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文档简介
1、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6.渗透系数7. 渗透率8.尺度效应9.导水系数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 一空隙_和_固体颗粒一所占据的面积.渗透流速是一过水
2、断面一上的平 均速度,而实际速度是 一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。在渗流场中,把大小等于 水头梯度值一方向沿着一等水头面_的法线,并指向水头降低_H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_ x _、HHy _和_z _。6 .渗流运动要素包括流量Qj 渗流速度v_、压弓虽P和一水头H李等。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
3、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。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
4、速度的方向是_不一致_。15 .当地下水流斜向通过透水性突变界面时,介质的渗透系数越大,则折射角就越大_。tan 1 Ki16 .地下水流发生折射时必须满足方程tan 2 K2 ,而水流平行和垂直于突变界面时则均不发生折射。 n q qi17 .等效含水层的单宽流量 q与各分层单宽流量qi的关系:当水流平行界面时_ i 1_,当水流垂直于界面时qq1q2qn18 .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L2/T cvx,vy19 .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_ yx _。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
5、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。22 .在各向同性而透水性不同的双层含水层中,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表现。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,方程的左端表示单位时间内 从 水平 方向和 垂直 方向进入单元含水层内的净水量, 右端表示单元含水层在单位时间内 水量的变化量 。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_越小一越流量就越
6、小26 .单位面积(或单位柱体)含水层是指一底面积为1个单位一高等于一含水层厚度_柱体含水27 .在渗流场中边界类型主要分为水头边界、流量边界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等于排水(贮水)时的有效孔隙度。(X)2 .对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。(,)3 .贮水率s s= p g( a +n 3 )也适用于潜水含水层。(,)4 .贮水率只用于三维流微分方程。(X)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。(X
7、)8 .在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中,在补给期时,给水度科大,水位上升大,小,水位上升小;在蒸发期时,科大,水位下降大,小,水位下降小。(X)9 .地下水可以从高压处流向低压处,也可以从低压处流向高压处。(,)10 .达西定律是层流定律。(x )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。(X)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。(V)13 .无论含水层中水的矿化度如何变化,该含水层的渗透系数是不变的。(X)14 .分布在两个不同地区的含水层,其岩性、孔隙度以及岩石颗粒结构排列方式等都完全
8、一致,那么可以肯定,它们的渗透系数也必定相同。(X)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。(X)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。(X)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,渗流速度大,而短轴方向水力坡度大,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
