地下水動(dòng)力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題(地下水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ))

1、地下水動(dòng)力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題地下水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1、什么是滲流？滲流與實(shí)際水流相比有何異同？研究滲流有何意義？滲流：充滿整個(gè)含水層或含水系統(tǒng)（包括空隙和固體骨架）的一種假想水流，即 滲流充滿整個(gè)滲流場(chǎng)。滲流與實(shí)際水流（即滲透水流）的異同：相同點(diǎn)：滲流的性質(zhì)如密度、粘滯性等和真實(shí)水流相同；滲流運(yùn)動(dòng)時(shí)，在任意巖石體積內(nèi)所受到的阻力等于真實(shí)水流所受到的阻力；滲流通過(guò)任一斷面的流量及任一點(diǎn)的壓力或水頭均和實(shí)際水流相同點(diǎn)處水頭、壓 力相等區(qū)別：滲流充滿了既包括含水層空隙的空間，也包括巖石顆粒所占據(jù)的空間，實(shí)際水流 只存在于空隙中；滲流流速與實(shí)際水流不同；兩種水流的運(yùn)動(dòng)軌跡、方向不同，滲流的方向代表了實(shí)際水流的

2、總體流向2、什么是過(guò)水?dāng)嗝?？什么是流量？什么是滲透流速？滲透流速與實(shí)際水流速 度的關(guān)系？滲流場(chǎng)中垂直于滲流方向的含水層斷面稱為過(guò)水?dāng)嗝?，用A表示，單位為m2單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝婷娣e的滲流體積稱為滲透流量，簡(jiǎn)稱流量用Q表 示，單位為m3/d o單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位過(guò)水?dāng)嗝婷娣e的滲流的體積稱為滲流速度（乂稱滲透流速）， 用v表示滲透流速與實(shí)際流速關(guān)系vA = uA v = QA vv = u - = un “Acc-Av-過(guò)水?dāng)嗝嫔峡障墩紦?jù)的面積 ne-有效空隙度u-過(guò)水?dāng)嗝鎸?shí)際水流流速，3、什么是水頭？什么是水力坡度？為什么地下水能從壓力小處向壓力大處運(yùn) 動(dòng)？總水頭一一單位重量液體所具有的總

3、的機(jī)械能，簡(jiǎn)稱水頭，水力坡度一一大小等于 dH/dn（梯度），方向沿著等水頭線的法線方向指向水頭降低的方向的矢量定義為水力坡度，記為J o4、什么是地下水運(yùn)動(dòng)要素？根據(jù)地下水運(yùn)動(dòng)要素與坐標(biāo)軸的關(guān)系，地下水運(yùn) 動(dòng)分哪幾種類型？地下水運(yùn)動(dòng)要素一一反映地下水運(yùn)動(dòng)特征的物理量，如水頭、壓強(qiáng)、流速、流 量等，它們都是空間坐標(biāo)x、y、z和時(shí)間t的連續(xù)函數(shù) 按運(yùn)動(dòng)要素與坐標(biāo)的關(guān)系當(dāng)?shù)叵滤匾粋€(gè)方向運(yùn)動(dòng)，將這個(gè)方向取為坐標(biāo)軸，則 地下水的滲流速度只要沿這一坐標(biāo)軸的方向有分速度，其余坐標(biāo)軸方向的分速度 均為零。這類地下水運(yùn)動(dòng)稱為一維運(yùn)動(dòng)，如等厚的承壓含水層中的地下水運(yùn)動(dòng)。 一維運(yùn)動(dòng)也稱為單向運(yùn)動(dòng)。如果地下水的滲

4、流速度沿二個(gè)坐標(biāo)軸方向都有分速度，僅在一個(gè)坐標(biāo)軸方向分速 度為零，則稱為地下水的二維運(yùn)動(dòng)。如下圖的渠道向河流滲漏時(shí)的地下水運(yùn)動(dòng)。 直角坐標(biāo)系中的二維運(yùn)動(dòng)也稱為平面運(yùn)動(dòng)。如果地下水的滲流速度沿空間三個(gè)坐標(biāo)軸的分量均不等于零，則稱為地下水的三 維運(yùn)動(dòng)。多數(shù)地下水運(yùn)動(dòng)都是三維運(yùn)動(dòng)，也稱為空間運(yùn)動(dòng)，如下圖的河灣處的潛 水運(yùn)動(dòng)。5、什么是穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)？什么是非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)？為什么說(shuō)地下水運(yùn)動(dòng)均為非穩(wěn)定運(yùn) 動(dòng)？穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)一一地下水運(yùn)動(dòng)的所有基本要素（如壓強(qiáng)p、速度v等）的大小和 方向不隨時(shí)間變化的地下水運(yùn)動(dòng)，非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)一一地下水運(yùn)動(dòng)的基本要素中的任一個(gè)或全部隨時(shí)間變化的地下 水運(yùn)動(dòng)由于地下水不斷得到補(bǔ)給和排泄，嚴(yán)格

