地下水动力学作业第三章

第三章 地下水向完整井的稳定运动 一、填空题 1根据揭露含水层的程度和进水条件，抽水井可分为完井整和非完整井两类。 2承压水井和潜水井是根据水井揭露的地下水类型来划分的。 3从井中抽水时，水位降深在井中心处最大，而在引用影响半径处最小。 4对于潜水井，抽出的水量主要等于降落漏斗体积乘以给水度。而对于承压水井，抽出的水量则等于 降落漏斗体积乘以弹性贮水系数。 5对承压完整井来说，水位降深 s 是 x,y,t 的函数。而对承压不完整井，井流附近的水位降深 s 是 x,y,z,t 的函数。 6对潜水井来说，测压管进水口处的水头不等于测压管所在地的潜水位。 7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。 8.有效井的半径是指向井轴到井管外某一点的水平距离。 9地下水向承压水井稳定运动的特点是：流线为指向井轴的径向方向；等水头面为以井为共轴的圆柱 面；各断面流量处处相等,并等于井的流量 。 10实践证明，随着抽水井水位降深的增加，水跃值相应增大；而随着抽水井井径的增大，水跃值相 应减小。 11由于裘布依公式没有考虑渗出面的存在，所以，仅当 r10H0/9 时，用裘布依公式计算的浸 润曲线才是准确的。 12影响半径 R 是指实际可以观测出的圆形降落漏斗半径，而引用影响半径 R0 是指假设出的圆形降 落漏斗半径。 13对有侧向补给的含水层，引用影响半径是由边界决定的常数；而对无限含水层，引用影响半径则 是 随抽水时间增大而增大的数。 14在承压含水层中进行稳定流抽水时，通过距井轴不同距离的过水断面上流量处处相等，且都属于 抽水井流量。 二、判断选择题 1在下有过滤器的承压含水层中抽水时，井壁内外水位不同的主要原因是由于存在井损 的缘故。（T ） 2凡是存在井损的抽水井也就必定存在水跃。（F ） 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大。（T ） 4抽水井附近渗透性的增大会导致井中及其附近的水位降深也随之增大。（F ） 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。 （T ） 6只要给定边界水头和井内水头，就可以确定抽水井附近的水头分布，而不管渗透系数 和抽水量的大小如何。（T ） 7在无限含水层中，随着抽水时间的持续，降落漏斗不断向外扩展，引用影响半径是随 时间而改变的变数。（T ） 8无论是潜水井还是承压水井都可以产生水跃。（F ） 9在无补给的无限含水层中抽水时，水位永远达不到稳定。（T ） 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，流量随降深的增大而增 大，但流量增加的幅度愈来愈小。（T ） 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。（F ） 12由于渗出面的存在，裘布依公式中的抽水井水位 hw 应该用井壁外水位 hs 来代替。 （F ） 三、分析问答题 1 试述地下水向潜水井运动的特点，并说明在建立裘布依公式时是如何进行处理的。 答：地下水向潜水井的运动有以下特点（1）存在垂向分速度；（2）等水头面不是圆柱面，而是共 轴的旋转曲面；(3)属于空间径向流。 建立裘布依公式时的处理方法：认为流向井的潜水流是近似水平的，因而等水头面仍是共轴的 圆柱面，并和过水断面一致，同时认为通过不同过水断面的流量处处相等，并等于井的流量。 2 齐姆公式的主要缺陷是什么？ 答：1齐姆模型不能形成稳定流 2流网上的差异 3 利用抽水试验确定水文地质参数时，通常都使用两个观测孔的蒂姆公式，而少用甚至不用仅一个观测 孔的蒂姆公式，这是为什么? 答：这样既可以避开难以求准的 R 值，又可以减少抽水井井损的影响，求得的参数比较可靠。 4 试述抽水井渗出面存在的必然性。 答:抽水面的存在是保证地下水能够从井壁流入井内的前提。 5 在同一含水层中，由于抽水而产生的井内水位降深与以相同流量注水而产生的水位抬高是否相等?为 什么? 答：不相等。抽水时，因井周围的过水断面小，流速大，含水层中的细颗粒将随水进入井内，因而在 井周围形成一个渗透性增强的地带；而注水的时候正好相反，井的周围形成的是一个渗透性弱的地带， 这将导致渗透面在注水和抽水时通过的流量不相等，也会导致两种情况的水位降深和水位抬高不一样。 四、分析计算题 1 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=12.50m，井内水位 hw=10m，观测孔水位 h=12.26m，观测孔距抽水井 r=60m， 抽水井半径 rw=0.076m 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：（1）根据潜水井公式 h2-hw2=Qln(r/rw)/(k)得 K=Qln(r/rw)/(h 2-hw2) ，代入数值得 K=25.33m/d （2）由公式得 Q=ks w ( 2H0-sw)/ ln(R/rw)，代入数值得 Q=897.9m3/d （3）由 Dupuit 公式得 h= Qln(r/rw)/（k）+（H 0-sw） 20.5，代入数值解得 当距抽水井 10m 时，水位 h 为 11.28m 当距抽水井 20m 时，水位 h 为 11.62m 当距抽水井 30m 时，水位 h 为 11.82m 当距抽水井 50m 时，水位 h 为 12.06m 当距抽水井 60m 时，水位 h 为 12.15m 当距抽水井 100m 时，水位 h 为 12.38m 2 根据潜水含水层的注水试验确定渗透系数。当向半径为 0.10m 的水井中注入 129.69m3/d 的水量时，井中水位升高了 2.70m。已知初始水位为 7m，影响半径为 100m。 解：由公式 Q=1.366K（h w2-H02）/lg（R/r w）得： K=Q lg（ R/rw）/1.366 （h w2-H02），代入数值算得 K=6.32m/d 3在承压含水层中做注水