地下水动力学课程设计电子教案
地下取水课程设计
地下取水课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解地下水的概念、形成过程及在我国水资源中的重要性。
2. 学生能够掌握地下水文的基本知识，包括地下水的分布、运动规律及影响因素。
3. 学生能够了解地下取水的方法和技术，以及相关的水资源管理政策。
技能目标：1. 学生能够运用地下水文知识分析地下水的分布特点，预测地下水位变化趋势。
2. 学生能够运用地下取水技术，设计简单的地下水开采方案，解决实际问题。
3. 学生能够通过实际调查、资料搜集等方法，了解当地水资源状况，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到保护地下水资源的重要性，培养节约用水、保护水资源的意识。
2. 学生能够关注我国水资源的现状及面临的问题，增强社会责任感和主人翁意识。
3. 学生能够通过课程学习，激发对地理学科的兴趣，培养积极探索、热爱科学的精神。
课程性质：本课程为地理学科教学，结合学生所在年级，注重理论知识与实际应用的结合，提高学生的实践能力。
学生特点：学生具备一定的地理基础知识，对地下水、水资源等方面有初步的认识，但对地下取水技术的了解较为有限。
教学要求：教师应结合学生实际情况，采用启发式教学、案例分析等方法，引导学生主动参与课堂，提高学生的实践操作能力。
通过本课程的学习，使学生达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 地下水的基本概念：地下水定义、形成过程、类型及在我国水资源中的地位。
教材章节：第一章第二节《地下水资源》2. 地下水文知识：地下水的分布、运动规律、补给与排泄、水位与水质的动态变化。
教材章节：第二章《地下水的运动与分布》3. 地下取水技术：地下水的开采方法、井灌工程、地下水动态监测技术。
教材章节：第三章《地下水的开发利用》4. 水资源管理政策：我国水资源管理政策、地下水保护法律法规、节约用水措施。
教材章节：第四章《水资源管理与保护》5. 实践案例分析：分析当地地下水开发利用案例，了解地下水资源的合理利用与保护。
地下水动力学_吴吉春_教学大纲
地下水动力学_吴吉春_教学大纲《地下水动力学》课程教学大纲课程编号：19054课程性质：学科核心课程课程学分：5课内总学时：80授课方式：课堂讲授一、课程目的与要求：地下水动力学是水文学及水资源专业或水文地质工程地质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方法或模拟方法，对地下水进行定量评价。
同时对一些地下水运动的专门问题，如海水入侵，裂隙介质中的地下水运动，非饱和带地下水的运动，水动力弥散理论等有一定初步认识，了解基本原理及基本研究方法。
本课程要求学生重点掌握各种条件下地下水稳定流和非稳定流的解析解的原理和方法，深刻理解其适用条件。
二、课程内容和学时分配：第一章渗流理论基础（20学时）第一节渗流的基本概念第二节渗流基本定律第三节岩层透水特征分类和渗透系数张量第四节实变界面的水流折射和等效渗透系数第五节流网第六节渗流的连续性方程第七节承压水运动的基本微分方程第八节越流含水层中地下水非稳定运动的基本微分方程第九节研究潜水运动的基本微分方程第十节定解条件第十一节描述地下水运动的数学模型及其解法第二章地下水向河渠的运动（8学时）第一节河渠间地下水的稳定运动第二节一侧有河流渗漏时河渠附近潜水的非稳定运动第三节两侧有河流渗透时，河渠间潜水的非稳定流动第三章地下水向完整井的稳定运动（14学时）第一节导论第二节地下水向承压水井和潜水井的运动第三节越流含水层中地下水向完整井的稳定运动第四节非浅性流情况下，地下水向完整井的稳定运动第五节流量和水位降深关系的经验公式第六节补给井（注水井）第七节叠加原理第八节地下水向完整井群的稳定运动第九节均匀流中的井第十节井损与有效井半径及其确定方法第四章地下水向完整井的非稳定运动（16学时）第一节承压含水层中的完整井流第二节有越流补给的完整井流第三节有弱透水层弹性释水补给和越流补给的完整井流第四节潜水完整井流第五章地下水向边界附近井的运动（4学时）第一节镜象法原理及直线边界附近的井流第二节扇形含水层中的井流第三节条形和矩形含水层中的井流第六章地下水向不完整井的运动（4学时）第一节地下水向不完整井运动的特点第二节地下水向不完整井的稳定运动第三节地下水向承压水不完整井的非稳定运动第七章地下水运动中的若干专门问题（12学时）第一节非饱和带的地下水运动第二节双重介质渗流学说第三节水动力弥散理论第四节海岸带含水层中的咸淡水界面第八章研究地下水运动的模拟法（2学时）第一节模型的相似基础第二节砂槽模拟第三节容缝槽模拟第四节电模拟三、教材、参考书目：（一）教材薛禹群主编，《地下水动力学》，地质出版社，1997。
地下水的课程设计
地下水的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解地下水的定义、来源与分布特点。
