地下水动力学 课后思考题及其参考答案
地下水动力学 04-第四章 复习思考题参考答案
5.有文献认为：影响半径R是含水层的水文地质参数( 5.有文献认为：影响半径R是含水层的水文地质参数(如同渗透系 有文献认为 一样) 读者如何认识。 数K一样)。读者如何认识。
影响半径R不是含水层的水文地质参数。 影响半径R不是含水层的水文地质参数。 齐姆认为：在水平方向无限延伸的含水层中的R 齐姆认为：在水平方向无限延伸的含水层中的R值可以近似 取为从抽水井中心到实际观测上观测不出地下水位下降处的水平 距离，这样就引出了“影响半径”的概念。 距离，这样就引出了“影响半径”的概念。他认为用影响半径来 代替裘布依提出的圆柱形含水层的补给半径进行计算不会带来严 重的误差。从而，长期以来， 重的误差。从而，长期以来，使得裘布依模型与齐姆的影响半径 模型相混淆，将无界含水层用一个所谓“影响半径R 模型相混淆，将无界含水层用一个所谓“影响半径R”来表达裘 布依模型，误认为这两个模型是等价的， 布依模型，误认为这两个模型是等价的，导致地下水资源评价概 念上和方法的错误。 念上和方法的错误。
2.有文献认为： 2.有文献认为：在存在降雨入渗补给面积很大的地 有文献认为 可视为等强度入渗补给) 区(可视为等强度入渗补给)，一井孔作定流量抽水 试验，经一定时间后可以形成稳定井流， 试验，经一定时间后可以形成稳定井流，读者对此 有何评论？ 有何评论？
如果井孔的抽水量等于降雨量， 如果井孔的抽水量等于降雨量，且这个地区无 其它补排，则可形成稳定井流。 其它补排，则可形成稳定井流。
图4-附-1 水跃产生原因分析
由于潜水井的流线在抽水井附近是弯曲的( 由于潜水井的流线在抽水井附近是弯曲的(图4-附-1)，通过浸 1)， 润曲线与井壁的交点A作等水头线，若抽水时不产生水跃， 润曲线与井壁的交点A作等水头线，若抽水时不产生水跃，即井内 和井壁上的水位是同一水头值，这样，通过A点的水头线与井壁之 和井壁上的水位是同一水头值，这样，通过A 间的地下水就不能流动，这显然与前提—— ——地下水流入井并不符合 间的地下水就不能流动，这显然与前提——地下水流入井并不符合 。为了使得地下水能流入井，井壁水位必须高于井中水位。 为了使得地下水能流入井，井壁水位必须高于井中水位。
地下水动力学00-绪论复习思考题参考答案
问题二答案解析
• 解析 • 问题二要求列举地下水流动的基本要素。根据所学的知识，地下水流动
的基本要素包括流速、流向、流量和水头。流速是指单位时间内地下水 在某一过水断面上的位移距离，是描述地下水流动状态的重要参数之一。 流向是指地下水流动的路径方向，也是描述地下水流动状态的重要参数 之一。流量是指单位时间内流过某一过水断面的水的体积，是衡量地下 水流动规模的重要参数。水头则表示某一过水断面上所承受的水的压力 或水的高度，也是描述地下水流动状态的重要参数之一。这些基本要素 是描述地下水流动状态的重要参数，对于研究地下水的运动规律和解决 实际问题具有重要的意义。
地下水动力学00-绪 论复习思考题参考答
案
目录
• 绪论 • 地下水运动的基本规律 • 地下水与环境的关系 • 地下水资源的开发与保护 • 绪论思考题答案解析
01
绪论
地下水定义与特性
01
地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的水，是水资源的重 要组成部分。
02
地下水的特性包括不可见性、不可及性、不可预测性和不可 见性。
地质灾害对人类生命财产和生态环境造成严重威胁，因此需要加 强地质灾害的监测和预警，同时合理开发和利用地下水资源，避 免过度开采和人为因素引起的地质灾害。
04
地下水资源的开发与保护
地下水资源评价方法
地质勘察法
通过地质勘察了解地下水资源的分布、 储量和质量，为开发利用提供基础数 据。
水文地质法
利用水文地质参数，如给水度、渗透 系数等，估算地下水资源量。
实验模拟
通过实验设备模拟地下水流动，如渗透实验、 抽水实验等。
数值模拟
利用计算机软件建立数学模型，通过数值计 算来模拟地下水流动。
地下水动力学02复习思考题参考答案课件
6.试着比较平面二维(x，y)承压流微分方程与降维后的平面二 维(x，y)潜水流微分方程左右端各项，深刻认识ue和ud的区别 与相似性。
把平面二维(x，y)承压流微分方程(2-3-13或16)与降维后 的平面二维(x，y)潜水流微分方程(2-4-7)写成一个统一的表 达式
弹性给水度ue的物理意义：单位水平面积承压含水层柱体 ，当水头下降一个单位时所释放的水量，无量纲。
二者的物理实质是不同的：ud表示的是水位下降时潜水含 水层在重力作用下部分空隙的释水，ue表示的是测压水位下降 时承压含水层弹性释放的水来自承压含水层体积的膨胀及含水 介质的压密。
地下水动力学02复习思考题参考答案 课件
方程2-3-7的物理意义： 它表示在达西流流动条件下，单位体积、单位时间的水均 衡关系。
地下水动力学02复习思考题参考答案 课件
H e t
平面二维(x，y)承压流微分方程(式2-3-16)是在承压含水层M 等厚、z方向上地下水没有分流速的情况下推导出来的。而且，导 水系数T是表示含水层全部厚度导水能力的参数，其物理含义是表 示水力坡度为1时，地下水通过整个含水层厚度上的单宽流量；贮 水系数μe的物理意义是单位水平面积承压含水层全厚度M的含水 层柱体中，当水头降低一个单位时弹性释放出来的水量。由此看 来，T和μe是在平面二维流条件下推导出来的，主要用于二维地 下水流的计算，在三维水流计算中是不能应用的。
地下水动力学02复习思考题参考答案 课件
方程2-3-7的建立条件： >>水是可压缩的； >>忽略多孔介质固体颗粒的压缩性； >>多孔介质骨架在垂直方向上是可压缩的，但水平方向不可 变形； >>水流服从达西定律； >>us不受n的变化而变化； >>为了方便，取直角坐标系的x、y、z轴分别平行于各向异 性岩层渗透系数的主方向。
地下水动力学习题答案
地下水动力学习题答案地下水动力学习题答案地下水动力学是研究地下水流动规律和地下水系统性质的一门学科。
它对于地下水资源的合理利用和地下水环境的保护具有重要意义。
在学习地下水动力学的过程中，我们常常会遇到一些难题，下面我将针对一些常见的地下水动力学习题给出详细的解答。
1. 什么是地下水动力学？地下水动力学是研究地下水流动规律和地下水系统性质的学科。
它主要研究地下水的流动速度、流向、流量以及与土壤、岩石和地下水体系的相互作用等问题。
2. 地下水动力学中的Darcy定律是什么？Darcy定律是地下水动力学的基本定律之一，它描述了地下水的渗流规律。
根据Darcy定律，地下水的渗流速度与渗透率、水头差和渗流方向有关。
其数学表达式为q = -k * A * (∇h)，其中q为单位时间内通过单位面积的地下水流量，k为渗透率，A为地下水流动的截面积，∇h为水头差的梯度。
3. 如何计算地下水的流量？地下水的流量可以通过Darcy定律计算。
首先需要确定地下水流动的截面积A，然后根据地下水流动的水头差∇h和渗透率k，代入Darcy定律的公式q = -k *A * (∇h)进行计算。
4. 地下水的渗透率如何测定？地下水的渗透率可以通过渗透试验进行测定。
常用的方法有负压渗透试验和正压渗透试验。
负压渗透试验是通过在试验井中施加负压，测定地下水的渗透能力。
正压渗透试验则是通过在试验井中施加正压，测定地下水的渗透能力。
5. 地下水流动的控制方程是什么？地下水流动的控制方程是理解地下水动力学的重要基础。
它是根据质量守恒定律和达西定律推导得出的。
控制方程描述了地下水流动的速度、压力和水头之间的关系。
常见的地下水控制方程有连续方程、动量方程和物质运移方程。
6. 地下水流动的边界条件有哪些？地下水流动的边界条件是指地下水流动过程中与外界环境的相互作用。
常见的地下水流动边界条件有斜井边界、自由水面边界、恒定水头边界和恒定流量边界等。