9、力特征。(V)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。(,)23 .流线越靠近界面时,则说明介质的K值就越小。(X)24 .平行和垂直层面的等效渗透系数的大小,主要取决于各分层渗透系数的大小。(V)25 .对同一层状含水层来说,水平方向的等效渗透系数大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。(X)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
10、稳定流场。(X )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。(,)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。(X)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。(V)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。(X)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 .
11、越流因素B和越流系数b都是描述越流能力的参数。(,)37 . 第二类边界的边界面有时可以是流面, 也可以是等势面或者既可做为第一类边界也可做为第二类边界处理。(,)38 . 在实际计算中, 如果边界上的流量和水头均已知, 则该边界既可做为第一类边界也可做为第二类边界处理。(,)39 . 凡是边界上存在着河渠或湖泊等地表水体时,都可以将该边界做为第一类边界处理。(X)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大于该处潜水面的降深值。(V)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'附近的渗透路径大于
12、 AB附近的渗透路径,故底板附近的水力坡度 JAB>JA' B', 因此根据达西定律,可以说 AB附近的渗透速度大于 A B'附近的渗透速度。(X)四、分析计算题1. 试画出图 1 1 所示的各种条件下两钻孔间的水头曲线。已知水流为稳定的一维流。112.在等厚的承压含水层中,过水断面面积为400mf的流量为lOOOOmf/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1km2 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化量。解:4.通常用公式q=a(P R)来估算降雨入渗补给量 q。式
13、中:a一有效入渗系数;R一有效降雨量的最低值。试求当含水层的给水度为,a为,P0为20mm季节降雨量为 220mm寸,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 HA=, HB=3ni试求地下水的渗透速度和实际速度。解:6. 在某均质、各向同性的承压含水层中,已知点 P (1cm, 1cm)上的测压水头满足下 列关系式:H=3x2+2xy+3y2+7,公式中的H、x、y的单位均以米计,试求当渗透系数为30m/d时, P 点处的渗透速度的大小和方向。解:根据达西定律
14、,有:由于所以,在 P 点处的渗透速度值为:方向为:7. 已知一承压含水层, 其厚度呈线性变化, 底板倾角小于20°,渗透系数为 20m/d 。 A、B两断面处的承压水头分别为:(1) T=, H=; (2) H=, Hb=o设含水层中水流近似为水平 流动,A B两断面间距为5000ml两断面处含水层厚度分别为M=120m, M=70m,试确定上述两种情况下:( 1 )单宽流量q;( 2) A、 B 间的承压水头曲线的形状;( 3 ) A、 B 间中点处的水头值。解:M x 120 70 x 0 120MxxAMAMBxAMA设:如图 H 为头函数 , M 为水层厚度8.在二维流的各
15、向异性含水层中,已知渗透速度的分量V=d, M=d,水力坡度的分量Jx=, Jy =,试求:(1)当 x、 y 是主渗透方向时,求主渗透系数;(2)确定渗流方向上的渗透系数Kv;(3 )确定水力梯度方向上的渗透系数Kj ;(4 )确定与 x 轴方向成30°夹角方向上的渗透系数。Ko与K的大小关系。9 . 试根据图 1 2 所示的降落漏斗曲线形状,判断各图中的渗透系数Q KMJ ,承压等厚;1,Q KMJ理论,Q KoMJ实际H理论 H实际 H理论 H实际, s s ssJ理论 J实际KMJ理论 KoMJ实际J实际J理论1,KKob同理J理论 J实际J实际J理论1,KKo10 .试画出
