地下水动力学习题及问题详解(1)

《地下水动力学》

习题集

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. 水力坡度

4. 贮水系数

5. 贮水率

6. 渗透系数

7. 渗透率

8. 尺度效应

9. 导水系数

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_。

16. 地下水流发生折射时必须满足方程_

1122tan tan K K θθ=_，而水流平行和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 ====L _。

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 __。

19. 在流场中，二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为_,x y v v y x

ψψ∂∂==∂∂_。 20. 在各向同性的含水层中流线与等水头线_除奇点外处处正交_，故网格为_正交网格_。

21. 在渗流场中，利用流网不但能定量地确定_渗流水头和压强_、_水力坡度_、_渗流速度_以及_流量_，还可定性地分析和了解_区水文地质条件_的变化情况。

22. 在各向同性而透水性不同的双层含水层中，其流网形状若在一层中为曲边正方形，则在另一层中为_曲边矩形网格_。

23. 渗流连续方程是_质量守恒定律_在地下水运动中的具体表现。

24. 地下水运动基本微分方程实际上是_地下水水量均衡_方程，方程的左端表示单位时间从_水平_方向和_垂直_方向进入单元含水层的净水量，右端表示单元含水层在单位时间_水量的变化量_。

25. 越流因素Ｂ越大，则说明弱透水层的厚度_越大_，其渗透系数_越小_，越流量就_越小_。

26. 单位面积(或单位柱体)含水层是指_底面积为1个单位_，高等于_含水层厚度_柱体含水层。

27. 在渗流场中边界类型主要分为_水头边界_、_流量边界_以及_水位和水位导数的线性组合_。

三、判断题

1. 地下水运动时的有效孔隙度等于排水（贮水）时的有效孔隙度。（×）

2. 对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。（√）

3. 贮水率μs=ρg(α+nβ)也适用于潜水含水层。（√）

4. 贮水率只用于三维流微分方程。（×）

5. 贮水系数既适用承压含水层，也适用于潜水含水层。（√）

6. 在一定条件下，含水层的给水度可以是时间的函数，也可以是一个常数。（√）

7. 潜水含水层的给水度就是贮水系数。（×）

8. 在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中，在补给期时，给水度μ大，水位上升大，μ小，水位上升小；在蒸发期时，μ大，水位下降大，μ小，水位下降小。（×）

9. 地下水可以从高压处流向低压处，也可以从低压处流向高压处。（√）

10. 达西定律是层流定律。(×)

11. 达西公式中不含有时间变量，所以达西公式只适于稳定流。(×)

12. 符合达西定律的地下水流，其渗透速度与水力坡度呈直线关系，所以渗透系数或渗透系数的倒数是该直线的斜率。(√)

13. 无论含水层中水的矿化度如何变化，该含水层的渗透系数是不变的。(×)

14. 分布在两个不同地区的含水层，其岩性、孔隙度以及岩石颗粒结构排列方式等都完全一致，那么可以肯定，它们的渗透系数也必定相同。(×)

15. 某含水层的渗透系数很大，故可以说该含水层的出水能力很大。(×)

16. 在均质含水层中，渗透速度的方向与水力坡度的方向都是一致的。(×)

17. 导水系数实际上就是在水力坡度为1时，通过含水层的单宽流量。(√)

18. 各向异性岩层中，渗透速度也是量。(√)

19. 在均质各向异性含水层中，各点的渗透系数都相等。(√)

20. 在均质各向异性、等厚、无限分布的承压含水层中，以定流量抽水时，形成的降深线呈椭圆形，长轴方向水力坡度小，渗流速度大，而短轴方向水力坡度大，渗流速度小。(√)

21. 突变界面上任一点的水力特征都同时具有界面两侧岩层的水力特征。(√)