地下水动力学 复习提纲

第1章渗流理论基础

1、多孔介质的性质

孔隙性：孔隙度，有效孔隙，有效孔隙度，死端孔隙

压缩性：压缩系数（），固体颗粒压缩系数(),孔隙压缩系(),

2、贮水率()、贮水系数()与给水度()

定义，量纲，表达式：，，弹性释水与重力排水

3、渗流、典型单元体

渗流定义与性质(特点)，典型单元体(理解)

4、过水断面、渗流速度、实际平均流速：，

5、水头和水头坡度

测压管水头、总水头：

等水头面、等水头线、水力坡度：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

低方向的矢量。

6、地下水运动特征的分类

稳定流和非稳定流，维数（1维、2维和3维运动）,流态(层流和紊流)

Reynolds数:,临界水力坡度。

7、Darcy定律及其适用范围

Darcy定律：，或

微分表示：，，，矢量表示：

Darcy定律适用范围：Reynolds数判别，起始水力坡度（）

8、渗透系数、渗透率和导水系数

渗透系数定义，影响渗透系数的因素，渗透系数与渗透率关系：，导水系数，单宽流量，量纲

9、非线性运动定律

Forchheimer公式、Chezy公式

10、岩层透水特征分类

均质、非均质岩层，各向同性和各向异性。

渗透系数张量：，主渗透方向

11、水流折射和等效渗透系数

渗流折射定律与分析，层状岩层等效渗透系数：

水平：，垂直：

12、流网

流线与迹线，流线方程：

流函数，流函数的全微分：，流函数性质流网与性质，流网的应用

13、渗流的连续性方程：

14、承压水运动的基本微分方程：

三维：

各向异性介质：

坐标轴方向与主渗透方向一致时：

有源汇项：

各向同性介质：

柱坐标：

轴对称问题：

二维：或

坐标轴方向与主渗透方向一致时：

或

稳定流：微分方程的右端项等于零。

15、越流含水层中地下水非稳定运动的基本微分方程

越流、越流含水层（半承压含水层）

微分方程：

坐标轴方向与主渗透方向一致时：

均质各向同性介质：

有源、汇项：

越流系数、越流因素。

16、潜水运动的基本微分方程

Dupuit假设、适用范围

Boussinesq方程

一般方程：

三维流时微分方程同承压水流微分方程。

17、定解条件

数学模型与定解条件，边界条件分类与表示，初始条件

18、地下水运动的数学模型及其解法

数学模型、正问题和逆问题、地下水流问题的解法

煤层气与常规天然气的区别？

主要有四点区别：

1.储集机理不同

常规天然气是以游离状态储集在储层的孔隙空间当中，在气源充足的情况下，其据计量主要与孔隙空间的大小有关。煤层气则以吸附状态赋存在孔隙的表面之上，其据计量与煤层的吸附性密切相关。

2.成藏过程不同

常规天然气由源岩生成后，经过一定距离的一次运移和二次运移在储层中聚集成藏，运移

方向受流体动力场控制，即天然气主要是在浮力和流体压力的驱使下进行运移；煤层气由煤源岩生成之后直接被煤储层吸附而聚集，这种聚集不受流体动力场的控制而受温压场的控制。

3.气藏边界不同

常规天然气有明显的气藏边界，并且气藏边界内外天然气含气是具有“有”和“无”质的变化；而煤层气藏与常规天然气藏最大的区别之一就是气藏边界不确定，只要有煤就有煤层气的存在，在某些地质条件下，煤层气相对富集形成煤层气藏。因此，煤层气藏内外是含气丰度的差别，而不是有气和无气的差别。

4.流体状态不同

常规天然气藏和煤层气藏都有气、水两相存在，但二者所处的状态不同：常规天然气藏一般以气相为主，即储集空间被游离的气相所占据，存在少量束缚水，水主要以边水和底水的形式存在于气藏的边部和底部，具有统一的气-水界面；而煤储层中大的孔隙空间主要是被水所占据，水中含有一定量的溶解气，部分孔隙中存在游离气相，气藏中的大部分气体以吸附相存在，占80%以上，即煤层气藏中有吸附气、游离气和溶解气三种存在形式。

作业：

1. 什么是多相渗流？地下水运动的连续性方程对推导连续介质的流体方程有用吗？

2. 煤层气解析的机理；

3. 煤层气排采孔的设计；

4. 水文地质条件对煤层气排采有影响吗？

5. 如何通过控制煤层气孔的液压控制煤层气的开采？

第2章地下水向河渠的运动

1、河渠间地下水的稳定运动

有入渗或蒸发时的潜水流浸润曲线方程：

断面的单宽流量为：，

有入渗时河渠间分水岭的移动规律，分水岭位置

排水渠间距的确定，河流渗漏量计算，非均质介质中的流量计算

承压水、承压—无压问题

2、河渠间地下水的非稳定运动

潜水回水

河渠水位迅速上升（或下降）为定值时，河渠间地下水的非稳定运动规律。

第3章地下水向完整井的稳定运动

1、水井类型划分、水位降深、降落漏斗

2、抽水时，地下水能达到稳定运动的水文地质条件

3、水井内外的水位降深与有效井半径

4、承压井的Dupuit公式

，或

5、潜水井的Dupuit公式

，，或

6、巨厚含水层中的潜水井，承压—潜水井，注水井和补给井

7、求含水层参数

无观测孔时，需已知、、

有一个观测孔时，需已知、、、

有两个观测孔时，需已知、、、、

8、预报流量或降深

9、Dupuit公式的讨论

井径和流量关系，渗出面（水跃）

10、越流含水层中地下水的承压水井的稳定流动

解：

在抽水井附近，，可得下近似式：

配线法求参，直线图解法

11、流量和水位降深关系的经验公式