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文檔簡介

1、地下水動力學習 題 集第一章 滲流理論基礎一、解釋術語1. 滲透速度2. 實際速度3. 水力坡度4. 貯水系數(shù)5. 貯水率6. 滲透系數(shù)7. 滲透率8. 尺度效應9. 導水系數(shù)二、填空題1地下水動力學是研究地下水在孔隙巖石、裂隙巖石和巖溶巖石中運動規(guī)律的科學。通常把具有連通性的孔隙巖石稱為多孔介質(zhì),而其中的巖石顆粒稱為骨架。多孔介質(zhì)的特點是多相性、孔隙性、連通性和壓縮性。2地下水在多孔介質(zhì)中存在的主要形式有吸著水、薄膜水、毛管水和重力水,而地下水動力學主要研究 重力水的運動規(guī)律。3在多孔介質(zhì)中,不連通的或一端封閉的孔隙對地下水運動來說是無效的,但對貯水來說卻是 有效的。4. 地下水過水斷面包括

2、_空隙_和_固體顆粒_所占據(jù)的面積.滲透流速是_過水斷面_上的平均速度,而實際速度是_空隙面積上_的平均速度。在滲流中,水頭一般是指 測壓管水頭 ,不同數(shù)值的等水頭面(線)永遠 不會相交。5. 在滲流場中,把大小等于_水頭梯度值_,方向沿著_等水頭面_的法線,并指向水頭_降低_方向的矢量,稱為水力坡度。水力坡度在空間直角坐標系中的三個分量分別為_、_和_。6. 滲流運動要素包括_流量Q_、_滲流速度v_、_壓強p_和_水頭H_等等。7. 根據(jù)地下水滲透速度_矢量方向_與_空間坐標軸_的關系,將地下水運動分為一維、二維和三維運動。8. 達西定律反映了滲流場中的_能量守恒與轉(zhuǎn)換_定律。9. 滲透率

3、只取決于多孔介質(zhì)的性質(zhì),而與液體的性質(zhì)無關,滲透率的單位為cm2或da。10. 滲透率是表征巖石滲透性能的參數(shù),而滲透系數(shù)是表征巖層 透水能力 的參數(shù),影響滲透系數(shù)大小的主要是巖層顆粒大小以及 水的物理性質(zhì) ,隨著地下水溫度的升高,滲透系數(shù)增大 。11. 導水系數(shù)是描述含水層 出水能力 的參數(shù),它是定義在 平面一、二 維流中的水文地質(zhì)參數(shù)。12. 均質(zhì)與非均質(zhì)巖層是根據(jù)_巖石透水性與空間坐標_的關系劃分的,各向同性和各向異性巖層是根據(jù)_巖石透水性與水流方向_關系劃分的。13. 滲透系數(shù)在各向同性巖層中是_標量_,在各向異性巖層是_張量_。在三維空間中它由_9個分量_組成,在二維流中則由_4個分

4、量_組成。14. 在各向異性巖層中,水力坡度與滲透速度的方向是_不一致_。15. 當?shù)叵滤餍毕蛲ㄟ^透水性突變界面時,介質(zhì)的滲透系數(shù)越大,則折射角就越_大_。16. 地下水流發(fā)生折射時必須滿足方程_,而水流平行和垂直于突變界面時則_均不發(fā)生折射_。17. 等效含水層的單寬流量q與各分層單寬流量qi的關系:當水流平行界面時_,當水流垂直于界面時_。18. 在同一條流線上其流函數(shù)等于_常數(shù)_,單寬流量等于_零_,流函數(shù)的量綱為_。19. 在流場中,二元流函數(shù)對坐標的導數(shù)與滲流分速度的關系式為_。20. 在各向同性的含水層中流線與等水頭線_除奇點外處處正交_,故網(wǎng)格為_正交網(wǎng)格_。21. 在滲流場中

5、,利用流網(wǎng)不但能定量地確定_滲流水頭和壓強_、_水力坡度_、_滲流速度_以及_流量_,還可定性地分析和了解_區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件_的變化情況。22. 在各向同性而透水性不同的雙層含水層中,其流網(wǎng)形狀若在一層中為曲邊正方形,則在另一層中為_曲邊矩形網(wǎng)格_。23. 滲流連續(xù)方程是_質(zhì)量守恒定律_在地下水運動中的具體表現(xiàn)。24. 地下水運動基本微分方程實際上是_地下水水量均衡_方程,方程的左端表示單位時間內(nèi)從_水平_方向和_垂直_方向進入單元含水層內(nèi)的凈水量,右端表示單元含水層在單位時間內(nèi)_水量的變化量_。25. 越流因素越大,則說明弱透水層的厚度_越大_,其滲透系數(shù)_越小_,越流量就_越小_。26.