2. 学生能掌握地下水与地表水的关系，了解地下水循环过程。
3. 学生能了解我国地下水资源的现状及其保护措施。
技能目标：1. 学生能运用地下水相关知识，分析地下水文问题，提出解决思路。
2. 学生能通过实地考察、资料搜集等方法，培养探究地下水问题的能力。
3. 学生能运用图表、报告等形式，展示地下水研究成果。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对水资源的保护意识，树立节约用水、合理利用地下水的观念。
2. 学生通过学习地下水知识，增强对自然环境的尊重和热爱，提高环保意识。
3. 学生在学习过程中，培养合作、探究、批判性思维等科学素养。
课程性质：本课程为自然科学领域，涉及地理、环境、生态等多个方面，旨在让学生全面了解地下水相关知识。
学生特点：六年级学生具备一定的自然科学基础，好奇心强，善于观察和思考，但需加强实践操作和解决问题的能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作相结合，鼓励学生参与探究活动，提高地下水知识的实际运用能力。
通过课程目标分解，确保学生达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 地下水的基本概念与特征- 地下水的定义、组成与分类- 地下水的分布、运动与循环2. 地下水与地表水的关系- 地下水与河流、湖泊、湿地等水体的联系- 地下水对地表水的影响及其相互作用3. 地下水资源的利用与保护- 我国地下水资源的分布特点与开发利用现状- 地下水资源的保护措施及案例分析4. 地下水问题及其对策- 地下水超采、污染等问题的成因与危害- 地下水问题的解决思路与治理措施5. 实践活动- 实地考察地下水文观测站，了解地下水监测方法- 调查当地地下水资源的利用与保护情况，提出改进建议教学内容安排与进度：第一课时：地下水的基本概念与特征第二课时：地下水与地表水的关系第三课时：地下水资源的利用与保护第四课时：地下水问题及其对策第五课时：实践活动教材章节：第一章：水资源与人类活动第二节：地下水资源教学内容依据课程目标，结合教材章节进行组织，注重科学性和系统性，旨在帮助学生全面掌握地下水相关知识，为实际问题的解决奠定基础。
地下流体电子教案完整版
第一篇地下流体物理动态观测第一章预备知识第一节地下水的赋存条件一．地下水的赋存空间地壳介质，无论是松散沉积物还是坚硬的基岩，都具有大小不同、多少不等和形状不一的空隙（图1.1.1）。
不含孔隙的岩石是少见的，只是随着岩石的性质和受力作用的不同，空隙形状、多少、连通程度等有所差异。
通常把岩石空隙的大小、多少、形状、连通程度以及分布状况等性质统称为岩石的空隙性。
孔隙度的测定方法各种各样。
例如，为了粗略了解砂砾、粗砂的孔隙度，可采用极简便的方法。
取一量筒，装入所要测定的砂样，在量筒中测定其体积，然后向量筒中注水，当全部孔隙被饱和时，砂面上便出现发亮的水面，此时，注入的水量可认为是孔隙的体积，有了孔隙的体积与砂的体积便不难求得孔隙度了。
室内精确测定孔隙度时，通常借测定岩石的容重与比重后计算得到。
孔隙度与容重、比重间有下列关系：（二）裂隙裂隙是坚硬岩石在内外营力作用下产生的各式各样的裂缝。
裂隙的宽度、长度、连通情况在不同的出露地点及不同的岩石中差异很大，与松散沉积物孔隙相比表现为具有明显的不均匀性。
岩石的裂隙在数量上用裂隙率表示。
裂隙率是裂隙的体积与包括裂隙在内整个岩石的体积之比。
由于裂隙在岩石中的分布一般是不均匀的，对一个裂隙岩层来说，往往是某些地方裂隙特别发育（如受力部位），而另一些地方则很不发育。
因而，岩石裂隙率的变化上相当大的。
有的小于百分之一，有的则可达百分之几十。
（三）溶隙可溶性岩石中各种裂隙，在地下水的长期作用下，经溶蚀而扩展，形成各种尺度、各种形态的溶隙，使岩石的空隙性极大地增强，有时甚至成为非常巨大的溶洞，有的高达数十米，有的长达几十公里。
岩溶率的变化范围很大，由小于百分之一到百分之几十。
表现为在相邻处的岩溶发育程度很不同，在同一地点的不同深度也有很大变化。
岩溶发育的不均匀性往往较裂隙的不均匀性更突出。
在自然界中，每种空隙并不是孤立地存在，空隙的分布特点与发育状况是相当复杂的。
例如有时岩石胶结得不十分紧密，既可存在孔隙，也可以存在裂隙；可溶岩中由于水流状况的不同，在同一层中常常是溶洞与裂隙共存，甚至只有未经溶蚀的裂隙存在。
地下水动力学PPT学习教案
降深公式可近似表示为
*
*
1
2
式中
2
1 W(u1,α)为不计弱透水层弹性释水的越流系统井函数。
2 2
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9
地下水向完整井的非稳定运动 当 t 10 m1μ1* 和 t 10 m2μ*2
K1
K2
（续第四章）
Q s(r,t) 4πT W (u2 )
b）两相邻层为隔水层
u2
r 2(μ*
μ1* 4Tt
计算系数
2
μ*2 μ*
B1
Tm1 K1
越流因素：
B2
Tm2 K2
第76页/共56页
