经典考研地下水动力学重点4
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。
地下水动力学知识点总结
地下水动力学知识点总结地下水动力学这门学科呀，可真是充满了各种有趣又实用的知识！咱们今天就来好好总结总结。
先来说说地下水的流动。
想象一下，地下水就像一群调皮的孩子，在地下的通道里跑来跑去。
它们的流动速度和方向可不是随便乱来的，这和很多因素都有关系。
比如说，含水层的渗透性就像通道的宽窄，渗透性好，地下水跑得就快；渗透性差，它们就得慢悠悠地挪。
还记得有一次，我去一个地方考察，那里有一口古老的水井。
周围的人们都说这水井的水一直都很清澈，水量也很稳定。
我就好奇呀，仔细研究了一下周围的地质情况。
发现那里的含水层渗透性不错，地下水能够稳定地补充到水井里，所以才有了这样让人称赞的好水井。
这就让我更深刻地理解了渗透性对地下水流动的重要影响。
再说说水头和水力梯度。
水头就像是地下水的“能量高度”，水力梯度则是它们流动的“动力”。
水力梯度越大，地下水流动得就越起劲。
这就好比我们爬山，山坡越陡，我们往下滑的速度可能就越快。
地下水的储存和释放在实际生活中也很重要。
含水层就像是一个大水库，能储存大量的地下水。
当我们需要用水的时候，它又能释放出来。
我曾经在一个农村地区看到，在干旱的季节里，当地居民依靠着地下含水层储存的水，度过了艰难的时期。
还有地下水向井的流动。
井就像是一个大吸盘，把周围的地下水都吸引过来。
不同类型的井，吸引地下水的能力和方式也不一样。
地下水动力学的知识在很多领域都有应用呢。
比如在水资源管理方面，了解地下水的流动规律，就能更好地规划水资源的开发和保护，避免过度开采导致地下水资源枯竭。
在地质工程中，它能帮助工程师们预测地下水流对工程建设的影响，提前做好防范措施。
总之，地下水动力学的知识点虽然看起来有点复杂，但只要我们用心去理解，多结合实际生活中的例子，就能发现其中的乐趣和实用价值。
就像我们通过那口古老的水井，明白了渗透性的重要；通过农村的用水情况，理解了储存和释放的意义。
希望大家都能掌握好这些知识，为我们更好地利用和保护地下水资源出一份力！。
《地下水动力学》复习要点
内容主要有：（1）渗流理论基础；（2）地下水向河渠的稳定运动；（3）地下水向完整井的稳定运动；（4）地下水向完整井的非稳定运动；（5）地下水向边界附近井的稳定和非稳定运动。
重点考核地下水运动的基本概念、基本原理和方法。
题目类型有名词解释、判断题、作图题和计算题等，其中计算题占试题总分数的65%。
《地下水动力学》复习要点第一章 渗流理论基础一、基本内容1、基本概念：多孔介质、贮水率、贮水系数（弹性给水度）、渗流、渗流速度及与实际速度关系、水头（位置水头、测压管水头）、水力坡度、渗透系数、渗透率、导水系数、各向异性介质、各向同性介质、均质与非均质、水流折射原理、流网、dupuit 假设、第一类边界条件、第二类边界条件等2、基本定律：达西定律及适用范围3、描述地下水运动的方程：渗流连续性方程、承压水运动的基本微分方程、潜水运动的基本微分方程、越流含水层地下水非稳定流运动方程4、定解条件（初始条件、边界条件），数值方法基本思想二、要求1、理解并掌握上述概念和理论2、用达西定律分析水头线的变化或根据流网分析水文地质条件变化；3、给定水文地质条件，能正确画出反映地下水运动特点的流网图；4、给定水文地质模型和水文地质条件，写出反映地下水运动的基本方程（给定假设条件，建立数学模型，包括初始条件、边界条件）第二章 河间地块地下水的稳定运动一、基本内容有入渗时河间地块潜水的稳定运动问题（水文地质模型、假设条件、数学模型、流网、任意过水断面流量、分水岭移动规律、水头线）、无入渗时潜水的稳定运动、承压水的稳定运动，水在承压—无压含水层中的运动，非均质含水层中水的运动问题。
二、学习要求根据给定问题的水文地质条件，用相关公式计算过水断面流量或水位。