6、單位面積(或單位柱體)含水層是指_底面積為1個單位_,高等于_含水層厚度_柱體含水層。27. 在滲流場中邊界類型主要分為_水頭邊界_、_流量邊界_以及_水位和水位導數(shù)的線性組合_。三、判斷題1. 地下水運動時的有效孔隙度等于排水(貯水)時的有效孔隙度。(×)2. 對含水層來說其壓縮性主要表現(xiàn)在空隙和水的壓縮上。()3. 貯水率s=g(+n)也適用于潛水含水層。()4. 貯水率只用于三維流微分方程。(×)5. 貯水系數(shù)既適用承壓含水層,也適用于潛水含水層。()6. 在一定條件下,含水層的給水度可以是時間的函數(shù),也可以是一個常數(shù)。()7. 潛水含水層的給水度就是貯水系數(shù)。(&#

7、215;)8. 在其它條件相同而只是巖性不同的兩個潛水含水層中,在補給期時,給水度大,水位上升大,小,水位上升??;在蒸發(fā)期時,大,水位下降大,小,水位下降小。(×)9. 地下水可以從高壓處流向低壓處,也可以從低壓處流向高壓處。()10. 達西定律是層流定律。(×)11. 達西公式中不含有時間變量,所以達西公式只適于穩(wěn)定流。(×)12. 符合達西定律的地下水流,其滲透速度與水力坡度呈直線關系,所以滲透系數(shù)或滲透系數(shù)的倒數(shù)是該直線的斜率。()13. 無論含水層中水的礦化度如何變化,該含水層的滲透系數(shù)是不變的。(×)14. 分布在兩個不同地區(qū)的含水層,其巖性、

8、孔隙度以及巖石顆粒結(jié)構(gòu)排列方式等都完全一致,那么可以肯定,它們的滲透系數(shù)也必定相同。(×)15. 某含水層的滲透系數(shù)很大,故可以說該含水層的出水能力很大。(×)16. 在均質(zhì)含水層中,滲透速度的方向與水力坡度的方向都是一致的。(×)17. 導水系數(shù)實際上就是在水力坡度為1時,通過含水層的單寬流量。()18. 各向異性巖層中,滲透速度也是張量。()19. 在均質(zhì)各向異性含水層中,各點的滲透系數(shù)都相等。()20. 在均質(zhì)各向異性、等厚、無限分布的承壓含水層中,以定流量抽水時,形成的降深線呈橢圓形,長軸方向水力坡度小,滲流速度大,而短軸方向水力坡度大,滲流速度小。()2

9、1. 突變界面上任一點的水力特征都同時具有界面兩側(cè)巖層內(nèi)的水力特征。()22. 兩層介質(zhì)的滲透系數(shù)相差越大,則其入射角和折射角也就相差越大。()23. 流線越靠近界面時,則說明介質(zhì)的值就越小。(×)24. 平行和垂直層面的等效滲透系數(shù)的大小,主要取決于各分層滲透系數(shù)的大小。( )25. 對同一層狀含水層來說,水平方向的等效滲透系數(shù)大于垂直方向的等效滲透系數(shù)。()26. 在地下水動力學中,可認為流函數(shù)是描述滲流場中流量的函數(shù),而勢函數(shù)是描述滲流場中水頭的函數(shù)。()27. 沿流線的方向勢函數(shù)逐漸減小,而同一條等勢線上各處的流函數(shù)都相等。(×)28. 根據(jù)流函數(shù)和勢函數(shù)

10、的定義知,二者只是空間坐標的函數(shù),因此可以說流函數(shù)和勢函數(shù)只適用于穩(wěn)定流場。(×)29. 在滲流場中,一般認為流線能起隔水邊界作用,而等水頭線能起透水邊界的作用。()30. 在同一滲流場中,流線在某一特定點上有時候也可以相交。()31. 在均質(zhì)各向同性的介質(zhì)中,任何部位的流線和等水頭線都正交。(×)32. 地下水連續(xù)方程和基本微分方程實際上都是反映質(zhì)量守恒定律。()33. 潛水和承壓水含水層的平面二維流基本微分方程都是反映單位面積含水層的水量均方程。()34. 在潛水含水層中當忽略其彈性釋放水量時,則所有描述潛水的非穩(wěn)定流方程都與其穩(wěn)定流方程相同。(×)35. 在

11、越流系統(tǒng)中,當弱透水層中的水流進入抽水層時,同樣符合水流折射定律。()36. 越流因素B和越流系數(shù)都是描述越流能力的參數(shù)。()37. 第二類邊界的邊界面有時可以是流面,也可以是等勢面或者既可做為第一類邊界也可做為第二類邊界處理。()38. 在實際計算中,如果邊界上的流量和水頭均已知,則該邊界既可做為第一類邊界也可做為第二類邊界處理。()39. 凡是邊界上存在著河渠或湖泊等地表水體時,都可以將該邊界做為第一類邊界處理。(×)40. 同一時刻在潛水井流的觀測孔中測得的平均水位降深值總是大于該處潛水面的降深值。()41. 在水平分布的均質(zhì)潛水含水層中任取兩等水頭面分別交于底板A、B和潛水面

12、A、B,因為AB附近的滲透路徑大于AB附近的滲透路徑,故底板附近的水力坡度JAB>JAB,因此根據(jù)達西定律,可以說AB附近的滲透速度大于AB附近的滲透速度。(×)四、分析計算題1. 試畫出圖11所示的各種條件下兩鉆孔間的水頭曲線。已知水流為穩(wěn)定的一維流。圖112. 在等厚的承壓含水層中,過水斷面面積為400m2的流量為10000m3/d,含水層的孔隙度為0.25,試求含水層的實際速度和滲透速度。解:3. 已知潛水含水層在1km2的范圍內(nèi)水位平均下降了4.5m,含水層的孔隙度為0.3,持水度為0.1,試求含水層的給水度以及水體積的變化量。解:4. 通常用公式q=(PP0)來估算降