8
地下水向完整井的非稳定运动 当 t 5 m1μ1* 和 t 5 m2μ*2 （续K1 第四章K2 ）
s(r,t)
Q 4πT
W
(u1,
)
2）抽水时间较久时的近似解 a）相邻含水层为定水头情况下
1 1 2 *
α r B1 B1 u r (μ 34Tμt 3 ) 1
14
地下水向[α] 完r B1整12 B井122 的非稳定运动
（续第四章） [ ] r 4B1
μ1* μ*
r 4B2
μ*2 μ*
B1
Tm1 K1
再由
B2
可求的B1、B2。 有越流因素可求K1，K2。
Tm2 K2
2）相邻层为隔水层的配线法方法相同，不再赘述。
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15
地下水向完整井的非稳定运动 （续第四章）
2 r
s
2
1 r
s r
K1
s1 z
K2
s2 z
μ*
s t
地下水动力学第三版课程设计
地下水动力学第三版课程设计一、课程设计目的与意义地下水动力学是地下水科学中的一个重要分支，主要研究地下水的流动规律和水文地质问题。
本课程旨在培养学生对地下水动力学基本理论的理解和掌握相应的分析计算方法，通过课程设计，使学生能够运用地下水动力学理论和方法解决实际问题。
二、课程设计内容1. 阶段一：选题准备在授课过程中，学生需要通过选题准备阶段，明确课题研究目标、选题意义、研究方法和计算方案等相关工作。
2. 阶段二：方案设计在方案设计阶段，学生需要完成以下任务：1.对地下水流动状态进行分析和计算；2.确定分析结果和计算方法；3.通过实地调查或数据分析，获取所需数据并进行处理；4.确定编写报告所需软件和工具。
3. 阶段三：实验与计算在实验与计算阶段，学生需要进行以下工作：1.进行地下水流动实验，并记录相关数据；2.利用所学地下水动力学理论和分析方法，将实验数据带入计算，并获得计算结果；3.对计算结果进行分析和解释，并提出问题与归纳总结。
4. 阶段四：撰写报告在撰写报告阶段，学生需要完成以下任务：1.总结地下水动力学相关理论知识；2.分析实验与计算结果，并将其归纳总结；3.撰写实验报告，并提出自己的见解。
三、课程设计要求1. 基本要求1.本课程设计重视学生实际操作能力和综合素质的培养，要求学生必须独立完成实验和计算，并撰写实验报告；2.学生在完成课程设计过程中需要紧密配合师资力量，并遵循实验室安全规定和作息制度；3.课程设计分组完成，每组不超过5人。
2. 评分要求1.课程设计成绩占课程总成绩的50%；2.课程设计得分由实验报告撰写质量、计算方法及结果的准确性、实验过程及数据记录等方面综合考虑；3.学生在课程设计过程中不得抄袭代码或实验报告，否则将被取消课程设计成绩。
四、参考资料1.《地下水动力学》（第二版），刘卫国、李义忠编著，中国水利水电出版社；2.《现代地下水科学》，刘亚田、马卫永编著，科学出版社；3.《地下水理论和数值模拟》，张书富编著，中国水利水电出版社；4.《地下水数值模拟原理与方法》，王震、陈晓光编著，高等教育出版社。
地下水给水厂课程设计
地下水给水厂课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解地下水的概念、形成与分布特点，掌握地下水在给水厂中的应用。
2. 学生能掌握给水厂处理地下水的基本工艺流程及其操作原理。
3. 学生能了解我国地下水资源的现状及保护措施。
技能目标：1. 学生具备分析和解决实际给水厂地下水处理过程中问题的能力。
2. 学生能够运用所学的知识，设计简单的地下水处理流程。
3. 学生能够通过小组合作、讨论等方式，进行资料的搜集、整理和分析。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到地下水资源的珍贵性，培养节约用水、保护水资源的意识。
2. 学生能够关注我国水资源现状，增强社会责任感和环保意识。
3. 学生在课程学习过程中，培养科学探究精神，提高对自然科学的学习兴趣。
课程性质：本课程为自然科学类课程，旨在让学生了解地下水及其在给水厂的处理过程，提高学生的实践能力和环保意识。
学生特点：六年级学生具备一定的自然科学基础，对新鲜事物充满好奇心，善于合作与交流。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导他们主动探究、积极思考，提高解决问题的能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使他们在学习知识的过程中，形成正确的价值观。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 地下水的基本概念与特性- 地下水的定义与形成- 地下水的分布与运动- 地下水的水质特点2. 地下水在给水厂中的应用- 给水厂地下水处理的意义- 地下水处理的基本工艺流程- 地下水处理技术的优缺点分析3. 地下水处理工艺流程及其操作原理- 混凝、沉淀、过滤、消毒等基本处理步骤- 各个处理步骤的操作原理及设备- 工艺流程中常见问题及其解决办法4. 我国地下水资源的现状与保护- 地下水资源的开发与利用- 地下水资源的现状与面临的问题- 地下水资源的保护措施及政策法规5. 实践活动与案例分析- 参观当地给水厂，了解实际地下水处理过程- 分析具体案例，探讨地下水处理过程中的问题及解决方法- 小组合作，设计简单的地下水处理流程教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