16、图1 3所示各图中的流线,并在图(c)中根据R点的水流方向标出 A、B两点 的水流方向。11.有三层均质、各向同性、水平分布的含水层,已知渗透系数Ki=2K, K=3K,水流由K岩层以45°的入射角进入 K2岩层,试求水流在 K岩层中的折射角8 3。tan 1K12K2tan1八, tan1 tan4511 L=-2=2,1 2,tan 2=1=-;tan 2K2K2tan2222tan 2tan 31K22,K3 tan 3K12,tan 3=3, arc tan 3; 3K112.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,其中每个分层的上半厚度为M,渗透系数为
17、K,下一半厚度为 M,渗透系数为 K,试求:(1)水平和垂直方向的等效渗透系数&和(2)证明&>K。解:K1i = 2m-1M1i = 2m-1Ki=1,Mi=1iK2i 2m i M2 i 2m因此,NN/2N/2KiMiKzMiiK2iM2i=i=1_ i=1i=1Kp NN72N72M iM2i 1 M2ii 1i=1i=1K1M1 =2N R, M122划2.KMK2M 2Kv=MN R, M22N/2M2ii=1N/2M2i1M1 M2N/2M2ii=1N/2M2ii=1 Ki i=1 K2i 1i=1 K2iN R, M12N M1N R, M 22N M22
18、 K12 K2M1 M2 K1K2 M1 M2M1 四K2M1K1M2K1K2K1M1K2M2K1M1K2M2M1MM1 M2K1K2M1 M2M1 M22M1 M2K1K2M; 2M1M2 Mf2JKvM1 M213.图15为设有两个观测孔(A、B)的等厚的承压含水层剖面图。已知 T=, H=,含水 层厚度 M=50nr|沿水流方向三段的渗透系数依次为 K=40m/d, K=10m/d, K3=20m/d, l 1=300m, 12=8003| 3=200ni试求:(1)含水层的单宽流量 q; (2)画出其测压水头线;(3)当中 间一层K2=50m/d时,重复计算(1)、(2)的要求;(4)
19、试讨论以上计算结果。解:KvM i i 13 Mi i=1 Kil1 l2 l3l1l2 l 3K?KTK3123300 800 2003008002004010201303-9452039q KvMJKvMHa Hb52050398.6 4.6300 800 20052050391300104022.05m /d50714.某渗流区内地下水为二维流,其流函数由下式确定:。=2 (x2y2)已知。单位为吊/d,试求渗流区内点 P (1, 1)处的渗透速度(大小和方向)。解:vxy,vy15.在厚50m渗透系数为20m/d、孔隙度为的承压含水层中,打了 13个观测孔,其观测资料如表11所示。试根
20、据表中资料求:(1)以卡绘制流网图;(2) A (10, 4)、B (16,11)两点处的渗透速度和实际速度(大小和方向);(3)通过观测孔1和孔9之间的断面流量Q表11观测孔号12345678910111213x(m坐)标y(m)水位(m)16.已知水流为二维流, 边界平行于y轴,边界上的单宽补给量为 q。试写出下列三种 情况下该边界条件:(1)含水层为均质、各向同性;( 2)含水层为均质、各向异性, x、 y为主渗透方向;(3)含水层为均质、各向异性, x、y不为主渗透方向。17. 在淮北平原某地区,为防止土壤盐渍化,采用平行排水渠来降低地下水位,如图 1 6所示,已知上部入渗补给强度为
21、W ,试写出 L 渗流区的数学模型,并指出不符合裘布依假定的部位。(水流为非稳定二维流)图 1618. 一口井位于无限分布的均质、各向同性潜水含水层中,初始时刻潜水水位在水平不透水底板以上高度为H (x, y),试写出下列两种情况下地下水流向井的非稳定流数学模型。已知水流为二维非稳定流。(1)井的抽水量 Q保持不变;(2)井中水位 T保持不变。19. 图 1 7 为均质、各向同性的土坝,水流在土坝中为剖面非稳定二维流,试写出渗流区的数学模型。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
22、流量不等。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/4. 双侧河渠引渗时, 地下水的汇水点靠近河渠_低水位_一侧,汇水点处的地下水流速等于_零。5. 在河渠单侧引渗时,同一时刻不同断面处的引渗渗流速度_不等 _,在起始断面x=0 处的引渗渗流速度_最大随着远离河渠,则引渗渗流速度一逐渐变小_。6. 在河渠单侧引渗中,同一断面上的引渗渗流速度随时间的增大一逐渐变小一当时间趋向无穷大时,则引渗渗流速度趋于零。7.
