四章地下水运动规律.doc

四章地下水运动规律.doc

ID:56725830

大小:48.50 KB

页数:14页

时间:2020-07-06

四章地下水运动规律.doc_第1页
四章地下水运动规律.doc_第2页
四章地下水运动规律.doc_第3页
四章地下水运动规律.doc_第4页
四章地下水运动规律.doc_第5页
资源描述:

《四章地下水运动规律.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库

1、第四章地下水运动的基本规律地下水和固体矿产一样都是资源,但固体矿产开完就完,而水资源开采后还可以恢复,它与森林农作物一样,属于可再生资源。由于水在不断的运动,就引起许多与固体矿产的不同,水的情况要复杂的多。地下水在自然因素和人为因素共同作用下,处在不断的运动中,运动中必然要与环境发生作用,改造了环境,也改造了本身,使其水质、水量发生这着相应的变化。这种变化状态信息。反映着地下水的运动规律。所以,研究地下水的运动规律在理论与实践上都有重要的意义,已经形成一门独立的学科—地下水动力学。它研究地下水在各种状态下、各种存在形式、各种埋藏条件下的运动规律。一

2、、有关概念及地下水的运动形式(一)、基本概念1、渗流与渗流场—地下水在岩空隙中的运动叫渗流。渗流范围叫渗流场。由于地表水与地下水的运动空间性质相差甚大,故二者的运动状态大不相同。地表水运动叫水流;地下水地下水是在岩石空隙中运动,必然受到介质的阻滞而消耗能量,其运动速度将远远小于地表水流;其运动状也就不同于地表水流,只能是渗透在迂回曲折的空隙之中的渗流。渗流场中水的运动特点:水质点的运动速度和方向不断变化;地下水的运动要素(水位、流速、流向等)常常不是空间的连续函数。因为地下水的任何一种空隙介质通道都是不规则的,都是由大小不等、形状各异的孔隙、裂隙、

3、溶穴连接而成,对地下水的阻滞作用各不相同,情况非常复杂,即实际的地下水流的时空状态十分复杂,在理论上无法逼真,使得地下水运动的理论研究十分困难。为此,人们采用平均化(概化)的方法来研究地下水宏观的运动规律。即用一种假想的水流来代替实际上很复杂的渗流,将此假想的渗流当作连续的水流来处理。如此,即可将渗流场中地下水运动要素作为时间和空间的连续函数了,使问题简单化。(微分学中时间取小段,变按不变算的思路也是一种平均化的处理方法)。2、渗透流速与实际流速①过水断面—垂直于渗流方向的含水层断面。(A假想断面B实际断面)A假想断面—空隙与固体骨架构成的整个断面

4、。B实际断面—断面中能透过重力水的空隙部分。显然,A>B,B=A·nene—有效孔隙度(岩石中重力水流动的空隙体积与岩石总体积之比)②渗透流速(VS)—把渗透流量Q平均到整个假想断面A上的流速。VS=Q/AQ=VS·A③实际流速(VSH)—把渗透流量Q平均到实际过水断面上的流速。VSH=Q/BQ=VSH·B因为B=A·ne所以VS·A=VSH·A·ne即VS=VSH·A·ne———渗透流速等于实际流速和有效孔隙度之积。3、水头与水力梯度①水头(H)—过水断面上单位重量液体具有的机械能。(在数值上等于水流中某点的位能(Z)、压能(P/γ)、动能(αV

5、2/2G)之和。)*H=Z+P/γ+αV2/2G——用以描述水头状态的伯努力方程式中:H—总水头;Z—Y研究点对基准面所具有的位置势能;P/γ—研究点本身产生的压强势能;P—水柱压强;γ—水的容重;V—平均流速,而不是实际流速,所以乘以修正系数α=1.05—1.10;G—重力加速度。由于水的渗流运动速度缓慢,其中速度水头项αV2/2G很小,略其不计,则伯努力方程简化为:*H=Z+P/γ表明:某点处的总水头等于该点位能与压能之和。(侧压水头)*渗流场内同一过水端面上各点的水头相等。** ②水力梯度(I)— 渗流场中沿渗流途径的水头损失与渗流距离的比值

6、。水质点在岩石空隙中运动时,为了克服介质的阻力而做功,做功就要消耗机械能,表现为测压水头的降低。因此可认为,水力梯度是水流通过单位长度的渗透途径时,为克服介质的摩阻力所消耗的机械能,表现为水头损失。为了取的水力梯度I,可沿地下水流向打两眼井,上游井水位为H上,下游井水位为H下,两井间距为L,则:I=H上—H下/L显然,我们是将上下游之间的水面当作平面对待了。然而,地下水面是一个曲面,要想准确描述水头变化,则应在地下水面上取一点进行研究,沿渗透途径有一个小的增量dl,相应的就有一个小的水头损失dh,即可精确的表示出水力梯度了,即:I=-dh/dl因为

7、I为正值,而沿水流方向的变化量为负值,为保证I为正值,在前加负号。4、流线、迹线、等水头线*①流线—某一时刻渗流场中的一条曲线,这条线上的各个水质点速度方向都与之相切。(可理解为水质点瞬间的摄影)②迹线—渗流场中某一时段内。一个水质点的运动轨迹。(理解为水质点运动的录象)在渗流场稳定时,流线与迹线重合。(天然渗流场多为稳定流场)③水头线—渗流场中同一流线上各点水头(顶端)的连线。*④等水头线—渗流场中水头值相等的各点连线。*⑤等水头面—渗流场中水头值相等的各点所构成的面。(就是过水断面)(二)、地下水运动的基本形式从不同的角度提出不同的分类方法:1

8、、按流态分类:①层流*—渗流场中水质点作有秩序的互不混杂的流动状态。②紊流—渗流场中水质点作无秩序的互相混杂的流动状态。在

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。