地下水動力學(xué)考試題總結(jié)

1、-1地下水動力學(xué)復(fù)習(xí)題精簡一、名詞解釋：1. 貯水率（要求寫出貯水率的表達(dá)式）：單位面積、單位厚度的含水層，水頭降低一個單位時所能釋出的水量，包括含水層壓縮和水的體積膨脹兩部分水量，s =sg ( +n )，其量綱為l。2. 降深：含水層中某點的原始水頭與抽水一段時間后的水頭差稱為水位降深，簡稱降深。 3. 飽和度：巖石的空隙空間中被水占據(jù)部分所占的比例。4. 水力坡度 ：地下水流場中，大小等于水頭梯度值，方向沿等水頭面法線，并指向水頭降低 方向的矢量稱為水力坡度。5. 井損 ：利用水井抽取地下水時，井內(nèi)的各項水頭損失統(tǒng)稱井損，包括水流通過過濾器產(chǎn)生 的水頭損失、井內(nèi)流速調(diào)整引起的水頭損失、井

2、管內(nèi)的沿程水頭損失。6. 水動力彌散 ：由溶質(zhì)在多孔介質(zhì)中的機(jī)械彌散和分子擴(kuò)散所引起的，在多孔介質(zhì)內(nèi)觀察到 的兩種成分不同的可混溶液體之間過渡帶的形成和演化過程，稱為水動力彌散，這是一個不可 逆的不穩(wěn)定過程。7. 滲透速度： 表示滲流在過水?dāng)嗝嫔系钠骄魉佟?. 實際速度： 水流在巖石孔隙內(nèi)的流動速度。9. 貯水系數(shù)：面積為 1 單位面積，厚度為含水層全厚度 m 的承壓含水層柱體中，當(dāng)水頭改變 一個單位時彈性釋放或貯存的水量，用 s 表示。10. 滲透系數(shù)： 水力坡度等于 1 時的滲透速度，取決于巖石的性質(zhì)和滲流液體的物理性質(zhì)。 11. 滲透率： 表征巖石滲透性能的常數(shù)，與滲流液體的物理性質(zhì)無

3、關(guān)。12. 尺度效應(yīng)： 某些參數(shù)值隨試驗范圍的變化而變化，稱為尺度效應(yīng)。13. 導(dǎo)水系數(shù)： 水力坡度等于 1 時，通過整個含水層厚度上的單寬流量，t=km。14. 完整井：貫穿整個含水層、在全部含水層厚度上都安裝有過濾器，并能全面進(jìn)水的井，稱 為完整井。15. 似穩(wěn)定：水井抽水時，若降落漏斗內(nèi)的水位降深速率很小，以至于在一個較短的時間間隔 內(nèi)幾乎觀測不到明顯的水位下降，此時漏斗區(qū)內(nèi)的水流可近似作為穩(wěn)定運動來研究。這種情況 稱為似穩(wěn)定狀態(tài)，簡稱似穩(wěn)定。16. 有效井半徑：由井軸到井管外壁某一點的水平距離，在該點，按穩(wěn)定流計算的理論降深正好等于過濾器外壁的實際降深。17. 水躍：潛水流入井中時，存

4、在井壁水位高于井內(nèi)水位的滲出面，又稱水躍。18. 田間持水量： 飽和土壤長時間重力排水后，仍然保留在土壤中的水量，稱為田間持水量。 19. 水分特征曲線：反映毛管壓強(qiáng)（毛管壓力水頭）與土壤含水率（飽和度）的曲線，或土壤 水基質(zhì)勢（土壤水吸力）與土壤含水率的關(guān)系曲線，稱為土壤水分特征曲線。它表示非飽和帶 中水分的能量與數(shù)量間的關(guān)系，反映了包氣帶中水的基本特征。20. 含水率：單位體積的多孔介質(zhì)中水所占的體積。二、分析1. 簡述雙重介質(zhì)滲流理論的假設(shè)條件。（1） 具有原生孔隙的巖層中廣泛發(fā)育有隨機(jī)分布的裂隙，二者都充滿著整個研究區(qū)，形成兩 個重疊的連續(xù)系統(tǒng)。即孔隙和裂隙的分布彼此連續(xù)。（2） 孔隙