13、雨入滲補給量q。式中:有效入滲系數(shù);P0有效降雨量的最低值。試求當含水層的給水度為0.25,為0.3,P0為20mm,季節(jié)降雨量為220mm時,潛水位的上升值。 解:5. 已知一等厚、均質(zhì)、各向同性的承壓含水層,其滲透系數(shù)為15m/d,孔隙度為0.2,沿著水流方向的兩觀測孔A、B間距離l=1200m,其水位標高分別為HA=5.4m,HB=3m。試求地下水的滲透速度和實際速度。解:6. 在某均質(zhì)、各向同性的承壓含水層中,已知點P(1cm,1cm)上的測壓水頭滿足下列關系式:H=3x2+2xy+3y2+7,公式中的H、x、y的單位均以米計,試求當滲透系數(shù)為30m/d時,P點處的滲透速度的大小和方向

14、。解:根據(jù)達西定律,有:由于所以,在P點處的滲透速度值為:方向為:7. 已知一承壓含水層,其厚度呈線性變化,底板傾角小于20°,滲透系數(shù)為20m/d。A、B兩斷面處的承壓水頭分別為:(1)HA=125.2m,HB=130.2m;(2)HA=130.2m,HB=215.2m。設含水層中水流近似為水平流動,A、B兩斷面間距為5000m,兩斷面處含水層厚度分別為MA=120m,MB=70m,試確定上述兩種情況下:(1)單寬流量q;(2)A、B間的承壓水頭曲線的形狀;(3)A、B間中點處的水頭值。解:8. 在二維流的各向異性含水層中,已知滲透速度的分量Vx=0.01m/d,Vy=0.005m

15、/d,水力坡度的分量Jx=0.001,Jy=0.002,試求:(1)當x、y是主滲透方向時,求主滲透系數(shù);(2)確定滲流方向上的滲透系數(shù)Kv;(3)確定水力梯度方向上的滲透系數(shù)Kj;(4)確定與x軸方向成30°夾角方向上的滲透系數(shù)。9. 試根據(jù)圖12所示的降落漏斗曲線形狀,判斷各圖中的滲透系數(shù)K0與K的大小關系。 圖1210. 試畫出圖13所示各圖中的流線,并在圖(c)中根據(jù)R點的水流方向標出A、B兩點的水流方向。 圖1311. 有三層均質(zhì)、各向同性、水平分布的含水層,已知滲透系數(shù)K1=2K2,K3=3K1,水流由K1巖層以45°的入射角進入K2巖層,試求水流在K3巖層中的

16、折射角3。12. 如圖14所示,設由n層具有相同結(jié)構(gòu)的層狀巖層組成的含水層,其中每個分層的上一半厚度為M1,滲透系數(shù)為K1,下一半厚度為M2,滲透系數(shù)為K2,試求:(1)水平和垂直方向的等效滲透系數(shù)Kp和Kv;(2)證明KpKv。 圖1413. 圖15為設有兩個觀測孔(A、B)的等厚的承壓含水層剖面圖。已知HA=8.6m,HB=4.6m,含水層厚度M=50m,沿水流方向三段的滲透系數(shù)依次為K1=40m/d,K2=10m/d,K3=20m/d,l1=300m,l2=800m,l3=200m。試求:(1)含水層的單寬流量q;(2)畫出其測壓水頭線;(3)當中間一層K2=50m/d時,重復計算(1)

17、、(2)的要求;(4)試討論以上計算結(jié)果。 圖1514. 某滲流區(qū)內(nèi)地下水為二維流,其流函數(shù)由下式確定:=2(x2y2)已知單位為m2/d,試求滲流區(qū)內(nèi)點P(1,1)處的滲透速度(大小和方向)。15. 在厚50m、滲透系數(shù)為20m/d、孔隙度為0.27的承壓含水層中,打了13個觀測孔,其觀測資料如表11所示。試根據(jù)表中資料求:(1)以H=1.0m繪制流網(wǎng)圖;(2)A(10,4)、B(16,11)兩點處的滲透速度和實際速度(大小和方向);(3)通過觀測孔1和孔9之間的斷面流量Q。          

18、;                                                  

19、;               表11觀測孔號12345678910111213坐標x(m)y(m)4.31.016.53.57.05.13.06.511.07.022.06.58.09.03.211.818.110.013.512.94.015.58.716.119.516.5水位(m)34.635.132.832.131.534.533.334.434.335.235.237.336.316. 已知水流為二維流,邊界平行于y軸,邊界上的單寬補給量為q。

20、試寫出下列三種情況下該邊界條件:(1)含水層為均質(zhì)、各向同性;(2)含水層為均質(zhì)、各向異性,x、y為主滲透方向;(3)含水層為均質(zhì)、各向異性,x、y不為主滲透方向。17. 在淮北平原某地區(qū),為防止土壤鹽漬化,采用平行排水渠來降低地下水位,如圖16所示,已知上部入滲補給強度為W ,試寫出L滲流區(qū)的數(shù)學模型,并指出不符合裘布依假定的部位。(水流為非穩(wěn)定二維流) 圖1618. 一口井位于無限分布的均質(zhì)、各向同性潛水含水層中,初始時刻潛水水位在水平不透水底板以上高度為H0(x,y),試寫出下列兩種情況下地下水流向井的非穩(wěn)定流數(shù)學模型。已知水流為二維非穩(wěn)定流。(1)井的抽水量Qw保持不變;(2)井中水位

