序,但必须在期末课程考试前按规定时间补齐所有实验内容。 四、服从实验教师的指导,实验操作,要严格按操作规程进行,完成每个实验步骤。实验时要仔细观察,及时做好记录;实验数据要遵重客观实际,实事求是,严禁杪袭和胡捏臆造。独立完成实验报告编写,报告中所绘图件力求清晰美观,文字整洁。 五、遵守实验课纪律, 不迟到,不早退,严禁喧哗, 保持室内安静。 六、遵守实验室规章制度。爱护实验室内的所有仪器设备。每次实验前所领用器具,应仔细检查,看有无损坏,若有损坏要立即报告。实验结束后交还所领器具,并经任实验课老师验收本人签字后方可离开。 七、严禁在实验室内吸烟,保持实验室内清洁卫生,不要乱扔纸屑、随地吐痰,每次实验完后要主动协助任实验课老师打扫干净地上污水和泥沙。

地下水动力学试题库完整

《地下水动力学》试题库 地下水动力学课程组 石家庄经济学院 2006年3月8日 前言 地下水动力学是我校水文与水资源工程专业、环境工程专业专业的一门重要的专业基础理论课。学习本课程的目的在于掌握地下水运动的基本理论,能初步运用这些基本理论分析水文地质问题,并能建立相应的数学模型和提出适当的计算和模拟方法,对地下水进行定量评价。 《地下水动力学试题库》不仅用于考核学生的学习情况,而且对学生的学习内容、学习方法有一定的引导作用。因此,地下水动力学试题库内容紧紧围绕教学大纲要求,并考虑了以下几点:第一,以基本概念和基本理论为主;第二,正确地理解水文地质概念,避免死板地套用;第三,地下水与环境有着密切联系,必须结合具体的自然地理地质条件,用系统观点考察众多因素对地下水的综合影响;第四,不能满足于字面上的理解,而应勤于思索,弄清实质。 本次地下水动力学试题库的建立,涉及书内全部内容,因此,覆盖面宽。同

时,考虑到教学的重点和难点,在重点章节和重点内容上题量偏重。全库共有试题251题。为综合考察学生对基本概念和基本理论的掌握情况,以及对课本内容的理解和综合能力,共包含五种题型,分别为:名词解释、填空题、判断题、问答题和计算题。 由于编者水平有限,错误之处在所难免,敬请读者批评指正。 编者 2005年12月 目录 第一章渗流理论基础 (1) 第二章地下水向河渠的运动 (9) 第三章地下水向完整井的稳定运动 (12) 第四章地下水向完整井的非稳定运动 (16) 第五章地下水向边界附近井的运动 (18) 第六章地下水向不完整井的运动 (21) 第七章地下水运动中的若干专门问题 (22) 参考文献 (23) 第一章渗流理论基础 一、解释术语 1. 渗透速度 2. 实际速度 3. 贮水系数

地下水动力学试卷及答案2套复习课程

地下水动力学试卷:A 一、解释下列术语:(每小题4分,共20分) 渗透系数: 导水系数: 非均质岩层: 贮水系数: 地下水的稳定运动: 二问答题:(每小题10分,共30分) 1. 利用Theis公式确定水文地质参数的配线法的步骤? 1. 已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层,其孔隙度为0.15,沿着水流方向的两观测孔A、B间距离l=200m,其水位标高分别为H A=5m,H B=3m,地下水的渗透流速为0.15m/d。试求含水层的渗透系数和地下水实际速度。(10分) 2. 某地区承压含水层厚20m,渗透系数为10m/d,地下水为一维流, 沿地下水流向距离100m的两观测孔地下水位分别是80m和75m,试求单 宽流量。(10分)

3. 在某承压含水层中有两口相距100m的抽水井,井径为0.152m。已知含水层厚9.8m,渗透系数为 4.2m/d,初始水位为17.4m,影响半径为150m。试求抽水量为120m3/d时,井内稳定水位。(10分) 4.一河间地块,已知左右两河相距1000m,左、右两河水位分别为10m、9m,在距左河100m处设有观测孔,该含水层的渗透系数为10m/d,年平均降水量为400mm,入渗系数为0.3,地下水为稳定流。试求:(1)观测孔的水位;(2)求分水岭的位置及分水岭处的水位;(3)求流入左、右河的流量分别是多少。(20分) 《地下水动力学》试卷A-答案 一、解释下列术语(每小题4分,共20分) 渗透系数:水力坡度等于1时的渗透流速。 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。 非均质岩层:在渗流场中,所有点具有不同的渗透系数,则称该岩层是非均质的。 贮水系数:在面积为1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。 地下水的稳定运动:地下水运动要素不随时间变化。 二、问答题(每小题10分,共30分) 1. 答: (1)在另一张模数相同的透明双对数纸上绘制实测的s—t/r2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)

