水文地质_地下水预测与防治学案.ppt

第12章 地下水的预测与防治; 属地下水动力学的研究范畴： 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。 　　它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量上和质量上进行定量评价和合理开发利用，以及兴利防害的理论基础。; §12.1 地下水运动的基本规律 ;渗流的分类：;A;　　实验和观察表明，当地下水在孔隙和细小的裂隙岩层中运动时，如水流速度缓慢，多为层流状态；当地下水在大裂隙和岩溶溶洞中运动时，由于流速较快，则多表现出紊流状态。;　　法国水力工程师亨利·达西(Henry Darcy)在装有均质砂土滤料的圆柱形筒中做了大量的渗流实验，于l856年发现： 渗透流速与水力坡度成正比，即线性渗流定律，这是渗流基本定律，后人称之为达西定律。;Henri Darcy’s Law: Q=K?I 或 v=Q/?=KI Q—渗透流量； ?—过水断面总面积； I—水力坡度； v—渗透流速（m/s）； K—渗透系数（m/s，为I=1时的v ） 用途：矿坑、地基工程中涌水量的计算。 强调：层流，线性 说明：在单位水压梯度（I=1）下，单位时间内通过单位截面积的流量，即为岩土的渗透系数。该值可针对具体的岩石（土），通过在室内使用达西仪或其他渗透仪经试验求得。 ;达西公式讨论： 达西定律反映了能量转化与守恒。 V与I的一次方成正比； 　　当K一定，V增大时，水头差增大，表明单位渗透途径上被转化成热能的机械能损失越多，即V与机械能的损失成正比关系； 　　当V一定时，K越小，水头差越大，即K与机械能的损失成反比关系。;三、紊流运动的非线性渗透定律;四、地下水向井运动的基本规律;r;2. 稳定流假设;h;r;r;4. Dupuit公式的应用（用途）;用途一：确定水文地质参数 ;用途二、预报涌水量;例2：某工程基坑开挖的平面尺寸为长44m，宽22m，坑底标高为-6.0m，自然地面标高为±0.00，地势平坦，地下水位为-2m。根据地质钻探资料查明，地面下-2.5m为不透水黏土层，-2.5~-9.0m为细砂层。-9.0m以下为砂岩不透水层，所以含水层厚度为6.5m，细砂层渗透系数K=6m/d，试求涌水量 。 ; §12.2 ??水量预测方法简介 背景：涌水量预测是矿坑作业、地基工程施工过程一项十分重要的工作，也是矿山生产中的经常性工作。 目标：预测涌水量≈实际涌水量 问题：预测量实际涌水量 预测量实际涌水量;一、大井法（坑道系统的水动力学法）;大井法实例;二、水均衡法;二、水均衡法（续）;三、水文地质比拟法;三、水文地质比拟法;三、水文地质比拟法;§12.3 涌水量测量方法（自学）;§12.４矿坑突水的条件及预防 ;§12.４矿坑突水的条件及预防 ;§12.４矿坑突水的条件及预防 ;⑤采掘工作面发现出水征兆时； ⑥在探空区积水地区，发现新的断层，但对断层另一盘水文地质情况不清楚时； ⑦当采掘工作面接近各类防水矿柱，为确保防水矿柱的安全可靠，必须提前探明情况时。 ⑧当掘进工作面出现地下水增大(或比预计的水量大很多)时； ⑨当掘进工作面将穿过勘探钻孔(含水层中钻孔)时。;四、预防措施;水文地质篇复习要点地下水成分—库尔洛夫式的应用按埋藏条件分类的各类地下水特征按含水层空隙性质分类的各类地下水特征潜水等水位线图承压水等水压线图矿床水文地质图地下水向井运动基本规律涌水量预测常用方法