5、以貯水為主，裂隙以導(dǎo)水為主，水自孔隙經(jīng)裂隙流向別處，其總的滲透性決定于裂 隙的滲透性，水在裂隙中的流動服從 darcy 定律。（3） 孔隙和裂隙的初始水頭相等。他們之間交換的水量與其水頭差成正比，即qpf=c ( h -h )f（4）含水層骨架可以壓縮，但其固體顆粒的壓縮性忽略不計，視為剛性。2. 在同一含水層中，由于抽水而產(chǎn)生的井內(nèi)水位降深與以相同流量注水而產(chǎn)生的水位抬升是 否相等？為什么？不相等，因為抽水和注水的井損值不同。3. 地下水流向井的穩(wěn)定運動和非穩(wěn)定運動的主要區(qū)別是什么？（1） 從流量看，穩(wěn)定井流不同斷面的流量處處相等，都等于抽水井的流量；而任一斷面非穩(wěn) 定井流的流量都不相等，沿

6、著地下水流向流量逐漸增大，直至抽水井處為最大（抽水井的出水 量）。（2） 只要給定邊界水頭和井內(nèi)水頭，就可以確定穩(wěn)定井流抽水井附近的水頭分布，且水頭分 布不隨時間發(fā)生變化；非穩(wěn)定井流抽水井附近的水頭分布是隨抽水時間而不斷發(fā)生變化的。 4. 泰斯公式的適用條件是什么？當(dāng)水力坡度較大時能否直接用泰斯公式？如何修正？1） 含水層均質(zhì)各向同性、等厚，側(cè)向無限延伸，產(chǎn)狀水平；2） 抽水前水力坡度為零；3） 定流量抽水，井徑無限小；4） 水流服從 darcy 定律；5） 水頭下降引起的地下水從貯存量中的釋放是瞬時完成的。5. 利用抽水孔資料求參數(shù) t 值時，通常求得的值比實際小，為什么？6. 嚴(yán)格地講，實

7、際含水層的分布范圍都是有限的。那么，在什么情況下，可以把含水層近似 視為無限的？在自然界中，任何含水層的分布都是有限的。當(dāng)邊界距抽水井較遠(yuǎn)，且抽水時間較短，在 抽水過程中邊界對抽水井不發(fā)生明顯影響時，就可當(dāng)做無線含水層來處理。7. 簡述不完整井流的特點。（1） 流向不完整井的水流形式與完整井流的水流形式有所不同，由于受井的不完整性影響， 流線在井附近有很大彎曲，垂向分速度不可忽略，地下水流為三維流。（2） 在其它條件相同時，不完整井的流量小于完整井的流量，流量大小與不完整井過濾器長 度 l 與含水層厚度 m 之比的增大而增大，當(dāng) l/m=1 時變成完整井。（3） 過濾器在含水層中的位置和頂、底

8、板對水流狀態(tài)有明顯的影響，必須予以考慮。 8. 實驗證明，在各向同性含水層中，當(dāng) r 1.5m 時，抽水井不完整程度的影響就可以忽略。 那么，對各向異性含水層，則要求 r 為多大時才能忽略抽水井不完整程度的影響？r 1.5mkz/kr9.非飽和帶中，某一點的滲透率是否為常數(shù)？為什么？不為常數(shù)，因為此時水在土壤中進(jìn)行不飽和流動，一部分空隙被空氣充填，因而過水?dāng)嗝?減小，滲流途徑的彎曲程度增加，從而導(dǎo)致滲透率減小。10.同一含水層中彌散系數(shù) d 是否為一常數(shù)？它與地下水的實際流速有何關(guān)系？不為常數(shù)。彌散系數(shù) d 為張量，具各向異性，它與地下水的實際流速關(guān)系密切，d 的大 小取決于水流速度的模量，通

