最新地下水动力学考试题总结

地下水动力学复习题精简

一、名词解释：

1. 贮水率（要求写出贮水率的表达式）：单位面积、单位厚度的含水层，水头降低一个单位时所能释出的水量，包括含水层压缩和水的体积膨胀两部分水量，S S=ρg (α +nβ )，其量纲为[L-1]。

2.降深：含水层中某点的原始水头与抽水一段时间后的水头差称为水位降深，简称降深。

3.饱和度：岩石的空隙空间中被水占据部分所占的比例。

4.水力坡度：地下水流场中，大小等于水头梯度值，方向沿等水头面法线，并指向水头降低方向的矢量称为水力坡度。

5.井损：利用水井抽取地下水时，井内的各项水头损失统称井损，包括水流通过过滤器产生的水头损失、井内流速调整引起的水头损失、井管内的沿程水头损失。

6.水动力弥散：由溶质在多孔介质中的机械弥散和分子扩散所引起的，在多孔介质内观察到的两种成分不同的可混溶液体之间过渡带的形成和演化过程，称为水动力弥散，这是一个不可逆的不稳定过程。

7. 渗透速度：表示渗流在过水断面上的平均流速。

8. 实际速度：水流在岩石孔隙内的流动速度。

9. 贮水系数：面积为1单位面积，厚度为含水层全厚度M的承压含水层柱体中，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量，用S表示。

10. 渗透系数：水力坡度等于1时的渗透速度，取决于岩石的性质和渗流液体的物理性质。

11. 渗透率：表征岩石渗透性能的常数，与渗流液体的物理性质无关。

12. 尺度效应：某些参数值随试验范围的变化而变化，称为尺度效应。

13. 导水系数：水力坡度等于1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量，T=KM。

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，并能全面进水的井，称为完整井。

15. 似稳定：水井抽水时，若降落漏斗内的水位降深速率很小，以至于在一个较短的时间间隔内几乎观测不到明显的水位下降，此时漏斗区内的水流可近似作为稳定运动来研究。这种情况称为似稳定状态，简称似稳定。

16. 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。

17. 水跃：潜水流入井中时，存在井壁水位高于井内水位的渗出面，又称水跃。

18. 田间持水量：饱和土壤长时间重力排水后，仍然保留在土壤中的水量，称为田间持水量。

19. 水分特征曲线：反映毛管压强（毛管压力水头）与土壤含水率（饱和度）的曲线，或土壤水基质势（土壤水吸力）与土壤含水率的关系曲线，称为土壤水分特征曲线。它表示非饱和带中水分的能量与数量间的关系，反映了包气带中水的基本特征。

20. 含水率：单位体积的多孔介质中水所占的体积。

二、分析

1. 简述双重介质渗流理论的假设条件。

（1）具有原生孔隙的岩层中广泛发育有随机分布的裂隙，二者都充满着整个研究区，形成两个重叠的连续系统。即孔隙和裂隙的分布彼此连续。

（2）孔隙以贮水为主，裂隙以导水为主，水自孔隙经裂隙流向别处，其总的渗透性决定于裂隙的渗透性，水在裂隙中的流动服从Darcy 定律。

（3）孔隙和裂隙的初始水头相等。他们之间交换的水量与其水头差成正比，即

（4）含水层骨架可以压缩，但其固体颗粒的压缩性忽略不计，视为刚性。

2. 在同一含水层中，由于抽水而产生的井内水位降深与以相同流量注水而产生的水位抬升是否相等？为什么？

不相等，因为抽水和注水的井损值不同。

3. 地下水流向井的稳定运动和非稳定运动的主要区别是什么？

（1）从流量看，稳定井流不同断面的流量处处相等，都等于抽水井的流量；而任一断面非稳定井流的流量都不相等，沿着地下水流向流量逐渐增大，直至抽水井处为最大（抽水井的出水量）。

（2）只要给定边界水头和井内水头，就可以确定稳定井流抽水井附近的水头分布，且水头分布不随时间发生变化；非稳定井流抽水井附近的水头分布是随抽水时间而不断发生变化的。

4. 泰斯公式的适用条件是什么？当水力坡度较大时能否直接用泰斯公式？如何修正？

1）含水层均质各向同性、等厚，侧向无限延伸，产状水平；

2）抽水前水力坡度为零；

3）定流量抽水，井径无限小；

4）水流服从Darcy 定律；

5）水头下降引起的地下水从贮存量中的释放是瞬时完成的。

5. 利用抽水孔资料求参数T 值时，通常求得的值比实际小，为什么？

)

(f pf H H C Q -=

6. 严格地讲，实际含水层的分布范围都是有限的。那么，在什么情况下，可以把含水层近似视为无限的？

在自然界中，任何含水层的分布都是有限的。当边界距抽水井较远，且抽水时间较短，在抽水过程中边界对抽水井不发生明显影响时，就可当做无线含水层来处理。

7. 简述不完整井流的特点。

（1）流向不完整井的水流形式与完整井流的水流形式有所不同，由于受井的不完整性影响，流线在井附近有很大弯曲，垂向分速度不可忽略，地下水流为三维流。

（2）在其它条件相同时，不完整井的流量小于完整井的流量，流量大小与不完整井过滤器长度L与含水层厚度M之比的增大而增大，当L/M=1时变成完整井。

（3）过滤器在含水层中的位置和顶、底板对水流状态有明显的影响，必须予以考虑。

8. 实验证明，在各向同性含水层中，当r ≥1.5M时，抽水井不完整程度的影响就可以忽略。那么，对各向异性含水层，则要求r为多大时才能忽略抽水井不完整程度的影响？

r ≥1.5M√Kz/Kr

9.非饱和带中，某一点的渗透率是否为常数？为什么？

不为常数，因为此时水在土壤中进行不饱和流动，一部分空隙被空气充填，因而过水断面减小，渗流途径的弯曲程度增加，从而导致渗透率减小。

10.同一含水层中弥散系数D是否为一常数？它与地下水的实际流速有何关系？

不为常数。弥散系数D为张量，具各向异性，它与地下水的实际流速关系密切，D的大小取决于水流速度的模量，通常沿水流方向的分量大于垂直方向的分量。

11.在具有一定浓度的地下水中连续注入浓度为零的水，能否观测到水动力弥散现象？在观测井中浓度如何变化？

能，水动力弥散是两种成分不同的可以混溶的液体之间存在着一个不断加宽的过渡带这种现象。观测井中水中物质从浓度高的地方向浓度低的地方运移，随着连续注入浓度为零的水，井中浓度会降低。

12.利用抽水试验确定水文地质参数时，通常都使用两个观测孔的蒂姆公式，而少用甚至不用仅一个观测孔的蒂姆公式，这是为什么？

在抽水试验中，最好在有代表性的抽水井附近打两个观测孔，利用观测孔的降深资料按蒂姆公式计算参数。这样既可避开难以求准的R值，又可减少抽水井存在井损的影响，求得的参数比较可靠。

13. 承压井群计算时，为什么对降深进行叠加，而不是对水头直接叠加？

承压井弹性释水

14.在建立直线边界附近井流的二维数学模型时，无论是河流或是断层切割含水层时，从剖面上看，边界形状最好为陡坡还是缓坡？为什么？