三、常用公式 1、承压含水层（达西定律） l H H m m kq 21212++= x lH H H H 211--= 2、无入渗潜水含水层（达西定律）l h h h h k q 21212-+= x lh h h h 2122212-+= 3、有入渗时潜水 wx wl l h h k q +--=2122221 )(22122212x lx kw x l h h h h -+-+= 4、分水岭位置 l h h w k l a 222221--= 5、其它流动问题（水平层状含水层、非均质含水层、承压—无压含水层、厚度或水流厚度沿流向变化等）第三章 地下水向完整井的稳定运动一、 基本概念：完整井、不完整井、水井及周围水位（水头）、稳定井流条件（定水头边界、越流、入渗补给）、井损与水跃、影响半径与引用影响半径、叠加原理、均匀流及平面或剖面流网二、学习要求1、掌握地下水向承压水井和潜水井运动问题的假设条件、数学模型、平面或剖面流网特征2、利用有关公式计算抽水量、降深或利用抽水试验资料（已知降深或水位），求含水层参数（导水系数或渗透系数）3、应用叠加原理地下水向完整井群的稳定运动问题。
地下水动力学概念总结
地下水动力学概念总结---- King Of Black Spider 说明：带下划线的是重点，重点116个，次重点22个，共138个。
第0章地下水动力学：Groundwater dynamics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，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进行定量评价和合理开发利用，以及兴利除害的理论基础。
主要研究重力水的运动规律。
第1章渗流：Seepage flow是一种代替真实地下水流的、充满整个岩石截面的假想水流，其性质（密度、粘滞性等）与真实地下水相同，充满整个含水层空间（包括空隙空间和岩石颗粒所占据的空间），流动时所受的阻力等于真实地下水流所受的阻力，通过任一断面及任一点的压力或水头均与实际水流相同。
越流：Leakage 当承压含水层与相邻含水层存在水头差时，地下水便会从水头高的含水层流向水头低的含水层的现象。
对于指定含水层来说，水流可能流入也可能流出该含水层。
贮水系数：storativity又称释水系数或储水系数，指面积为一个单位、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，无量纲。
μ* = μs M。
既适用于承压含水层，也适用于潜水含水层。
导水系数：Transmisivity 是描述含水层出水能力的参数；水力坡度等于1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量；亦即含水层的渗透系数与含水层厚度之积，T=KM。
它是定义在一维或二维流中的水文地质参数。
单位：m2/d。
非均质介质：如果在渗流场中，所有点不都具有相同的渗透系数，则称该岩层是非均质的。
各向异性介质：渗流场中某一点的渗透系数取决于方向，渗透系数随渗流方向不同而不同。
达西定律：Darcy’s Law 是描述以粘滞力为主、雷诺数Re< 1~10的层流状态下的地下水渗流基本定律，指出渗流速度V与水力梯度J成线性关系，V=KJ，或Q=KAJ，为水力梯度等于1时的渗流速度。
《地下水动力学》复习提纲
《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。
地下水动力学复习
定流量抽水时的Theis公式 s Q W u
4T u r2*
4Tt
Jacob公式：
s
Q
4T
ln
2.25Tt
r2*
利用Theis公式求水文地质参数
• 配线法确定水文地质参数 • Jacob直线图解法求水文地质参数的方
法。 • 水位恢复法 • 有补给越流完整井的降深时间曲线特征 •
q2
K
h12 h22 2l
1 Wl 2
例题，必须会。
2. 无入渗时潜水流的方程 潜水流的浸润曲线方程
h2
h12
h22
h12 l
x
距左河x处断面的单宽流量
qx
K
h12 h22 2l
二、承压水的稳定运动 承压水一维稳定流的水头线方程
H
