文档介绍：地下水动力学 1 靳孟贵 2014 第八章无越流潜水向完整井的不稳定运动 Unsteady flow to fully rated wells in an unconfined aquifer without leakage 潜水井流特点及重力给水机理 考虑滞后给水的博尔顿井流模型 考虑弹性释水的潜水三维井流模型:纽曼模型 潜水井流特点及重力给水机理一、潜水井流特点?潜水面是随时间变化的浸润漏斗曲线,控制方程是非线性的,严格讲不能用 h m 简化控制方程。?无压井流的导水系数 T=Kh ,是随距离 r,t变化的。承压井流T=KM , 与r,t 无关。?承压含水层:水头下降(压力减小),含水层弹性释水, 含水层厚度不变。?无压含水层:水头下降,含水层重力释水,含水层厚度减小。潜水井流特点(续) ?无压井流存在垂直分流速,是三维流。承压井流是径向二维流,无垂直分流速。潜水井流特点(续) ?无压井流在井壁上出现出渗面。?无压井流抽水来自重力水疏干,往往无法瞬时完成,存在明显的滞后排水现象。泰斯井流假定抽水来自含水层弹性释水,可近似瞬时完成。?潜水井的水力过程比承压井复杂得多。到目前为止,无压井流问题在理论上尚未获得严格解析解。已有解仅考虑了上述某个或某些问题。二、潜水含水层重力滞后疏干排水?因抽水潜水位下降,包气带重力水不能在重力作用下立即完全由潜水含水层排出。其排水是个缓慢的过程(例: 给水度实验) ?滞后疏干:这种潜水位下降引起包气带重力水缓慢排水的现象称为滞后疏干(或滞后重力排水);其疏干排水速率与含水介质有关,含水层颗粒越细,滞后越明显。地下水动力学 2 靳孟贵 2014 三、沃尔顿() 抽水过程三阶段( 1)抽水早期:弹性储量释放阶段,可能仅几分钟,遵循承压井泰斯曲线,此时μ= μ e ; ( 2)第二阶段:随着抽水的延续,重力排水作用逐渐体现, s-t曲线偏离泰斯曲线,曲线斜率减小,甚至短时间稳定。( 3)第三阶段(平衡阶段):抽水持续进行,当疏干排水的滞后排水作用达到平衡时,又与泰斯曲线相吻合, 此时μ= μ d。 考虑滞后给水的博尔顿(Boulton) 井流模型一、假设条件及概念模型二、数学模型三、博尔顿滞后给水模型的解四、滞后给水博尔顿解的讨论五、抽水试验求含水层参数一、假设条件及概念模型(1)含水层均质、各向同性、无界,隔水底板水平; (2)初始潜水面水平; (3)无入渗,无蒸发,无越流( W=0); (4)完整井定流量抽水,井径无限小; (5)s<<h 0 ,渗流服从达西定律和Dupuit假定; (6)考虑抽水过程中含水层重力释水的滞后现象。?假定:抽水开始后, τ和δτ之间,潜水位下降δs, 潜水含水层释放的水由两部分组成。?弹性释水:单位面积含水层柱体弹性释放的水量μ e δ s × 1 ?重力释水:单位水平面积含水层柱体,在任意 t(t> τ) 时, 重力释水排出的水量( 滞后重力给水) μ d δ s α e - α(t- τ) × 1 μ d -重力给水度; α-经验系数[1/T] ,1/ α- 滞后系数博尔顿重力滞后释水的数学表示说明(1) ?μ d δ s α e - α(t- τ) 表示τ和τ+d τ时间内,因发生降深δ s 之后