这些边界条件对地下水流动的模拟和预测具有重要影响。
地下水动力学习题及答案(1)
18.在同一条流线上其流函数等于_常数_，单宽流量等于_零_，流函数的量纲为__ __。
19.在流场中，二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为_ _。
20.在各向同性的含水层中流线与等水头线_除奇点外处处正交_，故网格为_正交网格_。
3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。
4.地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。
5.在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_ _、 _和_ _。
31.在均质各向同性的介质中，任何部位的流线和等水头线都正交。(×)
32.地下水连续方程和基本微分方程实际上都是反映质量守恒定律。(√)
33.潜水和承压水含水层的平面二维流基本微分方程都是反映单位面积含水层的水量均方程。(√)
34.在潜水含水层中当忽略其弹性释放水量时，则所有描述潜水的非稳定流方程都与其稳定流方程相同。(×)
27.沿流线的方向势函数逐渐减小，而同一条等势线上各处的流函数都相等。(×)
28.根据流函数和势函数的定义知，二者只是空间坐标的函数，因此可以说流函数和势函数只适用于稳定流场。(×)
29.在渗流场中，一般认为流线能起隔水边界作用，而等水头线能起透水边界的作用。(√)
30.在同一渗流场中，流线在某一特定点上有时候也可以相交。(√)
地下水动力学习题及答案
21.突变界面上任一点的水力特征都同时具有界面两侧岩层内的水力特征。(√)
22.两层介质的渗透系数相差越大，则其入射角和折射角也就相差越大。(√)
18.在同一条流线上其流函数等于_常数_，单宽流量等于_零_，流函数的量纲为__ __。
19.在流场中，二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为_ _。
20.在各向同性的含水层中流线与等水头线_除奇点外处处正交_，故网格为_正交网格_。
21.在渗流场中，利用流网不但能定量地确定_渗流水头和压强_、_水力坡度_、_渗流速度_以及_流量_，还可定性地分析和了解_区内水文地质条件_的变化情况。
15.某含水层的渗透系数很大，故可以说该含水层的出水能力很大。(×)
16.在均质含水层中，渗透速度的方向与水力坡度的方向都是一致的。(×)
17.导水系数实际上就是在水力坡度为1时，通过含水层的单宽流量。(√)
18.各向异性岩层中，渗透速度也是张量。(√)
19.在均质各向异性含水层中，各点的渗透系数都相等。(√)
11.导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。
12.均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。
13.渗透系数在各向同性岩层中是_标量_，在各向异性岩层是__张量_。在三维空间中它由_9个分量_组成，在二维流中则由_4个分量_组成。
25.越流因素Ｂ越大，则说明弱透水层的厚度_越大_，其渗透系数_越小_，越流量就_越小_。
地下水动力学03第三章复习思考题答案
x
当h变大时，
H
沿流向将变小，水头线H为一下凹且逐渐变
平的曲线。
x
5.试建立图3-3-1所示的均质、等厚承压含水层，平面流线辐射形( 平面二维流)稳定流的流量和水头线方程。
首先，建立如图所示的坐标系。
根据偏微分形式的达西定律，任意断
H
面的流量
Q KA dH
1
dx
其中
A BM
x
B
由于在渗透系数为K1的均质含水层中过水断面是变化的，而 且是未知的。因此，不容易把它折算成渗透系数为K2的均质含水 层。
14.试用吉林斯基势函数法求解图3-3-2所示的承压-无压流问题。
求解单宽流量
根据吉林斯基势函数定义，第一断面的势为
1g
KM
(H1
M 2
)
而第二断面的势为
g 2
KH2 (H2
>>自然界中也有可能形成地下 水(潜水含水层)一维稳定流动。
2.自然界什么条件可以形成地下水(承压含水层和潜水含水层)剖 面二维)(x，z)稳定流动？
>>自然界中可以形成地下水(承压含水层)剖面二维稳定流动的 条件：均质、等厚、等宽、隔水底板倾斜或弯曲的承压含水层， 若存在两条平行且切穿含水层的河流，当水位稳定足够时间后， 地下水可形成剖面二维稳定流动。
2Wl 2 K1 K2
5
把式5代入式1，得
q1
K1Wl K1 K2
Wl 2
6
q2
K 2Wl K1 K2
Wl 2
7
∵K1>K2
∴K1/(K1+K2)>1/2
地下水动力学课后思考题及其参考答案
(4)请指出地下岩溶集中发育的常见地质构造部位。
P131中。
第十四章 地下水资源
(1)对比以下概念
地下水补给资源、地下水储存资源。
P142。 (2)辨析论述：
只要地下水开采量小于天然补给量，就不会动用地下水的
储存资源？ 不正确。
(3)阐述地下水补给资源的性质和供水意义。
P143。
(4)如果采排地下水一段时间后，新增的补给量及减少的 天然排泄量与人工排泄量相等，含水层水量达到新的平衡 。在动态曲线上表现为：地下水水位在比原先低的位置上
1从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水其中分布有大气水地表水地下水以及生物体中的水这些水以自由态ho分子形式存在液态为主也呈现固态气态存在
绪 言 第一章 地球上的水及其循环
(1)从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水，其中分布有大气水
、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水以 自由态H2O分子
形式存在， 液态 为主，也呈现 固态 与 气态 存在。 详见P6。
第五章 包气带水的运动
(1)当潜水水位下降时，支持毛细水和悬挂毛细水的运动有什么不 同特点？ 当潜水水位下降时，支持毛细水随水位向下运动，悬挂毛细水
不运动。
(2)对于特定的均质包气带，其渗透系数随着岩石含水量的增加而 增大直至为一常数，所以渗透系数是含水量的函数；
正确。参见P48中。
(3)当细管毛细上升高度为10cm，粗管毛细上升高度为5cm时，A管、B管、C 管毛细上升高度各为多少？
P57中。
(5)在某含水层的局部地区，沿着地下水流动方向， SO42-浓度显著下 降，HCO3-浓度则显著升高，试回答以下问题： (A)什么样的化学作用可能引起这种变化？ 脱硫酸作用。 (B)与此相对应，地下水中其它水化学组分可能发生哪些变化？ SO42-浓度显著下降，H2S、HCO3-浓度则显著升高。 (6)试用掌握的地下水化学知识解释以下现象： (A)油田储层地下水中H2S，NH4+浓度较高，而SO42-，NO3-含量很低； 在还原环境，脱硫酸作用所致。 (B)灰岩地区的泉口出现钙华。 脱碳酸作用所致。 (7)阐明影响溶滤作用的影响因素和产生浓缩作用的条件。 参见P56。
地下水动力学习题及答案
地下水动力学习题及答案地下水动力学习题及答案地下水动力学是研究地下水流动规律的一门学科，涉及到许多复杂的数学模型和方程。
为了更好地理解和应用地下水动力学，下面将提供一些相关的学习题及答案，帮助读者更好地掌握这门学科。
一、选择题1. 地下水动力学是研究地下水的哪个方面？A. 地下水的来源B. 地下水的质量C. 地下水的流动D. 地下水的利用答案：C2. 地下水动力学中最常用的数学模型是哪个？A. 黏性流体模型B. 不可压缩流体模型C. 渗流模型D. 渗透模型答案：C3. 地下水动力学中，以下哪个因素对地下水流动速度影响最大？A. 温度B. 地下水位C. 地下水压力D. 地下水的渗透性答案：D4. 地下水动力学中，以下哪个因素对地下水流动方向影响最大？A. 地下水位B. 地下水的渗透性C. 地下水压力D. 地下水的温度答案：A5. 地下水动力学中，以下哪个因素对地下水流动速度和方向都有影响？A. 地下水位B. 地下水的渗透性C. 地下水压力D. 地下水的温度答案：C二、填空题1. 地下水动力学中，地下水流动的基本方程是_______方程。
答案：达西-里奇达方程2. 地下水动力学中，地下水的流动速度通常用_______表示。
答案：Darcy速度3. 地下水动力学中，_______是指地下水流动的主导方向。
答案：流向4. 地下水动力学中，_______是指地下水流动的主导力量。
答案：压力5. 地下水动力学中，_______是指地下水流动的主要阻力。
答案：摩擦阻力三、简答题1. 请简要解释地下水动力学中的达西-里奇达方程。
答案：达西-里奇达方程是地下水动力学中的基本方程，描述了地下水流动的速度与渗透性、梯度和流体的粘性之间的关系。
方程的形式为Q = -K·A·(dh/dl)，其中Q是单位时间内通过单位截面积的地下水流量，K是渗透系数，A是截面积，dh/dl是水头梯度。
2. 地下水动力学中，地下水位和地下水压力之间的关系是怎样的？答案：地下水位是指地下水的高度，地下水压力是指地下水对地下岩石或土壤施加的压力。
地下水动力学 05 第五章 复习思考题答案 优质课件
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Q
2K
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2K 2h0 W u
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1 2
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45Q-K1-W21u
h2 h22
h2 0
Q
2K
5W-1u-23
(2)为什么?
>>条件①-⑤是建立轴对称流偏微分方程的前提； >>条件⑥是初始条件； >>条件⑦、⑧是内外边界条件。
2.如何将承压泰斯井流方程转变到无压泰斯井流方程?
(1)假定条件 >>满足泰斯承压井流假设条件1-8； >>降深值远远小于潜水含水层厚度，流动满足裘布依
假定，则潜水井流与承压井流可以对应起来。
界条件rw→0的作用是使
rw2
Qw
lim Q e rw 0
4at
Q
已知e-0.01=0.99≈1。因此，对于井半径为rw的实际井孔，当满 足条件
rw2 0.01 4at
t 25 rw2 a
其效果相当于流量Q误差在1%以内。这对工程来说一般是允许的。
H
Q W u，其中 u
4K
r2 4at
r 2e
4KMt
承压完整井流引入势函数 的定义之后，承压完整井的
定解问题与潜水完整井的定解问题形式完全一样，于是其解
的形式也应相同，只是要注意二者变量间的关系：
潜水井流 承压井流
地下水动力学习题及答案(1)
《地下水动力学》习题集第一章渗流理论基础一、解释术语1. 渗透速度2. 实际速度3. 水力坡度4. 贮水系数5. 贮水率6. 渗透系数7. 渗透率8. 尺度效应9. 导水系数二、填空题1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。
通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。
多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。
2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。
3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。
4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。
5. 在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。
水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_Hx∂-∂_、Hy∂-∂_和_Hz∂-∂_。
6. 渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_和_水头H_等等。
7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。
8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。
9. 渗透率只取决于多孔介质的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位为cm2或da。
10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数，而渗透系数是表征岩层透水能力的参数，影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质，随着地下水温度的升高，渗透系数增大。
11. 导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。
12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。
地下水动力学习题答案解析
《地下水动力学》习题集第一章渗流理论基础一、解释术语1. 渗透速度2. 实际速度3. 水力坡度4. 贮水系数5. 贮水率6. 渗透系数7. 渗透率8. 尺度效应9. 导水系数二、填空题1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。
通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。
多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。
2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。
3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。
4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。
5. 在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。
水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_Hx∂-∂_、Hy∂-∂_和_Hz∂-∂_。
6. 渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_和_水头H_等等。
7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。
8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。
9. 渗透率只取决于多孔介质的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位为cm2或da。
10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数，而渗透系数是表征岩层透水能力的参数，影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质，随着地下水温度的升高，渗透系数增大。
11. 导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。
12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。
地下水动力学习题答案
1 什么是渗流？渗流假设的内容、意义？答：人们就用一种假想水流来代替在岩石空隙运动的真实水流,这种假想水流具有下列性质:(1)通过任一断面流量与真实水流相等;(2)在某一断面水头和压力和真实水流一样.这一假想水流就称渗流.（3）充满了整个空隙空间；（4）在任意岩石体积内所受的阻力等于真实水流所受的阻力意义：可以吧实际上并不处处连续的水流当作连续水流来研究，以便有可能利用现在水力学和流体力学的成果，既避开了研究个别空隙中液体质点运动的困难，而得到流量阻力水头等，又和实际水流相同满足了实际的需求。
2 什么是典型单元体？意义？答：是渗流场中其物理量的平均值能够近似代替整个渗流场的特征值的代表性单元体意义：(1) 把物理性质看作是坐标的函数，孔隙度n、导水系数T、给水度 和渗透系数均连续。
即对多孔介质中地下水运动做连续性近似。
(2) 渗流的要素可以微分、积分，可以用微分方程来描述渗流要素。
3 渗流要素包括哪些？答：渗流量、渗流速度、水力坡度、水头、压强4 渗流基本定律？答：达西定律5 水文地质参数包括哪些？量纲、物理意义？答：渗透系数、导水系数、渗透率、贮水率、贮水系数、给水度、单宽流量。
量纲又称为因次。
它是在选定了单位制之后，由基本物理量单位表达的式子。
单位是用来表达量的具体多少的基准6 区分均匀/非均匀、各向同性/各向异性答：若渗流场中，任意点都具有相同的渗透系数，或渗透系数不随空间坐标的变化而变化，则该岩层是均质的，反之则为非均质。
岩石的非均质分两类，一类是渐变的，另一类是突变的。
若渗流场中，某一点的K与渗流方向无关，则该岩层是各向同性的，反之则为各向异性7 地下水流态包括哪些？答：层流和紊流8 流网的特征和作用答：特性：（1）在各向同性介质中，流线与等水头线处处垂直，流网为正交网格。
（2）在均质各向同性介质中，流网中每一网格的边长比为常数（3）若流网中各相邻流线的流函数差值相同，且每个网格的水头差值相等时，通过每个网格的流量相同。
地下水动力学03-第三章复习思考题答案
掌握地下水运动规律有助于合理开发利用地下水资源，避免 因不合理开采导致的环境问题，如地面沉降、地下水污染等 。
02
地下水运动的基本规律
地水流动系统
地下水流动系统是由地下水在地质构造、地貌和水文气象等因素的综合作用下形成 的，包括泉、河流、湖泊等。
地下水流动系统具有复杂的空间结构和时间变化特征，其流动规律受到多种因素的 影响，如地质构造、地下水位、水文气象等。
扩散
污染物在地下水中的扩散主要受 水流速度和水动力条件影响，扩 散过程可以通过对流和弥散作用 进行。
迁移
污染物在地下水中的迁移主要通 过吸附、解吸、溶解和沉淀等物 理化学过程进行，这些过程决定 了污染物的迁移能力和范围。
地下水污染的防治措施
源头控制
加强工业废水处理和固体废弃物 处理，减少农业化肥和农药的使 用量，加强城市污水收集和处理。
监测与预警
建立地下水监测网络，定期对地下 水进行监测，及时发现污染源和污 染物，采取有效措施防止污染扩散。
修复与治理
对已经污染的地下水进行修复和治 理，包括物理、化学和生物修复技 术，以恢复地下水质量和生态功能。
05
复习思考题答案解析
问题一答案解析
答案 1. 地下水流向与水力坡度方向一致，由高水位向低水位流动。
将概念模型转化为数学表达式，包括水流方 程、源汇项和初始条件等。
建立水文地质概念模型
根据地下水运动规律和地质条件，构建概念 模型。
参数识别与校准
根据已知数据和实际情况，确定模型中的参 数值。
数学模型的求解方法
01
02
03
解析解法
对于简单问题，可以通过 解析方法求解数学模型， 得到精确解。
数值解法
(完整版)地下水动力学03-第三章复习思考题答案
建立如图的坐标系； 利用串联式分段法求解： 1-M承压渗流段的流量公式为
q1
KM
H1 M l1
1
2-M无压渗流段的流量公式为
q2
K
M2 2(l
H
2 2
l1)
2
根据水流连续性原理
q=q1=q2
3
H
x
图3-3-2 承压-无压流
解由式1、2、3组成的方程组，可得l1。
l1
2lM (H1 M M (2H1 M )
水库是否通过河间地块向邻谷渗漏，利用q1判断：
当
q1
K
h12 h22 2l
Wl 2
0
，水库发生渗漏。
水库是否通过河间地块向邻谷渗漏，利用a来判断：
当 a l K h12 h22 0 ，水库发生渗漏。
2 W 2l
水库是否通过河间地块向邻谷渗漏，利用q1和a来判断，二者 的区别在于：
利用a来判断时，必须保证W≠0；如果W=0，则不能利用a来判 断。利用q1来判断，则无要求。
>>自然界中可以形成地下水(潜水含水层)剖面二维稳定流动的 条件：均质、等厚、等宽的潜水含水层，地下水可形成剖面二维 稳定流动。
3.什么条件下的稳定流水头线(或浸润曲线)与渗透系数无关？为 什么？
均质各向同性承压含水层中地下水稳定流的水头线(或浸润曲 线)由
2H 2H 2H 0
x y z
及其边界条件确定。 显然水头线方程与渗透系数无关。
求水头线方程，可利用1-2断面和1-x断面分别写为Q1和Q2的流 量方程，再根据水均衡原理，Q=Q1=Q2，则得到水头线方程
H
H1
H1
l
H2
x
ln B1 ln B ln B1 ln B2
地下水动力学习题及答案(1)
《地下水动力学》之南宫帮珍创作习题集第一章渗流理论基础二、填空题1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学.通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质, 而其中的岩石颗粒称为骨架.多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性.2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水, 而地下水动力学主要研究重力水的运动规律.3．在多孔介质中, 不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的, 但对贮水来说却是有效的.4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度, 而实际速度是_空隙面积上__的平均速度.在渗流中, 水头一般是指 测压管水头 , 分歧数值的等水头面(线)永远 不会相交.5. 在渗流场中, 把年夜小即是_水头梯度值_, 方向沿着_等水头面_的法线, 并指向水头_降低_方向的矢量, 称为水力坡度.水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_H x ∂-∂_、H y ∂-∂_和_Hz ∂-∂_.6. 渗流运动要素包括_流量Q _、_渗流速度v _、_压强p _和_水头H _等等.7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系, 将地下水运动分为一维、二维和三维运动.8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律.9. 渗透率只取决于多孔介质的性质, 而与液体的性质无关, 渗透率的单位为cm 2或da .10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数, 而渗透系数是表征岩层 透水能力 的参数, 影响渗透系数年夜小的主要是岩层颗粒年夜小以及 水的物理性质 , 随着地下水温度的升高, 渗透系数增年夜 .11. 