21、Hw保持不變。19. 圖17為均質(zhì)、各向同性的土壩,水流在土壩中為剖面非穩(wěn)定二維流,試寫出滲流區(qū)的數(shù)學模型。圖1720. 圖18為黑龍江某省市供水水源地的平面圖和水文地質(zhì)剖面圖,已知其開采強度為,試根據(jù)圖示寫出開采過程中地下水非穩(wěn)定流的數(shù)學模型。 圖18第二章 地下水向河渠的運動一、填空題1. 將 單位時間,單位面積_上的入滲補給量稱為入滲強度.2. 在有垂直入滲補給的河渠間潛水含水層中,通過任一斷面的流量 不等。3. 有入滲補給的河渠間含水層中,只要存在分水嶺,且兩河水位不相等時,則分水嶺總是偏向_水位高_一側(cè)。如果入滲補給強度W>0時,則侵潤曲線的形狀為_橢圓形曲線_;當W<0

22、時,則為_雙曲線_;當W=0時,則為_拋物線_。4. 雙側(cè)河渠引滲時,地下水的匯水點靠近河渠_低水位_一側(cè),匯水點處的地下水流速等于_零_。5. 在河渠單側(cè)引滲時,同一時刻不同斷面處的引滲滲流速度_不等_,在起始斷面x=0處的引滲滲流速度_最大_,隨著遠離河渠,則引滲滲流速度_逐漸變小_。6. 在河渠單側(cè)引滲中,同一斷面上的引滲滲流速度隨時間的增大_逐漸變小_,當時間趨向無窮大時,則引滲滲流速度_趨于零_。7. 河渠單側(cè)引滲時,同一斷面上的引滲單寬流量隨時間的變化規(guī)律與該斷面上的引滲滲流速度的變化規(guī)律_一致_,而同一時刻的引滲單寬流量最大值在_x0_,其單寬滲流量表達式為_。二、選擇題1. 在

23、初始水位水平,單側(cè)引滲的含水層中,距河無限遠處的單寬流量等于零,這是因為假設。( (1) (4) )(1)含水層初始時刻的水力坡度為零;(2)含水層的滲透系數(shù)很??;(3)在引滲影響范圍以外的地下水 滲透速度為零;(4)地下水初始時刻的滲透速度為零。2. 河渠引滲時,同一時刻不同斷面的滲流量( (2) );隨著遠離河渠而滲流量( (4) )。(1)相同;(2)不相同;(3)等于零;(4)逐漸變??;(5)逐漸變大;(6)無限大;(7)無限小。三、計算題1. 在厚度不等的承壓含水層中,沿地下水流方向打四個鉆孔(孔1、孔2、孔3、孔4),如圖21所示,各孔所見含水層厚度分

24、別為:M1=14.5,M2=M3=10m,M4=7m。已知孔1、孔4中水頭分別為34.75m, 31.35m。含水層為粉細砂,其滲透系數(shù)為8m/d已知孔1孔2、孔2孔3、孔3孔4的間距分別為210m、125m、180m。試求含水層的單寬流量及孔2,孔3的水位。圖21解:建立坐標系:取基準線為x軸;孔1為y軸???孔2間的含水層厚度h可寫成:2. 圖22所示,左側(cè)河水已受污染,其水位用H1表示,沒有受污染的右側(cè)河水位用H2表示。(1)已知河渠間含水層為均質(zhì)、各向同性,滲透系數(shù)未知,在距左河l1處的觀測孔中,測得穩(wěn)定水位H,且H>H1>H2。倘若入滲強度W不變。試求不致污染地下水的左河

25、最高水位。(2)如含水層兩側(cè)河水水位不變,而含水層的滲透系數(shù)K已知,試求左河河水不致污染地下水時的最低入滲強度W。 圖22解:根據(jù)潛水水位公式:得到:3. 為降低某均質(zhì)、各向同性潛水含水層中的底下水位,現(xiàn)采用平行渠道進行穩(wěn)定排水,如圖23所示。已知含水層平均厚度H0=12m,滲透系數(shù)為16m/d,入滲強度為0.01m/d。當含水層中水位至少下降2m時,兩側(cè)排水渠水位都為H=6m。試求:(1)排水渠的間距L;(2)排水渠一側(cè)單位長度上的流量Q。 圖23解:據(jù)題意:H1=H2H=6m;分水嶺處距左河為L/2,水位:H3=12210m;根據(jù)潛水水位公式:4. 如圖22所示的均質(zhì)細沙含水層,已知左河水

26、位H1=10m,右河水位H2=5m,兩河間距l(xiāng)=500m,含水層的穩(wěn)定單寬流量為1.2m2/d。在無入滲補給量的條件下,試求含水層的滲透系數(shù)。解:據(jù)題意根據(jù)潛水單寬流量公式:5. 水文地質(zhì)條件如圖24所示。已知h1=10m,H2=10m,下部含水層的平均厚度M=20m,鉆孔到河邊距離l=2000m,上層的滲透系數(shù)K1=2m/d,下層的滲透系數(shù)K2=10m/d。試求(1)地下水位降落曲線與層面相交的位置;(2)含水層的單寬流量。 圖246. 在砂礫石潛水含水層中,沿流向打兩個鉆孔(A和B),孔間距l(xiāng)=577m,已知其水位標高HA=118.16m,HB=115.16m,含水層底板標高為106.57

27、m。整個含水層分為上下兩層,上層為細砂,A、B兩處的含水層厚度分別為hA=5.19m、hB=2.19m,滲透系數(shù)為3.6m/d。下層為粗砂,平均厚度M=6.4m,滲透系數(shù)為30m/d。試求含水層的單寬流量。7. 圖25所示,某河旁水源地為中粗砂潛水含水層,其滲透系數(shù)為100m/d。含水層平均厚度為20m,給水度為0.002。以井距30m的井排進行取水,井排與河水之距離l=400m。已知枯水期河平均水位H1=25m,井中平均水位HW=15m。雨季河水位瞬時上升2m,試求合水位不變情況下引滲1d后井排的單寬補給量。 圖258. 某水庫蓄水后,使岸邊潛水產(chǎn)生回水現(xiàn)象,如圖26所示。設計水庫蓄水后最高