地下水动力学

2014考研《地下水动力学》考试大纲 一、考试形式和试题类型 1. 试卷满分及考试时间 试卷满分为100分,考试时间为120分钟. 2、考试方式: 闭卷、笔试。 3、考试范围及试题类型: 考试内容主要有:(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。其它内容如地下水向非完整井的运动、非饱和带的地下水运动、地下水非线性运动、裂隙水运动、水动力弥散理论和地下水运动的实验模拟方法等,不作为考试的重点。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、简答题、绘制流网、分析论述和计算题等,其中计算题占试题总分数的60%。 4、教材及参考书 (1)薛禹群主编,《地下水动力学》(第二版),地质出版社,1997; (2)吴吉春,薛禹群主编,《地下水动力学》,中国水利水电出版社,2008 (3)其它《地下水动力学》教材亦可。

二、地下水动力学主要考核内容 一、渗流理论基础 1、考试内容 渗流的基本概念、渗流基本定律、岩层透水特征分类、渗透系数张量、等效渗透系数、流网、渗流连续性方程、承压水运动的基本微分方程、越流含水层(半承压含水层)中地下水非稳定运动基本微分方程、潜水运动的基本微分方程、定解条件、描述地下水运动数学模型及解法。 2、考试要求 (1)掌握渗流的基本概念,包括多孔介质、渗流、渗流速度、渗透系数、渗透率、导水系数、给水度、弹性给水度(储水系数或释水系数)、储水率、渗透系数张量、越流系数、水流折射、等效渗透系数、流网等; (2)掌握渗流的基本定律(达西定律),并能用其进行相关计算; (3)掌握流网的性质及其应用,能够徒手绘制地下水稳定运动的流网,能够用流网定性和定量分析水文地质条件; (4)掌握渗流连续性方程、地下水非稳定运动基本微分方程和定解条件,能够依据给定的水文地质物理模型,建立描述地下水运动的数学模型及定解条件; (5)了解求解地下水数学模型的有限差分方法。 二、河渠间地下水的稳定运动 1、考试内容: 有入渗时潜水的稳定运动、无入渗时潜水的稳定运动、承压水的稳定

华北水利水电大学地下水动力学试题2

华北水利水电大学 地下水动力学 一、判断题(每题1分,共20分) 1.渗流即是存在于岩石空隙中的地下水流。() 2.渗透流速是实际平均流速。() 3.地下水总是从位置高处向位置低处流动。() 4.有效孔隙是指互相连通的,不为结合水所占据的那一部分孔隙。() 5.给水度值的大小只与水位变动带的岩性有关。() 6.贮水系数的大小与含水层和水的弹性性质有关。() 7.地下水运动是一维的、二维的还是三维的与所选取的坐标系有关。() 8.稳定流是时间的函数。() 9.渗透系数和速度具有相同的量纲。() 10.导水系数的大小与含水层的厚度无关。() 11.岩石颗粒愈粗,透水性愈好。() 12.巨厚粗砂层中夹有粘土透镜体属于非均质各向同性。() 13.上、下两层含水介质的K值相差愈大,则水流斜向通过界面时,流线偏移的程度也愈大。 () 14.流网线稀疏,说明水力坡度小,流速小,径流微弱。() 15.在有垂直入渗的稳定流动中,潜水浸润曲线是等水头线。() 16.如果弱透水层一定,主含水层的出水能力越大,则越流量就越小。() 17.地下分水岭可作为研究区的隔水边界。() 18.河间地块潜水降落曲线的形状是椭圆形曲线。() 19.水平等厚的承压完整井流,等水头面是一系列同心圆柱面。() 20.叠加原理只适用于线性方程。() 二、简答题(每题6分,共30分) 1.何谓弹性水量。(6分) 2.如图所示水文地质模型,地下水为稳定运动,请建立相应的数学模型。(6分)

3.Dupuit 公式的假设条件有哪些?(6分) 4.试述潜水完整井流与承压完整井流有哪些不同?(6分) 5. 简述根据非稳定流抽水试验资料,用配线法求参数的主要步骤。(6分) 三、 作图题(每题5分,共10分) 抽水井 补给边界 4.在直线补给边界附近有一抽水井 ,请画出其流网示意图。 17.试绘出下图均质各项同性承压含水层的水头线(水流为稳定二维流) 四、 计算题(共25分) 1.在某平原地区由于地下水埋藏较浅,致使大片农田盐渍化,为了促使耕地种植条件好转, 计划设计两条平行的渠道进行稳定排水,已知条件如图所示。试求:(10分)

