地下水动力学复习资料分析

地下水动力学复习资料

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. 地下水在空隙介质中的运动称为渗透，而概化后的假象水流是流动于整个含水层中，此时称为渗流；描述地下水运动特征的物理量，如渗流速度、渗流量、水头等，他们是时间和空间的连续函数。

3. 渗透压力:又称动水压力，是指在渗流方向上水对单位体积土的压力。

4.渗透压力对岩、土体稳定性的影响随渗流方向不同而异。如坝基下当渗流方向与重力一致时，渗透力能提高岩土体稳定性；如与重力方向相反，则将减小颗粒间压力，即产生扬压力对土体稳定不利。

5.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。

6.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。

7.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。

8. 层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。

9. 紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。

10. 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。

11.雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力和粘性力的比值。

12.雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。

13.湿周:过流截面与固体边界相接触的线段长度。

14.水力半径:过流截面面积与对应湿周的比值。

15.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。

16. 在渗流场中，由流线和等水头线组成的网络称为流网。

17.渗透率是表征岩土本身固有传导液体能力的参数，其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的液体性质无关18. 渗透系数与渗透率的差别在于:渗透率是与空隙介质的物理性质相关的量，而渗透系数是与空隙介质物理性质和渗透液体物理性质相关的量。

19.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。

20.地下水在含水层中运动遵循两条基本定律，质量守恒定律:水均衡原理；能量守恒或转换定律:直线、非直线渗透定律。

21.裘布依假设：绝大多数地下水具有缓变流的特点。

22.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。

23. 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。

24.承压完整井:于水平埋藏的承压含水层中的完整井，水流基本上水平，同一地点不同深度上的观测孔内的水位也一致。

25. 承压水不完整井:水流不再水平，等势线呈弯曲状，同一地点不同深度上的观测孔内水位不同，降深也不同。

26.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。

27.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。

28.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。

29.稳定井流的形成条件:存在补给，且补给量等于抽水量。

30.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。

31.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。

32.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。

33.渗出面：当潜水流入井中时，井壁水位hs高于井中水位hw，称其为渗出面（水跃）。

34.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。

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（水温模型）

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

2.渗透水流（真实状态）的特点

①通道是曲折的，质点运动轨迹弯曲；

②流速是缓慢的，多数为层流；

③水流仅在空隙中运动，在整个多孔介质中不连续；

④通常是非稳定的；

⑤通常为缓变流。

3.渗透水流与理想渗流有何区别？

共同点:①总体流向取决于水头差；

②流量取决于水头差及沿程损耗。

区别:①水在管道中运动取决于管道大小、形状及粗糙度；

②渗流运动取决于空隙大小、形状、连通性。

4.理想渗流等效简化原则

（1）理想渗流通过某断面的流量应等于通过该断面内孔隙面积的实际流量:质量等效。（2）理想渗流通过某岩层所受到的阻力与实际水流所受到的阻力相等:能量等效。（3）作用于任一面积上的渗流压力或压强等于作用于该面积上的实际水流的渗透压力或压强:压力等效。

5.水头降是怎么产生的呢？

渗流场中任意一点的水头实际上反映该点单位质量液体具有的总机械能，地下水在运动过程中不断克服阻力，消耗总机械能，因此沿地下水流程，水头线是一条降落曲线。

6.理想流体和实际流体的区别？

有无粘滞性是理想流体和实际流体的本质区别。粘滞性是运动流体产生水头损失的根源。

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，α1= 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、汇等控制。

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.裘布依假定的应用: