水文地质学基础3

第三章 地下水的运动,学习导航：,地下水运动,饱水带水的运动,包气带水的运动,第一节 重力水的运动,第二节 结合水的运动规律,学习重点： 达西定律,基本概念渗透：地下水在岩石空隙中的运动称为渗透。,第一节 重力水的运动,渗流：不考虑渗流途径的迂回曲折，不考虑岩层的颗粒骨架，假想地下水充满整个岩石空间并只向整体水流方向流动的水流称为渗流（渗透水流）。,第一节 重力水的运动,第一节 重力水的运动,渗透速度V:渗流场中通过过水断面w的单位时间内渗流量为Q，则渗流速度： 。若设实际过水面积为w,则 （ne有效空隙度），则实际速度与渗透速度关系为,第一节 重力水的运动,层流：水流质点有秩序的、互不混杂的流动称作层流。紊流：水流质点无秩序的、互相混杂的流动称作紊流。,第一节 重力水的运动,线状流（一维流）:指在渗透场中任意点的速度变化只与空间坐标的一个方向有关。平面流（二维流）：指在渗透场中任意点的速度变化只与空间坐标的两个方向有关。 空间流（三维流）：指在渗透场中任意点的速度变化只与空间坐标的三个方向有关。 稳定流：各运动要素不随时间改变的流动称作稳定流。非稳定流：各运动要素随时间改变而改变的流动称作非稳定流。水头：渗流场中某一点位置至基准面的高度Z，称为位置水头水力坡度I：水力坡度为沿渗透途径水头损失与相应渗透长度的比值。,第一节 重力水的运动,达西试验，线性渗流定律-达西定律定义：渗流的流量与过水断面（w）、水力坡度(I)和渗透系数（K）成正比。 如果：说明：I为水力坡度，为沿渗透途径水头损失与相应的渗透路径长度的比值。 或W为过水断面，指在过水的横断面上包括颗粒所占面积与孔隙所占面积的和。,第一节 重力水的运动,K为渗透系数，是表征含水层透水性能的重要的水文地质参数。根据达西定律，也可以这样定义：渗透系数是水力坡度为1时的渗流速度。渗透系数的测试方法： 现场测试法（抽水、注水试验、井间示踪） 室内测试法（达西实验）,第一节 重力水的运动,达西定理适用范围达西定理适用是有范围的(Re10)大部分情况下是可以应用达西定理的,第一节 重力水的运动,非线性渗透定律 当地下水流为紊流时，服从哲才定律 当地下水流在层流和紊流之间时,第一节 重力水的运动,流网等水头线：渗流场中水头值相等的点连成的线。迹线：某一水流点在不同时间内连续运动的轨迹。流线：在渗场中作一理想的空间几何线，该线上各水流质点在某瞬间的渗透速度矢量均与此线相切，称此线为流线。在稳定流中，流线与迹线重合。流网：地下水中水流的方向总是指向水头变化最大的方向，即等水头线和流线垂直。一系列流线和等水头线组成的网格称为流网。,第一节 重力水的运动,流网的应用求水头求水力坡度求渗流速度求流量,第二节 结合水运动规律,粘性土结合水的数量主要与比表面积有关结合水运动的基本公式I0起始水力坡度,渗透流速于水力坡度试验结果,第二章、第三章复习,第一节 岩石的空隙,第三节 岩石的水理性质,第五节 含水层和隔水层,第二节 岩石中水的存在形式,第四节 包气带和饱水带,第六节 地下水系统,第一节 重力水的运动,第二节 结合水的运动规律,第二、三章知识点结构图,岩土空隙,大小,渗透性,多少,给水