地下水—水头降深影响因素.docx

泰斯井流方程水头降深影响因素分析姓名：武松 班级：勘查（1）摘要：泰斯公式是无垂向渗透补排（W=0）含水层中定流量不稳定完整井流的基本公式。此式描写水头（沉降）的时空分布与含水层参数和井孔流量间的关系。泰斯公式是含水层抽（注）水试验确定参数的基础，也是井孔开采地下水（矿床疏干）动态预测的理论依据。关键词：泰斯公式 水头降深 影响因素一、泰斯公式基本方程假设条件：承压含水层均质、各向同性，等厚且水平分布，水和含水层均假定为弹性体；无垂向补给、排泄，即W0；渗流满足达西定律；完整井，假定流量沿井壁均匀进水；水头下降引起地下水从储量中的释放是瞬时完成的；抽水前水头面是水平的；井径无限小且定流量抽水；含水层侧向无限延伸。根据假设条件，可以应用轴对称流基本方程，初始条件，内外边界条件。 定解问题可以用积分变换法、分离变量法或博尔兹门变换法求解，它的解为其中 地下水的力学上记称为泰斯井流的井函数于是计算承压井流的三条基本方程为 ，即泰斯公式 二、各因素对降深的影响1、对水头降深的影响s-t曲线有泰斯公式和上图可知，承压完整井做定流量抽水时，值随的增大而减小，随的增大而增大。当或时，故。均符合一般经验，也满足初始条件和边界条件。降深与抽水流量呈正比关系。在抽取地下水后无补给增量与排泄减量的条件下，开采量全部来自储存量的释放，体现在水头降深上，当弹性给水度为常量，且瞬时释水，与成正比。2、给水度对水头降深的影响降深随弹性给水度的增大而增减小。当抽水流量和抽水延续时间一定时，含水层释水的体积一定。若大，则下降漏斗浅，表明单位水平面积的含水层柱体在单位水头下释水能力越强，即小，反之，则下降漏斗深，即大。3、含水层导水系数对水头降深的影响。对于中的水头降深随含水层导水系数的增大而减小，与组成因子，可以理解为内边界条件对的作用。是定流量的内边界条件，而当井半径一定时，可以理解为水力坡度的内边界条件，即在抽水井壁处的水力坡度愈大，则也俞大。对于中的水头降深随的增大而增大。水层导水系数（与组成）对的影响，我们可以对任一均衡段（由与两个圆柱面围闭的含水层体积所构成）任一时刻的漏斗曲线的分析看出，下游断面的流出水量大于上游断面的流入水量，必由均衡段内含水层释放水量来均衡，为此导致水头下降。在漏斗一定（即水力坡度一定）且值一定时，若大，则亦大；若小，则亦小。 根据达西定律，所以。因此表示水力坡度的特征。按照一般的因素分析方法，我们可以计算 由得，因此时，则，s随的增大而减小；反之时，s随的增大而增大。水文地质意义上可以这样理解，含水层具有导水和释水两个功能。在抽水早期（比较小）或离抽水井较远的地方（较大），此时u趋小，含水层更多表现为释水功能。越大，要求释放更多的水量，则降深也就越大，而在抽水延续相当长时间（较大）或在较小的一定范围内，u越小，含水层更多表现为导水功能。导水功能越大，表明外围补充水量的能力越强，则由释水作用产生的降深就越小。 因为，如果增大是因为增大（不变），则对的作用与对的作用趋势是一致的；如果增大是因为减小（不变），那么： 此时，增大，则增大。 以往称为压力传导系数，这容易误会，以为表征含水层某处压力改变以后，压力向四周传播的速度。实际上，压力传播的速度是以含水层中的音速推进的。不过，在上面建立的定解问题中，假定压力的传播是瞬时完成的，正因为这个假定，使得泰斯公式显示出，不管抽水延续时间多么短，在含水层中任何径距处都发生水头的下降，这是与实际情况有出入的，但是在实用上并无多大影响。 压力传导系数（含水层水头扩散系数）表示含水层的什么性质?当含水层由于某种因素（例如抽水）破坏原有的平衡状态形成不稳定流动时，压力传导系数表征地下水水头再分布（以适应新条件）的速度。在某些条件下表征地下水趋向稳定流动或拟稳定流动（水头随时间变化，但水力坡度不随时间变化的一种不稳定流动）的速度。 另外，有泰勒公式表现为：趋向，也趋向。这似乎不合理。但要注意公式的应用条件，承压井流要保持承压状态，即不得大于，否则将转化为承压一无压井流，破坏了基本条件。对于无压井流，不得大于。因为在以后，流量将会变小，破坏定流量抽水的基本条件，那时，就转变为定降深变流量的条件了。 三、算例 当半径、时间，且足够小、导水系数时，求降深s与抽水量Q的定量关系。解：有泰斯公式 则 泰斯井函数可以用级数的形式表示，即 当足够小时，泰斯井函数可以用前面两项近似表示，即 则降深 当半径、导水系数时 四、结论 地下水向井孔的流动，是地下水动力学的重要组成内容。在供水和排水的实践中，水水文地质工作者要提出取水、排水建筑物布局等的水文地质论证，同时要预测井的涌水量和渗流区的水头分布及变化规律，地下水向井孔的流动，为这些问题提供了理论基础。泰斯公式是含水层抽（注）水试验确定参数的基础，也是井孔开采地下水（矿床疏干）动态预测的理论依