28、水位標高H=28m。在距水庫l=5km處有一工廠,其地面標高為25m,已知含水層的導壓系數(shù)為4×104m2/d,含水層的初始水位近于水平,其值H0=15m。試問需多長時間工廠受到回水的影響。 圖269. 某農(nóng)田擬用灌渠進行引渠,已知引灌前渠水位與潛水位相同,其平均水位h0=8m(以含水層底版算起),滲透系數(shù)為10m/d,給水度為0.04。設計灌渠水位瞬時抬高1.5m后,使地下水位在一天內(nèi)最小抬高0.3m。試求灌渠的合理間距。第三章 地下水向完整井的穩(wěn)定運動一、解釋術語1. 完整井2. 降深3. 似穩(wěn)定4. 井損5. 有效井半徑6. 水躍二、填空題1. 根據(jù)揭露含水層的厚度和進水條件,

29、抽水井可分為_完整井_和_不完整井_兩類。2. 承壓水井和潛水井是根據(jù)_抽水井所揭露的地下水類型_來劃分的。3. 從井中抽水時,水位降深在_抽水中心_處最大,而在_降落漏斗的邊緣_處最小。4. 對于潛水井,抽出的水量主要等于_降落漏斗的體積乘上給水度_。而對于承壓水井,抽出的水量則等于_降落漏斗的體積乘上彈性貯水系數(shù)_。5. 對潛水井來說,測壓管進水口處的水頭_不等于_測壓管所在地的潛水位。6. 填礫的承壓完整抽水井,其井管外面的測壓水頭要_高于_井管里面的測壓水頭。7. 地下水向承壓水井穩(wěn)定運動的特點是:流線為指向_井軸_;等水頭面為_以井為共軸的圓柱面_;各斷面流量_相等_。8. 實踐證明

30、,隨著抽水井水位降深的增加,水躍值_也相應地增大_;而隨著抽水井井徑的增大,水躍值_相應地減少_。9. 由于逑裘布依公式?jīng)]有考慮滲出面的存在,所以,僅當_r>H0_時,用裘布依公式計算的浸潤曲線才是準確的。12. 在承壓含水層中進行穩(wěn)定流抽水時,通過距井軸不同距離的過水斷面上流量_處處相等_,且都等于_抽水井流量_。13. 在應用QSw的經(jīng)驗公式時,必須有足夠的數(shù)據(jù),至少要有_3_次不同降深的抽水試驗。14. 常見的QSw曲線類型有_直線型_、_拋物線型_、_冪函曲線數(shù)型_和_對數(shù)曲線型_四種。15. 確定QS關系式中待定系數(shù)的常用方法是_圖解法_和_最小二乘法_。16. 最小二乘法的原

31、理是要使直線擬合得最好,應使_殘差平方和_最小。17. 在均質(zhì)各向同性含水層中,如果抽水前地下水面水平,抽水后形成_對稱_的降落漏斗;如果地下水面有一定的坡度, 抽水后則形成_不對稱_的降落漏斗。18. 對均勻流中的完整抽水井來說,當抽水穩(wěn)定后,水井的抽水量等于_分水線以內(nèi)的天然流量_。19. 駐點是指_滲透速度等于零的點_。20. 在均勻流中單井抽水時,駐點位于_分水線的下游_,而注水時,駐點位于_分水線的上游_。21. 假定井徑的大小對抽水井的降深影響不大,這主要是對_地層阻力B_而言的,而對井損常數(shù)C來說_影響較大_。22. 確定井損和有效井半徑的方法,主要是通過_多降深穩(wěn)定流抽水試驗_

32、和_階梯降深抽水試驗_來實現(xiàn)的。23. 在承壓水井中抽水,當_井流量較小_時,井損可以忽略;而當_大流量抽水_時,井損在總降深中占有很大的比例。24. 階梯降深抽水試驗之所以比一般的穩(wěn)定流試驗節(jié)省時間,主要由于兩個階梯之間沒有_水位恢復階段_;每一階段的抽水不一定_達到穩(wěn)定狀態(tài)_。三、判斷題1. 在下有過濾器的承壓含水層中抽水時,井壁內(nèi)外水位不同的主要原因是由于存在井損的緣故。()2. 凡是存在井損的抽水井也就必定存在水躍。(×)3. 在無限含水層中,當含水層的導水系數(shù)相同時,開采同樣多的水在承壓含水層中形成的降落漏斗體積要比潛水含水層大。()4. 抽水井附近滲透性的增大會導致井中及

33、其附近的水位降深也隨之增大。(×)5. 在過濾器周圍填礫的抽水井,其水位降深要小于相同條件下未填礫抽水井的水位降深。()6. 只要給定邊界水頭和井內(nèi)水頭,就可以確定抽水井附近的水頭分布,而不管滲透系數(shù)和抽水量的大小如何。()8. 無論是潛水井還是承壓水井都可以產(chǎn)生水躍。(×)9. 在無補給的無限含水層中抽水時,水位永遠達不到穩(wěn)定。()10. 潛水井的流量和水位降深之間是二次拋物線關系。這說明,流量隨降深的增大而增大,但流量增加的幅度愈來愈小。()11. 按裘布依公式計算出來的浸潤曲線,在抽水井附近往往高于實際的浸潤曲線。()12. 由于滲出面的存在,裘布依公式中的抽水井水位