1 - 河海大学地质科学与工程系
《地下水动力学》教学大纲一、课程名称：地下水动力学Dynamics of Groundwater二、课程编号：0403057三、学分学时：3学分/48学时四、使用教材：周志芳等，《地下水动力学》，河海大学自编教材，2005五、课程属性：学科基础课必修六、教学对象：地质工程专业本科生七、开课单位：地球科学与工程学院地质科学与工程系八、先修课程：普通地质学，构造地质学，水文地质学基础九、教学目标：地下水动力学是地质工程专业的一门重要的专业课。
本课程的主要任务是使学生掌握地下水动力学的基本概念、基本定律，河渠附近、井附近的地下水运动理论，裂隙介质地下水运动基本概念等。
培养学生掌握专业知识能力、分析和解决实际工程问题的能力。
十、课程要求：本课程采用课程讲授与问题探讨、实例演示以及研究性教学等教学方式，实行启发式教学，重点培养学生的理论基础和解决地下水运动问题的能力。
因此，本课程要求课前必须阅读教材的相关部分和参考文献；课上主动参与讨论；课后按时完成布置的作业，及时进行教学互动交流。
十一、教学内容：本课程主要由以下内容组成：第一章绪言（2学时）⏹知识要点：地下水动力学的概念，地下水动力学发展简史，资源、环境、工程及水文地质工作中遇到的地下水动力学问题及本课程的学习方法等。
⏹重点难点：地下水动力学的概念及其应用⏹教学方法：课堂讲授，应用实例介绍地下水动力学的应用第二章地下水运动学基础（16学时）⏹知识要点：（1）地下水运动的基本概念：地下水和多孔介质的性质，贮水率和贮水系数；典型单元体，渗流、渗透、渗漏和渗流速度，地下水的水头及水力梯度；（2）渗流基本定律：多孔介质透水特征分类；均质、非均质，各向同性和各向异性；地下水流态的判别；Darcy定律及其应有范围；地下水运动特征的分类；（3）流网；（4）地下水运动的控制方程；（5）地下水运动的数学模型及其求解方法。
⏹重点难点：典型单元体、渗流介质透水性特征分类、地下水运动控制方程等。
地下水课程设计
地下水课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解地下水的概念、成因、类型和特点，掌握地下水的基本知识和保护地下水的方法。
通过本节课的学习，学生应能够：1.描述地下水的定义和成因。
2.识别地下水的不同类型和特点。
3.解释地下水的重要性和保护地下水的措施。
4.应用地下水知识解决实际问题。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.地下水的定义和成因：介绍地下水的概念，解释地下水是如何形成的。
2.地下水的类型和特点：讲解地下水的不同类型，如地下潜流、地下承压水等，并介绍它们的特征。
3.地下水的重要性和保护措施：强调地下水在农业生产、城市供水和生态环境中的作用，并提出保护地下水的措施，如合理开发、防止污染等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法：1.讲授法：教师通过讲解地下水的概念、成因、类型和特点，引导学生掌握地下水的基本知识。
2.讨论法：学生讨论地下水的重要性和保护措施，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解地下水在现实生活中的应用和保护。
4.实验法：安排学生进行地下水实验，加深对地下水特点的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的地下水教材，为学生提供系统、全面的地下水知识。
2.参考书：提供相关的参考书籍，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性和生动性。
4.实验设备：准备地下水实验所需的设备，如地下水采样工具、水质分析仪器等，让学生亲自动手，提高实践能力。
通过以上教学设计，我们期望学生能够全面掌握地下水知识，提高对地下水保护和可持续利用的认识，为我国地下水资源的保护和合理利用做出贡献。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本节课采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和积极性。
地下水动力学第三版教学大纲
地下水动力学第三版教学大纲一、课程简介《地下水动力学》是地下水水文学的重要分支之一，它是以流体力学为基础，以地下水流动为研究对象，探讨地下水水力过程、物理过程及控制因素的一门交叉性学科。
