地下水动力学精第一章ppt课件

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地下水动力学课后思考题及其参考答案ppt课件

则地下水水头的动态变幅越大。不一定，详见P99。
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26
(13)画出间歇性河流对潜水的补给过程的横断面示意流网图，并说明间歇性河流变化规律对潜水含水层动态的影响。
P68。
(14)某水源地附近一口泉的流量发生衰减，可能原因有哪些?
补给量减少或者排泄量增大！
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27
第十章孔隙水
在地壳下部深约1535km处地温高达400以上压力也非常大这里的水不可能以普通液态气态水形式存在均是以非自由态第一章地球上的水及其循环3地球上水的循环按其循环途径长短循环速度的快慢以及涉及层圈的范围可分为水文循环地质循环
绪言第一章地球上的水及其循环
(1)从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水，其中分布有大气水、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水以自由态H2O分子形式存在，液态为主，也呈现固态与气态存在。
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12
(2)请对以下陈述作出辨析
>>潜水面如果不是流线，则流线可能向下穿越潜水面，也可能向上穿越潜水面；
正确。
>>地下水总是从高处往低处流；错误，地下水总是从能量高的地方流向能量低的地方。
>>含水层孔隙度越大，则渗透系数越大；错误，粘土的孔隙度很大，但其渗透系数很小。
>>当有入渗补给或蒸发排泄时，潜水面可以看作一个流面。 P39中。
P57中。 (4)由深循环地下水补给的、温度较高的泉水中，阳离子通常以Na+为主，这是由于( d )的结果。 a.溶滤作用；b.脱硫酸作用；c.浓缩作用；d.脱碳酸作用
P57中。
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20
(5)在某含水层的局部地区，沿着地下水流动方向，SO42-浓度显著下降，HCO3-浓度则显著升高，试回答以下问题： (A)什么样的化学作用可能引起这种变化？

地下水动力学(第一章渗流理论基础-2-专)

(1) 对一给定的流线，流函数是常数。不同的流线有不同的常数值。流函数决定于流线。 (2) 在平面运动中，两流线间的流量等于和这两条流线相应的两个流函数的差值。 (3) 在均质各向同性介质中，流函数满足Laplace 方程；其他情况下均不满足Laplace方程。 (4) 在非稳定流中，流线不断地变化，只能给出某一瞬时的流线图。因此，只有对不可压缩的液体的稳定流动，流线才有实际意义。
∂2H ∂2ψ ∂2H ∂2ψ −K = ; −K =− 2 ∂x∂y ∂y2 ∂y∂x ∂x
二、流网及其性质
流网：在渗流场内，取一组流线和一组等势线组成的网格。流网的性质：流网的性质： 1. 在各向同性介质中，流线与等势线处处垂直，故流网为正交网格。证明：等水头线和流线的梯度为：
gradH = ∇H = ∂H ∂H i+ j ∂x ∂y
一般地下水流都为Darcy流。思考题
§1—3 岩层透水特征分类和渗透系数张量一、岩层透水特征分类据岩层透水性随空间坐标的变化情况，将岩层分为均质的和非均质的两类。均质岩层：在渗流场中，所有点都具有相同的渗透系数。非均质岩层：在渗流场中，不同点具有不同的渗透系数。非均质岩层有两种类型：一类透水性是渐变的，另一类透水性是突变的。均质、非均质:指与空间坐标的关系与空间坐标的关系，均质、非均质指K与空间坐标的关系，即不同位是否相同；置K是否相同；是否相同
K1M1 + K2M2 M1 + M2 Kp − Kv = − M1 M2 M1 + M2 + K1 K2 M1M2 = >0 (K1M1 + K2M2 )(M1 + M2 )
(K1 − K2 )
2