5、地來(lái)說(shuō)，地下水運(yùn)動(dòng)都是非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。穩(wěn) 定運(yùn)動(dòng)只是一種暫時(shí)的平衡狀態(tài)。在變化不大時(shí)，可以將地下水運(yùn)動(dòng)當(dāng)作穩(wěn)定運(yùn) 動(dòng)來(lái)研究，以便簡(jiǎn)化計(jì)算。6、什么是層流？什么是紊流？判別指標(biāo)是什么？層流一一流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡成線狀，彼此不相摻混，這種流態(tài)稱之。流速小時(shí) 出現(xiàn)。紊流一一流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡曲折混亂，彼此摻混，這種流態(tài)稱之。流速大時(shí)出 現(xiàn)。流態(tài)判別：判別地下水流態(tài)常用的是Reynolds數(shù)Re ：n vd pvd其中，v流速（m/s ）；u地下水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)（N s/m2 ）；d含水層顆粒的平均直徑（m ）。流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)兩種流態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的流速稱為臨界流速；對(duì)應(yīng)于臨界流速的 Reynolds數(shù)稱為臨界Reyn

6、olds數(shù)。Re<臨界Re ,層流；Re>臨界Re ,紊流。地下水的臨界Re 一般取150300。在天然條件下，地下水多處于層流狀態(tài)。只有在大孔隙及大裂隙、大溶洞中乂缺 少充填的情況下，當(dāng)水力坡度很陡時(shí)，才可能出現(xiàn)紊流狀態(tài)。7、達(dá)西定律的三種形式及公式符號(hào)含義？達(dá)西定律的物理意義？達(dá)西定律適 用條件？達(dá)西定律。二"憶- Lv = - = KJA達(dá)西定律適用條件< 1 ）臨界雷諾數(shù)Re （ J. Bear）：R。< 1010 < R e < 100Re > 100VVV層流區(qū)過(guò)渡區(qū)紊流區(qū)（2 ）臨界滲透流速vc （巴甫洛夫斯基）：dHJ = -

7、 gradHdn（3 ）臨界水力梯度Jc （羅米捷）：,o. （1-0.96°4產(chǎn)（1 + 6?。ヽb8、什么是滲透系數(shù)？什么是導(dǎo)水系數(shù)？?jī)烧叩年P(guān)系？影響滲透系數(shù)的因素？滲透系數(shù)是重要的水文地質(zhì)參數(shù)，它表征在一般正常條件下對(duì)某種流體而言巖層 的滲透能力（permeability） v=KJ 當(dāng) J =1 時(shí) K = vK在數(shù)值上是當(dāng)J=1時(shí)的滲透流速，常用單位cm/s、m/d滲透系數(shù)與哪些因素有關(guān)呢？K=f （孔隙大小、多少、液體性質(zhì)）K =變二乙32巖層空隙性質(zhì)（孔隙大小、多少）流體的物理性質(zhì)，與y成正比，與口成反比。流體的物理性質(zhì)與所處的溫度、壓 力有關(guān)9、什么是彈性釋水？什么是貯水率？什么是貯水系數(shù)？?jī)烧叩年P(guān)系？水頭上升或下降引起的含水層儲(chǔ)存或釋放水的現(xiàn)象稱為彈性儲(chǔ)水或彈性釋水（統(tǒng) 稱彈性釋水現(xiàn)象）。評(píng)價(jià)指標(biāo)為貯水率。水頭上升或下降一個(gè)單位時(shí)，單位體積含水層由于含水層彈性膨脹或壓縮、水本 身體積彈性壓縮或膨脹而發(fā)生含水層彈性儲(chǔ)存或釋放的水量，稱為貯水率，用US 表示，單位為m-1 ,貯水系數(shù)*-表示在面積為1個(gè)單位、厚度為含水層厚度M的含水層柱體中，當(dāng)水頭改變一個(gè)單位時(shí)彈性釋放或貯存的水量，無(wú)量綱 。貯水率的關(guān)系：u*=us*M10、什么是均質(zhì)和非均質(zhì)？什么是各向同性和各向異性？把巖層分為均質(zhì)的和非均質(zhì)的二類。如果在滲流