H1
H1
l
பைடு நூலகம்H2
x
承压水一维稳定流任一断面的流量
四、突变界面的水流折射和等效渗透系数 1. 折射定律、4点结论 2. 层状岩层的等效渗透系数（水平和垂直） 五、流网
流函数有下列特性（4条）。 流网。 流网的性质（4点）。 必须做到会画流网。
六、渗流的连续性方程 七、承压水运动的基本微分方程
源、汇 八、越流含水层中地下水非稳定运动的基本 微分方程
地下水动力学
绪言
地下水动力学
第一章 渗流理论基础
一、渗流的基本概念 1. 多孔介质、孔隙度、有效孔隙、有效孔
隙度。 2. 贮水率和贮水系数 贮水率、贮水系数、二者关系。 贮水率、贮水系数的两点说明。 弹性释水和重力排水的不同点（两点）。
3. 渗流 假想水流有哪些特点(4点) 。 渗流区或渗流场 过水断面、渗流速度。 渗流速度与实际流速的关系。
地下水动力学第四章 PPT
Q lg R
0.732
2h0
rw
sw sw
裘布依稳定潜水井流方程应用
3、另一种形式
若抽水试验有两个观测孔,r1处水位h1,r2处水位h2。
r2 Q 1 dr h2 hdh
r1 2K r
h1
Q 2K
ln r2 r1
1 2
h12
h22
Q 1.366K h22 h12 lg r2 r1
sw
s1 s2
ln r
H
Hw
Q
2T
ln
r rw
Hw
sw
ln
rw R
rw
定
r
水 头
边
界
H
r H0
sw
H
H0
Hw M
rw
r
R
图4-1-5 裘布依稳定承压井流
齐姆井流与裘布依稳定井流区别
裘布依模型在自然界就是十分罕见得,德国土木工程师齐姆认 为:在水平方向无限延伸得含水层中,可以用从抽水井中心到实际 观测不到地下水位变化处得水平距离R来代替裘布依模型中得模 型半径——“影响半径”。从而将裘布依模型得计算公式用于计 算无限含水层得问题,这种方法在60-80年代在生产单位得到了广 泛应用。并导致了地下水资源评价概念与方法上得错误。
hw2
ln R
lg R
rw
rw
裘布依稳定潜水井流流量方程
1、流量方程
取sw h0 hw
h2 0
h2 w
h0
hw h0
hw
2h0 sw sw
Q 1.336K 2h0 sw sw
lg R rw
裘布依稳定潜水井流方程应用
2、求渗透系数K
地下水动力学重点
1494247821第一章1多孔介质(Porous medium)：地下水动力学中具有空隙的岩石。
广义上包括孔隙介质、裂隙介质和岩溶不十分发育的由石灰岩和白云岩组成的介质，统称为多孔介质。
2多孔介质的性质(1) 孔隙性：有效孔隙和死端孔隙。
孔隙度：是多孔介质中孔隙体积与多孔介质总体积之比（符号为n），n=Vv/V ，可表示为小数或百分数。
有效孔隙：是多孔介质中相互连通的、不为结合水所占据的那一部分孔隙。
有效孔隙度：是多孔介质中有效孔隙体积与多孔介质总体积之比（符号为ne），ne=V e/V 。
死端孔隙：是多孔介质中一端与其它孔隙连通、另一端是封闭的孔隙。
(2) 压缩性：固体颗粒和孔隙的压缩系数推导。
多孔介质中固、液、气三相可共存。
其中固相的成为骨架，气相主要分布在非饱和带中，液相的地下水可以吸着水、薄膜水、毛管水和重力水等形式存在。
3理想渗流等效简化原则：质量等效能量等效4渗流的运动要素：流速压强与水头水力坡度5过水断面：垂直于所有流线的断面，称为渗流断面(过水断面)。
单位时间内通过渗流断面的地下水体积称为渗透流量。
6渗流分类：（1）.按运动要素(v,p,H)是否随时间变化，分：稳定流与非稳定流（2）.按渗流速度在空间上变化的特点，分一维流、二维流、三维流（3）.按地下水质点运动状态的混杂程度，分：层流、紊流与过渡区流态（4）.按地下水有无自由表面，分为：承压流、无压流、承压—无压流（5）.按岩层透水性以及对地下水所起作用，分隔水层、含水层、透水层（弱透水层）7水力坡度:（1）沿等水头面(线)法线方向的水头变化率，称为水力坡度,（2）：大小等于梯度值(dH/dn)，方向沿着等水头线的法线方向指向水头降低的方向的矢量定义为水力坡度，记为J。