地下水动力学

1，地下水动力学：研究地下水在孔隙岩石，裂隙岩石和岩溶（喀斯特）岩石中运动规律的科学第一章渗流理论基础2，多孔介质：在地下水动力学中，把具有孔隙的岩石称为多孔介质3有效空隙：互相连通的，不为结合水所占据的那一部分空隙4，有效孔隙度：有效孔隙体积与多孔介质总体积之比5，贮水率：又称释水率面积为一个单位，厚度为一个单位，当水头降低一个单位时所能释放出的水量贮水系数（释水系数）=贮水率乘以含水层厚度表示面积为一个单位，厚度为含水层全厚度的含水层主体中，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量贮水率与贮水系数相互关系：1，都是表示含水层弹性释水能力的参数2，对于承压含水层，只要水头不降低到隔水底板以下，水头降低只会引起弹性释水，可用贮水系数表示这种释水能力3，对于潜水含水层，当水头下降时可引起两部分水的排出（1，在上部潜水面下降引起重力排水，用给水度表示重力排水的能力2，在下部饱水部则引起弹性释水，用贮水率表示这一部分的释水能力）弹性释水和重力排水的不同点：1，影响范围不同（弹性释水影响整个承压含水层，重力释水影响潜水含水层和包气带）2，和时间有关（1 弹性释水瞬时完成不随时时间变化 2 重力释水存在滞后效应是时间的函数）3 两只大小不同（弹性释水系数多在0.001-0.00005之间重力排水参数在0.1-0.01之间）7 渗流：假设这种假想水流运动时，在任意岩石体积内所受的阻力等于真是水流所受的阻力，通过任意断面的流量及任一点的压力或水头均和实际水流相同，这种假想水流称为渗流渗流与实际水流相比相同点：阻力相同水头相同流量相同8 渗流速度：代表渗流在过水断面上的平均流速，时一种假想流速实际平均流速：在空隙中的不同地点，地下水运动的方向和速度可能不同平均速度称为实际平均速度测压管水头：H_z=z+p/r水位：一般用在野外，基准面相同（黄海水位标高）水头：基准面可任意选定水位是一种特殊的水头9 地下水头：书十页10，水力坡度：把大小等于坡度值，方向沿着等水头面的法线指向水头降低方向的矢量称为水力坡度p1111，地下水运动特征的分类p11运动要素：表征渗流运动的物理量，主要有渗流量Q，渗流速度V ，压强P，水头H等按运动要素和时间的关系分为：（1）稳定流：运动要素不随时间变化；（2）非稳定流：运动要素随时间变化按地下水运动方向和空间坐标的关系：一维运动，二维运动，三维运动12，层流：流速较小时，液体质点做有条不紊的线性运动，彼此不相掺混紊流：流速较大时，液体质点的运动轨迹曲折混乱，互相掺混13，Dacry在此处键入公式。

地下水动力学基础.ppt

-- 每降低一个单位压强，单位体积的地层压缩“挤”出水的体积
对于各向异性介质，当所选座标方向与介质主渗方向平行时
一般三维问题的基本微分方程

x
(K xx
H x
)

y
(K
yy
H y
)

z
(K zz
H z
) W
SS
H t
地下水流动基本微分方程－柱坐标描述方式
作变换：x r cos , y r sin
折射定律及应用
tgq1 = K 1 tgq2 K 2
多用于简化越流问题（90度折射）
－忽简略化弱准透三水维层流弹
性（压
密）释水情况
等效推行储水系数，包括部分弱透水层的压密释水
多层含水层越流系统的近似微分方程式－－准三维流忽略含水层中垂直分量，忽略夹层水平分量与释水
以两层为例，上层潜水H1、中间弱透水层、下层承压水H2组成的越流系统。含水层内主要为水平流动分量，弱透水层内主要为垂直流动分量
潜水：
x

K
(
H1

B)
H1 x

y
K (H1

B)
H1 y

W1

＋
K' m'
(H2
-
H1)

Sy
H1 t
承压水：
承压水：
x
T3
H3 x

y
T3
H3 y

W3

K2
H 2 z
Z 承压顶板

S3

地下水动力学简介

第一章渗流理论基础§1-1 渗流的基本概念一、渗流及连续介质假说1 多孔介质(porous medium)与连续介质(continuous medium)多孔介质很难给出其精确定义，在地下水动力学中，把具有孔隙的岩石称为多孔介质。