本课程旨在介绍地下水的流体力学基础与数值模拟方法，包括地下水流动方程式的推导、数值解法、地下水模型构建、历史演变及最新发展等方面内容。
二、课程目标1.掌握地下水基本的物理和化学特性；2.理解地下水流动方程式的推导及应用；3.掌握地下水传热传质过程及相应模拟方法；4.学习流域地下水模型的构建和分析方法；5.了解最新的地下水动力学研究进展，具备对地下水问题进行科学研究的能力。
三、课程安排第一章地下水动力学基础1.1 地下水的物理和化学特性 - 地下水结构及成分 - 地下水与岩石的作用 - 地下水化学性质及微生物的作用1.2 地下水流动方程式的推导 - 微分方程式的基本理论 - 水力方程式的推导 - 运动方程式的推导 - 地下水流动方程式的综合应用1.3 地下水流量的计算方法 - 井流量计算 - 数值模拟方法第二章地下水传热传质过程2.1 地下水传热传质基本理论 - 热传递的基本原理 - 质传递的基本原理 - 热传质的耦合过程2.2 地下水传热传质数值模拟方法 - 传热传质差分方程式的推导 - 数值模拟方法的实现第三章流域地下水模型3.1 流域地下水特征分析方法 - 流域分析的原理 - 地下水特征分析3.2 流域地下水模型基本理论 - 模型观念的产生 - 模型的基本概念 - 模型的构建方法3.3 流域地下水模型构建方法 - 模型构建前的准备 - 模型的建立 - 模型的检验 - 模型的应用第四章地下水动力学的最新进展4.1 地下水动力学发展历程回顾 - 地下水动力学的起源 - 地下水动力学的发展历程4.2 地下水动力学的最新研究进展 - 地下水动力学模型细化及耦合方法 - 参数变异性对地下水模型的影响 - 生物地下水动力学及其研究方法四、课程考核1.平时成绩：包括课堂表现、参加讨论、作业等，占总成绩的30%；2.实验成绩：占总成绩的20%；3.期末考试：占总成绩的50%。
地下水动力学2015.10-12教学内容(40学时)
（*）式=（**）式，方程两端同除以△t，且取△x→0，△y→0，△z→0，△t→0，得到渗流连续性方程（2-1-1）式。
（3）水头与压强变化方程：由（1-1-12）式得到压强变化与水头变化方程。
三、渗流的基本微分方程（指承压含水层的基本微分方程）
1、渗流的连续性方程（2-1-1）式，是质量守恒定律，这里要变其为水力学常用的与水头有关的方程，将（2-3-1）式、（2-1-9'）、（2-2-6'）和（2-2-11）式代入（2-1-1）式得到（2-3-2）式。
均衡单元体（图2-1-1）渗流进入的质量—渗流流出的质量=在这一时间段（△t）内该单元体积内质量的变化量；
1、均衡单元体（图2-1-1）渗流进入的质量—渗流流出的质量，如在x方向：单位之间通过单位断面的渗流量为渗流速度vx，密度ρ∙vx为单位断面上的流量的质量，△y∙△z为断面宽度，得到该方向上在△t时段内流入与流出水流质量的变化量；同理在y、z方向也得到相似方程。在三个方向净流入均衡体的质量为20页（*）式。
2、旋转坐标使计算坐标与主渗流方向一致，并且在渗流方向上水密度变化远远小于渗流速度的变化，将达西定律代入，得到（2-3-5）式。
3、由（2-3-6）式定义弹性给水率，最终得到承压含水层的基本微分方程（2-3-7）式。
第四次课程内容
一、渗流基本微分方程的讨论
1、单位给水度的物理意义：由（2-3-6）定义 ，得到右端项两项，αγ和nγβ。
（2-3-1）式的由来：孔隙度与孔隙比的计算公式
，由于 ，可见如果含水层水平方向不变，在垂直方向上△z=Vb，所以这一项是多孔介质均衡体中固体部分的厚度，代入（2-2-1）式，得到（2-3-1）式；将骨架的压缩性方程（2-2-9）和(2-2-11)代入（2-3-1）、将（2-2-6）和（2-2-11）代入（2-3-1），解决了（2-2-1）式右端的问题，公式为（2-3-2）式。
地下水动力学 教学大纲
地下水动力学一、课程说明课程编号：020311Z10课程名称：地下水动力学/Groundwater dynamical mechanics课程类别：专业课学时/学分：40/2.5先修课程：理论力学，材料力学适用专业：城市地下空间工程教材，参考书：1.吴吉春,薛禹群主编.地下水动力学.北京:中国水利水电出版社.2009年；2.薛禹群主编.地下水动力学.北京:地质出版社,1997年.二、课程设置的目的意义地下水动力学是城市地下空间工程专业的必修技术基础课，在基础课与专业课之间起着承上启下的作用。
通过该课程的学习，使学生对结构的小型问题能熟练地进行手算，对大型问题能应用计算机进行计算，为毕业后从事结构设计、施工和科研工作打好理论基础。
地下水动力学主要叙述了有关地下水运动的基本原理、计算方法、试验方法和模拟方法。
三、课程的基本要求知识：了解地下水动力学是研究地下水在多孔介质中运动规律的科学，它是解决有关地下水定量评价和合理开发的基础，是水文地质学科的一个重要组成部分。
地下水运动规律的研究以数学、物理学、水力学等学科的成就为基础，应用了数值计算、模拟实验等一系列研究方法。