23、河渠单侧引渗时,同一断面上的引渗单宽流量随时间的变化规律与该断面上的引渗渗流速度的变化规律_一致而同一时刻的引渗单宽流量最大值在_x=0_,其单宽渗流量表达q Khm h0,t / 2 . at式为。二、选择题1 .在初始水位水平,单侧引渗的含水层中,距河无限远处的单宽流量等于零,这是因为假 设。(4)(1)含水层初始时刻的水力坡度为零;(2)含水层的渗透系数很小;(3)在引渗影响范围以外的地下水渗透速度为零;(4)地下水初始时刻的渗透速度为零。2 .河渠引渗时,同一时刻不同断面的渗流量 (2);随着远离河渠而渗流量(4)。 相同;(2)不相同;(3)等于零;(4)逐渐变小;(5)逐渐变大;(
24、6)无限大;(7)无限小。 三、计算题1 .在厚度不等的承压含水层中, 沿地下水流方向打四个钻孔 (孔1、孔2、孔3、孔4), 如图21所示,各孔所见含水层厚度分别为:M=, M=M=10m, M=7m)已知孔1、孔4中水头分别为,。含水层为粉细砂, 其渗透系数为8m/d已知孔1孔2、孔2一孔3、孔3一孔4 的间距分别为210m 125n 180nl试求含水层的单宽流量及孔 2,孔3的水位。图21解:建立坐标系:取基准线为 x轴;孔1为y轴。孔1孔2间的含水层厚度 h可写成:2 . 图 22 所示,左侧河水已受污染,其水位用H1 表示,没有受污染的右侧河水位用H2 表示。 ( 1)已知河渠间含
25、水层为均质、各向同性,渗透系数未知,在距左河l 1 处的观测孔中,测得稳定水位H,且H>H>H2o倘若入渗强度W不变。试求不致污染地下水的左河最高水位。(2)如含水层两侧河水水位不变,而含水层的渗透系数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 22解:根据潜水水位公式:得到:3 . 为降低某均质、各向同性潜水含水层中的底下水位,现采用平行渠道进行稳定排水,如图23所示。已知含水层平均厚度 H)=12mi渗透系数为16m/d,入渗强度为d。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
26、。图 2 3解:据题意:H=H=H=6mi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,含水层的稳定单宽流量为do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:5 .水文地质条件如图 2 4所示。已知hi=10m, H2=10m,下部含水层白平均厚度 M=20m钻 孔到河边距离l=2000m,上层的渗透系数 K=2m/d,下层的渗透系数 Kz=10m/d。试求(1)地 下水位降落曲线与层面相交的位置;(2)含水层的单宽流量。2
27、 4解: 设:承压-潜水含水段为10.则承压-潜水含水段单宽流量为:q1 K2M几0IT K1h2 02lo则无压水流地段单宽流量为:22K M H2q2 K22 1 I0根据水流连续性原理,有:q1 q2 q由此得:K2MKi1010 20 一 l0h12 0-21T1022lo22M H2K22 1 10202 10210 2 2000 102100 2000l4200000,1。1166.67 m22_ 22q2K M_Ha 102010K2102 1 102 2000 1166.671500833.33_21.8m /d1=577m,已知其水A B两处的渗透系
28、数为30m/d。100m/d。含水层6 .在砂砾石潜水含水层中,7&流向打两个钻孔( A和B),孔间距位标高Ha=, h=,含水层底板标高为。整个含水层分为上下两层,上层为细砂, 含水层厚度分别为 hA=、hB=,渗透系数为do下层为粗砂,平均厚度 M= 试求含水层的单宽流量。解:q1 K下m3b K上史国121p50公式(2-13)7 .图25所示,某河旁水源地为中粗砂潜水含水层,其渗透系数为平均厚度为20m,给水度为。以井距30m的井排进行取水, 井排与河水之距离1=400m。已知枯水期河平均水位 H=25mi井中平均水位 Hw=15s雨季河水位瞬时上升2m,试求合水位不变情况下引
29、渗1d 后井排的单宽补给量。8 . 某水库蓄水后, 使岸边潜水产生回水现象, 如图2 6 所示。 设计水库蓄水后最高水位标高H=28m在距水库l=5km处有一工厂,其地面标高为25m,已知含水层的导压系数为4X104m/d ,含水层的初始水位近于水平,其值H0=15m试问需多长时间工厂受到回水的影响。2 69.某农田拟用灌渠进行引渠,已知引灌前渠水位与潜水位相同,其平均水位=8m(以含水层底版算起),渗透系数为10m/d ,给水度为。设计灌渠水位瞬时抬高后,使地下水位在一天内最小抬高。试求灌渠的合理间距。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
30、. 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_处最大,而在_降落漏斗的边缘_处最小。4. 对于潜水井,抽出的水量主要等于_ 降落漏斗的体积乘上给水度_。而对于承压水井,抽出的水量则等于_ 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_不等于_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