它包括孔隙介质和裂隙介质。

一般来说，具有以下特点的物质就称为多孔介质。

（1）该物体为多相体：固体相-骨架，流体相-空隙；（2）固体相的分布遍及整个多相体所占据的区域；（3）空隙空间具有连通性。

多孔介质由连续分布的多孔介质质点(图1-2)组成—多孔连续介质.此时孔隙度的表示公式为:--为数学点P 处多孔介质的表征体积元（简称为表征体元-REV ），将其所包含的所有流体质点与固体颗粒0v ∆的总体称为多孔介质质点.将其所包含的所有流体质点称为多孔介质流体质点。

图1-2 REV 的定义及孔隙度随体积的变化多孔介质的性质：1）孔隙性2) 压缩性2 渗透（seepage ）渗透:地下水受重力作用在岩石空隙中的实际运动称为渗透。

由于岩石空隙结构极为复杂,空隙的大小、延伸方向、形状无一定规律。

渗透具有如下特征:(1)运动途径复杂多变；（2）状态函数非连续；（3）只有平均性质的渗透规律(图1-1)，研究地下水质点的运动特征比较困难。

因此,在当前经济技术条件下研究单个孔隙中的水或单个水质点的运动是十分困难的,也没有必要。

vv p n v v v ∆∆=∆→∆0lim)(图1-2岩石中地下水的渗透针对这种极为复杂的地下水运功，在地下水动力学中一般可采用两种研究方法。

1) 研究微观情况下的运动，即研究地下水在以孔隙介质中的骨架为边界孔隙或裂隙中的运动。

由于空隙介质的结构具有随机性，所以用统计平均方法来确定地下水运动的宏观规律性；2) 从宏观角度出发，采用试验及数学分析方法，对大量微观运动进行宏观研究得出各种运动条件下地下水运动的基本规律。

3 渗流(seepage flow)前面已经提到,要研究实际的渗透十分困难,因此,我们用一种假想水流来代替真实水流,这种假想水流是在连续介质的基础上通过概化得出的:(1)假定水流充满整个含水层空间(既包括空隙所占据的空间,也包括颗粒/骨架所占据的空间);(2)只考虑水流运动的总体方向,不考虑水流实际运动途径的复杂变化.将通过上述概化后所得到的假想水流—渗流。

地下水动力学1.4

图1-27 某地的流网图
图1-28 叠加抽水井的流网图
(1-33a)
图1-17 流线
(1-33b)
•
• •
M和M’是任意流线上任选的两点。因此，上式对流线上的任一点都是正确的，可以把它看成是流线的方程，用它来描述流线。上面的流线方程无论对各向同性和各向异性介质都是适用的。在各向异性介质中，如果选取的坐标轴(直角坐标系)的方向分别与渗透系数的主方向一致，则上式变为：
（1）在各向同性介质中，流线与等水头线处处垂直，流网为正交网格。由（1-38）式，得：
(1-40)
消去K，得：
(1-41)
等水头线流线式中i，j——单位矢量。
(1-42) (1-43)
在非均质各向同性介质中，上式亦成立。（2）在均质各向同性介质中，流网中每一网格的边长比为常数。
(1-44)
(4) 流函数的特性
① 对于一给定的流线，流函数是常数。不同的流线有不同的常数值。流函数决定于流线。Y=c ② 在平面运动中，两流线之间的单宽流量等于和这两条流线相应的流函数之差。q=Y2 - Y1
③ 在均质各向同性介质中，流函数满足Laplace方程；而在其他情况下，流函数均不满足该方程。
1.4.2 流函数方程
(1) 流线的方程
根据上述定义，没有水流穿越流线。如下图，在任一流线上取任意两点M(x, y)和M' (x+dx, y+dy)。M点的渗流速度矢量为v，它与它的两个分量Vx，Vy构成一个三角形MAB。自 M' 点作垂线Mb，并延长至a。当M与M' 无限逼近时，弧线 MM’ 可用切线Ma来代替，故有 Mb= dx，ab=dy。因为 MAB≈Mab，有以下等式成立---流线方程：

