地下水动力学实验与习题

目录




绪言




第一章 地下水运动的基本概念与基本定律




§1.1地下水运动的基本概念




一 渗流与典型体元




. 二 渗流的运动要素




（一）孔（空）隙平均流速（地下水实际流速）与渗透流速（达西流速）




（二）压强、水头和水力坡度




§1.2渗流基本定律




一 线性渗流定律及渗透系数




（一）达西实验（稳定流）




（二）不稳定条件下渗流实验




（三）渗透系数（水力传导系数）




（四）线性定律的适用条件




二 非线性渗流定律




三 各向异性岩层中地下水的运动规律




（一）岩层按透水性分类




（二）各向异性介质中地下水流的达西定律




§1.3地下水通过非均质岩层突变界面的折射现象




§1.4流网




一 各向同性岩层地下水的流网特征




二 各向异性岩层地下水的流网特征




复习思考题




第二章 地下水运动的基本微分方程及定解条件




§2.1渗流连续性方程




§2.2水和多孔介质的压缩性




一 地下水弹性储存的概念




二 水的压缩方程




三 多孔介质（岩土）的压缩方程




§2.3渗流基本微分方程




§2.4潜水流动的布西涅斯克微分方程




一 裘布依假定




二 布西涅斯克微分方程




§2.5定解条件及数学模型




一 定解条件




（一）边界条件




（二）初始条件




二 数学模型及其解法




复习思考题




第三章 地下水向河渠的运动




§3.1均质含水层中地下水向河渠的运动




一 承压含水层中地下水向河渠一维稳定运动




二 无人渗潜水含水层中地下水向河渠二维稳定运动




（一）隔水底板水平的潜水运动




（二）隔水底板倾斜的潜水运动




三 无入渗潜水含水层中地下水向河渠三维稳定运动




（一）平面上流线呈辐射状的潜水运动




（二）渗流断面复杂变化的潜水运动




四 均匀稳定人渗的潜水向河渠二维稳定运动




（一）流量方程




（二）水头线（浸润曲线）方程




（三）地下分水岭位置的确定




（四）入渗强度（w）的计算




五 承压含水层中地下水向河渠一维不稳定运动




（一）定流量沟（渠）流




（二）定降深沟（渠）流




§3.2非均质含水层中地下水向河渠的运动




一 分段法




（一）分段法求解水平层状非均质含水层中地下水稳定运动问题




（二）分段法求解透水性沿流向突变的非均质含水层中地下水稳定运动问题




（三）分段法小结




二 等效厚度法




三 吉林斯基势函数法




（一）原理




（二）算例




四 直接积分法




（一）渗透系数呈线性变化的含水层中的地下水运动




（二）渗透系数变化复杂的含水层中的地下水运动




复习思考题




第四章 裘布依稳定井流




§4.1裘布依稳定井流的基本方程




一 袭布依稳定潜水井流




二 袭布依稳定潜水井流基本方程的讨论




（一）水跃及裘布依漏斗曲线方程的误差




（二）袭布依稳定潜水稳定井流涌水量方程的正确性




三 袭布依稳定承压井流




§4.2齐姆模型与裘布依模型的区别




复习思考题




第五章 无越流含水层中的完整井流




§5.1无限含水层中单个定流量井流




一 基本方程




二 泰斯公式的讨论




§5.2井群干扰




一 点井渗流叠加法




二 面井法




（一）矩形开采地段




（二）圆形开采地段




（三）面井－点井井群干扰




（四）开采区内抽水井中水位降深的计算




§5.3直线边界附近的井流——反映法




一 半无限含水层




（一）直线隔水边界附近的井流




（二）直线定水头边界附近的井流




二 扇形含水层




三 带状含水层




（一）两条平行的直线隔水边界




（二）两条平行的定水头边界




（三）一条定水头边界平行于一条隔水边界




四 矩形含水层




§5.4变流量井流




§5.5无限含水层中单个定降深井流




§5.6无限含水层中地下水承压－无压井流




一 基本方程




二 计算方法




复习思考题




第六章 无越流含水层中完整井的井流试验




§6.1定流量抽（注）水试验




一 标准曲线对比法




（一）原理




（二）步骤




二 直线图解法




（一）原理




（二）步骤




§6.2水位恢复试验




一 水位恢复试验的基本原理及其应用




二 水位回升值s’的近似式及其应用




三 最高水位回升法




§6.3边界附近定流量井流试验




一 计算含水层参数




（一）特定条件直线图解法