导水系数是描述含水层 出水能力 的参数, 它是界说在 平面一、二 维流中的水文地质参数.12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的, 各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的.13. 渗透系数在各向同性岩层中是_标量_, 在各向异性岩层是__张量_.在三维空间中它由_9个分量_组成, 在二维流中则由_4个分量_组成.14. 在各向异性岩层中, 水力坡度与渗透速度的方向是_纷歧致_.15. 本地下水流斜向通过透水性突变界面时, 介质的渗透系数越年夜, 则折射角就越_年夜_.16. 地下水流发生折射时必需满足方程_1122tan tan K K θθ=_, 而水流平行和垂直于突变界面时则_均不发生折射_.17. 等效含水层的单宽流量q 与各分层单宽流量q i 的关系：当水流平行界面时_1n i i q q ==∑_, 当水流垂直于界面时_12n q q q q ====_.18. 在同一条流线上其流函数即是_常数_, 单宽流量即是_零_, 流函数的量纲为__2/L T __.19. 在流场中, 二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为_,x y v v y x ψψ∂∂==∂∂_.20. 在各向同性的含水层中流线与等水头线_除奇点外处处正交_, 故网格为_正交网格_.21. 在渗流场中, 利用流网不单能定量地确定_渗流水头和压强_、_水力坡度_、_渗流速度_以及_流量_, 还可定性地分析和了解_区内水文地质条件_的变动情况.22. 在各向同性而透水性分歧的双层含水层中, 其流网形状若在一层中为曲边正方形, 则在另一层中为_曲边矩形网格_.23. 渗流连续方程是_质量守恒定律_在地下水运动中的具体暗示.24. 地下水运动基本微分方程实际上是_地下水水量均衡_方程, 方程的左端暗示单位时间内从_水平_方向和_垂直_方向进入单位含水层内的净水量, 右端暗示单位含水层在单位时间内_水量的变动量_.25. 越流因素Ｂ越年夜, 则说明弱透水层的厚度_越年夜_, 其渗透系数_越小_, 越流量就_越小_.26. 单位面积(或单位柱体)含水层是指_底面积为1个单位_, 高即是_含水层厚度_柱体含水层.27. 在渗流场中鸿沟类型主要分为_水头鸿沟_、_流量鸿沟_以及_水位和水位导数的线性组合_.三、判断题1. 地下水运动时的有效孔隙度即是排水（贮水）时的有效孔隙度.（×）2. 对含水层来说其压缩性主要暗示在空隙和水的压缩上.（√）3. 贮水率μs=ρg(α+nβ)也适用于潜水含水层.（√）4. 贮水率只用于三维流微分方程.（×）5. 贮水系数既适用承压含水层, 也适用于潜水含水层.（√）6. 在一定条件下, 含水层的给水度可以是时间的函数, 也可以是一个常数.（√）7. 潜水含水层的给水度就是贮水系数.（×）8. 在其它条件相同而只是岩性分歧的两个潜水含水层中, 在补给期时, 给水度μ年夜, 水位上升年夜, μ小, 水位上升小；在蒸发期时, μ年夜, 水位下降年夜, μ小, 水位下降小.（×）9. 地下水可以从高压处流向高压处, 也可以从高压处流向高压处.（√）10. 达西定律是层流定律.(×)11. 达西公式中不含有时间变量, 所以达西公式只适于稳定流.(×)12. 符合达西定律的地下水流, 其渗透速度与水力坡度呈直线关系, 所以渗透系数或渗透系数的倒数是该直线的斜率.(√)13. 无论含水层中水的矿化度如何变动, 该含水层的渗透系数是不变的.(×)14. 分布在两个分歧地域的含水层, 其岩性、孔隙度以及岩石颗粒结构排列方式等都完全一致, 那么可以肯定, 它们的渗透系数也肯定相同.(×)15. 某含水层的渗透系数很年夜, 故可以说该含水层的出水能力很年夜.(×)16. 在均质含水层中, 渗透速度的方向与水力坡度的方向都是一致的.(×)17. 导水系数实际上就是在水力坡度为1时, 通过含水层的单宽流量.(√)18. 各向异性岩层中, 渗透速度也是张量.(√)19. 在均质各向异性含水层中, 各点的渗透系数都相等.(√)20. 在均质各向异性、等厚、无限分布的承压含水层中, 以定流量抽水时, 形成的降深线呈椭圆形, 长轴方向水力坡度小, 渗流速度年夜, 而短轴方向水力坡度年夜, 渗流速度小.(√)21. 突变界面上任一点的水力特征都同时具有界面两侧岩层内的水力特征.(√)22. 两层介质的渗透系数相差越年夜, 则其入射角和折射角也就相差越年夜.(√)23. 流线越靠近界面时, 则说明介质的Ｋ值就越小.(×)24. 平行和垂直层面的等效渗透系数的年夜小, 主要取决于各分层渗透系数的年夜小.( √)25. 对同一层状含水层来说, 水平方向的等效渗透系数年夜于垂直方向的等效渗透系数.(√)26. 在地下水动力学中, 可认为流函数是描述渗流场中流量的函数, 而势函数是描述渗流场中水头的函数.(√)27. 沿流线的方向势函数逐渐减小, 而同一条等势线上各处的流函数都相等.(×)28. 根据流函数和势函数的界说知, 二者只是空间坐标的函数, 因此可以说流函数和势函数只适用于稳定流场.(×)29. 在渗流场中, 一般认为流线能起隔水鸿沟作用, 而等水头线能起透水鸿沟的作用.(√)30. 在同一渗流场中, 流线在某一特定点上有时候也可以相交.(√)31. 在均质各向同性的介质中, 任何部位的流线和等水头线都正交.(×)32. 地下水连续方程和基本微分方程实际上都是反映质量守恒定律.(√)33. 潜水和承压水含水层的平面二维流基本微分方程都是反映单位面积含水层的水量均方程.(√)34. 在潜水含水层中当忽略其弹性释放水量时, 则所有描述潜水的非稳定流方程都与其稳定流方程相同.(×)35. 在越流系统中, 当弱透水层中的水流进入抽水层时, 同样符合水流折射定律.(√)36. 越流因素B和越流系数σ都是描述越流能力的参数.(√)37. 第二类鸿沟的鸿沟面有时可以是流面, 也可以是等势面或者既可做为第一类鸿沟也可做为第二类鸿沟处置.(√)38. 在实际计算中, 如果鸿沟上的流量和水头均已知, 则该鸿沟既可做为第一类鸿沟也可做为第二类鸿沟处置.(√)39. 凡是鸿沟上存在着河渠或湖泊等地表水体时, 都可以将该鸿沟做为第一类鸿沟处置.(×)40. 同一时刻在潜水井流的观测孔中测得的平均水位降深值总是年夜于该处潜水面的降深值.(√)41. 在水平分布的均质潜水含水层中任取两等水头面分别交于底板A、B和潜水面A′、B′, 因为A′B′附近的渗透路径年夜于AB 附近的渗透路径, 故底板附近的水力坡度J AB>J A′B′, 因此根据达西定律, 可以说AB附近的渗透速度年夜于A′B′附近的渗透速度.(×）四、分析计算题2. 在等厚的承压含水层中, 过水断面面积为400m 2的流量为10000m 3/d, 含水层的孔隙度为, 试求含水层的实际速度和渗透速度.解：3. 已知潜水含水层在1km 2的范围内水位平均下降了, 含水层的孔隙度为, 持水度为, 试求含水层的给水度以及水体积的变动量.解：4. 通经常使用公式q =α(P －P 0)来估算降雨入渗补给量q .式中：α—有效入渗系数；P 0—有效降雨量的最低值.试求当含水层的给水度为, α为, P 0为20mm, 季节降雨量为220mm 时, 潜水位的上升值.解： 5. 已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层, 其渗透系数为15m/d, 孔隙度为, 沿着水流方向的两观测孔A 、B 间距离l =1200m, 其水位标高分别为H A , H B =3m.试求地下水的渗透速度和实际速度./10000/0.25400100m/d /10000/40025m/dv Q nA v Q A ==⨯====实际速度渗透速度50.30.10.21000 4.50.2910n Q μα==-=∆=⨯⨯=⨯3给水度-m ()()000.3220-2060mm 60h=240mm 0.25q P P q αμ=-====解： 11. 