【精品】[工学]地下水动力学第一章-渗流理论基础-3-专PPT课件

d(Δz)= Δzαdp ；dn=(1-n) αdp
式中：α为多孔介质压缩系数。
将三式代入连续方程右端项得：
t
nxyzntzz
nt nzt xy
nzpt z1npt nzpt xy npxyz
t
于是连续性方程变为：
x v x y v y z v z x y z n p t x y z
(5)当弱透水层的渗透系数K1比主含水层的渗透系数K小很多时，近似认为水基本上是垂直地通过弱透水层，折射90º后在主含水层中基本上是水平流动的。(如K1与K相差较小时，用等效渗透系数，非越流)。
(6)弱透水层和主含水层释放的水及相邻含水层的越流量相比，弱透水层本身释放的水量小到可以忽略不计。
有源、汇项的情况下：非均质各向同性
x T H x y T H y K 2H 2 m 2 H K 1 H m 1 H 1 W * H t
非均质各向异性
x T x x H x y T y y H y K 2 H 2 m 2 H K 1 H m 1 H 1 W * H t
对于非均质各向异性介质，有：
x T x x H x y T y y H y K 2H 2 m 2 H K 1H m 1 H 1 * H t
对于均质各向同性介质，有：
2 x H 2 2 y H 2K 2H T 2 2 H m K 1H T 1 1 H m T * H t
越流：当承压含水层与相邻含水层之间存在水头差时，地下水便会从高水头含水层通过弱透水层流向低水头含水层，这种现象称越流。
假设条件：
(1) 水流服从Darcy定律； (2) K不随ρ= ρ(p)的变化而变化；
(3) μs和K也不受n变化的影响； (4) 含水层侧向无压缩，即Δx、 Δy为常量，只有垂直方向Δz的压缩。

地下水动力学(周志芳,王锦国编著)PPT模板

稳定流动
0 3 3.1.3非线性流情况下的地下水向完整井的稳定运动
0 4 3.1.4越流含水层中地下水向承压水井的稳定流动
0 5 3.1.5地下水向干扰井群的稳定运动
0 6 3.1.6井损与有效井径及其确定方法
第三章井附近的地下水运动
3.2地下水向完整井的非稳定运动
3.2.2有越流补给的完整井流
3.2.1承压含水层中的完整井流
3.2.3潜水完整井流的 Boulton模型
第三章井附近的地下水运动
3.3地下水向边界附近完整井的运动
3.3.1镜像法原理及直线边界
附近的井流
01
3 . 3 . 3 条形 03 含水层中的
井流
02 3 . 3 . 2 扇形含水层中的井流
第三章井附近的地下水运动
第一章地下水运动基础
第一章地下水运动基础
1.1地下水运动的基本概念
1.3流体运动的描述方法
1.5地下水运动的控制方程
1.2渗流基本定律
1.4流网
1.6地下水运动的数学模型及其求解方法
第一章地下水运动基础
1.1地下水运动的基本概念
A
1.1.1多孔介质中的
地下水
B
1.1.2地下水和多孔介质的性
第三章井附近的地下水运动
第三章井附近的地下水运动
3.1地下水向完整井的稳定运动 3.2地下水向完整井的非稳定运动 3.3地下水向边界附近完整井的运动 3.4地下水向不完整井的运动
第三章井附近的地下水运动
3.1地下水向完整井的稳定运动
0 1 3.1.1概述 0 2 3.1.2地下水向承压水井和潜水井的
2.1河渠间地下水的稳定运动

