地下水动力学考试复习提纲

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1、1、地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。2、地下水动力学的作用：地下水动力学主要研究重力水的运动规律，模拟地下水流的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上进行定量评价。3、地下水动力学的发展历程：（1）稳定流建立和发展阶段；（2）非稳定流建立和发展阶段；（3）实验—电网络技术阶段；（4）计算机数值模拟技术阶段。1、多孔介质：广义地说，包括孔隙介质、裂隙介质和某些岩溶不十分发育的由石灰岩和白云岩组成的介质都称为多孔介质；狭义的多孔介质指的是孔隙介质。2、弹性释水（贮水）：由于承压水头的改变

2、，而导致含水层释放和储存一定体积水量的物理过程称为弹性释水（贮水）。3、弹性释水过程：承压水头下降导致孔隙水压力减少，作用于固体骨架上的有效应力增加。有效应力增加会引起含水层的压缩，而孔隙水压力的减少将导致水的膨胀。弹性贮水过程：承压水头升高导致孔隙水压力增加，作用于固体骨架上的有效应力减小。有效应力减小会引起含水层的膨胀，而孔隙水压力的减少将导致水的压缩。4、贮水率和贮水系数都是表示含水层弹性释水能力的参数。贮水率：面积为1m2，厚度为1m的含水层，当水头变化1m时，储存或释放的水量。贮水系数：单位面积，厚度为含水层全厚度M的含水层柱体中

3、，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量。5、渗流及其运动要素：（1）渗流：为了研究地下水的整体运动特征而引入的一种假想的水流，这种假想的水流具有实际水流的运动特点，并连续充满整个含水层。（2）典型单元体：用渗流场中某物理量的平均值近似代替整个渗流场的特征值的代表性单元体，称为典型单元体。（3）等水头面：渗流场中水头相等的点连成的面。（4）水力坡度：在地下水动力学中，把大小等于梯度值，方向沿着等水头面法线指向水头降低方向的矢量称为水力坡度。6、达西定律适用范围：Re<1..10，层流（达西流），适用，地下水低速运动，粘滞力占优势。（1）渗

4、透系数K：又称水力传导系数，是含水层的一个重要的水文地质参数，反映了岩石的透水性，数值上等于单位水力坡度下的渗流速度。（2）导水系数T：反映含水层出水能力的指标，其物理意义是水力坡度为1时，通过整个含水层厚度M上的单宽流量。导水系数仅适用于二维的地下水流动。7、岩层透水特征分类—岩石按透水性分类1）均质与非均质—K随空间坐标变化：（1）均质：渗流场中，任意点都具有相同的渗透系数K，或渗透系数K不随空间坐标的变化而变化，称该岩层为均质的。（2）非均质：渗流场中，不同位置渗透系数不同，即渗透系数K随空间坐标的变化而变化，称该岩层为非均质的。2）

5、各向同性与各向异性—K随方向的变化：（1）各向同性：渗流场中，某一点的K与渗流方向无关，各个渗流方向具有相同的K，该介质是各向同性的。（2）各向异性：渗流场中，某一点的K与渗流方向有关，即渗流方向不同，K不同，该介质是各向异性的。1、流网：渗流场中由一组流线与由一组等势线（当容重不变时为一组等水头线）相交组成的网格。2、各向同性介质中流网特征：流线与等水头线正交，流网为正交网络。3、流网徒手绘制五、基本微分方程：（1）质量守恒—渗流连续性方程。（2）能量守恒—达西定律1、承压水运动的基本微分方程:非均质各向异性非稳定流：2、越流基本微分方程

6、:非均质各向异性非稳定流： 越流因素B：反映阻越流能力的参数。越流系数σ’：反映越流能力的参数，含义为当主含水层和供给越流的含水层间的水头差为一个长度单位时，通过主含水层和弱透水层间单位面积界面上的水流量。3、潜水运动的基本微分方程（1）引入Dupuit假设的原因：潜水运动时，潜水面不是水平的，等水头面不是铅垂面，垂向上存在流速分量；同时潜水面不断变化的。为了简化模型，方便求解，引入Dupuit假设。Dupuit假设的内容：①由于潜水面比较平缓，假定水流基本水平，等水头面呈铅直，从而忽略渗流速度的垂直分量vz；②铅垂剖面上各点的水头都相等，

7、各点的水力坡度和渗流速度都相等，水头只在X方向上变化。（2）Boussinesq方程：非均质各向同性二维非稳定流：一、潜水的稳定运动1、水位的分布—潜水流的浸润曲线2、单宽流量q分布3、分水岭a的位置4、河渠间合理间距选取：1）实质：把分水岭水位hmax控制在一定标高2）河渠一定时，河渠水位h1和h2也一定，同时满足：3）特例，h1=h2时，a=l/2，代入hmax，可得：5、水库（左河）渗漏问题：渗漏量取决于是否存在分水岭a，及分水岭的位置。①当a≥0时不渗漏，此时：，最高水位：②当a＜0时，渗漏，渗漏量：1、降落漏斗：水位降深s在不同的

8、位置上是不同的，井中心降深最大，离井越远，降深越小，抽水井周围总体上形成的漏斗状水头下降区；亦即由抽水（排水）而形成的漏斗状的水头（水位）下降区，称为降落漏斗。2、影响半径：稳定