8：影响渗透系数大小的因素：①岩层空隙性质（孔隙大小、多少）；②流体的物理性质决定；渗透率k：表征岩层透水性能的常数，仅仅取决于岩石的性质而与液体的性质无关。
9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)。
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。
地下水力学知识点总结归纳
地下水力学知识点总结归纳
1. 地下水的定义和形成
地下水是指地下岩石或土壤中的水分。
它形成于降水渗入地下
之后，在孔隙中积聚而成。
2. 地下水的循环
地下水循环是指地下水与大气水之间的相互关系。
降水渗入地
下形成地下水，一部分地下水存在于大气中以水蒸气的形式，形成
蒸发。
蒸发的水蒸气升入大气形成云，最终降下为降水，从而完成
地下水的循环。
3. 地下水的运动
地下水的运动主要是通过渗流和地下水流的方式。
渗流是指地
下水通过孔隙和裂隙进行渗透和运动，而地下水流则是指地下水在
流域中的流动。
4. 地下水的储量和补给
地下水的储量是指地下岩石或土壤中可利用的水的总量。
地下
水的补给主要是通过降水补给、地表水补给和人工补给等方式实现。
5. 地下水对环境的影响
地下水对环境有着重要的影响。
它可以维持湿地生态系统的稳定，提供饮用水和灌溉水资源，同时还参与了地质作用和地下水污
染等过程。
6. 地下水的开发和利用
地下水的开发和利用是指将地下水用于人类活动和生产的过程。
它涉及到地下水资源的勘探、开采和利用技术等方面。
以上是对地下水力学知识点的一些总结和归纳。
地下水作为重
要的水资源和自然现象，对我们的生活和环境有着重要的影响和作用。
在地下水开发和利用的过程中，我们需要注重科学合理的管理
和保护，以确保地下水资源的可持续利用。
山东省考研水利工程复习水流动力学重点知识点总结
山东省考研水利工程复习水流动力学重点知识点总结水流动力学是水利工程中的一个重要领域，涉及到水的流动特性、流态划分、流速计算等方面的知识。
在山东省考研水利工程的复习过程中，熟悉水流动力学的重点知识点是必不可少的。
本文将针对山东省考研水利工程复习水流动力学的重点知识点进行总结，以帮助考生更好地备考。
一、水流动力学的基本概念及基本方程1. 流体力学基本概念- 流体：具有流动性质的物质，包括液体和气体。
- 流动：流体在空间中的运动。
- 流态：流体的流动状态，包括层流和湍流。
2. 流体的描述- 欧拉法：描述流体运动时，以固定点上的流体性质为基础。
- 拉格朗日法：描述流体运动时，以个别流体微团为基础。
3. 静力学基本方程- 压力：单位面积上垂直于面积的力的大小。
- 压强：单位面积上垂直于面积的垂直力的大小。
- 流体静压力：单位面积上流体的压力。
4. 一维水流动力学方程- 质量守恒方程：描述流体的质量守恒。
- 动量守恒方程：描述流体的动量守恒。
- 能量守恒方程：描述流体的能量守恒。
二、水流动力学的流动分类及流量计算1. 层流和湍流- 层流：流体流动时，流体分子之间有规律地按层流动。
- 湍流：流体流动时，流体分子之间无规律地混乱流动。
2. 流体的连续性方程- 流体连续性方程：描述流体的质量守恒。
- 流量：单位时间内通过一定截面的流体的体积。
3. 流速计算- 流速：单位时间内通过一定截面的流体的体积除以截面积。
- 流速分布：流体流动时，流速在截面上的分布情况。
- 流速测量：利用流量计算流速，包括浮子流速计、靶心法、电离室法等。
4. 定常流和非定常流- 定常流：流体流动时，流体性质在任一截面上的时间不变。
- 非定常流：流体流动时，流体性质在任一截面上的时间变化。
三、水流动力学的流速分布及流线1. 流速分布规律- 切割线：垂直于流向剪切流体的线。
- 等温线：连接流体中温度相同点的曲线。
- 流速分布曲线：描述流体在截面上的流速分布情况。
地下水动力学04-第四章复习思考题参考答案
02
适用于均质、各向同性的多孔介质中的层流运动，且假设水流
为不可压缩的。
渗流基本方程在解决实际问题中的应用
03
用于求解地下水的流速、流向、流量等参数，为地下水资源的