地下水的基本知识 ppt课件

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34
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A
135
115
埋藏深度：某点地面标高减去该点潜水位。如A 点埋藏深度=135115=20米
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1、地形等高线；2、等水位线；3、等埋深线；4、潜水流向；5、潜水埋藏深度
为零区（沼泽区）；6、埋深0~2m 区；7、埋深2~4m；8、埋深大于4m 区
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牢固地吸附在土壤颗粒表面的薄层（通常只有几个水
分子厚）水膜。是一层近于固态的水。
薄膜水吸着水
薄膜水——又叫弱结合水，是指在吸
着水层以外的液态水膜。这层水不受
重力影响，但由于引力不等薄膜水质
土粒
点可由厚的地方向薄处转移。
重力水——指在重力作用下，贮存在岩石和土壤的非毛管孔隙中自由运动的水。
重力水
溶隙的体积，通常由钻孔中所取得的
岩心测量而得
V岩石总体积
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8
二、水在岩土中的存在形式
地矿物结合水壳岩石中的水空隙中的水
沸石水、结晶水
结构水结合水
强结合水（吸着水）弱结合水（薄膜水）
液态水重力水毛细水
固态水
气态水
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9
吸着水——又叫强结合水，指由分子引力和静电引力
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5
孔隙度测定方法
1、概略测定方法： n=V水/V砂
2、准确测定方法：
n=（1-δ/γ)×100%
δ—松散岩石的容重
水
γ—松散岩石的比重
3、坚硬岩石：饱和液体法
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液面砂子
6
2、裂隙：指固结的坚硬岩石在构造运动以及其他各

《地下水渗流力学》PPT课件

水文地质学基础：地下水形成、赋存及运移规律。水力学：研究水在管道中运动规律。
2 目的与意义
（1）了解学习该课程的意义，以及在生产实践中能解决具体问题。（2）系统掌握地下水运动的基本理论，并能初步运用这些基本理论分析水文地质问题，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。
（地下水）渗流（动）力学
Groundwater Infiltration Flow Dynamics
安徽理工大学 . 水资源与规划系
绪论
概念研究目的与意义研究内容本学科发展历史应用情况课程的特点
1概念
（地下水）渗流（动）力学：
研究地下水在多孔介质(孔隙、裂隙和溶隙)中运动规律的科学。 (流体、溶质)
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。
4 本学科发展历史
1 稳定流建立和发展阶段（1856~1935） 2 非稳定流建立和发展阶段（1935~1969） 3 实验实验- -电网络模拟技术阶段（ 1950~1980） 4 计算机数值模拟技术阶段（ 1965~至今）
GMS中FEMWATER模块
FEFLOW
FEFLOW是加拿大Waterloo水文地质公司开发的基于三维 (Galerkin)有限元的地下水模拟可视化软件包。
它能够解决下列地下水模拟问题：完全瞬时、半瞬时、稳态地下水流动与溶质运移；随时间变化的实体属性和约束边界条件；饱和与不饱和流动；包含自由潜水面的承压与不承压含水层；带有非线性吸附作用、衰变、对流、弥散的化学质量运移；考虑贮存、对流、热散失、热运移的流体和固体热量运移；密度变化的流动(海水入侵等)。
它是研究地下水流运动特征和溶质在地下水水流作用下在多孔介质中的运移过程与机理，并从量上和质上进行定量评价，并以此进行合理开发利用，最终达到兴利除害的一门理论基础课程。