9、常沿水流方向的分量大于垂直方向的分量。11.在具有一定濃度的地下水中連續(xù)注入濃度為零的水，能否觀測到水動力彌散現(xiàn)象？在觀測 井中濃度如何變化？能，水動力彌散是兩種成分不同的可以混溶的液體之間存在著一個不斷加寬的過渡帶這種現(xiàn) 象。觀測井中水中物質(zhì)從濃度高的地方向濃度低的地方運移，隨著連續(xù)注入濃度為零的水，井 中濃度會降低。12.利用抽水試驗確定水文地質(zhì)參數(shù)時，通常都使用兩個觀測孔的蒂姆公式，而少用甚至不用 僅一個觀測孔的蒂姆公式，這是為什么？在抽水試驗中，最好在有代表性的抽水井附近打兩個觀測孔，利用觀測孔的降深資料按蒂姆公式計算參數(shù)。 這樣既可避開難以求準(zhǔn)的 r 值，又可減少抽水井存在井損的影響

10、，求得的參數(shù)比較可靠。13. 承壓井群計算時，為什么對降深進(jìn)行疊加，而不是對水頭直接疊加？承壓井 彈性釋水14.在建立直線邊界附近井流的二維數(shù)學(xué)模型時，無論是河流或是斷層切割含水層時，從剖面 上看，邊界形狀最好為陡坡還是緩坡？為什么？22315.試分析在什么樣情況下，才能保證海岸帶附近含水層中的抽水井不至于被海水污染。 抽水井的水位高于海水水位或者抽水井和海水之間存在隔水檔板三、計算1. 已知潛水含水層在 1km 的范圍內(nèi)水位平均下降了 4.5m，含水層的孔隙度為 0.3，持水度為 0.1，試求含水層的給水度以及水體積的變化量。2. 已知一等厚、均質(zhì)、各向同性的承壓含水層，其滲透系數(shù)為 15m

11、/d，孔隙度為 0.2，沿著水 流方向的兩觀測孔 a、b 間距離 l=1200m，其水位標(biāo)高分別為 h =5.4m，h =3m。試求地下水a(chǎn) b的滲透速度和實際速度。3. 在等厚的承壓含水層中，過水?dāng)嗝婷娣e為 400m 的流量為 10000m /d，含水層的孔隙度為 0.25，試求含水層的實際速度和滲透速度。4. 圖 22 所示，作側(cè)河水已受污染，其水位用 h 表示，沒有受污染的右側(cè)河水位用 h 表示。1 2（1）已知河渠間含水層為均質(zhì)、各向同性，滲透系數(shù)未知，在距左河 l 處的觀測孔中，測得1穩(wěn)定水位 h，且 hh h 。倘若入滲強(qiáng)度 w 不變。試求不致污染地下水的左河最高水位。（2）1 2

12、如含水層兩側(cè)河水水位不變，而含水層的滲透系數(shù) k 已知，試求左河河水不致污染地下水時 的最低入滲強(qiáng)度 w。wh1ht h2l1l圖 225. 某承壓含水層中有一口直徑為 0.20m 的抽水井，在距抽水井 527m 遠(yuǎn)處設(shè)有一個觀測孔。 含水層厚 52.20m，滲透系數(shù)為 11.12m/d。試求井內(nèi)水位降深為 6.61m，觀測孔水位降深為 0.78m 時的抽水井流量。6. 設(shè)在某潛水含水層中有一口抽水井，含水層厚度 44m，滲透系數(shù)為 0.265m/h，兩觀測孔距 抽水井的距離為 r1=50m，r2=100m，抽水時相應(yīng)水位降深為 s1=4m，s2=1m。試求抽水井的流 量。7. 在某均質(zhì)、各向同性的承壓含水層中，有一完整抽水井，其抽水量為 1256m3/d，已知含水 層的導(dǎo)水系數(shù)為 100m2/d，導(dǎo)壓系數(shù)為 100m2/min。試求：（1）抽水后 10min、