地下水向完整井的稳定运动ppt课件.ppt

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1、第三章地下水向完整井的稳定运动肖长来88502287工203吉林大学环境与资源学院2009-10主要内容第三章地下水向完整井的稳定运动§3.1水井的分类及井流特征§3.2地下水向承压水井和潜水井的稳定流动§3.3越流含水层中地下水向承压井的稳定流动§3.4流量和水位降深关系的经验公式§3.5地下水向干扰井群的稳定运动§3.6均匀流中的井§3.7井损与有效井径的确定方法3.2.1承压水井的Dupuit公式3.2.1.1假设（水文地质概念模型）（1）含水层为均质、各向同性，产状水平、厚度不变（等厚）、分布面积很大，可视

2、为无限延伸；或呈圆岛状分布，岛外有定水头补给；（2）抽水前地下水面是水平的，并视为稳定的；含水层中的水流服从Darcy’sLaw，并在水头下降的瞬间将水释放出来，可忽略弱透水层的弹性释水；（3）完整井，定流量抽水，在距井一定距离上有圆形补给边界，水位降落漏斗为圆域，半径为影响半径；经过较长时间抽水，地下水运动出现稳定状态；（4）水流为平面径向流，流线为指向井轴的径向直线，等水头面为以井为共轴的圆柱面，并和过水断面一致；通过各过水断面的流量处处相等，并等于抽水井的流量。§3.2地下水向承压水井和潜水井的稳定流动图3-

3、3承压完整井的径向流初始承压面降落漏斗抽水井Dupuit'sassumptionforconfinedflow•theaquiferishorizontal,homogeneousorhorizontally-stratified,isotropic;•thebottomplaneoftheaquiferispracticallyhorizontal;•thesaturatedthicknessisuniformandsmallifcomparedwiththehorizontaldimensionsoftheaq

4、uifer;•thediameterofthewellislimited,andgroundwaterflowissmall.•strongsinksandsourcesarenotpresent.3.2.1.2数学模型的建立及求解（3-1）对上式进行积分，得（3-2a）或（3-2b）式中：sw—井中水位降深，m；Q—抽水井流量，m3/d；M—含水层厚度，m；K—渗透系数，m/d；rw—井半径，m；R—影响半径（圆岛半径），m；上式即为承压水井的Dupuit公式。距离抽水井中心r处有一观测孔，其对应水位为H，在rw

5、和r两断面上积分，得到（3-5）若存在两个观测孔，距离井中心的距离分别为r1,r2,水位分别为H1,H2,在r1到r2区间积分得：（3-6）式中s1、s2分别为r1和r2处的水位降深。式(3-6)也称为Theim公式。它与非稳定井流在长时间抽水后的近似公式完全一致。这表明，在无限承压含水层中的抽水井附近，确实存在似稳定流区。若将(3-3)和(3-6)联立起来，则可得到抽水井附近的承压水水头分布方程或降落曲线方程：（3-7）式中没有包含Q和K，表明水流相对稳定时，只有给定井内水位和边界水头，抽水井附近的水头分布就确定

6、了，不管渗透系数和抽水量的大小。3.2.2潜水井的Dupuit公式如下图所示为无限分布的潜水含水层中的一个完整井，经长时间定流量抽水后，在井附近形成相对稳定的降落漏斗。由于降落漏斗是在潜水含水层中发展，存在着垂向分速度，等水头面不是圆柱面，而是共轴的旋转曲面，为空间径向流，对于这类问题用解析法很难求解。Dupuit'sassumptionforfreesurfaceflow•theaquiferishorizontal,homogeneousorhorizontally-stratified;•thebottomp

7、laneoftheaquiferispracticallyhorizontal;•thesaturatedthicknessisuniformandsmallifcomparedwiththehorizontaldimensionsoftheaquifer;•iftheaquiferischaracterizedbyavariablethickness,itsvariationsmustbesmallcomparedtotheaveragethickness;•theslopeofthewatertableissm

8、all;ifismuchsmallerthanunity,theerrorinacceptingthetwo-dimensionalassumptionforthegroundwaterflowissmall.•strongsinksandsourcesarenotpresent.为实用目的，对上述潜水井应用Dupuit假设，认为流向井的潜水流是近似水平的，