地下水动力学第一章PPT课件

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2020年11月13日星期五
概化后的理想渗流
颗粒孔隙
图1-1-0b 在一般管道中的普通水流
颗粒
孔隙
图 1-1A -3a 地下水实际流线
颗粒孔隙
11
B 2020年11月13日星期五
二、地下水实际流速、渗透流速
地下水实际流速—质点流速在以P点为中心REV体积上的平均值称为地下水在P点的实际流速。
三、水头与水力坡度
总水头 Hz pu2
2g
u2《z p
2g
Hp
测压水; 头Hp
H
某砾石含水层中，u = 1.65cm/s
u2 1.652 0.000c1m 4 2g 2980
15
2020年11月13日星期五
潜水含水层压强与水头
图1－1－4a 潜水含水层的压强与水头
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2020年11月13日星期五
0 V=1个颗粒的体积
1. 若P点取颗粒中心且V只取小于颗粒体积时孔隙率n=0；
V
V0
2. 若P点取孔隙中心且V只取小于孔隙体积时孔隙率n=1；
3. 当V取值由一个颗粒或一个孔隙逐渐放大时，n值会因随机划进的颗粒或孔隙体积而产生明显的波动，但随着V取值再增大，n值波动逐渐减小。
4. 当V取至某个体积时，孔隙率趋于某一平均值n，此时的V称为典型体元 (REV)，记为V０
5
2020年11月13日星期五
一、典型体元
(Representative elementary volume)
在水力学中引进质点的概念，把水看成连续介质，则可用连续函数描述运动要素。
为了把渗流场概化为多孔介质连续体，用连续函数描述，引进典型体元的概念。

地下水动力学1.2

ivity） Q=KMBJ Q=Q/B=KMJ=TJ （1-19）式中T=KM，称为导水系数，反映含水层出水能力的水文地质参数，其物理意义是水力坡度为1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量。导水系数是定义在一维或二维流中的水文地质参数。单位：m2/d。
图1-12 导水系数的概念
；裂隙介质：
或
（1-18）
达西（D）的定义：当液体的动力粘滞度为 0.001Pa· s，压强差为101325Pa的情况下，通过面积为1cm2、长度为1cm岩样的流量为1cm3/s时岩样的渗透率，记为D。尺度效应是指渗透系数与试验范围有关，随着试验范围的增大而增大的现象，K=K(x)。亦即抽水时间 t长、降深s大的群孔抽水试验所得K较抽水时间t短、降深s小的抽水试验所得K大。
图1-9 Darcy 实验装置
达西定律(1856年)表达式：
（1-12）（1-13）
J = (H1-H2)/L
其中: Q——渗透流量（出口处流量），亦即通过过水断面（砂柱各断面）A的流量，m3/d；volumetric flow rate. K——多孔介质的渗透系数，m/d； A——过水断面面积，m2 ；cross-sectional area of flow. H1、H2——上、下游过水断面的水头，m； L——渗透途径，m)； J——水力梯度，等于两个计算断面之间的水头差除以渗透途径，亦即渗透路径中单位长度上的水头损失。
表1-1 岩石透水性划分
渗透系数 K(cm/s) K(m/d) 透水性含水层透水好的 10-2 8.64 10-3 0.864 弱透水差的 10-6 0.000864 10-7 0.0000864 隔水不含水
岩土渗透性分级（G5 50287-1999 ）

地下水动力学第一章

渗透系数不仅取决于岩石的性质（如粒度、成分、颗粒排列、充填状况、裂隙性质及其发育程度等），而且与渗透液体的物理性质（容重、粘滞性等）有关。理论分析表明，空隙大小对K值起主要作用
地下水动力学
第一章渗流理论基础
通常采用的单位是cm2 或D
D是这样定义的：在液体的动力粘度为0.001Pa·s，压强差为 101325Pa的情况下，通过面积为1 cm2 、长度为1理论基础
四、渗流
“典型单元体” （REV）
(Representative elementary volume)
“典型单元体积” (V0 ) Vmin<V0<Vmax
地下水动力学
第一章渗流理论基础
五、渗流速度(渗透速度，比流量）
在垂直于渗流方向取的一个岩石截面，称为过水断面
当渗流平行流动时，过水断面为平面，弯曲流动时则为曲面
第二阶段：非稳定流理论，1935年至今，Theis、Jacob Bear、Neuman 为代表。我国20世纪70年代开始推广。60年代国际上开始数值解（我国80年代开始），80年代随机理论（我国上世纪末开始）。
五、前沿课题：裂隙、包气带、非均质、溶质运移（污染、海水入侵、多相、反应）、地面沉降、随机理论、数据融合
Darcy定律的微分形式：
5
地下水动力学
第一章渗流理论基础
Reynolds数不超过1～10时，地下水的运动才符合Darcy定律
地下水动力学
第一章渗流理论基础
实例
当地下水通过平均粒径d=0.5mm的粗砂层，水温为 15℃时，运动粘滞度ν=0.1m2/d,当Reynolds数Re=1
为什么？
这是惯性力的影响。地下水流通道弯弯曲曲，形状、大小不断变化，水流方向、速度、加速度连续不断变化，有时很剧烈，产生惯性力的影响。当速度较小时，惯性力的影响不大，粘滞力占优势，水流服从Darcy定律。速度增大，惯性力增大至占优势时， Darcy定律不再适用。