（二）特定条件下标准曲线法




（三）实例




二 近似确定直线边界的位置




（一）抽水试验




（二）水位恢复试验




§6.4多主井和阶梯流量井流试验




一 同时开泵的多主井井流试验




（一）直线图解法




（二）特定条件标准曲线法




二 不同时开泵的多主井井流试验和阶梯流量井流试验




§6.5定降深井流试验




一 试算法




二 标准曲线对比法




三 直线图解法




§6.6瞬时抽（注）水法




§6.7确定井损系数和井孔有效半径的井流试验




一 概述




二 阶梯流量井流试验




三 多次定流量井流试验




四 水位恢复试验




复习思考题




第七章 无越流潜水含水层中的完整井流




§7.1概述




§7.2考虑滞后给水的分析方法——博尔顿法




一 理论




二 抽水试验确定含水层参数




（一）标准曲线的绘制




（二）标准曲线的使用方法




三 滞后指数




四 实例




（一）标准曲线对比法




（二）直线图解法




§7.3二元结构的含水系统




§7.4考虑流速垂直分量和弹性储量的分析方法——纽曼法




一 理论




（一）假定条件及定解问题的建立




（二）降深方程




（三）纽曼解的特点




二 井流试验




（一）抽水试验




（二）恢复试验法




（三）降深—距离标准曲线对比法适用性的分析




（四）雅可布修正法的应用




三 实例




（一）技术资料




（二）标准曲线对比法




（三）单对数法




（四）恢复试验法




复习思考题




第八章 越流系统中的承压完整井流




§8.1第一类越流系统中的定流量井流




一 基本方程




二 井流试验确定越流系统的参数




（一）不稳定井流试验




（二）稳定抽水试验




§8.2第二类越流系统中的定流量井流




一 基本方程




（一）定解问题的建立




（二）定解问题的解




（三）方程讨论




二 井流试验确定越流系统的参数




（一）短时间抽水




（二）长时间抽水




§8.3第一类越流系统中的定降深井流




一 基本方程




二 井流试验确定越流系统的参数




（一）不稳定抽（放）水试验




（二）稳定抽（放）水试验




§8.4第二类越流系统中的定降深井流




复习思考题




第九章 均质各向异性含水层中的完整井流




§9.1概述




§9.2基本方程




一 微分方程和定解条件




二 均质各向异性介质中渗流问题的解法——坐标变换法




三 均质各向异性含水层中定流量井流等降深线的特点




§9.3井流试验




一 具有等降深曲线资料的情况




二 缺乏等降深曲线资料的情况




（一）已知主方向




（二）未知主方向




复习思考题




第十章 承压非完整井流及源汇理论的应用




§10.1基本方程




一 微分方程和定解条件




二 降深方程




（一）测压计降深方程




（二）长时间抽水的降深方程




（三）稳定状态降深方程




（四）远离抽水井的降深方程




（五）观测孔中的平均降深方程




（六）抽水井中的降深




（七）无越流含水层中不完整井流的降深方程




三 小结




§10.2源汇理论的应用




一 空间点汇




二 平面点汇




（一）平面瞬时点汇




（二）平面连续点汇




三 空间线汇




（一）空间瞬时线汇




（二）空间连续线汇




四 半无限空间线汇




五 有限空间线汇




六 抽水早期测压计降深的特点




§10.3井流试验确定含水层参数




一 完整井流法




二 修正非完整性附加水头损失的直线图解法（用于各向同性含水层）




三 拐点法（用于各向同性含水层）




四 标准曲线对比法（用于各向同性含水层）




（一）用于抽水早期




（二）用于非淹没式等长滤管的观测孔




五 s－lgr曲线图解法




复习思考题




第十一章 研究地下水运动的物理模拟方法




§11.1砂槽（渗流槽）模拟方法




一 砂槽结构




二 砂槽模拟的基本原理




（一）几何相似




（二）动力相似




（三）运动相似




（四）边界条件一致




§11.2连续型电模拟方法




一 连续型电模拟基本原理




二 电模型设计要求




三 模型的截取和合理简化




四 模型试验的材料选择




五 电模型的装置及工作方法




§11.3流网计算渗流区的运动要素及渗流量




附录i 泰斯公式的博尔兹门变换解法




附录ⅱ 主要符号一览表




主要参考文献