有三层均质、各向同性、水平分布的含水层, 已知渗透系数K 1=2K 2, K 3=3K 1, 水流由K 1岩层以45°的入射角进入K 2岩层, 试求水流在K 3岩层中的折射角θ3.0112112222212233331tan tan tan tan 452,tan tan tan 221tan 22tan arc tan 3tan tan 3K K K K K K K K ϑϑϑθθθϑθθθ====21==2,===；2,,=3,；12. 如图1－4所示, 设由n 层具有相同结构的层状岩层组成的含水层, 其中每个分层的上一半厚度为M 1, 渗透系数为K 1, 下一半厚度为M 2, 渗透系数为K 2, 试求：（1）水平和垂直方向的等效渗透系数K p 和K v ；（2）证明K p ＞K v .图1－4第二章 地下水向河渠的运动一、填空题1. 将 单位时间, 单位面积_上的入渗补给量称为入渗强度.2. 在有垂直入渗补给的河渠间潜水含水层中, 通过任一断面的流量 不等.5.43 2.4150.03m/d 1200800.03v=0.15m/d 0.2A B H H Q v K A l Q v nA n --========实际速度：3. 有入渗补给的河渠间含水层中, 只要存在分水岭, 且两河水位不相等时, 则分水岭总是偏向_水位高_一侧.如果入渗补给强度W >0时, 则侵润曲线的形状为_椭圆形曲线_；当W <0时, 则为_双曲线_；当W =0时, 则为_抛物线_.三、计算题2. 图2—2所示受污染, 其水位用示.（1均质、各向同性知, 在距左河l 1测得稳定水位H, 水层的渗透系数K 已知, 试求左河河水不致污染地下水时的最低入渗强度W. 图2—2解：根据潜水水位公式：获得：3.如图2—3所示.已知含水层平均厚度H0=12m, 渗透系数为16m/d, 入渗强度为.当含水层中水位至少下降2m时, 两侧排水渠水位都为H=6m.试求：（1）排水渠的间距L；（2）排水渠一侧单位长度上的流量Q.图2—3解：据题意：H1=H2＝H=6m；分水岭处距左河为L/2,水位：H3=12－2＝10m；根据潜水水位公式：4.如图2—2所示的均质细沙含水层, 已知左河水位H1=10m, 右河水位H2=5m, 两河间距l=500m, 含水层的稳订单宽流量为.在无入渗补给量的条件下, 试求含水层的渗透系数.解：据题意根据潜水单宽流量公式：图2—46.在砂砾石潜水含水层中, 沿流向打两个钻孔（A和B）, 孔间距l=577m, 已知其水位标高H A, H B, 含水层底板标高为.整个含水层分为上下两层, 上层为细砂, A、B两处的含水层厚度分别为h A、h B, 渗透系数为.下层为粗砂, 平均厚度, 渗透系数为30m/d.试求含水层的单宽流量.第三章地下水向完整井的稳定运动一、解释术语1. 完整井2. 降深3. 似稳定4. 井损5. 有效井半径6. 水跃二、填空题1. 根据揭露含水层的厚度和进水条件, 抽水井可分为_完整井_和_不完整井__两类.2. 承压水井和潜水井是根据_抽水井所揭露的地下水类型_来划分的.3. 从井中抽水时, 水位降深在_抽水中心_处最年夜, 而在_降落漏斗的边缘_处最小.4. 对潜水井, 抽出的水量主要即是_降落漏斗的体积乘上给水度_.而对承压水井, 抽出的水量则即是_降落漏斗的体积乘上弹性贮水系数_.5. 对潜水井来说, 测压管进水口处的水头_不即是_测压管所在地的潜水位.6. 填砾的承压完整抽水井, 其井管外面的测压水头要_高于_井管里面的测压水头.7. 地下水向承压水井稳定运动的特点是：流线为指向_井轴_;等水头面为_以井为共轴的圆柱面_；各断面流量_相等__.8. 实践证明, 随着抽水井水位降深的增加, 水跃值_也相应地增年夜_；而随着抽水井井径的增年夜, 水跃值_相应地减少_.9. 由于逑裘布依公式没有考虑渗出头具名的存在, 所以, 仅当_r>H0_时, 用裘布依公式计算的浸润曲线才是准确的.12. 在承压含水层中进行稳定流抽水时,通过距井轴分歧距离的过水断面上流量_处处相等_, 且都即是_抽水井流量_.13. 在应用Q～Sw的经验公式时, 必需有足够的数据, 至少要有_3_次分歧降深的抽水试验.14. 罕见的Q～Sw曲线类型有_直线型_、_抛物线型_、_幂函曲线数型_和_对数曲线型_四种.15. 确定Q～S关系式中待定系数的经常使用方法是_图解法_和_最小二乘法_.16. 最小二乘法的原理是要使直线拟合得最好, 应使_残差平方和_最小.17. 在均质各向同性含水层中, 如果抽水前地下水面水平, 抽水后形成_对称_的降落漏斗；如果地下水面有一定的坡度, 抽水后则形成_分歧毛病称_的降落漏斗.18. 对均匀流中的完整抽水井来说, 当抽水稳定后, 水井的抽水量即是_分水线以内的天然流量_.19. 驻点是指_渗透速度即是零的点_.20. 在均匀流中单井抽水时, 驻点位于_分水线的下游_, 而注水时, 驻点位于_分水线的上游_.21. 假定井径的年夜小对抽水井的降深影响不年夜, 这主要是对_地层阻力B_而言的, 而对井损常数C来说_影响较年夜_.23. 在承压水井中抽水, 当_井流量较小_时, 井损可以忽略；而当_年夜流量抽水_时, 井损在总降深中占有很年夜的比例.三、判断题1. 在下有过滤器的承压含水层中抽水时, 井壁内外水位分歧的主要原因是由于存在井损的缘故.(√)2. 凡是存在井损的抽水井也就肯定存在水跃.(×)3. 在无限含水层中, 当含水层的导水系数相同时, 开采同样多的水在承压含水层中形成的降落漏斗体积要比潜水含水层年夜.(√)4. 抽水井附近渗透性的增年夜会招致井中及其附近的水位降深也随之增年夜.(×)5. 在过滤器周围填砾的抽水井, 其水位降深要小于相同条件下未填砾抽水井的水位降深.(√)6. 只要给定鸿沟水头和井内水头,就可以确定抽水井附近的水头分布, 而不论渗透系数和抽水量的年夜小如何.(√)8. 无论是潜水井还是承压水井都可以发生水跃.(×)9. 在无补给的无限含水层中抽水时, 水位永远达不到稳定.(√)10. 潜水井的流量和水位降深之间是二次抛物线关系.这说明, 流量随降深的增年夜而增年夜, 但流量增加的幅度愈来愈小.(√)11. 按裘布依公式计算出来的浸润曲线, 在抽水井附近往往高于实际的浸润曲线.(√)12. 由于渗出头具名的存在, 裘布依公式中的抽水井水位Hw应该用井壁外水位Hs来取代.(×)13. 比力有越流和无越流的承层压含水层中的稳定流公式, 可以认为就是有越流补给含水层中井流的引用影响半径.(√)14. 对越流含水层中的稳定井流来说, 抽水量完全来自井附近的越流补给量.(√)15. 可以利用降深很小时的抽水试验资料所建立的Q—Sw关系式来预测年夜降深时的流量.(×)16. 根据抽水试验建立的Q—Sw关系式与抽水井井径的年夜小无关.(×)17. 根据稳定抽流水试验的Q—Sw曲线在建立其关系式时, 因为没有抽水也就没有降深, 所以无论哪一种类型的曲线都必需通过坐标原点.(×)20. 井陨常数C随抽水井井径的增年夜而减小, 随水向水泵吸水口运动距离的增加而增加.(√)21. 井损随井抽水量的增年夜而增年夜.(√)四、分析题1. 蒂姆（Thiem）公式的主要缺陷是什么？五、计算题1. 某承压含水层中有一口直径为的抽水井, 在距抽水井527m 远处设有一个观测孔.含水层厚, 渗透系数为.试求井内水位降深为, 观测孔水位降深为时的抽水井流量.解：2. 在厚度为的承压含水层中有一口抽水井和两个观测孔.已知渗透系数为34m/d, 抽水时, 距抽水井50m处观测孔的水位降深为, 110m处观测孔的水位降深为.试求抽水井的流量.解：3. 某潜水含水层中的抽水井, 直径为200mm, 引用影响半径为100m, 含水层厚度为20m, 当抽水量为273m3/d时, 稳定水位降深为2m.