34、Hw應該用井壁外水位Hs來代替。(×)13. 比較有越流和無越流的承層壓含水層中的穩(wěn)定流公式,可以認為1.123B就是有越流補給含水層中井流的引用影響半徑。()14. 對越流含水層中的穩(wěn)定井流來說,抽水量完全來自井附近的越流補給量。()15. 可以利用降深很小時的抽水試驗資料所建立的QSw關系式來預測大降深時的流量。(×)16. 根據(jù)抽水試驗建立的QSw關系式與抽水井井徑的大小無關。(×)17. 根據(jù)穩(wěn)定抽流水試驗的QSw曲線在建立其關系式時,因為沒有抽水也就沒有降深,所以無論哪一種類型的曲線都必須通過坐標原點。(×)20. 井隕常數(shù)C隨抽水井井徑的增大

35、而減小,隨水向水泵吸水口運動距離的增加而增加。()21. 井損隨井抽水量的增大而增大。()四、分析題1. 蒂姆(Thiem)公式的主要缺陷是什么?2. 利用抽水試驗確定水文地質(zhì)參數(shù)時,通常都使用兩個觀測孔的蒂姆公式,而少用甚至不用僅一個觀測孔的蒂姆公式,這是為什么?3. 在同一含水層中,由于抽水而產(chǎn)生的井內(nèi)水位降深與以相同流量注水而產(chǎn)生的水位抬升是否相等?為什么?五、計算題1. 某承壓含水層中有一口直徑為0.20m的抽水井,在距抽水井527m遠處設有一個觀測孔。含水層厚52.20m,滲透系數(shù)為11.12m/d。試求井內(nèi)水位降深為6.61m,觀測孔水位降深為0.78m時的抽水井流量。解:2. 在

36、厚度為27.50m的承壓含水層中有一口抽水井和兩個觀測孔。已知滲透系數(shù)為34m/d,抽水時,距抽水井50m處觀測孔的水位降深為0.30m,110m處觀測孔的水位降深為0.16m。試求抽水井的流量。解:3. 某潛水含水層中的抽水井,直徑為200mm,引用影響半徑為100m,含水層厚度為20m,當抽水量為273m3/d時,穩(wěn)定水位降深為2m。試求當水位降深為5m時,未來直徑為400mm的生產(chǎn)井的涌水量。解:4. 設在某潛水含水層中有一口抽水井,含水層厚度44m,滲透系數(shù)為0.265m/h,兩觀測孔距抽水井的距離為r1=50m,r2=100m,抽水時相應水位降深為s1=4m,s2=1m。試求抽水井的

37、流量。解:5. 在某潛水含水層有一口抽水井和一個觀測孔。設抽水量Q=600m3/d.,含水層厚度H0=12.50m,井內(nèi)水位hw=10m,觀測孔水位h=12.26m,觀測孔距抽水井r=60m,抽水井半徑rw=0.076m和引用影響半徑R0=130m。試求:(1)含水層的滲透系數(shù)K;(2)sw=4m時的抽水井流量Q;(3)sw=4m時,距抽水井10m,20m,30m,50m,60m和100m處的水位h。解:6. 設承壓含水層厚13.50m,初始水位為20m,有一口半徑為0.06m的抽水井分布在含水層中。當以1080m3/d流量抽水時,抽水井的穩(wěn)定水位為17.35m,影響半徑為175m。試求含水層

38、的滲透系數(shù)。解:7. 在某承壓含水層中抽水,同時對臨近的兩個觀測孔進行觀測,觀測記錄見表31。試根據(jù)所給資料計算含水層的導水系數(shù)。表31含水層厚度(m)抽水井觀測孔半徑(m)水位(m)流量(m3/d)至抽水井距離(m)水位(m)r1r2H1H218.500.101520.6567.2022521.1222.058. 在潛水含水層中有一口抽水井和兩個觀測孔.請根據(jù)表32給出的抽水試驗資料確定含水層的滲透系數(shù)。表32類別井的性質(zhì)至抽水井中心距離(m)水位(m)抽水井流量(m3/d)抽水井0.10156.4066.48觀測孔12.108.68觀測孔26.109.21 解:9. 在河謾灘階地

39、的沖積砂層中打了一口抽水井和一個觀測孔。已知初始潛水位為14.69m,水位觀測資料列于表33,請據(jù)此計算含水層的滲透系數(shù)平均值。表33類別 井的性質(zhì)至抽水井中心距 離(m)第一次降深第二次降深第三次降深水位(m)流量(m3/d)水位(m)流量(m3/d)水位(m)流量(m3/d)抽水井0.1513.32320.4012.90456.8012.39506.00觀測孔12.0013.7713.5713.16 解:10. 試利用某河谷潛水含水層的抽水試驗資料(見表34)計算抽水井的影響半徑。見表34含水層厚度(m)抽水井觀測孔半徑(m)水位降深(m)流量(m3/d)至抽水井距離(

40、m)水位降深(m)r1r2s1s212.000.103.121512.0044.0074.000.120.065解:11. 表35給出了某承壓含水層穩(wěn)定流抽水的水位降深觀測資料,試利用這些資料用圖解法確定影響半徑。                                &

41、#160;                                                 &

42、#160;                              表35觀測孔號123456至抽水井距離(m)16.6037.1371.83115.13185.58294.83水位降深(m)0.3650.2830.2020.1700.1150.11012. 在承壓含水層中做注水試驗。設注水井半徑為0.12