能力：学完本课程后，要求学生熟悉渗流理论基础、地下水向河渠的运动、地下水向完整井的运动、地下水向不完整井的运动、非饱和带地下水运动基本理论、水动力弥散基本理论、物理模拟方法以及地下水运动的数值模拟方法。
培养创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力；素质：本课程主要使学生掌握不同水文地质条件下，地下水稳定流和非稳定流的解析解，主要模拟实验的适用条件、原理及计算方法；掌握水文地质实体、水文地质模型、水文地质数学模型三者之间的内在联系。
通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求无六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、分析、课外作业、课前导学的方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、作业、讨论、考勤、课内互动，课堂提问等；过程考核占总评成绩的40%，期末考试点60%。
地下水动力学电子教案
地下水动力学电子教案第一章地下水运动的基本概念与基本概念本章概述：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、均质各向同性的等概念；正确区分地下水质点实际流速、空隙平均流速和渗透流速；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；掌握流网的特征并及其在实际中的应用，重难介绍：掌握典型体元的概念和地下水运动基本定律；流网的应用。
本章学时数：4学时（180分钟）教学内容：1.1地下水运动的基本概念我们以前学过《水力学》，从课程名字来看他们很相似，那《地下水动力学》和《水力学》有什么异同点？1、水力学与地下水动力学异同点相同点：都是研究水的运动规律的学科。
相异点：水力学是研究水在管道或渠道中的运动。
地下水动力学则是研究水在岩石空隙中（孔隙、裂隙、岩溶）运动规律。
2、渗流与渗流场我们把由由固体骨架和空隙两部分组成的介质，叫多孔介质。
如砂层、裂隙岩体等。
地下水在多孔介质中的运动，称为渗流，渗流所占据的空间就叫渗流场。
1.1.1渗流与典型单元体我们刚才讲到地下水地下水渗流，那渗流和实际的水流又有什么区别呢？由水力学我们知道普通水流的流向是从总水头高的地方流向总水头低的地方，水流量的大小取决于水头差和水头损失，同样地下水水的流向也是从高水头流向低水头，流量的大小也水头差和水头损失。
但是从图1-1-0b和1-1-3a可以看出，普通水流在管道中运动取决于管道大小、形状及管壁的粗糙度，而渗流运动取决于多孔介质空隙大小、形状以及其连通性。
我们知道在自然界中多孔介质中固体的边界的集合形状是各种各样的，形状十分复杂，其通道是曲折的，地下水在这样复杂的介质中流动，其质点运动轨迹弯曲，通常其渗流速度缓慢，流态多为层流，水只在空隙中流动，在固体物质中无渗流发生，因此从整个渗流空间来说是不连续的，而此也其运动要素（如流速矢量）的分布变化无常，是非稳定流，但是大部分是缓变流。
图1-1-3a 地下水实际流动图1-1-3b 基于渗流流速的流线从微观角度研究地下水运动的难度有两个方面：A）如果从微观角度来看地下水运动（渗流）：地下水是在不同的空隙中运动的。
地下水动力学习题集课程设计
地下水动力学习题集课程设计
简介
地下水动力学是地下水科学和水资源科学中的重要研究方向，涉及到地下水流
的规律、地下水资源开发利用等方面。
本课程设计主要面向地下水科学、水文学和土木工程等相关专业的本科生，通过学习本课程设计，可以了解地下水动力学的基本概念和理论，并能够基于现有的理论和方法进行地下水动力学的水文模型建立、地下水流场分析和模拟研究等。
目的和任务
本课程设计的目的在于：
1.建立地下水动力学学习题集，加深对相关理论和方法的理解；
2.通过编写、分析和解答地下水动力学习题，提高学生应用相关知识进
行问题求解的能力；
3.对重点难点地下水动力学问题进行深入探讨，促进学生对该领域内的
问题和解决方法的深入认识。
本课程设计的主要任务包括：
1.整合已有的地下水动力学课程内容和教材，编写典型习题；
2.构建地下水动力学的水文模型，并在此基础上完成习题的分析、解答；
3.对典型习题进行讨论和复习，加深对相关理论和方法的理解；
4.鼓励学生自主探索地下水动力学领域内的问题，并帮助学生掌握分析
解决问题的基本方法。
设计方案
本课程设计主要由以下几个部分组成：
1。
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《地下水动力学》课程设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：二○一○年一月十六日目录1.课程设计目的 (3)2.课程设计题目描述和要求 (3)3.课程设计报告内容 (5)4：结论 (17)1.课程设计目的能够利用《地下水动力学》所学的基本理论与专业知识解决实际工程中所遇到的各种水文地质工程地质问题（本次设计中主要针对抽水试验求解含水层参数与基坑降水问题），并能够熟练运用各种专业软件进行设计及制图。
