中農(nóng)大地下水動(dòng)力學(xué)課件00緒論

地下水動(dòng)力學(xué)水利與土木工程學(xué)院地下水在水循環(huán)中占有重要的地位全球水量我國(guó)：農(nóng)業(yè)：井灌面積占有效灌溉面積的24.2%,工業(yè)生活：全國(guó)107個(gè)重點(diǎn)城市中有54個(gè)城市以地下水為主要供水水源，其中北方46個(gè)，約占北方重點(diǎn)城市的70%。地下水總開采量約占全國(guó)城市總供水量的1/3。地表水資源的潰乏；與地表水相比，地下水具有較強(qiáng)的年內(nèi)及多年調(diào)節(jié)能力，因此防旱抗旱能力較強(qiáng)；地下水就地開采，工程量較小。為什么地下水如此廣泛的利用？？問題:

地下水開采會(huì)帶來什么后果?黃淮海平原地下水埋深全國(guó)地下水質(zhì)分布圖海水入侵、水質(zhì)惡化地下水位下降面臨的地下水問題地表生態(tài)退化課程結(jié)構(gòu)緒論滲流的理論基礎(chǔ)地下水在含水層中的運(yùn)動(dòng)地下水的井流運(yùn)動(dòng)地下水文學(xué)研究進(jìn)展參考教材《地下水動(dòng)力學(xué)》薛禹群《地下水文學(xué)》朱學(xué)愚地下水動(dòng)力學(xué)相關(guān)SCI期刊Waterresourcesresearch（988/4274）JournalofHydrology（1163/4068）Advanceinwaterresources（317/1258）GroundWaterHydrologyandearthsystemscience（174/1127）緒論地下水位持續(xù)下降，地表生態(tài)退化嚴(yán)重地下水污染嚴(yán)重地下水位持續(xù)下降，地面沉降地下水位持續(xù)下降，海水入侵地下水動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容及意義地下水動(dòng)力學(xué)---研究地下水在孔隙、裂隙及巖溶含水層中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。它是水文地質(zhì)學(xué)的重要組成部分，是解決有關(guān)地下水定量評(píng)價(jià)和合理開發(fā)利用的理論基礎(chǔ)。地下水動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容及意義在大面積農(nóng)業(yè)、城市及工礦企業(yè)供水方面：通常要用地下水動(dòng)力學(xué)原理來選擇和確定集水建筑物的類型、布置、尺寸以及涌水量，從而充分而且合理地開發(fā)地下水資源。在礦山開采區(qū)、建筑基坑以及土壤改良疏干方面：通過地下水的定量計(jì)算，確定其疏干方案、預(yù)測(cè)其效果，從而有效、合理地疏干地下水，保證生產(chǎn)建設(shè)順利進(jìn)行。在水庫(kù)工程方面：用地下水動(dòng)力學(xué)計(jì)算壩下、繞壩和水庫(kù)地區(qū)各部分的滲水量，確定潛水回水對(duì)庫(kù)岸地帶的浸沒范圍和速度，以便幫助選擇最佳壩址，提出有效的防范措施。在環(huán)境水文地質(zhì)方面：對(duì)于造成地下水位下降、水量衰竭、水質(zhì)惡化以及地面沉降的地區(qū)，通過地下水定量計(jì)算，進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、人工補(bǔ)給和提出合理控制地下水的方案。地下水動(dòng)力學(xué)與其它學(xué)科的關(guān)系地下水動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)物理學(xué)水力學(xué)地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)水文地質(zhì)學(xué)數(shù)值法研究方法水文地質(zhì)模型概化（對(duì)一個(gè)具體的水文地質(zhì)實(shí)體中運(yùn)動(dòng)著的地下水概化抽象為一個(gè)物理模型）建立數(shù)學(xué)模型（采用數(shù)學(xué)方法描述地下水流過程）求解模型（求解地下水運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，得出相應(yīng)的計(jì)算公式或數(shù)值）研究方法模型模擬實(shí)驗(yàn)室模擬解析法數(shù)值法有限差分法有限單元法數(shù)學(xué)模型物性模擬（電模擬）邊界元法地下水運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型一個(gè)或幾個(gè)描述地下水運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)公式，連同表示一個(gè)具體研究區(qū)的特定條件的數(shù)學(xué)式，構(gòu)成該研究區(qū)內(nèi)地下水運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。必須遵守以下兩點(diǎn)：（1）要反映水文地質(zhì)實(shí)體的主要特點(diǎn)。（2）要考慮到解算的可能性。