地下水动力学第01讲

绪言(preface)
0.1 地下水动力学的概念、研究内容 0.2 地下水动力学在国民经济建设中的作用 0.3 地下水动力学发展概况 0.4 地下水动力学常用软件介绍 0.5 小结
0.2 地下水动力学在国民经济建设中的作用
>>定量计算、预测、评价地下水的量和质，为合理、经济地开发地下水、保护地下水资源提供理论依据。
>>将假想渗流作为连续的水流来看待，这样做的优点是可以把实际上并不处处连续的水流当作连续的水流来进行研究，渗流场中的运动要素则是时间和空间的连续函数，从而可以利用一般水力学、流体力学中研究液体运动的方法来分析渗流问题。
>>这种方法，既避开了研究个别空隙中流体质点运动规律的困难，而得到的流量、阻力、压强等又与实际水流相同，可满足实际需要。
绪言(preface)
0.1 地下水动力学的概念、研究内容 0.2 地下水动力学在国民经济建设中的作用 0.3 地下水动力学发展概况 0.4 地下水动力学常用软件介绍 0.5 小结
0.5 小结
0.5.1 学习要求
(1)理解地下水动力学的研究内容； (2)理解地下水动力学在国民经济中的作用； (3)了解地下水动力学的发展概况。
>>因此，我们必须引进一个假想的水流代替真实的水流。这种假想水流的物理性质(如密度、粘滞性等)和真实的地下水相同；它是充满了整个多孔介质(包括空隙和固体部分)的连续体；而这种假想水流的阻力与实际水流在任意岩石空隙体积内中所受的阻力相同；它的任意一点压强P和任一断面的流量Q与实际水流在该点周围一个小范围内的平均值相等。
Jacob Bear. Dynamics of Fluids in Porous media. Published in 1972 by American Elsevier Publishing Company, Inc.

水动力学基础 PPT课件

渐变流 ( 又称缓变流 ) ：指各流线接近于平行直线的流动，即渐变流各流线之间的夹角很小，流线的曲率半径 R 很大。否则称为急变流。渐变流的极限情况是流线为平行直线的均匀流．
渐变流过水断面具有的两个性质：
(1) 渐变流过水断面近似为平面； (2) 恒定渐变流过水断面上，动水压强近似地按静水压强分布。
当地加速度: 固定点速度随时间的变化，第一项： u / t , u / t , u / t x z y 迁移加速度:等号右边括号内项反映了在同一时刻因地点变更而形成的加速度。
§3—2 欧拉法的若干基本概念
1．迹线和流线迹线则是同一质点在一个时段内运动的轨迹线。流线是某一时刻在流场中画出的一条空间曲线，在该时刻，曲线上所有质点的流速矢量与这条曲线相切，流线是同一时刻与许多质点的流速矢量相切的空间曲线。一条某时刻的流线表明了该时刻这条曲线上各点的流速方向。
运动要素仅随一个坐标(包括曲线坐标)变化的液流称为一元流。由于三元流动的复杂性，常简化为二元流(运动要素是两个坐标的函数)或一元流来处理。
为了摆脱粘性在分析实际液体运动时在数学上的某些困难，我们先以忽略粘性的理想液体为研究对象，然后在此基础上进一步研究实际液体（修正）。
§3—1 描述液体运动的两种方法
均匀流中各流线是彼此平行的直线，各过水断面上的流速分布沿流程不变，过水断面为平面。
例: 液体在等截面直管中的流动，或液体在断面形式与大小沿程不变的长直顺坡渠道中的流动，都是均匀流。
在恒定流时，当地加速度等于零；
在均匀流时，则是迁移加速度等于零。
5，渐变流与急变流
非均匀流中，流线多为彼此不平行的曲线，按流线图形沿流程变化的缓急程度，又可将非均匀流分为渐变流和急变流两类。