43、7m,含水層厚16m,滲透系數(shù)為8m/d,(引用)影響半徑為80m,初始水位為20m,注水后水位又生高5m,試求注入井中的水量。13. 有一口井從越流承壓含水層中抽水直至出現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)。已知抽水量為200m3/h,主含水層厚50m,滲透系數(shù)為10.42m/d,弱透水層厚3m,滲透系數(shù)為0.10m/d。設在抽水期間上覆潛水含水層水位不下降。試求:(1)距抽水井50m處觀測孔的水位降深;(2)抽水井流量的百分之幾是來自以井為中心,半徑為250m范圍內(nèi)的越流量?14. 在某越流含水層中有一口抽水井。已知:含水層的導水系數(shù)為3606.70m2/d,越流因素為1000m。試求以定流量Q=453m3/d抽水

44、時,距抽水井10m,20m,40m和100m處的穩(wěn)定水位降深。解:15. 在某承壓含水層中做多降深抽水試驗,獲得表36的數(shù)據(jù)。試確定當水位降深為8m時的抽水井流量。                                    &#

45、160;                                                 &#

46、160;                        表36降深次數(shù)1234水位降深(m)1.503.004.506.00流量(m3/h)8814418922816. 在某承壓含水層中做三次不同降深的穩(wěn)定流抽水試驗。已知含水層厚16.50m,影響半徑為1000m,且當以511.50m3/d的流量抽水時,距抽水井50m處觀測孔水位降深為0.67m。試根據(jù)表37確定抽水

47、井的井損和有效井半徑。表37降深次數(shù)Q(m3/d)St,w(m)St,w/Q(d/m2)123320.54421.63511.501.081.551.903.37×10-33.68×10-33.71×10-317. 在北方某厚度為30m的承壓含水層中做多降深大流量穩(wěn)定流抽水試驗,抽水一定時間后,井附近出現(xiàn)紊流運動。已知影響半徑為950m,當4173時,離井87m處觀測孔穩(wěn)定水位降深為0.23。試驗數(shù)據(jù)見表38。試確定抽水時的井損及有效井半徑。表38降深次數(shù)Q(m3/d)St,w(m)St,w/Q(d/m2)12311145746541733.622.060.983

48、.25×10-42.76×10-42.35×10-4第四章  地下水向完整井的非穩(wěn)定運動一、填空題1. 泰斯公式的適用條件中含水層為_均質(zhì)各向同性水平無限分布_的承壓含水層;天然水力坡度近為_零_;抽水井為_完整井、井徑無限小_,井流量為_定流量_;水流為_非穩(wěn)定達西流_。2. 泰斯公式所反映的降速變化規(guī)律為:抽水初期水頭降速_由小逐漸增大_,當時達_最大值_,而后又_由大變小_,最后趨于_等速下降_。3. 在非穩(wěn)定井流中,通過任一斷面的流量_都不相等_,而沿著地下水流向流量是_逐漸增大_。4. 在泰斯井流中,滲流速度隨時間的增加而_增大_,當時滲流速度

49、就非常接近_穩(wěn)定流的滲透速度_。5. 定降深井流公式反映了抽水期間井中水位_降深不變_,而井外水位_任一點降深隨時間逐漸降低_,井流量隨時間延續(xù)而_逐漸減小_的井流規(guī)律。6. 潛水非穩(wěn)定井流與承壓井流比較,主要不同點有三點:導水系數(shù)是_距離和時間的函數(shù)_;當降深較大時_垂向分速度_不可忽略;從含水層中抽出的水量主要來自_含水層的重力排水_。7. 博爾頓第一模型主要是考慮了_井附近水流垂直分速度_;第二模型主要考慮了_潛水的彈性釋水和滯后給水_。二、判斷題1. 在泰斯井流中,無論是抽水初期還是后期各處的水頭降速都不相等。(×)2. 根據(jù)泰斯井流條件可知,抽取的地下水完全是消耗含水層的彈

50、性貯量。()3. 在非穩(wěn)定井流中,沿流向斷面流量逐漸增大,因為沿途不斷得到彈性釋放量的補給,或者是由于沿流向水力坡度不斷增大的緣故。(×)4. 泰斯井流的后期任一點的滲透速度時時都相等。(×)5. 泰斯井流后期的似穩(wěn)定流,實際上是指水位仍在下降,但水位降速在一定范圍內(nèi)處處相等的井流。()6. 泰斯井流的影響范圍隨出水時間的延長而不斷擴大。()7. 基巖中的裂隙水一般都是埋藏在已經(jīng)固結(jié)巖石中的節(jié)理、裂隙和斷層中,因此,根據(jù)含水層的彈性理論而建立起來的泰斯公式,對基巖裂隙水地區(qū)的水文地質(zhì)計算是不適用的。(×)8. 可以這樣說,當泰斯公式簡化為雅可布公式時,則表明井流內(nèi)

51、各點的滲透速度已由不穩(wěn)定而轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定。(×)9. 在進行非穩(wěn)定流抽水時,無論井流量如何變化,都可將其概化成階梯形流量后,再使用定流量的泰斯公式計算。()10. 使用階梯流量公式時,要求計算時間必須是連續(xù)的。()11. 水位恢復公式實際上是具有兩個階梯的階梯流量公式。()12. 配線法和直線法比較起來,前者比后者更能充分的利用抽水試驗資料。()13. 配線法求參數(shù)的隨意性在距抽水井越近的觀測孔中表現(xiàn)越大。(×)14. 在抽水試驗時,往往主孔中的動水位不易觀測,如果能觀測到的話,則求參數(shù)時用主孔或觀測孔資料都一樣。(×)15. 后期的泰斯井流,是在一定范圍內(nèi)水頭隨時間