评价和开发利用提供依据。
题目二：稳定井流计算实例分析
稳定井流的特点 井中水位和流量不随时间变化， 呈现稳定的流动状态。 稳定井流计算的基本公式 裘布依公式，用于计算单井的稳 定出水量。 实例分析步骤 确定含水层参数（如渗透系数、 厚度等），测量井的半径和水位 降深，代入公式进行计算。
在掌握基本概念和公式的基础 上，可以结合实例进行分析。 通过实例分析，可以加深对理 论知识的理解和应用，提高解 题能力和水平。
复习思考题详 解
O2
题目一：关于渗流基本方程的理解
渗流基本方程的物理意义
01
描述地下水在多孔介质中的运动规律，反映单位时间内通过单
位面积的流量与水力梯度之间的关系。
渗流基本方程的适用条件
纠正方法和建 议
加强基础知识的学习和理解， 打牢基础。
多做练习题，加强对知识点 的掌握和应用能力。
建立错题本，对做错的题目 进行归纳和总结，找出错误 原因和纠正方法。
寻求老师或同学的帮助，及 时解决问题和疑惑。
知识拓展与延 伸思考
O4
渗流理论在其他领域 的应用
水利工程
土木工程
环境工程
石油工程
用于水库、堤坝、渠道等水工建筑物的渗流 分析和设计，确保工程安全和经济性。
将不同概念混淆或误用，如将渗透系数与导水 系数混淆，或将非稳定流与稳定流概念混淆。 错误类型 加强对基本概念的理解和记忆，明确各概念之 间的区别和联系，避免混淆和误用。 纠正措施
地下水动力学知识点总结
地下水动力学知识点总结基本问题潜水含水层的贮水能力可表示为Q=HF；承压含水层的贮水能力可表示为Q=HF；式中Q——含水层水位变化时H的贮水能力，H——水位变化幅度；F——地下水位受人工回灌影响的范围。
从中可以看出，因为承压含水层的弹性释水系数远远小于潜水含水层的给水度，因此在相同条件下进行人工回灌时，潜水含水层的贮水能力远远大于承压含水层的贮水能力。
63运动特点②降落漏斗在含水层外部，成虚拟状态变化，但导水系数不随时间t 变化；③承压井流的抽水量来自承压含水层水头降落漏斗范围内由于减压作用造成的弹性释放，是瞬时完成的。
73稳定井流与非稳定井流的区别稳定井流中，当无垂向补给时，地下水流向井的过程中任一断面的流量都相等，并等于抽水井流量，地下水位h不随时间t变化。
非稳定井流中，地下水流向井的过程中，沿途不断得到含水层释放补给，通过任一断面的流量都不相等，井壁处流量最大并等于抽水井流量，地下水位h随时间t而变化，初期变化大，后期变化减小。
83稳定井流的形成条件存在补给且补给量等于抽水量。
可能形成地下水稳定运动的两种水文地质条件。
①有侧向补给的有限含水层中，当降落漏斗扩展到补给边界后，侧向补给量和抽水量平衡时，地下水向井的运动便可达到稳定状态；②在有垂向补给的无限含水层中，随降落漏斗的扩大，垂向补给量不断增大。
当其增大到与抽水量相等时，将形成稳定的降落漏斗和地下水的稳定运动93产生水跃的原因水跃：抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象（seepage face）。
井损（well loss）是由于抽水井管所造成的水头损失。
①井损的存在：渗透水流由井壁外通过过滤器或缝隙进入抽水井时要克服阻力，产生一部分水头损失h1。
②水进入抽水井后，井内水流井水向水泵及水笼头流动过程中要克服一定阻力，产生一部分水头差h2。
③井壁附近的三维流也产生水头差h3。
通常将（h1+h2+h3）统称为水跃值.113承压水井的Dupuit公式的水文地质概念模型(2)抽水前地下水面是水平的，并视为稳定的；含水层中的水流服从Darcy’s Law，并在水头下降的瞬间将水释放出来，可忽略弱透水层的弹性释水；（3）完整井，定流量抽水，在距井一定距离上有圆形补给边界，水位降落漏斗为圆域，半径为影响半径；经过较长时间抽水，地下水运动出现稳定状态；(4)水流为平面径向流，流线为指向井轴的径向直线，等水头面为以井为共轴的圆柱面，并和过水断面一致；通过各过水断面的流量处处相等，并等于抽水井的流量。
地下水动力学(全)