2.课程设计题目描述和要求（一）、抽水试验部分1、在某承压含水层中有一完整井，以涌水量Q＝0.0058m3/s进行抽水试验，在距抽水井10m处有一观测孔，其观测资料如表，试用配线法求该承压含水层的导水系数T和贮水系数u*.2、在无限分布的承压含水层中，有一完整井以800m3/d的流量进行抽水试验，在距主孔100m处的观测孔，其观测资料如下表所示。
试用直线法求含水层的导水系数T和贮水系数u*.3、在某承压含水层中进行抽水试验，稳定流量为200m3/h，在距抽水井110m处有一观测孔，当抽到71.25h后停泵，恢复水位的观测资料如表所示，试用水位恢复法计算含水层的导水系数和贮水系数。
（二）、基坑降水部分题目见具体附件。
步骤：1、基坑大井总涌水量Q（包括基坑仿大井半径r0，基坑影响半径R）1：配线法：（1）配线法的基本原理：由Theis公式①对上式两端取对数：二式右端的第二项在同一次抽水试验中都是常数。
因此，在双对数坐标系内，对于定流量抽水曲线和标准曲线在形状上是相同的，只是纵横坐标平移了和距离而已。
只要将二曲线重合，任选一匹配点，记下对应的坐标值，代入①式即可确定有关参数。
此法称为降深-时间距离配线法。
由实际资料绘制的s-t曲线和与s-r2曲线，分别与和W(u)-u标准曲线有相似的形状。
因此，可以利用一个观测孔不同时刻的降深值，在双对数纸上绘出s-t曲线和曲线，进行拟合，此法称为降深-时间配线法。
(2)计算步骤①在双对数坐标纸上绘制或W(u)- u的标准曲线。
②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、s-r2曲线。
③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（如图）。
④任取一匹配点(在曲线上或曲线外均可)，记下匹配点的对应坐标值：并代入①式，分别计算有关参数。
（3）配线法的最大优点：可以充分利用抽水试验的全部观测资料，避免个别资料的偶然误差提高计算精度。
（4）课程设计题目描述和计算：首先根据已知数据绘制s-t/r²实际曲线，然后将此曲线重叠在W(u)-1/u 上，在保持对应坐标轴彼此平行的基础上，是实际资料与标准曲线尽量拟合。
当两支曲线拟合好后，在匹配的曲线上任取一点，记下坐标1/u=25, w(u)=2.6813 (t/ r²)=0.3 S=1.带入公式得：T=Q*[W(u)]/(4π[s])=107u*=4T*[ t/r²]/[1/u]=3.57E-32:Jacboo直线图解法：（1）Jacboo直线图解法的原理：当u≤0.01时，可利用Jacob公式（4-13）计算参数。
首先把它改写成下列形式：上式表明，s与lg （t/ r²）呈线性关系，斜率为2.3Q/4πT利用斜率可求出导水系数T（图4-7）式中，i为直线的斜率，此直线在零降深线上的截距为（t/ r²）把它代入（4-13）有：（图4——7）以上是利用综合资料（多孔长时间观测资料）求参数，称为s- lg(t/ r²) 直线图解法。
同理，由（4-13）式还可看出，s-lgt和s-lgr均呈线性关系，直线的斜率分别为(2.3Q/4πT)和(-2.3Q/4πT)。
因此，如果只有一个观测孔，可利用s-lgt直线的斜率求导水系数T，利用该直线在零降深线上截距t0值，求贮水系数。
如果有三个以上观测孔资料，可利用s-1gr直线的值求。
（2）Jacboo直线图解法的优点：既可以避免配线法的随意性，又能充分利用抽水后期的所有资料。
但是，必须满足u≤0.01或放宽精度要求u≤0.05，即只有在r较小，而t值较大的情况下才能使用；否则，抽水时间短，直线斜率小，截距值小，所得的T值偏大，而µ*值偏小。
(3) 课程设计题目描述和计算：首先根据上述资料，绘制s-logt曲线，并进行直线拟合。
然后在直线上分别取两个点（0.0146，1.03656）（0.0069388，0.97234）然后得出斜率i=0.1987. 然后求出直线的截距b=0.6064直线公式为s=0.1987logt+0.6062 *然后代入有关公式计算，得：T=2.3Q/(4πi)=737.28m²/du*=2.25Tt/r²=1.0267E-73:水位恢复试验试验(1)基本原理:抽水井停抽后，井中水位将迅速回升，而上升速度逐渐减缓。
在抽水井附近的观测孔中水位在停抽后一段时间内上升速度则较慢；在远处的观测孔中的水位，在停抽后的一段时间内，水位不但不回升，反而继续下降．达到最大降深时下降速度等于零，随后才逐渐回升(固5—22d)，这点类似于地下水“惯性滞后”的动态反应。
与阶梯流量并流试验相似，设抽水井以定流量Q抽水，持续了tp 时间后停止抽水，恢复水位，可以想象为该井仍以流量Q继续抽水，井从停抽时刻起，有一个流量为Q的注水井开始工作。
这样，正负流量相互抵销，得到停止抽水的效果。
如果不考虑水头“惯性滞后”动态，根据渗流的叠加原理，停止抽水后的剩余降深S’可理解为流量Q继续抽水一直延续到t时刻的降深．和从停抽时刻起以流量Q注水t一tp时间的水位回升的叠加。