地下水动力学

◆考试大纲模版: 中国地质大学研究生院 硕士研究生入学考试《地下水动力学》考试大纲 一、试卷结构 (一)内容比例 地下水动力学 100% (二)题型比例 填空题和判断对错题约40% 分析作图题约20% 计算题约40% 二、其他

地下水动力学 一、地下水运动的基本概念与基本定律 考试内容 1、地下水运动的基本概念:渗流与典型体元;渗流的运动要素;孔(空)隙平均流速(地下 水实际流速)与渗透流速(达西流速);压强水头和水力坡度。 2、渗流基本定律:线性渗流定律及渗透系数;线性渗流定律;各向异性岩层中地下水的 运动规律;地下水通过非均质岩层突变界面的折射现象。 3、流网:各向同性岩层地下水的流网特征;各向异性岩层地下水的流网特征。 重难提示 典型体元的概念和地下水运动基本定律;流网的应用。 考试要求 掌握渗流基本概念、流网的特征及其在实际中的应用,详细叙述研究地下水运动规律所遵循的基本定律-达西定律。掌握典型体元、非均质各向异性、非均质各向同性、均质各向异性、均质各向同性的概念,正确区分地下水质点实际流速、空隙平均流速和渗透流速。 二、地下水运动的基本微分方程及定解条件 考试内容 渗流连续性方程;水和多孔介质的压缩性;渗流基本微分方程基本形式和各种条件下(非均质各向异性、非均质各向同性、均质各向异性、均质各向同性、非稳定流、稳定流)的基本微分方程;潜水流动的布西涅斯克微分方程:裘布依假定,布西涅斯克微分方程;定解条件及数学模型。 重难提示

重点掌握地下水弹性储存的含义,理解弹性给水度的定义;了解地下水三维流动基本微分方程的基本形式以及几种简单条件下的流动微分方程。掌握裘布依假定的内涵。 考试要求 重点理解地下水弹性储存的含义,掌握弹性释水系数和重力给水度的概念;掌握渗流的连续性方程,潜水、承压水和越流含水层中地下水非稳定运动的基本微分方程的推导过程;熟悉定解条件,并能够正确建立数学模型。要求在此理解地下水非稳定运动基本微分方程形式的基础上,掌握如何在水文地质实体概化为水文地质模型后,建立与水文地质模型相对应的数学模型方法。 三、地下水向河渠的运动 考试内容 主要有均质和非均质含水层中地下水向河渠的稳定运动。 1、均质含水层中地下水向河渠的运动:承压含水层中地下水向河渠一维稳定流动;无入渗 潜水含水层中地下水向河渠二维稳定运动;隔水底板水平的潜水运动;隔水底板倾斜的潜水运动;均匀稳定入渗的潜水向河渠二维稳定运动。 2、非均质含水层中地下水向河渠的运动:分段法;等效厚度法;吉林斯基势函数法。 重点和难点 重点掌握无入渗潜水含水层中隔水底板水平时地下水向河渠二维稳定运动;均匀稳定入渗的潜水向河渠二维稳定运动;灵活运用分段法和等效厚度法求解非均质问题。 考试要求 总结各种简单条件下地下水向河渠运动的流量方程(承压、无压、底板水平或倾斜、无入渗或有入渗)。对于均质问题,要求理解各种条件下流量方程和水头线方程的推导过程,掌握无入渗承压和无压含水层中隔水底板水平时地下水向河渠二维稳定运动条件下的流量方程和水头线特征;掌握存在均匀稳定入渗的潜水向河渠二维稳定运动时的流量方程,学会运用简单解析公式求解河间地段实际问题。对于非均质问题,掌握分段法和等效厚度法的

地下水动力学发展史

地下水动力学发展史 郑龙群64090510 (吉林大学环境与资源学院地下水科学与工程系水文与水资源工程专业) 1 概述 虽然人类对地下水的开发利用可追溯到远古时代,但对地下水运动规律的科学认识是较晚的。地下水动力学的发展可以简单的概括为四个阶段:稳定流建立和发展阶段(1856~1935)、非稳定流建立和发展阶段(1935~1969)、实验-电网络模拟技术阶段(1950~1980)、计算机数值模拟技术阶段(1965~今)。 2 稳定流建立和发展 2.1 达西定律(Darcy’s Law)[1] 1856年法国水力工程师H.P.G.达西通过砂的渗透试验获得渗透流速与水力坡度之间的线性关系,提出线性渗透定律,即达西定律,其表达式为: ?H Q=KA 式中Q为单位时间渗流量,A为过水断面,?H为总水头损失,L为渗流路径长度,K为渗透系数。关系式表明,水在单位时间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反比,与过水断面面积和总水头损失成正比。 达西定律的提出标志地下水动力学作为一门学科的诞生。 2.2Dupuit假设及Dupuit公式[2] 1863年,J. Dupuit提出,潜水在缓变流动下,允许忽略地下水的垂向分速度来计算,把达西定律推广用于求解实际问题。 Dupuit公式是以达西定律为基础,推导出地下水单向及平面径流向稳定流的公式。