地下水动力学复习资料名词解释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.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。
3.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。
4.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。
5. 层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6. 紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7. 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。
8.雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力和粘性力的比值。
9.雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10.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。
11. 流网：在渗流场中，由流线和等水头线组成的网络称为流网。
12.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。
13.裘布依假设：绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14.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。
15. 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。
16.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。
17.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。
18.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。
19.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。
20.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。
地下水动力学知识点总结
基本问题潜水含水层的贮水能力可表示为Q=HF；承压含水层的贮水能力可表示为Q=HF；式中Q——含水层水位变化时H的贮水能力，H——水位变化幅度；F——地下水位受人工回灌影响的范围。
从中可以看出，因为承压含水层的弹性释水系数远远小于潜水含水层的给水度，因此在相同条件下进行人工回灌时，潜水含水层的贮水能力远远大于承压含水层的贮水能力。
水跃：抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象（seepage face）。
井损（well loss）是由于抽水井管所造成的水头损失。
①井损的存在：渗透水流由井壁外通过过滤器或缝隙进入抽水井时要克服阻力，产生一部分水头损失h1。
②水进入抽水井后，井内水流井水向水泵及水笼头流动过程中要克服一定阻力，产生一部分水头差h2。
③井壁附近的三维流也产生水头差h3。
通常将（h1+h2+h3）统称为水跃值.深与抽水量之间关系的方程式，亦即式中s——抽水井的水位降深，m；Q——抽水井的流量，m3/d；T——含水层的导水系数，m2/d；W(u)——泰斯井函数；r——到抽水井的距离，m；a——含水层的导压系数，m2/d；*——含水层的弹性是水系数；t——自抽水开始起算的时间，d。
为：）每个断面的水头下降速度初期由小逐渐增大，当和相同的，只是纵横坐标平移了s-s-t/，、距值小，所得的T值偏大，而*值偏小。
a——含水层的导压系数，m2/d；*——含水层的弹性是水系数；t——自抽水开始起算的时间，d。
增大越大和根据值：r-）计算断面到抽水井的相对距离。
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h12 h2
x l
(h12
h22 )
W lx K
W K
x2
讨论：
h2
h12
(h12
h22
)
x l
W (l K
x)x
1.当W>0时，水头线是椭圆曲线的上半支
当W<0时，水头线是双曲线方程
当W=0时，水头线是抛物线方程
此式为承压含水层地下水一维稳定流的水头线方程。可见，此
时水头线是一条直线，且水头H的分布与渗透系数K无关
在均匀一维流动情况下，由于水力梯度为常数，取决于水头差
及沿程途径。在介质均匀、渗流断面均部发生改变的情况下，
水力梯度为常数，故水头分布与K无关
1
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二、承压水向河渠一维稳定运动— 数学模型与求解（1）
H1
H
当 <20o，渗流长度
H2
可以用以水平孔距L来
近似表示，水力坡
h1
h2
度
dH 。
dx
即引入裘布依假设。
z1
0
z
X l
z2
X 0
图3-1-4 隔水底板倾斜的二维潜水流动
流量方程和水头线方程推导
根据裘布依假定
运用积分中值定理近似求解
q Kh dH dx
q 1 dx dH Kh
l q 1 dx 0K h
2.数学模型
d2H 0
(1)
dx2
H |x 0 H 1 (2)
H |x L H 2 (3)
3.求解:解法一
单宽流量公式为
H
H1
H1 H2 x l
Q KA dH
KMB dH
dx
dx
qQ B
KM dH (单宽流量 ) dx
H
H1
H1 H2 x l
dH dx
H1 H2 l
q KM H 1 H 2 l
Q KMB H 1 H 2 l
二、承压水向河渠一维稳定运动 ---数学模型与求解（2）
求解过程-分离变量法 q
KM dH dx
q dx dH KM
从x＝0（断面1，H＝H1）积分至x=l(断面2，H＝H2）
l q dx 0 KM
H 2 dH
H1
由于 q const
ql KM q KM
H1 H2
H1 H2 l
二、承压水向河渠一维稳定运动 ---数学模型与求解（2）
h2
X 0 L
图3-1-2 隔水底板水平的二维潜水运动
三、无入渗潜水向河渠二维稳定运动 ------(一)隔水底板水平
q Kh dh dx
q dx hdh K
由于无垂向补排，故q沿0～l不变，积分从断面1 至断面2
l q dx 0K
h2 hdh
h1
q K h1 h2 h1 h2 2l
ql K
1 2
h12
（一）流量方程推导
q q1 Wx
分离变量积分
引入裘布依假定
q Kh dh dx
Kh dh dx
q1 Wx
单宽流量方程：
断面1 断面2
任意断面处
q
q1
K h12 h22 2l
Wl 2
q2
K h12 h22 2l
Wl 2
K h12 h22 Wl Wx 2l 2
流量方程的讨论
(据河1断面流量q1方程)
q1
x W xdx 0K
1 2
(h12
h2)
q1 x K
W x2 K2
当x=l时，h=h2
1 2
(h12
h22)
q1 l W l2 K K2
单宽流量方程：q1
K h12 h22 2l
Wl 2
断面1
q2
K h12 h22 2l
Wl 2
任意断面处 q K h12 h22 Wl Wx
2l 2
断面2
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(3)只 直有 面离 才河 视边 为界 等和 水分 头水 面岭 。边界，水平距离l>1.5~2.0M的垂
（二）水头线（浸润曲线）方程
由断面1至断面x积分得：
q1
K h12 h22 2l
Wl 2
1 2
h12
h2
q1 x W x2 K K2
1 2
h12
h2
(K h12 h22 Wl ) x W x2 2l 2 K K 2
两者缺一不可。
3.
稳定流与非稳定流计算公式不同，对地下水资源评
价意义重大。
• 本章要求：
Ø 深入理解裘布依假定的实质； Ø 掌握运用达西定律和水流连续性原理推导流量方程和水
头线方程的基本方法。
Ø 掌握以下条件的流网特征、流量方程和水头线方程，并 能灵活运用些解析公式解决实际计算问题：
n 承压水向河渠的一维稳定运动， n 无入渗隔水底板水平时潜水向河渠的二维稳定运动， n 均匀稳定入渗条件下潜水向河渠二维稳定运动。
Ø均质、等厚、承压含水层，两条平 行河流完整切割含水层。
Ø两河水位分别为H1，H2，当两河水位 稳定时，地下水可形成稳定流动， 地下水可形成稳定流动。
图3-1-1
H H1
H2
Ø这时，流网显示地下水流线是一条 平行的直线。
d2H 0
(1)
dx2
H |x 0 H 1 (2)
H |x L H 2 (3)
M x
Q KA dH
H1
dx
A
Bh
B
B1
B1 B2 x l
h1
H2
h
底板水平，含z 0,故 dH dh
h2
dx dx
Q
K B1
B1 B2 x h dh
l
dx
L
图 3-1-5 平 面 流 线 辐 射 状 的 潜 水 流
3
四、无入渗潜水向河渠三维稳定运动 （一）平面流线辐射状
Q
K B1
B1 B 2 x h dh
q q1 Wx
W
Wx q1 q
河1
q q1 Wx
q q1
可知无论x在何处，均可
河2
q q2
x
得相同均衡式
a
x
q q1 Wx
图3-1-8 河间地段潜水流动剖面图
（一）流量方程推导
q q1 Wx
分离变量，由断
引入裘布依假定
q Kh dh
Kh dh dx
dx
q1 Wx
面1至断面x积分
h hdh
h1
x q1 dx 0K
h22
q KM H 1 H 2 l
单宽流量
q K h12 h22 2l
对比两式，若令z=0,即取基准 面与底板一致
2
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水头线方程
改变积分限（0～x)
q Kh dh ,q dx hdh dx K
x q dx 0K
h hdh
h1
q K h1 h2 h1 h2 2l
qx K
1 2
h12
h2
Ø 掌握处理层状非均质问题的分段法和等效厚度法。 • 重难点：
Ø 掌握无入渗潜水含水层中隔水底板水平时地下水向河渠 二维稳定运动；
Ø 均匀稳定入渗的潜水向河渠二维稳定运动； Ø 灵活运用分段法和等效厚度法求解非均质问题。
二、承压水向河渠一维稳定运动--物理模型
1、物理模型（水文地质模型描述） 条件：
2
l
2x
(h1 h2 )(H 1 H 2 ) [h1 (H z)](H 1 H )
l
x
z
z1
(z1 z2 ) x l
四、无入渗潜水向河渠三维稳定运动 （一）平面流线辐射状
底板水平时，渗流宽度沿流向呈 线性变化，水流在x、y、z三个方 向都有分流速，根据裘布依假设， 忽略垂向分速度，则可将水流简 化为平面二维流。
h12 h22 2
Q K
l B1 B2
ln B1 ln B2
流量公式 Q
水头线方程
K h12 h22 B1 2l InB1
h2 h12 (h12
B2 InB2
KB m
h12 h22 2l
h22
)
InB1 InB1
InB InB2
四、无入渗潜水向河渠三维稳定运动 ------（二）渗流断面复杂变化
潜水含水层隔水底板
K h12 h22 2l
Wl 2
河1
q q1
W
q
a
x
河2
q2
x
1.
W当 0,q1
K h12 h22 , 2l
图3-1-8 河间地段潜水流动剖面图
该式为无入渗补给潜水剖面二维稳定流动，此时河间地段呈单
h1向流h动2时。 ， q1 0,水由河 1向河 2流动
h1 h2时， q1 0,水由河 2向河 1流动
h
h12
(h12
h22
)x l
此水头线的特点: 1. 它是以x轴为对称轴的抛物线
(上半支的一部分); 2. 它与渗透系数K值的大小无关。
水头线方程 (解法二)
数学模型
ddx(hddhx) 0 h|x 0 h1 h|x l h2
对（1）式两次不定积分，代入已知条件得：
h2 2
Hale Waihona Puke C1x C 2,C2
h12 2
l
dx
h2 hdh
h1
lQ 0K
B1
1 B1
B2 x dx
l
h12 h22 Q 2K
l B1 B2
d
l
B1
0 B1
B1 B2 x l