31、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_也相应地增大_;而随着抽水井井径的增大,水跃值_ 相应地减少_。9. 由于逑裘布依公式没有考虑渗出面的存在,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, 通过距井轴不同距离的过水断面上流量_处处相等_,且都等于_抽水井流量_ 。13. 在应用QSw的经验公式时,必须有足够的数据,至少要有_3_次不同降深的抽水试验。14. 常见的QSw曲线类型有一直线型_、_抛物线型_、_哥函曲线数型_和_对数曲线型_四
32、种。15. 确定Q- S关系式中待定系数的常用方法是图解法_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_不对称_ 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,水井的抽水量等于_分水线以内的天然流量 _。19. 驻点是指_渗透速度等于零的点_ 。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. 假定井径的大小对抽水井的降深影响不大,这主要是对_地层阻力B_而
33、言的,而对井损常数C来说影响较大。22. 确定井损和有效井半径的方法,主要是通过_多降深稳定流抽水试验_和_阶梯降深抽水试验 _来实现的。23. 在承压水井中抽水,当 _井流量较小_时, 井损可以忽略; 而当 _大流量抽水_ 时,井损在总降深中占有很大的比例。24. 阶梯降深抽水试验之所以比一般的稳定流试验节省时间,主要由于两个阶梯之间没有_水位恢复阶段_ ;每一阶段的抽水不一定_达到稳定状态_。三、判断题1. 在下有过滤器的承压含水层中抽水时,井壁内外水位不同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必定存在水跃。(X )3. 在无限含水层中,当含水层的导水系数相
34、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。(V)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。(X )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。(,)8 .无论是潜水井还是承压水井都可以产生水跃。(X )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,流量随降深的增大而增大,但流量增加的幅度愈来愈小。(V)11 .按裘布依
35、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。(X)13 . 比较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 关系式来预测大降深时的流量。(X)16 .根据抽水试验建立的Q-Sw关系式与抽水井井径的大小无关。(X)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
36、, 所以无论哪一种类型的曲线都必须通过坐标原点。(x)20. 井陨常数 C 随抽水井井径的增大而减小,随水向水泵吸水口运动距离的增加而增加。(V)21.井损随井抽水量的增大而增大。(,)四、分析题1. 蒂姆(Thiem )公式的主要缺陷是什么?2. 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?3. 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升是否相等?为什么?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do试求井内水位降深为,观
37、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273m/d时,稳定水位降深为 2s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 h , 两观测孔距抽水井的距离为ri=50m,r2=100m,抽水时相应水位降深为si=4m, S2=1m
38、)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hw=10m,观测孔水位h=,观测孔距抽水井 r=60m,抽水井半径椁和引用影响半径 R=130mi试求:(1)含水层的渗透系数 K; (2) sw=4m时的抽水井流量 Q (3) Sw=4m时, 距抽水井10m, 20m, 30m, 50nl 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175mb试求含水层的渗透系数。解:7 .在某承
