经典考研地下水动力学重点3.docx

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1、2016-5-12相关概念：Ø水井的类型：一、根据水井井径的大小和开凿方法，分为管井和筒井两类。–管井：直径通常小于0.5m，深度大，常用钻机开凿。–筒井：直径大于1m，深度浅，通常用人工开挖。二、根据水井揭露的地下水类型，分为：潜水井、承压水井三、根据揭露含水层的程度和进水条件不同，分为：完整井、不完整井相关概念：相关概念：Ø水井的类型：Ø水井的类型：二、井附近的水位降深1.水位降深•水位降深：初始水头减去抽水t时间后的水头，也简称降深。用s表示。•降落漏斗：抽水时，井中心降深最大，离井越远，降深越小，总体上形成的漏斗状水头下降区。相关概念：相关概念：Ø2.抽

2、水时，地下水能达到稳定运动的水文地质条件•(1)在有侧向补给的有限含水层中，当降落漏斗扩展到补给边界后，侧向补给量和抽水量平衡时，地下水向井的运动便可达到稳定状态。•(2)在有垂向补给的无限含水层中，随着降落漏斗的扩大，垂向补给量不断增大。当它增大到与抽水量相等时，将形成稳定的降落漏斗，地下水向井的运动也进入稳是状态。•(3)在没有补给的无限含水层中，随着抽水时间的延长，水位降深的速率会越来越小，降落漏斗的扩展越来越慢，在短时间内观测不到明显的水位下降，这种情况称为似稳定状态，也称似稳定。1相关概念：•井径（井半径）：–(1)未下过滤器的井：井的半径就是钻孔的半

3、径，井壁和井中的水位降深一致。–(2)下过滤器的井：井的直径为过滤器的直径，井内水位比井壁水位低。–(3)过滤器周围填砾的井：井周围的渗透性增大，水力坡度变小，所以降深变小。但是，井损还存在。这种条件下，井的半径应用有效井半径。•井损：水流流经过滤器的水头损失和在井内部水向上运动至水泵吸水口时的水头损失统称为井损。•有效井半径：是由井轴到井管外壁某一点的水平距离。在该点，按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。相关概念：•4.含水层假设条件——本章几节中共有–(1)含水层均质、各向同性，产状水平，厚度不2016-5-12相关概念：•4.假设条件——

4、本章几节中共有–(1)含水层均质、各向同性，产状水平，厚度不变，分布面积很大，可视为无限延伸；–(2)抽水前的地下水面是水平的，并视为稳定的；–(3)含水层中的水流服从Darcy定律，并在水头下降的瞬间水就释放出来。如有弱透水层，则忽略其弹性释水量。4.1裘布依稳定井流一、裘布依稳定潜水井流（J.Dupuit,1863）变，分布面积很大，可视为无限延伸；–(2)抽水前的地下水面是水平的，并视为稳定的；–(3)含水层中的水流服从Darcy定律，并在水头下降的瞬间水就释放出来。如有弱透水层，则忽略其弹性释水量。假定条件：均质、各向同性、隔水底板水平的圆柱形潜水含水

5、层，外侧面保持定水头，中心一口完整抽水井（简称圆岛模型），没有垂向入渗补给和蒸发，且渗流服从线性定律的稳定流动。•定水头边界h降落漏斗swh0等水头线hh0流线hwrwrR图4-1-2裘布依稳定潜水井流裘布依稳定潜水井流条件(t0.5r2,aKh0)定流量抽水持续一定时间之后ad渗流呈现稳定流，水位呈漏斗状（如图示），地下水呈径向向井流动。在井附近，J大，定水远离井，J减小。等势线在井头边附近密集。按裘布依假定，将界等水头线视为铅垂面，因而渗流断面视为圆柱形h•通过不同过水断面的流量处处相等，并降落漏斗sw等于井的流量。h0等水头线•流网分析hh0流线hw。r

6、wrR图4-1-2裘布依稳定潜水井流裘布依稳定潜水井流方程推导由于是径向流，这里我们采用极坐标，取向外为正。Hh.取隔水底板为基准面，则：dhdhJ(忽略)根据达西定律和裘布依假定：drdzQKAdhdrK2rhdhdr取Q抽水为正，而h随r的增大而增大，所以上述微分方程右端没有负号。2裘布依稳定潜水井流涌水量方程Q2rhKdhdrRQ1drh0hdhrw2KrhwQlnR1h2h22Krw20wh2h2h2h2QK0w1.366K0wlnRlgRrrww裘布依稳定潜水井流方程应用2、求渗透系数KRQlgrKw1.3362h0swswQlgR0.732rw2h

7、0swsw裘布依稳定潜水井流方程应用3、有观测孔的情况下求渗透系数r2Q1drh2hdhr12Krh1Qlnr21h2h22Kr212注：hhs1101h2h2hhsQ1.366K21202lgr2hhhhr121212h0s1s2s1s2Qlgr2rK0.73212hssss012122016-5-12裘布依稳定潜水井流流量方程1、流量方程取swh0hwh2h2hhhh0w0w0w2h0swswQ1.336K2h0swswRlgrw3、有观测孔的情况下求渗透系数若抽水试验有两个观测孔，r1处水位h1，r2处水位h2。h2h2h0r1r2R裘布依稳定潜水井流4

8、、降落漏斗曲线-水头线方