试求当水位降深为5m时, 未来直径为400mm的生产井的涌水量.解：4. 设在某潜水含水层中有一口抽水井, 含水层厚度44m, 渗透系数为, 两观测孔距抽水井的距离为r1=50m, r2=100m, 抽水时相应水位降深为s1=4m, s2=1m.试求抽水井的流量.解：5. 在某潜水含水层有一口抽水井和一个观测孔.设抽水量Q=600m3/d., 含水层厚度H0, 井内水位h w=10m, 观测孔水位, 观测孔距抽水井r=60m, 抽水井半径r w和引用影响半径R0=130m.试求：（1）含水层的渗透系数K；（2）s w=4m时的抽水井流量Q；（3）s w=4m时, 距抽水井10m, 20m, 30m, 50m, 60m和100m处的水位h.解：6. 设承压含水层厚, 初始水位为20m, 有一口半径为的抽水井分布在含水层中.当以1080m3/d流量抽水时, 抽水井的稳定水位为, 影响半径为175m.试求含水层的渗透系数.解： 7. 在某承压含水层中抽水, 同时对临近的两个观测孔进行观测, 观测记录见表3—1.试根据所给资料计算含水层的导水系数.表3—18. 在潜水含水层中有一口抽水井和两个观测孔.请根据表3—2给出的抽水试验资料确定含水层的渗透系数. 表3—2解： 9. 在河谩滩阶地的冲积砂层中打了一口抽水井和一个观测孔.已知初始潜水位为, 水位观测资料列于表3—3, 请据此计算含水层的渗透系数平均值. 表3—330013.5,20,0.06,1080/,17.35,1752017.35 2.65,ln 21080175ln ln22 3.1413.5 2.650.0610801080ln 2916.677.97838.35m/d 224.667224.667w w w w w ww w M m H m r m Q m d h m R m s H h m Q Rs KMrQ R K Ms r ππ=======-=-====⨯⨯⨯≈≈⨯≈。
地下水动力学习题及答案(1)
〈〈地下水动力学》习题集第一章渗流理论基础二、填空题1 .地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。
通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质,而其中的岩石颗粒称为骨架。
多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。
2 .地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力及，而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。
3. 在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的. 但对贮水来说却是有效的。
4. 地下水过水断面包括空隙一和固体颗粒—所占据的面积.渗透流速是_M 水断面上的平均速度,而实际速度是空隙面积上的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面（线）永远不会相交。
5. 在渗流场中，把大小等丁水头梯度值、方向沿看等水头面的法线，并指向水头降低方向的矢量,称为水力坡度。
水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_上_、出_和_上一。
x y z6. 渗流运动要素包括_流量Q_、_＞流谏度v_、_压强p_和_水头HL等等。
7. 根据地下水渗透速度_矢量方向__与―空间坐标轴一—的关系:将地下水运动分为一维、二维和三维运动。
8. 达西定律反映了渗流场中的—能量守恒与转换_定律。
9. 渗透率只取决丁多孔介质的性质,而与液体的性质无关，渗透率的单位为cm2或da010. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数，而渗透系数是表征岩层透水能力的参数，影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质，随着地下水温度的升高，渗透系数增大。
11. 导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。
12. 均质与非均质岩层是根据岩石透水性与空间坐标的关系划分的,各向同性和各向异性岩层是根据岩石透水性与水流方向—关系划分的。
13. 渗透系数在各向同性岩层中是_标量_，在各向异性岩层是—张量_。
在三维空间中它由9个分量组成，在二维流中则由4个分量组成。
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(2)潜水含水层的给水度和承压含水层的给水度存在很大 的区别，你知道为什么吗？ 的区别，你知道为什么吗？ 参见P33。 参见P33。
(3)请对以下陈述作出辨析： 请对以下陈述作出辨析： >>在排泄区 地下水不接受大气降水的补给； 在排泄区， >>在排泄区，地下水不接受大气降水的补给； 不正确，在排泄区也可接受补给。 不正确，在排泄区也可接受补给。 >>只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水 只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水； >>只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水； 不正确，只要测压水位高于隔水顶板的地下水都为承压水。 不正确，只要测压水位高于隔水顶板的地下水都为承压水。 测压水位高于隔水顶板的地下水都为承压水 >>地面的污染物可通过包气带扩散到潜水中 但不会影响承压水。 地面的污染物可通过包气带扩散到潜水中， >>地面的污染物可通过包气带扩散到潜水中，但不会影响承压水。 错误，只要承压水与潜水有水力联系，就会受到影响。 错误，只要承压水与潜水有水力联系，就会受到影响。 (4)在地下水的补给、径流、排泄上，承压含水层具有哪些特点？ 在地下水的补给、径流、排泄上，承压含水层具有哪些特点？ 参见P32中 参见P32中。 (5)在无入渗补给而有蒸发排泄的条件下， (5)在无入渗补给而有蒸发排泄的条件下，如果潜水含水层地下水水 在无入渗补给而有蒸发排泄的条件下 位逐渐下降， 位逐渐下降，其上部包气带的含水量将 减少 ，而地下水蒸发强度将 减弱 。
第二章 岩石中的空隙与水
(1)对比以下概念： (1)对比以下概念： 对比以下概念 孔隙度和孔隙比； 孔隙度和孔隙比； 详见P15中 详见P15中。 P15 (2)在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉 (2)在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉 在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中 60% 质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。 质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。 P17中 n=30%×60%=18%。 P17中：n=30%×60%=18%。 (3)粘性土的孔隙特点？ (3)粘性土的孔隙特点？ 粘性土的孔隙特点 粘性土中结构孔隙和次生孔隙(虫孔、根孔、裂缝等) 粘性土中结构孔隙和次生孔隙(虫孔、根孔、裂缝等)的存在 ，使得粘性土的孔隙率超过理论最大值很多。 使得粘性土的孔隙率超过理论最大值很多。
第四章 地下水的运动
