地下水动力学习题答案

《地下水动力学》

习题集

第一章渗流理论基础

一、解释术语

1、渗透速度

2、实际速度

3、水力坡度

4、贮水系数

5、贮水率

6、渗透系数

7、渗透率

8、尺度效应

9、导水系数

二、填空题

1.地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石与岩溶岩石中运动规律的科学。通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质,而其中的岩石颗粒称为

骨架。多孔介质的特点就是多相性、孔隙性、连通性与压缩性。

2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水与重力水,而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。

3.在多孔介质中,不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说就是无效的,但对贮水来说却就是有效的。

4、地下水过水断面包括_空隙_与_固体颗粒_所占据的面积、渗透流速就是_过水断面_上的平均速度,而实际速度就是_空隙面积上__的平均速度。

在渗流中,水头一般就是指测压管水头,不同数值的等水头面(线)永远不会相交。

5、在渗流场中,把大小等于_水头梯度值_,方向沿着_等水头面_的法线,并指向水头_降低_方向的矢量,称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量

分别为_

H

x

∂

-

∂

_、

H

y

∂

-

∂

_与_

H

z

∂

-

∂

_。

6、渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_与_水头H_等等。

7、根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系,将地下水运动分为一维、二维与三维运动。

8、达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。

9、渗透率只取决于多孔介质的性质,而与液体的性质无关,渗透率的单位为

cm2或da。

10、 渗透率就是表征岩石渗透性能的参数,而渗透系数就是表征岩层 透水能力 的参数,影响渗透系数大小的主要就是岩层颗粒大小以及 水的物理性质 ,随着地下水温度的升高,渗透系数增大 。

11、 导水系数就是描述含水层 出水能力 的参数,它就是定义在 平面一、二 维流中的水文地质参数。

12、 均质与非均质岩层就是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的,各向同性与各向异性岩层就是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。

13、 渗透系数在各向同性岩层中就是_标量_,在各向异性岩层就是__张量_。在三维空间中它由_9个分量_组成,在二维流中则由_4个分量_组成。

14、 在各向异性岩层中,水力坡度与渗透速度的方向就是_不一致_。

15、 当地下水流斜向通过透水性突变界面时,介质的渗透系数越大,则折射角就越_大_。

16、 地下水流发生折射时必须满足方程_

1122

tan tan K K θθ=_,而水流平行与垂直于突变界面时则_均不发生折射_。 17、 等效含水层的单宽流量q 与各分层单宽流量q i 的关系:当水流平行界面时_1n i i q q ==∑_,当水流垂直于界面时_12n q q q q ====_。

18、 在同一条流线上其流函数等于_常数_,单宽流量等于_零_,流函数的量纲为__2/L T __。

19、 在流场中,二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为_,x y v v y x

ψψ∂∂==∂∂_。 20、 在各向同性的含水层中流线与等水头线_除奇点外处处正交_,故网格为_正交网格_。

21、 在渗流场中,利用流网不但能定量地确定_渗流水头与压强_、_水力坡度_、_渗流速度_以及_流量_,还可定性地分析与了解_区内水文地质条件_的变化情况。

22、 在各向同性而透水性不同的双层含水层中,其流网形状若在一层中为曲边正方形,则在另一层中为_曲边矩形网格_。

23、 渗流连续方程就是_质量守恒定律_在地下水运动中的具体表现。

24、 地下水运动基本微分方程实际上就是_地下水水量均衡_方程,方程的左端表示单位时间内从_水平_方向与_垂直_方向进入单元含水层内的净水量,右端表示单元含水层在单位时间内_水量的变化量_。

25、 越流因素Ｂ越大,则说明弱透水层的厚度_越大_,其渗透系数_越小_,越流量就_越小_。

26、单位面积(或单位柱体)含水层就是指_底面积为1个单位_,高等于_含水层厚度_柱体含水层。

27、在渗流场中边界类型主要分为_水头边界_、_流量边界_以及_水位与水位导数的线性组合_。

三、判断题

1、地下水运动时的有效孔隙度等于排水(贮水)时的有效孔隙度。(×)

2、对含水层来说其压缩性主要表现在空隙与水的压缩上。(√)

3、贮水率μs=ρg(α+nβ)也适用于潜水含水层。(√)

4、贮水率只用于三维流微分方程。(×)

5、贮水系数既适用承压含水层,也适用于潜水含水层。(√)

6、在一定条件下,含水层的给水度可以就是时间的函数,也可以就是一个常数。(√)

7、潜水含水层的给水度就就是贮水系数。(×)

8、在其它条件相同而只就是岩性不同的两个潜水含水层中,在补给期时,给水度μ大,水位上升大,μ小,水位上升小;在蒸发期时,μ大,水位下降大,μ小,水位下降小。(×)

9、地下水可以从高压处流向低压处,也可以从低压处流向高压处。(√)

10、达西定律就是层流定律。(×)

11、达西公式中不含有时间变量,所以达西公式只适于稳定流。(×)

12、符合达西定律的地下水流,其渗透速度与水力坡度呈直线关系,所以渗透系数或渗透系数的倒数就是该直线的斜率。(√)

13、无论含水层中水的矿化度如何变化,该含水层的渗透系数就是不变的。(×)

14、分布在两个不同地区的含水层,其岩性、孔隙度以及岩石颗粒结构排列方式等都完全一致,那么可以肯定,它们的渗透系数也必定相同。(×)

15、某含水层的渗透系数很大,故可以说该含水层的出水能力很大。(×)

16、在均质含水层中,渗透速度的方向与水力坡度的方向都就是一致的。(×)

17、导水系数实际上就就是在水力坡度为1时,通过含水层的单宽流量。(√)

18、各向异性岩层中,渗透速度也就是张量。(√)

19、在均质各向异性含水层中,各点的渗透系数都相等。(√)

20、在均质各向异性、等厚、无限分布的承压含水层中,以定流量抽水时,形成的降深线呈椭圆形,长轴方向水力坡度小,渗流速度大,而短轴方向水力坡度大,渗流速度小。(√)