地下水動(dòng)力學(xué)發(fā)展概況時(shí)間階段發(fā)展過程119世紀(jì)中葉-末期理論奠定階段達(dá)西滲透定律、裘布依基本微分方程、布西涅斯克方程220世紀(jì)初-30年代穩(wěn)定流理論發(fā)展階段以裘布依公式為基礎(chǔ)的穩(wěn)定流理論發(fā)展較快,蘇聯(lián)科學(xué)家對(duì)穩(wěn)定流理論的擴(kuò)廣應(yīng)用320世紀(jì)30年代-50年代末非穩(wěn)定流理論發(fā)展階段泰斯公式，雅各布、漢土什、紐曼、布爾頓、博爾頓等人作出了貢獻(xiàn)420世紀(jì)60年代～現(xiàn)在各種理論充分發(fā)展階段數(shù)值計(jì)算法，解決了非穩(wěn)定流解析法計(jì)算中難以解決的復(fù)雜條件下的水文地質(zhì)計(jì)算問題地下水水文學(xué)與水文地質(zhì)學(xué)JacobBear,ProfessorEmeritusDept.ofCivil&EnvironmentalEngineeringTechnion-IsraelInst.ofTechnologyHaifa,Israel32000Phone:972-4-8292290Fax:972-4-8220133e-mail:CVRBEAR@TX.TECHNION.AC.ILJacobBearisaProfessorEmeritusintheDept.ofCivilEngineeringoftheTechnion--IsraelInstituteofTechnology,Haifa,Israel,whereformanyyearsheheldtheAlbertandAnneMansfieldChairinWaterResources.HereceivedhisB.Sc.,P.E.,andM.Sc.degreesfromtheTechnion,andhisPh.D.degreefromtheUniv.ofCaliforniaatBerkeley(1960).AlldegreesareinCivilEngineering.Hewasthefirstrecipient(1977)oftheBirdsallDistinguishedLecturerinHydrogeology,awardedbytheGeologicalSocietyofAmerica,HydrogeologicalDiv.,Washington,D.C.HewasawardedHonoraryDoctoratesinTechnologicalSciencesbothbytheDelftUniv.ofTechnology,Delft,TheNetherlands,andbyE.T.H.,Zurich,Switzerland.HeisaFellowoftheAmericanGeophysicalUnion,andwasawardedthe1990K.HubbertAwardbytheNationalGroundWaterAssoc.(USA).In1998,hewasawardedtheRothschildPrizeinEngineering.In2003hereceivedtheAmericanGeophysicalUnion(AGU)ExcellenceinGeophysicalEducationAward.著名科學(xué)家Dr.Neuman'sresearchhasspannedthedevelopmentandapplicationofhydraulicandpneumaticfieldtestsforthecharacterizationofaquifer,aquitardsandfracturedrockhydrologicproperties;geostatisticalmethodsformultiscalespatialanalysesofhydrologicdata;developmentandapplicationofstochasticmethodstodescribemathematicallyfluidflowandsolutetransportwhensoilandrockpropertiesvaryrandomlyinspace,andwithscale;developmentofcomputationalalgorithmsandcomputerprogramstopredictsubsurfaceflow,andsoluteconcentrations,underuncertainty,andtoassesstheassociatedpredictionerrors;estimationofflowandtransportmodelparametersunderuncertainty;anduseofsuchcomputationalmodelstohelpassesssubsurfacecontamination,identifycontaminantsources,designgroundwatermonitoringnetworks,andaidthedesignofremedialoperations.ProfessorNeumanhassummarizedhisscientificcontributionsinover310professionalpapers,booksandreports.HisnameappearsontwoISIlistsofHighlyCitedResearchers