(1)请对比以下概念 (1)请对比以下概念 渗透流速与实际流速。 渗透流速与实际流速。 P37中 P37中。 渗透系数与渗透率。 渗透系数与渗透率。 渗透系数不仅与岩石的物理性质有关， 渗透系数不仅与岩石的物理性质有关，而且还与流体的物理 性质有关。渗透率仅与岩石的物理性质有关， 性质有关。渗透率仅与岩石的物理性质有关，不受流体的物理性 质的影响。 质的影响。 水头与水位。 水头与水位。 水头表示含水层中某一点的能量的大小，具有长度单位。 水头表示含水层中某一点的能量的大小，具有长度单位。 水位表示某一点地下水水面所处的高程。 水位表示某一点地下水水面所处的高程。
(8)两种试样：砂样、砾石样水中浸泡后，快速提出水面， (8)两种试样：砂样、砾石样水中浸泡后，快速提出水面，砂 两种试样 样孔隙中会保留什么形式的毛细水， 样孔隙中会保留什么形式的毛细水，而在砾样孔隙中会保留 什么形式的毛细水？ 什么形式的毛细水？ 砂样孔隙中会保留悬挂毛细水， 砂样孔隙中会保留悬挂毛细水，而在砾样孔隙中会保留 孔角毛细水？ 孔角毛细水？ (9)将上粗下细，或上细下粗的管中滴水，在不饱水情况下， (9)将上粗下细，或上细下粗的管中滴水，在不饱水情况下， 将上粗下细 水停留在何处？上粗下细， 水停留在何处？上粗下细，上细下粗哪种土层容易形成悬挂 毛细水？ 毛细水？ 不饱水情况下，停留在细粒土中， 不饱水情况下，停留在细粒土中，下粗上细组成的土层 容易形成悬挂毛细水？ 容易形成悬挂毛细水？
(3)当细管毛细上升高度为10cm，粗管毛细上升高度为5cm时 (3)当细管毛细上升高度为10cm，粗管毛细上升高度为5cm时，A管、B管、C 当细管毛细上升高度为10cm 毛细上升高度各为多少？ 管毛细上升高度各为多少？
第三章 地下水的埋藏
(1)对比以下概念： 对比以下概念： 毛细水带与包气带；参见P26。 毛细水带与包气带；参见P26。 隔水层与弱透水层；参见P27。 隔水层与弱透水层；参见P27。 排泄区与补给区； 参见P31-32。 排泄区与补给区； 参见P31-32。 上层滞水与潜水。 上层滞水与潜水。 参见P35。 参见P35。
绪 言 第一章 地球上的水及其循环
(1)从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水， (1)从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水，其中分布有大气水 从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水 地表水、地下水以及生物体中的水， 自由态H 、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水以 自由态H2O分子 形式存在， 为主， 存在。 形式存在， 液态 为主，也呈现 固态 与 气态 存在。 详见P6 P6。 详见P6。 (2)深层圈水分布于地壳下半部直到下地幔这一范围。在地壳下 (2)深层圈水分布于地壳下半部直到下地幔这一范围。 深层圈水分布于地壳下半部直到下地幔这一范围 部深约15 35km处 地温高达400℃以上，压力也非常大， 15400℃以上 部深约15-35km处，地温高达400℃以上，压力也非常大，这里的 水形式存在， 水不可能以普通 液态 水或 气态 水形式存在，均是以 非自由 存在的水，为被压密的气水溶液。 态 存在的水，为被压密的气水溶液。 详见P7。 详见P7。 P7
(3)一般情况下， (3)一般情况下，可以用渗透流速除以孔隙度得到 一般情况下 实际流速， 实际流速，这个实际流速与水质点的流动速度有什 么联系？ 么联系？ P37中 P37中。 (4)达西定律有哪些适用条件，分析一下该定律在 (4)达西定律有哪些适用条件， 达西定律有哪些适用条件 裂隙含水层中应用时需注意哪些问题？ 裂隙含水层中应用时需注意哪些问题？ P38中 P38中。
(5)隔水底板水平的均质各向同性河间地块， (5)隔水底板水平的均质各向同性河间地块，两河完全切割含水 隔水底板水平的均质各向同性河间地块 层至隔水底板，均匀稳定入渗，两河排泄地下水， 层至隔水底板，均匀稳定入渗，两河排泄地下水，两河水位相 等且保持不变。请绘制其流网。 等且保持不变。请绘制其流网。
(4)请对以下陈述作出辨析： (4)请对以下陈述作出辨析： 请对以下陈述作出辨析 >>含水介质的固体颗粒越粗大 孔隙度就越大？ 含水介质的固体颗粒越粗大， >>含水介质的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大？ 不正确，粘土由于发育结构孔隙和次生孔隙使得粘性土 不正确，粘土由于发育结构孔隙和次生孔隙使得粘性土 的孔隙率往往比砾石的空隙度要大！ 的孔隙率往往比砾石的空隙度要大！ >>分布有裂隙的岩石中，一般不发育孔隙？ >>分布有裂隙的岩石中，一般不发育孔隙？ 分布有裂隙的岩石中 不正确，发育有孔隙。 不正确，发育有孔隙。 (5)不同含水介质中空隙的连通、分布特征？ (5)不同含水介质中空隙的连通、分布特征？ 不同含水介质中空隙的连通 参见P17 P17中 参见P17中。 (6)结合水区别于普通液态水的最大特征是具有 (6)结合水区别于普通液态水的最大特征是具有 抗剪强度 。 (7)岩石孔隙中毛细水的存在形式有 (7)岩石孔隙中毛细水的存在形式有 支持毛细水 、 悬挂毛 细水 、孔角毛细水 。
(2)请对以下陈述作出辨析 (2)请对以下陈述作出辨析 >>潜水面如果不是流线，则流线可能向下穿越潜水面， >>潜水面如果不是流线，则流线可能向下穿越潜水面，也可 潜水面如果不是流线 能向上穿越潜水面； 能向上穿越潜水面； 正确。 正确。 >>地下水总是从高处往低处流； >>地下水总是从高处往低处流； 地下水总是从高处往低处流 错误，地下水总是从能量高的地方流向能量低的地方。 错误，地下水总是从能量高的地方流向能量低的地方。 >>含水层孔隙度越大，则渗透系数越大； >>含水层孔隙度越大，则渗透系数越大； 含水层孔隙度越大 错误，粘土的孔隙度很大，但其渗透系数很小。 错误，粘土的孔隙度很大，但其渗透系数很小。 >>当有入渗补给或蒸发排泄时，潜水面可以看作一个流面。 >>当有入渗补给或蒸发排泄时，潜水面可以看作一个流面。 当有入渗补给或蒸发排泄时 P39中 P39中。
(3)地球上水的循环按其循环途径长短、 (3)地球上水的循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及 地球上水的循环按其循环途径长短 涉及层圈的范围， 涉及层圈的范围，可分为 水文循环 和 地质循环 。水循环的 大气过程属于 水文循环 。 详见P7 P7。 详见P7。 (4)名词解释：水文循环、地质循环。 (4)名词解释：水文循环、地质循环。 名词解释 详见P7 P9。 P7、 详见P7、P9。，以 蒸发 、 等方式周而复始。 降水 、和 重力 等方式周而复始。水文循环分为 大循环 和 小循环 。 详见P7、P8。 详见P7、P8。 P7
(6)思考题： (6)思考题： 思考题 粉砂岩， 页岩， 断裂， 矿道。 A-粉砂岩，B-页岩，C-断裂，D-矿道。
大坝
A
B C D
回答下列问题： 回答下列问题： >>这组地层是含水层还是隔水层？ >>这组地层是含水层还是隔水层？ 这组地层是含水层还是隔水层 粉砂岩为含水层，页岩为弱偷水层! 粉砂岩为含水层，页岩为弱偷水层! >>煤层开采，巷道(矿坑)会否有水？ >>煤层开采，巷道(矿坑)会否有水？ 煤层开采 会有水,因为断层和粉砂岩导水! 会有水,因为断层和粉砂岩导水! >>如果需要修水库，建坝后库水是否渗漏？ >>如果需要修水库，建坝后库水是否渗漏？ 如果需要修水库 会渗漏,粉砂岩透水性好! 会渗漏,粉砂岩透水性好! >>如供水的需要是否为含水层 如供水的需要是否为含水层？ >>如供水的需要是否为含水层？ 粉砂岩为含水层! 粉砂岩为含水层!