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地下水动力学习题集.pdf

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..渗流理论基础二、、______和_______中运动规律的科学,通常把_______________称为多孔介质。、____、____和____,地下水动力学主要研究____的运崐动规律。,不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是____,但对贮水来说却是_____。,而实际速度是__________的平均速度。,把大小等于_________,方向沿着_________的法线,并指向水头_____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____。、____、____和____等等。,将地下水运动分为一维、二维和三维运动。。,而与液体的性质无关,渗透率的单位为_____或____。,而渗透系数是表征岩层_____的参数,影响渗透系数大小的主要是_______以及________,随着地下水温度的升高,渗透系数_____。,它是定义在_________维流中的水文地质参数。1:..,各向同性和各向异性岩层是根据____________________关系划分的。,在各向异性岩层是______________。在三维空间中它由_____________组成,在二维流中则由__________________组成。,水力坡度与渗透速度的方向是___________。,介质的渗透系数越大,则折射角就越__________。,而水流平行和垂直于突变界面时则_________。:当水流平行界面时i______,当水流垂直于界面时__________。,单宽流量等于_______,流函数的量纲为________。,二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为____________。,故网格为_______。,利用流网不但能定量地确定________、________、_________以及____,还可定性地分析和了解_______的变化情况。,其流网形状若在一层中为曲边正方形,则在另一层中为_______。。,方程的左端表示单位时间内从____方向和____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______________。,则说明弱透水层的厚度____,其渗透系数______,越流量就_______。(或单位柱体)含水层是指________________,高等于________柱体含水层。2:..、_______以及__________________。三、(贮水)时的有效孔隙度。()。()=ρg(α+nβ)也适用于潜水含水层。()。(),也适用于潜水含水层。(),含水层的给水度可以是时间的函数,也可以是一个常数。()。(),在补给期时,给水度μ大,水位上升大,μ小,水位上升小;在蒸发期时,μ大,水位下降大,μ小,水位下降小。(),也可以从低压处流向高压处。()。(),所以达西公式只适于稳定流。(),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。(),该含水层的渗透系数是不变的。(),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,它们的渗透系数也必定相同。(),故可以说该含水层的出水能力很大。(),渗透速度的方向与水力坡度的方向都是一致的。(),通过含水层的单宽流量。(),渗透速度也是张量。(),各点的渗透系数都相等。()3:..,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。()。(),则其入射角和反射角也就相差越大。(),则说明介质的K值就越小。(),主要取决于各分层渗透系数的大小。(),水平方向的等效渗透系数大于垂直方向的等效渗透系数。(),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。(),而同一条等势线上各处的流函数都相等。(),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。(),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。(),流线在某一特定点上有时候也可以相交。(),任何部位的流线和等水头线都正交。()。()。(),则所有描述潜水的非稳定流方程都与其稳定流方程相同。(),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。()。()4:..。(),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。(),都可以将该边界做为第一类边界处理。()。()、B和潜水面A′、B′,因为A′B′附近的渗透路径大于AB附近的渗透路径,故底板附近的水力坡度J>J,因此根据达西定律,可以说AB附近的渗透速度大于A′B′ABA′B′附近的渗透速度。()四、-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。,过水断面面积为400m2的流量为10000m3/d,,试求含水层的实际速度和渗透速度。,,,试求含水层的给水度以及水体积的变化量。5:..平面上的流线H1H1HH12HHH1=H2H1>H2H1<H2(a)(b)(c)(d)(e)(f)4.=(P-P)来估算降雨入渗补给量q。式中:α—有效入渗系0数;P—有效降雨量的最低值。,,P为20mm,00季节降雨量为220mm时,潜水位的上升值。图1-、均质、各向同性的承压含水层,其渗透系数为15m/d,,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=,AH=3m。试求地下水的渗透速度和实际速度。、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。,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)H=,H=;(2)ABH=,H=。