两者均可用Thsis公式计算。
故有(2)方法与应用1：水位恢复曲线的绘制与解释：利用水位恢复观田资料，在单对效纸上绘制S’与lg(t’/t)和S*与lgt’曲线，为了分析问题方便，最好S’~ lg(t’/t)和S*~ lgt’曲线同时绘制。
应强调指出，野外水位恢复试验时，应特别注意取得停泵后的1—2小时内的观测数据，这段时间的水位恢复曲线能反映井管、井壁及井周条件的特征，在生产实际中有重要意义。
因此，这段时间内观测的水位数据应有足够的数量与精度，一般憾况下可按表5—14中时间间隔进行观测。
一条完整的水位恢复曲线应包括曲线首段、直线段(中间段)及尾段(因5—24)。
首段曲线反映井管、井壁及井周的条件；尾段曲线反映边界条件‘直线段曲线反映含水层本身的条件，用作水文地质参数的识别。
首段曲线(1)：主要由于人为因素和自然因素的影响，使抽水并附近含水层的渗透性发生了改变。
如含水层中存在软弱夹层、镕洞中泥砾的搬运或止水不安引起并径收缩，因泥浆堵塞，孔壁坍塌，过滤器网眼堵塞以及并周含水层的渗透性突然变弱等，可使井孔周围的渗透性较小；钻孔揭露溶洞或因过滤器选择不佳而产生涌砂掏空等引起井径扩大，井下放炮、酸化、人工填砾以及并周含水层的渗透性突然变强等，可使井孔周围的渗透性变大。
这种由于人为因素和自然因素的影响，在抽水井附近所造成的与含水层中不同的渗透系数称为条件性系数，记做Kc。
当Kc＜K时，说明井周的渗透性低于含水层的渗透性，曲线的斜率变大，如图5—24中的ｂｄ、ｂ＇ｄ＇段。
当Kc＞K时，说明井周的渗透性与含水层的渗透性一致，Q线斜率不变，如图5—34中的ａｄ段，与理论直线重合。
当Kc＝K时，说明井周的渗透性比含水层的渗透性大，曲线的斜率变小，如图5—24中的ｃｄ，ｃ＇ｄ＇段。
后面二种类型曲线的供水井，并的涌水量都没有扩大的可能，尤其第三种类型曲线．当补给条件不佳，还可能导致涌水量的减少。
此外，由于井损等原因都可能引起附加水头损失．表现在首段曲线偏离直线(jacboo理论曲线)。
尽段曲线(3)：反映边界条件的影响。
由图524中eg段曲线斜率增大偏离直线而上挠，说明受阻水条件的影内，如遇到阻水断层、含水层尖灭、透水性突然变弱等条件的影内。
她段曲线斜率减小偏离直线而下挠，说明受供水条件的影肩，如遇到与含水层有水力联系的地表水体、富水断层、透水性突然变强、含水层突然变潭等条件的影内。
若为无界含水层，则尾段曲线不发生煽离，仍保留直线(ef 段)。
2．含水层参数的计算含水层多数的求得可利用恢复曲线中的直线段(I)．如图5—24中的J6段。
从直线斜率的关系式，根容易求得导水系数T（1）课程设计题目描述和计算：根据上述资料，绘制s’-logt/t’曲线，并进行直线拟合。
选取两点（2.59，2.43）和（121.01，11.0）求得斜率：i=5.133然后代入有关公式计算，得T=0.183Q/i=171.128m²/du*= T/ (0.44*r²E（-Sp/i）/tp)=5.077*E-54基坑降水（1）场地情况简介场地上部地下水主要是赋存于卵石②的孔隙潜水中，含水层透水性较强，中等富水，大气降水及地表水为其主要补给源。
地下潜水位面以上采用干钻，直至出现地下水位后观测初见水位，初见水位埋深4.60-4.85m，钻孔终孔24小时后观测稳定水位，测到的潜水稳定水位埋深在 4.75-5.00m，埋深标高324.58-324.90m，大气降水及地表水的补给为其主要补给源。
与溪南河河水成互补关系；下部基岩水为赋存于基岩裂隙中的承压水，根据本次钻探在孔内测得基岩地下水水位埋深9.25-10.80m，埋深标高318.97-319.93m，大气降水及地表水为其主要补给源。
根据龙岩盆地水文地质情况，第四系地下水水位年变化幅度在 2.00-3.00m 之间。
根据邻近的钻探资料及本次测得的水位埋深，本场地的抗浮水位建议取黄海标高327.50m。
本次钻探未取水样,根据临近场地(相距约30m的水木莲花项目,同一水文地质单元)的ZK1、ZK40、ZK65及ZK93水质分析（PH值及各离子含量详见附表8-1～4）资料，地下水类型为Ca2+-HCO3-+SO42-，地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
本工程在场地中设1-2层地下室（范围详见勘探点平面布置图），基坑开挖深度：1层地下室约为5.50m（黄海标高为326.30m），2层地下室约为9.00m （黄海标高为322.80m）m；基坑开挖后，基底土层以卵石②为主，部分为粉质粘土③、含碎石角砾粉质粘土④、次生红粘土⑤及含卵石粉质粘土⑥，这些地层中卵石②层为主要含水层，对基坑开挖影响较大，而基岩裂隙水埋藏较深，对基坑开挖影响不大。
抽水试验仅对卵石②层采用钻孔完整井稳定流抽水试验。
抽水孔采用原钻探孔，在含水层下一定深度内用粘土回填挤实，对含水层进行多次洗井和试抽，确保含水层与钻孔水力相通后，停抽1天左右，并待钻孔水位稳定后进入正式抽水试验，抽水设备采用深井潜水泵。