39、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3-1含水层厚度抽水井观测孔(m)半径(m)水位(m)3(m /d)至抽水井距离(m)水位(m)r ir 2HiH22258 .在潜水含水层中有一口抽水井和两个观测孔.请根据表32给出的抽水试验资料确定含水层的渗透系数。表3-2类别井的性质至抽水井中心距离(m)水位(mm抽水井流量3(m/d )抽水井观测孔1一观测孔2一解: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33类别井的性质至抽水井
40、 中心距 离(m)A次降深第二次降深第三次降深水位(m)3(m/d )水位(m)3(m/d )水位(m)3(m/d )抽水井观测孔解:见表34含水层抽水井观测孔厚度(m)半径(m/d)至抽水井距离(m)水位降深(m)(m)水位降深(m)r ir 2SiS2解:10.试利用某河谷潜水含水层的抽水试验资料(见表34)计算抽水井的影响半径。11 .表35给出了某承压含水层稳定流抽水的水位降深观测资料,试利用这些资料用图解法确定影响半径。表35观测孔号123456至抽水井距离(m)水位降深(m>12 .在承压含水层中做注水试验。设注水井半径为,含水层厚16m,渗透系数为8m/d,(引用)影响半径
41、为80nl初始水位为20m,注水后水位又生高 5m,试求注入井中的水量。13 .有一口井从越流承压含水层中抽水直至出现稳定状态。已知抽水量为200m/h ,主含水层厚50m,渗透系数为d,弱透水层厚3m,渗透系数为d。设在抽水期间上覆潜水含水层水位不下降。试求:(1)距抽水井50m处观测孔的水位降深;(2)抽水井流量的百分之几是来自以井为中心,半径为250m范围内的越流量?14 .在某越流含水层中有一口抽水井。已知:含水层的导水系数为 d,越流因素为1000c3试求以定流量 Q=453m/d抽水时,距抽水井 10m, 20m, 40m和100m处的稳定水位降深。解:15 .在某承压含水层中做多
42、降深抽水试验,获得表3-6的数据。试确定当水位降深为8m时的抽水井流量。表36降深次数1234水位降深(m)、一3流量(m/h )8814418922816 .在某承压含水层中做三次不同降深的稳定流抽水试验。已知含水层厚,影响半径为1000m,且当以d的流量抽水时,距抽水井50m处观测孔水位降深为。试根据表3-7确定抽水井的井损和有效井半径。表37降深次数Q3(m /d)S,w(m)S,w/Q(d/m 2)1X 10-32x 10-33x 10-317 .在北方某厚度为30m的承压含水层中做多降深大流量稳定流抽水试验,抽水一定时间后,井附近出现紊流运动。已知影响半径为950m,当4173时,离
43、井87m处观测孔稳定水位降深为。试验数据见表 3-8。试确定抽水时的井损及有效井半径。表38降深次数Q3(m /d)S,w(m)S,w/Q(d/m 2)111145-4X 1027465-4X 1034173-4X 10第四章地下水向完整井的非稳定运动一、填空题1 .泰斯公式的适用条件中含水层为 _均质各向同性水平无限分布 _的承压含水层;天然水力 坡度近为 零;抽水井为 完整井、井径无限小,井流量为 定流量;水流为 非稳定达西流。2 .泰斯公式所反映的降速变化规律为:抽水初期水头降速由小逐渐增大一当时达最大值_,而后又由大变小_,最后趋于一等速下降_。3 .在非稳定井流中,通过任一断面的流量
44、都不相等,而沿着地下水流向流量是 _逐渐增大。4 .在泰斯井流中,渗流速度随时间的增加而_增大-当时渗流速度就非常接近稳定流的渗透速度。5 .定降深井流公式反映了抽水期间井中水位降深不变一而井外水位任一点降深随时间逐渐降低,井流量随时间延续而逐渐减小的井流规律。6 .潜水非稳定井流与承压井流比较,主要不同点有三点:导水系数是距离和时间的函数一当降深较大时_垂向分速度一不可忽略;从含水层中抽出的水量主要来自含水层的重力排水_。7 . 博尔顿第一模型主要是考虑了_井附近水流垂直分速度_ ; 第二模型主要考虑了_潜水的弹性释水和滞后给水_。二、判断题1 .在泰斯井流中,无论是抽水初期还是后期各处的水
45、头降速都不相等。(X)2 .根据泰斯井流条件可知,抽取的地下水完全是消耗含水层的弹性贮量。(,)3 . 在非稳定井流中,沿流向断面流量逐渐增大,因为沿途不断得到弹性释放量的补给,或者是由于沿流向水力坡度不断增大的缘故。(X )4 .泰斯井流的后期任一点的渗透速度时时都相等。(X)5 . 泰斯井流后期的似稳定流,实际上是指水位仍在下降,但水位降速在一定范围内处处相等的井流。(,)6 .泰斯井流的影响范围随出水时间的延长而不断扩大。(,)7 . 基岩中的裂隙水一般都是埋藏在已经固结岩石中的节理、裂隙和断层中,因此,根据含水层的弹性理论而建立起来的泰斯公式,对基岩裂隙水地区的水文地质计算是不适用的。
