7地下水的动态与均衡课案.ppt

7 地下水的动态与均衡 主要内容：  7.1 地下水的动态 7.2 地下水的均衡 要求：掌握主要概念，地下水动态的类型。; 地下水在各种因素的影响下，含水层各要素(水位、水量、水质、水温等)随时间的变化,称作地下水动态。即含水层对环境激励所产生的响应；或含水系统将输入信息变换后产生的输出信息。 ; 弱径流型;气象因素;7.2 地下水的均衡;补给量;排泄量; 地下水均衡的研究还不够成熟，目前多限于水量均衡的研究，而且主要涉及潜水水量均衡。;渗流的连续性方程;X方向流入;X方向流入流出差;X方向流入流出差;上式即为非稳定流的渗流连续方程 表明渗流场中任意体积含水层流入、流出该体积含水层中水质量之差永远恒等于该体积中水质量的变化量。它表达了渗流区内任何一个“局部”所必须满足的质量守恒定律。 若把含水层看作刚体，?=constant，n不变，即水和介质没有弹性变形或渗流为稳定流，则渗流连续性方程为;上式表明，在同一时间内流入单元体的水体积等于流出的水体积，即体积守恒。 连续性方程是研究地下水运动的基本方程，各种研究地下水运动的微分方程都是根据连续性方程和反映质量守恒定律的方程建立起来的。;;;有效应力公式分析;地下水弹性储存;假定水近似地符合弹性变形，依虎克定律，有 ;;多孔介质的压缩方程;多孔介质的压缩方程; 地下水运动微分方程;地下水流运动的基本微分方程;同理;;;基本微分方程是研究承压含水层中地下水运动的基础。它反映了承压含水层中地下水运动的质量守恒关系，表明单位时间内流入、流出单位体积含水层的水量差（左端）等于同一时间内单位体积含水层弹性释放(或弹性贮存)的水量（右端）。它还通过应用Darcy定律反映了地下水运动中的能量守恒与转化关系。可见，基本微分方程表达了渗流区中任何一个“局部”都必须满足质量守恒和能量守恒定律。 数学意义：表示渗流空间内任一点任一时刻的渗流规律。;;;;水头降低时含水层释出水的特征，取面积为1m2、厚度为l m (即体积为l m3)的含水层，考察当水头下降1m时释放的水量。此时，有效应力增加了??H＝?g×1=?g。介质压缩体积减少所释放出的水量（dVb）为 与水体积膨胀所释放出的水量（dV）之和;上述二者之和所释放出的水量为 或 式中 ?s ——贮水率[释水率]，量纲 [L-1]，为弹性释水[贮水] ； 式中 M——含水层厚度(m)； ? ?*——贮水系数。 ?*=?sM 贮水系数?*和贮水率?s都是表示含水层弹性释水能力的参数，在地下水动力学计算中具有重要的意义。;弹性释水与重力给水: 对于含水层而言，由于受埋藏条件的限制，抽水时，水的给出存在着不同。 潜水含水层在抽水过程中，大部分水在重力作用下排出，疏干作用于水位变动带（饱水带）和包气带两部分，由于包气带的存在，使得饱水带中水的释放存在延滞和滞后现象。 当水头下降时，可引起二部分水的排出。在上部潜水面下降部位引起重力排水，用给水度?表示重力排水的能力；在下部饱水部分则引起弹性释水，用贮水率?*?表示这一部分的释水能力。 必须区分两者之间的不同，潜水含水层还存在滞后疏干现象。 承压含水层抽水时，水的释放是由于压力减少造成的，这一过程是瞬时完成的。只要水头下降不低到隔水顶板以下，水头降低只引起含水层的弹性释水，可用贮水系数?*表示这种释水的能力。;本章作业： 1???简述地下水动态及其类型？