设含水层中水流近似为水平流动,A、B两断面间距为AB5000m,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:AB(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。,已知渗透速度的分量V=,x6:..==,J=,试求:(1)当x、y是主渗透yxy方向时,求主渗透系数;(2)确定渗流方向上的渗透系数K;(3)确定水力梯v理论曲线实际曲线实际曲线理论曲线KK0K0KKK0K0K(a)(b)度方向上的渗透系数K;(4)确定与x轴方向成30°夹角方向上的渗透系数。-2所示的降落漏斗曲线形状,判断各图中的渗透系数K与K0的大小关系。图1-2K流线K流线KKK1K1K2K2K1K2KKK=10KK1<K2K1>K2(a)(b)AK1RBK2(c)-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。图1-、各向同性、水平分布的含水层,已知渗透系数K=2K,K=3K,1231水流由K岩层以45°的入射角进入K岩层,试求水流在K岩层中的折射角。12337:..-4所示,设由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,渗透系数为K,下一半厚度为M,渗透系数为K,1122试求:(1)水平和垂直方向的等效渗透系数K和K;(2)证明K>K。pvpv图1--5为设有两个观测孔(A、B)的等厚的承压含水层剖面图。已知H=,H=,含水层厚度M=50m,沿水流方向三段的渗透系数依次为ABK=40m/d,K=10m/d,K=20m/d,l=300m,l=800m,l=200m。试求:(1)含123123水层的单宽流量q;(2)画出其测压水头线;(3)当中间一层K=50m/d时,重2复计算(1)、(2)的要求;(4)试讨论以上计算结果。图1-,其流函数由下式确定:2(x2-y2)已知ψ单位为m2/d,试求渗流区内点P(1,1)处的渗透速度(大小和方向)。、渗透系数为20m/d、,打了13个观测孔,其观测资料如表1-1所示。试根据表中资料求:(1)以△H=:..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。表1-1观测孔号12345678910111213坐x(m)(m)(m),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。,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1-、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版以上高度为H(x,y),试写出下列两种情况下地下水流向井0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;w(2)井中水位H保持不变。—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,9:..BCKDH1AH2EOO,图1—7河开采区平A面A图流开采W区A'—8为黑龙江某省市供水水源地的平面图和水文地质剖面图,已知其开采强度为,试根据图示写出开采过程中地下水非稳定流的数学模型。图1—810:..,通过任一断面的流量_____。,只要存在分水岭,且两河水位不相等时,则分水岭总是偏向_________一侧。如果入渗补给强度>0时,则侵润曲线的形状为____________;当W<0时,则为__________;当W=0时,则为____________。,地下水的汇水点靠近河渠________一侧,汇水点处的地下水流速等于_______。,同一时刻不同断面处的引渗渗流速度_______,在起始断面x=0处的引渗渗流速度______,随着远离河渠,则引渗渗流速度__________。,同一断面上的引渗渗流速度随时间的增大_______,当时间趋向无穷大时,则引渗渗流速度_________。,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_______,而同一时刻的引渗单宽流量最大值在________,其单宽渗流量表达式为_______。二、,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。()(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崐透速度为零;(4)地下水初始时刻的渗透速度为零。,同一时刻不同断面的渗流量();随着远离河渠而渗流量()。(1)相同;(2)不相同;(3)等于零;(4)逐渐变小;(5)逐渐变大;(6)无限大;(7)无限小。11:..,沿地下水流方向打四个钻孔(孔1、孔2、孔3、孔4),如图2—1所示,各孔所见含水层厚度分别为:M=,M=M=10m,123M=7m,已知孔1—孔2、孔2—孔3、孔3—孔4的间距分别为210m、125m、180m。4试求含水层的单宽流量及孔2,孔3的水位。孔1孔2孔3孔4M1MMM23400'WHHt1H2l1l图2——2所示,作侧河水已受污染,其水位用H表示,没有受污染的右侧1河水位用H表示。(1)已知河渠间含水层为均质、各向同性,渗透系数未知,在2距左河l处的观测孔中,测得稳定水位H,且H>H>H。倘若入渗强度W不变。112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。12:..H0HH2—、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2—3所示。已知含水层平均厚度H=12m,渗透系数为16m/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。图2——2所示的均质细沙含水层,已知左河水位H=10m,右河水位H=5m,12两河间距l=500m,。在无入渗补给量的条件下,孔hK11河KM2H2l试求含水层的渗透系数。—4所示。已知h=10m,H=10m,下部含水层的平均12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113:..K=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2单宽流量。图2—,沿流向打两个钻孔(A和B),孔间距l=577m,已知其水位标高H=,H=,。