定水头注水引起的含水层水平运动和应变.pdf

　第 21 卷第 4 期 地 壳 形 变 与 地 震 Vol. 21 , No. 4 　2001 年 11 月 CRUSTAL DEFORMA TION AND EARTHQUA KE Nov. ,2001 定水头注水引起的含水层水平运动和应变 1) 2) 王庆良 　冉兴龙 1) 中国地震局第二地形变监测中心 ,西安 　710054 2) 长安大学水资源环境系 ,西安 　710054 摘　要 　基于含水层固体颗粒与孔隙水不可压缩的假设 ,本文导出了单井注水情况下泰斯承压 含水层水平运动速度与水头之间的基本关系式。然后利用注水井壁处的应力、应变边界条件 ,进 一步导出了单井定水头注水引起的泰斯承压含水层水平运动速度、位移和应变解析表达式。该水 平位移与应变由两部分组成 :一部分为由注水压力本身引起的经典弹性力学解项 ,它仅随半径而 变化 ,与注水时间无关 ;另一部分为由地下水头变化引起的水动力学位移和应变解项。其中 ,含水 层水动力学水平位移随时间加长呈指数增长特征 ,水动力学径向应变则表现为近井处拉张、远井 处挤压的分区特征 ,且近井拉张区随时间加长逐渐向外扩展。单井注水含水层水动力学水平位 移、应变解的导出 ,完善和发展了单孔内压经典弹性平面力学问题解。 注水 　含水层 　水平运动 　应变 主题词 　 HORIZONTAL A QUIFER MOVEMENT AND STRAIN CAUSED BY WATER INJECTION OF FIXED HEAD Wang Qingliang1) and Ran Xinglong2) ) 1 No . 2 Center f or Crustal Def orm ation Monitorin g , CSB , Xi ’an 710054 2) Depart ment of W ater Resource and Envi ronment , Chang ’A n U niversity , Xi ’an 710054 Abstract On the basis of hypothesis of solid grain and interstitial water uncompressible , we firstly es tablish a governing equation between horizontal aquifer movement velocity and hydraulic head for axissymmetric water injection in TheisThiem confined system. By applying the stress and strain boundary conditions at the injection well , we further derive the analytical expressions of the hori [ 收稿日期] ;修回 　[ 基金项目] :本文为国家自然科学基金课题研究的一部分 　[ 作者简介] :王庆良 ,男 ,1963 年出生 ,研究员 , 目前主要从事形变机理、GPS 和地球动力学研究 第 4 期 　　　　　　　　　　王庆良等 :定水头注水引起的含水层水平运动和应变