52、仍在不斷變化,但水力坡度不隨時間變化的一種非穩(wěn)定流。()16. 在均質(zhì)各向異性含水層中進行抽水試驗時,可以利用等降深線所呈現(xiàn)出的橢圓形長短軸長度比的平方,求相應主滲透方向上滲透系數(shù)的比。()17. 越流補給的完整井流與泰斯井流比較,二者的區(qū)別只是前者存在垂直方向的水流。(×)18. 越流系統(tǒng)的完整井流在抽水的早期,完全可用泰斯井流公式計算。()19. 越流系數(shù)越小,則越流量進入抽水層的時間就越早。(×)20. 抽水的中、后期,越流系統(tǒng)井流的水位降落曲線偏離泰斯井流的水位降落曲線,因為前者的抽水量完全是由越流量供給。(×)21. 凡是在越流系統(tǒng)的井流中,在抽水后期,

53、井抽水量都是由越流量組成。(×)22. 具有越流系統(tǒng)的井流,只要能達到穩(wěn)定流,則井抽水量就是按下列順序組成:抽水初期完全由含水層釋放量組成;抽水中期由含水層的釋放量與越流量組成;后期則完全由越流量組成。()23. 在相同條件下越流系統(tǒng)井流的水位下降速度小于泰斯井流的水位下降速度。()24. 凡是具有越流系統(tǒng)的井流,抽水后期都能達到穩(wěn)定流。(×)25. 據(jù)非穩(wěn)定抽水試驗資料所畫出的s-lgt曲線,若出現(xiàn)拐點,則只表明有越流存在。(×)26. 在越流系統(tǒng)的井流中,當降落漏斗出現(xiàn)穩(wěn)定時,則通過任一斷面的流量都相等。(×)27. 越流系統(tǒng)的井流同泰斯井流一樣,到

54、抽水后期各處的水位下降速度都相等。()28. 越流系統(tǒng)中的弱透水層可以是承壓含水層,也可以是無壓含水層。(×)29. 博爾頓第二模型和紐曼模型都考慮了潛水含水層的彈性釋水作用。()30. 博爾頓第二模型中由于引進的延遲指數(shù)的物理意義不明確,因此影響了該模型理論的解釋和推廣。()31. 紐曼把博爾頓關于關于潛水含水層遲后給水作用用潛水面下降滯后來解釋。()32. 博爾頓第二模型與紐曼模型的區(qū)別只有一點,即后者考慮了水流的垂直分速度,而前者則沒有考慮。(×)33. 紐曼模型可以用于任何條件下的各向異性潛水含水層的井流計算。(×)34. 只要符合博爾頓公式要求的潛水井流

55、,同樣也適用紐曼公式。()35. 因為博爾頓和紐曼公式都是描述潛水井流的公式,因此對多大降深的潛水井流來說,二者都適用。(×)36. 紐曼解在實際應用時,并不表示某一點的降深值,而是表示整個完整觀測孔內(nèi)的平均降深值。()37. 在無越流補給的無限潛水層中進行抽水試驗時,早期的水量主要來自含水層的彈性釋放量,而晚期的抽水主要來自疏干量。()38. 無論是博爾頓模型還是紐曼模型都是在裘布依假設條件下建立起來的潛水非穩(wěn)定井流模型。(×)39. 在無補給的潛水完整井中進行定流量變降深非穩(wěn)定抽水時,潛水的浸潤曲線在抽水后期是一條流線。()40. 在符合紐曼模型的巨厚潛水含水層中抽水時

56、,Slgt曲線的第一階段表現(xiàn)最明顯。()41. 在博爾頓模型中的延遲指數(shù)1/a越大,則重力疏干延遲效應消失得就越早;反之1/a越小,則延遲效應消失得就越晚。(×)42. 在各向異性的潛水井流中,水平分速度愈大,則含水層的彈性釋水和潛水面遲后反應就越明顯。()三、分析題:1. 地下水流向井的穩(wěn)定運動和非穩(wěn)定運動的主要區(qū)別是什么?2. 泰斯公式的主要用途是什么?3. 利用抽水孔資料求參數(shù)T值時,通常求得的值比實際小,為什么?4. 泰斯公式的適用條件是什么?當水力坡度較大時能否直接用泰斯公式?如何修正?5. 泰斯井流后期為什么說只有在r一定范圍內(nèi),水頭降速才相等?6. 試分析圖47所示的井

57、流是否都是越流系統(tǒng)?圖477. 圖48示出三個承壓含水層的水文地質(zhì)剖面(a)、(b)、(c)。已知各承壓含水層的厚度M、滲透系數(shù)及貯水系數(shù)都相同,各弱透水層的滲透系數(shù)及貯水系水系數(shù)也相同,且M1<M2,M2=M3,抽水后相鄰含水層的水頭變化可忽略,試比較各井水位降深相同時,、三點(三點距井都為r,距抽水層頂板都為Z)在抽水過程中的水頭值。圖488. 在具有越流補給的半承壓含水層中做定流量抽水試驗,為什么抽水到一定時間后地下水向井中的運動由初期的非穩(wěn)定運動逐漸過渡到穩(wěn)定運動?由非穩(wěn)定運動向穩(wěn)定運動過渡的速度與什么有關?四、計算題1. 在某均質(zhì)、各向同性的承壓含水層中,有一完整抽水井,其抽水量為1256

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