Dupuit公式的出现,对当时地下水动力学的发展起到了重要的作用,直到今天仍有一定的实用价值。 2.3 地下水稳定流的产生 1901 年,P. Forchheimer 等研究了更复杂的渗流问题,从而奠定了地下水稳定理 论的基础[3]。1906 年, Thiem公式的提出为地下水稳定流的发展做出了巨大的贡献[4]。 3 非稳定流的建立和发展(1935~1969) 3.1 地下水非稳定流理论的产生 在20世纪初期温策尔通过抽水试验,发现了一系列重要现象,并作了比较正确的解释。其中主要的几点是[5]: 1.在分布宽广的潜水含水层中抽水是个逐渐疏干含水层的过程,首先主要是疏干抽水井附近的部分含水层。以后,随着降落漏斗的扩大,逐渐更多地疏于远处的含水层。 2.而在抽水井附近最先达到接近于稳定的状态,越远越偏离稳定状态。 3.既然降落漏斗发展的过程是漏斗中含水层疏干的过程,那么这个过程必然与含水层的给水度有关。反过来,根据疏干发展的过程,应该能计算出含水层的给水度。 温策尔的结论,几乎己包含了地下水径向非稳定流的全部主要思想。然而,由于缺乏数学准备,他只能限于定性的解释,没有能推导出实用的公式。 1928 年,O.E. Meinzer根据大量长期观测资料,认为承压含水层时可压缩而且是有弹性的。随着抽水引起的承压水头的下降,承压含水层也释放出一部分贮存的水,因而再分布宽广的承压含水层中抽水的过程,也是不断消耗含水层中贮存水的过程。这样地下水非稳定流的理论出现的时机也就成熟了。 3.2Theis公式 1935年美国学者泰斯(C. V. Theis)在数学家鲁宾(C. I. Lubin)的帮助下,利用水流和热流的相似性,根据热传导问题的非稳定流求解方法,给出了当水井抽水时井附近地下水位变化的非稳定流解,创立了地下水运动的非稳定流理论,这一非稳定流问题的解即是泰斯公

中国地质大学(北京)历年地下水动力学考研真题

一、试讨论潜水含水层中的导水系数与给水度之间的关系。(10分) 二、试说明下列概念及相互关系:渗透流速、地下水流速。(10分) 三、试论述潜水含水层中按规范进行的稳定流抽水试验是否可求给水度。(20分) 四、试论水均衡法与数值法在计算中有何异同。(20分) 五、如题五图所示,假定河床切割深度为X,河水位至潜水含水层隔水底板的高度为H1,潜水均质含水层的渗透系数为K。试讨论,在河岸旁距离L处有一完整井以定水位H0抽水时,河床切割深度对完整井抽水量的影响。(20分) 六、如题六图所示,为一垂直剖面,河床切割含水岩层,此含水岩层分为上、下两层,下层含水层厚度为M,渗透系数较上层的小,假定A点的水位是固定的。试示意绘出不同河水位时的河流左岸侵润曲线,并加以讨论。(20分)

一、说明地下水渗透流速与实际流速的意义和关系。在进行地下水的溶质运移计算时,应采用哪种流速?为什么?(10分) 二、假设在潜水的平面稳定流动中,忽略垂向分速度,试推导和讨论隔水底板对潜水面的影响。(15分) 三、如图所示,在扇形区域内有一井,若用映射法求解此问题,问θ为何种角度才可求解,它们对边界的性质(补给边界或隔水边界)有无要求?(15分) 四、在未切割整个潜水含水层的河流岸边取水,除考虑河流的流量、河水位、河床淤积外,在计算其对开采井的开采流量时,对河流补给量计算,还应考虑哪些因素?试加以说明。(20分) 五、某冲积扇地区,在粘性土隔水层分布起始地段,潜水与承压水的水头线几乎一致,当钻孔位置A点开采承压水,形成降落漏斗如图所示,若位置移至B点开采承压水时,部分影响已经超过隔水层,此时降落漏斗形状应如何?试绘图表示。(20分) 六、在承压水超采的情况下,承压水水位H2已比上层潜水水位H1低,若不考虑水平方向的迳流坡度混采井串通上下两层时,(1)试计算潜水通过钻孔注入承压含水层的流量;(2)若从混采井抽出一定的流量Q,试分析该流量来自哪个含水层,建立数学表达式来表示。(20分)

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