整个含AB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=、Ah=,。下层为粗砂,平均厚度M=,渗透系数为30m/d。B试求含水层的单宽流量。平A'A面剖图河面H1AA'—5所示,某河旁水源地为中粗砂潜水含水层,其渗透系数为100m/d。含水层平均厚度为20m,。以井距30m的井排进行取水,井排与河水之距离l=400m。已知枯水期河平均水位H=25m,井中平均水位H=15m。雨季1W河水位瞬时上升2m,试求合水位不变情况下引渗1d后井排的单宽补给量。HH0l图2—,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14:..4×104m2/d,含水层的初始水位近于水平,其值H=15m。试0问需多长时间工厂受到回水的影响。图2—,已知引灌前渠水位与潜水位相同,其平均水位h=8m(以含水层底版算起),渗透系数为10m/d,。,。试求灌渠的合理间距。地下水向完整井的稳定运动一、、,抽水井可分为_____和_____两类。。,水位降深在_______处最大,而在________处最小。,抽出的水量主要等于_________。而对于承压水井,抽出的水量则等于_____________________。,测压管进水口处的水头_________测压管所在地的潜水位。,其井管外面的测压水头要______井管里面的测压水头。:流线为指向_______________;等水头面为________________;各断面流量_______。,随着抽水井水位降深的增加,水跃值_________;而随着抽水井15:..___________。,所以,仅当______时,用裘布依公式计算的浸润曲线才是准确的。;而引用影响半径R是指0________________。,引用影响半径是_____________;而对无限含水层,引用影响半径则是______________。,通过距井轴不同距离的过水断面上流量_____,且都等于______。~S的经验公式时,必须有足够的数据,至少要有____次不同降w深的抽水试验。~S曲线类型有______、______、_______和______四种。~S关系式中待定系数的常用方法是______和_________。,应使________最小。,如果抽水前地下水面水平,抽水后形成______的降落漏斗;如果地下水面有一定的坡度,抽水后则形成_______的降落漏斗。,当抽水稳定后,水井的抽水量等于____________。。,驻点位于____________,而注水时,驻点位于____________。,这主要是对_________而言的,而对井损常数C来说_________。,主要是通过____________和____________来实现的。,当____________时,井损可以忽略;而当_________时,井损在总降深中占有很大的比例。,主要由于两个阶16:..________________;每一阶段的抽水不一定____________。三、,井壁内外水位不同的主要原因是由于存在井损的缘故。()。(),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。()。(),其水位降深要小于相同条件下未填砾抽水井的水位降深。(),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。(),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。()。(),水位永远达不到稳定。()。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。(),在抽水井附近往往高于实际的浸润曲线。(),裘布依公式中的抽水井水位H应该用井壁外水位Hws来代替。(),。(),抽水量完全来自井附近的越流补给量。()—S关系式来预测大降深w17:..()—S关系式与抽水井井径的大小无关。()—S曲线在建立其关系式时,因为没有抽水也就w没有降深,所以无论哪一种类型的曲线都必须通过坐标原点。(),某一边界条件的存在,并不影响其他边界条件存在时所得到的结果。(),承压干扰井群抽水产生的降深,等于各井单独抽水产生降深的代数和。(),随水向水泵吸水口运动距离的增加而增加。()。()四、(Thiem)公式的主要缺陷是什么?,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?,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?。?,为什么对降深进行叠加,而不是对水头直接叠加?五、,在距抽水井527m远处设有一个观测孔。,。,。。已知渗透系数为34m/d,抽水时,,110m处观测18:..。试求抽水井的流量。,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。,含水层厚度44m,,两观测孔距抽水井的距离为r=50m,r=100m,抽水时相应水位降深为s=4m,121s=1m。试求抽水井的流量。。设抽水量Q=600m3/d.,含水层厚度H=,井内水位h=10m,观测孔水位h=,观测孔距抽水井0wr=60m,抽水井半径r==130m。试求:(1)含水层的w0渗透系数K;(2)s=4m时的抽水井流量Q;(3)s=4m时,距抽水井10m,20m,ww30m,50m,60m和100m处的水位h。,初始水位为20m,。当以1080m3/d流量抽水时,,影响半径为175m。试求含水层的渗透系数。,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抽水井观测孔含水层厚度半径水位流量至抽水井距离(m)水位(m)(m)(m)(m)(m3/d)—2给出的抽水试验资料确定含水层的渗透系数。表3—2类别至抽水井中心距离水位抽水井流量井的性质(m)(m)(m3/d)——19:..,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—3类别至抽水井第一次降深第二次降深第三次降深中心距水位流量水位流量水位流量井的离(m)(m3/d)(m)(m3/d)(m)(m3/d)性质(m)——————(见表3—4)计算抽水井的引用影响半径。见表3—4含水层抽水井观测孔厚度半径水位降深流量至抽水井距离(m)水位降深(m)(m)(m)(m)(m3/d)