《地下水动力学》PPT课件

4学科发展历程1稳定流建立和发展阶段185619352非稳定流建立和发展阶段193519693实验电网络模拟技术阶段195019803实验电网络模拟技术阶段195019804计算机数值模拟技术阶段1965今1稳定流建立和发展阶段1856193511856年法国水力学家达西henrydarcy18031858提出了多孔介质中的线性渗透定律即著名的达西定律darcyslaw成为地下水运动的理论基础
溶岩石中运动规律的科学。其研究对象主要是重力水。
它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量上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 课程的目的
目的：
（1）使学生了解学习该课程的意义，以及在生产实践中能解决的具体问题。
（2）使学生系统掌握地下水运动的基本理论，并能初步运用这些基本理论分析水文地质问题，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。
3 实验-电网络模拟技术阶段（1950~1980）
1950~1965年，研究了大范围含水层系统的电网络模拟技术，电模拟技术到20世纪80年代在我国还被较广泛应用。
4 计算机数值模拟技术阶段（1965~今）
1965年以来，计算机数值模拟技术不断得到广泛应用。目前，已经形成许多国际通用的商业化专业软件，主要有：
主要研究内容：
（1）渗流基本概念、基本定律、基本方程、定解条件及数学模型的建立和解法，为基础理论和重点内容；
（2）地下水向河渠的运动；排灌区地下水运动的规律即水平方向运动规律。
主要研究内容
（3）地下水向井的运动和求参方法，重点是地下水向完整井的稳定运动和非稳定运动；水井区地下水运动的规律即垂直运动规律。

地下水动力学(第一章渗流理论基础-1-专)

2. 贮水率和贮水系数贮水率：面积为1单位面积，厚度为1单位的含水层，当水头降低1单位时所能释出的水量。用µs表示。弹性释水：由于水头降低引起的含水层释水现象称为弹性释水。贮水系数：面积为1单位面积，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。用µ*表示。二者关系： µ* = µs M
V =V0e
−β ( p− p0 )
用Taylor级数展开，舍去高次项，得到如下的状态方程： V = V0[1-β（p-p0）] ρ=ρ0[1+β（p-p0）]
2 多孔介质的某些性质（1）多孔介质的孔隙性
孔隙度：指孔隙体积和多孔介质总体积之比。孔隙度有效孔隙：互相连通的、不为结合水所占据的那一有效孔隙部分孔隙。有效孔隙度：指有效孔隙体积和多孔介质总体积之有效孔隙度比。死端孔隙：死端孔隙一端与其它孔隙连通，另一端是封闭的，其中的地下水是相对停滞的。
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上和质量上进行定量评价和合理开发利用以及兴利防害的理论基础
地下水动力学
高志娟工程学院
绪论地下水动力学：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。它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量上和质量上进行定量评价和合理开发利用，以及兴利防害的理论基础。
第一章渗流理论基础 §1—1 渗流的基本概念
一、地下水在含水岩石中的运动 1 多孔介质：具有孔隙的岩石。含水介质一般分为三类：孔隙介质：含有孔隙水的岩层。裂隙介质：含裂隙水的岩层。岩溶（Karst）介质：含岩溶水的岩层。 2 地下水的流动类型可归纳为两类：（1）地下水沿多孔介质的孔隙或遍步于介质中的裂隙运动；（2）地下水沿大裂隙和管道的流动。