46、(X)8 . 可以这样说,当泰斯公式简化为雅可布公式时,则表明井流内各点的渗透速度已由不稳定而转变为稳定。(X )9 . 在进行非稳定流抽水时,无论井流量如何变化,都可将其概化成阶梯形流量后,再使用定流量的泰斯公式计算。(,)10 .使用阶梯流量公式时,要求计算时间必须是连续的。(,)11 .水位恢复公式实际上是具有两个阶梯的阶梯流量公式。(V)12 .配线法和直线法比较起来,前者比后者更能充分的利用抽水试验资料。(,)13 .配线法求参数的随意性在距抽水井越近的观测孔中表现越大。(X)14 . 在抽水试验时, 往往主孔中的动水位不易观测, 如果能观测到的话, 则求参数时用主孔或观测孔资料都一
47、样。(x)15 . 后期的泰斯井流, 是在一定范围内水头随时间仍在不断变化, 但水力坡度不随时间变化的一种非稳定流。(,)16 . 在均质各向异性含水层中进行抽水试验时, 可以利用等降深线所呈现出的椭圆形长短轴长度比的平方,求相应主渗透方向上渗透系数的比。(,)17 .越流补给的完整井流与泰斯井流比较,二者的区别只是前者存在垂直方向的水流。(X)18 .越流系统的完整井流在抽水的早期,完全可用泰斯井流公式计算。(,)19 .越流系数越小,则越流量进入抽水层的时间就越早。(X)20 . 抽水的中、 后期, 越流系统井流的水位降落曲线偏离泰斯井流的水位降落曲线, 因为前者的抽水量完全是由越流量供给
48、。(X )21 .凡是在越流系统的井流中,在抽水后期,井抽水量都是由越流量组成。(X)22 . 具有越流系统的井流, 只要能达到稳定流, 则井抽水量就是按下列顺序组成: 抽水初期完全由含水层释放量组成; 抽水中期由含水层的释放量与越流量组成; 后期则完全由越流量组成。(,)23 .在相同条件下越流系统井流的水位下降速度小于泰斯井流的水位下降速度。(V)24 .凡是具有越流系统的井流,抽水后期都能达到稳定流。(X)25 .据非稳定抽水试验资料所画出的s-lgt曲线,若出现拐点,则只表明有越流存在。(X)26 .在越流系统的井流中,当降落漏斗出现稳定时,则通过任一断面的流量都相等。(X)27 .越
49、流系统的井流同泰斯井流一样,到抽水后期各处的水位下降速度都相等。(,)28 .越流系统中的弱透水层可以是承压含水层,也可以是无压含水层。(X)29 .博尔顿第二模型和纽曼模型都考虑了潜水含水层的弹性释水作用。(,)30 . 博尔顿第二模型中由于引进的延迟指数的物理意义不明确 , 因此影响了该模型理论的解释和推广。(,)31 .纽曼把博尔顿关于关于潜水含水层迟后给水作用用潜水面下降滞后来解释。(V)32 . 博尔顿第二模型与纽曼模型的区别只有一点, 即后者考虑了水流的垂直分速度, 而前者则没有考虑。(X )33 .纽曼模型可以用于任何条件下的各向异性潜水含水层的井流计算。(X )34 .只要符合
50、博尔顿公式要求的潜水井流,同样也适用纽曼公式。(,)35 . 因为博尔顿和纽曼公式都是描述潜水井流的公式, 因此对多大降深的潜水井流来说, 二者都适用。(X )36 . 纽曼解在实际应用时, 并不表示某一点的降深值, 而是表示整个完整观测孔内的平均降深值。(,)37 . 在无越流补给的无限潜水层中进行抽水试验时, 早期的水量主要来自含水层的弹性释放量,而晚期的抽水主要来自疏干量。(,)38 . 无论是博尔顿纽型还是纽曼纽型都是在裘布依假设条件下建立起来的潜水非稳定井流模型。(X)39 . 在无补给的潜水完整井中进行定流量变降深非稳定抽水时, 潜水的浸润曲线在抽水后期是一条流线。(V)40 .在
51、符合纽曼模型的巨厚潜水含水层中抽水时,Slgt曲线的第一阶段表现最明显。(,)41 . 在博尔顿纽型中的延迟指数 1/a 越大,则重力疏干延迟效应消失得就越早;反之 1/a越小,则延迟效应消失得就越晚。(X )42 . 在各向异性的潜水井流中, 水平分速度愈大, 则含水层的弹性释水和潜水面迟后反应就越明显。(,)三、分析题:1. 地下水流向井的稳定运动和非稳定运动的主要区别是什么?2. 泰斯公式的主要用途是什么?3. 利用抽水孔资料求参数T 值时,通常求得的值比实际小,为什么?4. 泰斯公式的适用条件是什么?当水力坡度较大时能否直接用泰斯公式?如何修正?5. 泰斯井流后期为什么说只有在r 一定
52、范围内,水头降速才相等?6. 试分析图 4 7 所示的井流是否都是越流系统?4 77. 图 4 8 示出三个承压含水层的水文地质剖面( a)、( b)、( c )。已知各承压含水层的厚度M、 渗透系数及贮水系数都相同, 各弱透水层的渗透系数及贮水系水系数也相同,且 M1<M2, M2=M3 ,抽水后相邻含水层的水头变化可忽略,试比较各井水位降深相同时,a、3、丫三点(三点距井都为r,距抽水层顶板都为Z)在抽水过程中的水头值。图 4 88. 在具有越流补给的半承压含水层中做定流量抽水试验,为什么抽水到一定时间后地下水向井中的运动由初期的非稳定运动逐渐过渡到稳定运动?由非稳定运动向稳定运动过渡
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