8-第三章.ppt

地下水动力学 (一) 定流量沟(渠)流 工程建设降水、矿山水平巷道排水、河渠引渗等采用定流量开采 定流量沟(渠)流属于一维不稳定流，数学模型为 ： 1、模型解： s为任意点(x)任意时间(t)的水头降探 x为观测点至排水沟侧壁的距离 t为从排水沟开始排水起算的时间 q为单位长度的单侧流量(排水q＞0 定值) T为承压含水层的导水系数 Dq(u)为费里斯井函数；erf(u)为误差函数 erfc(u)为余补误差函数 2、模型的应用—求解 T,a,ue,S 1) 正演：在含水层参数T、a及q0已知时，可计算不同时间(t)于不同断面(x)处的地下水水位变化值 2) 反演：根据地下水的水位观测资料及q0值，利用配线法确定含水层参数,当河渠附近的观测孔较少时，可根据同一观测孔的不同时间的水位变化值确定参数 水位观测时间的布置: 时间大于1个对数周期 1,2,3,4,5,6,7,8,9 10,20,30,40,50,60,70,80,90 100,200,300,400,500,600,700,800,900 1000,……………………………………… 单位:分钟 3、求参步骤 1、在两张同模数双对数纸上，分别绘制D(u)-1/u2标准曲线和s-t曲线 2、lgs～lgt曲线与lg D(u)～1g1/u2理论曲线(可根据附表数据)进行配线（曲线大部分重合即可） 3、根据配线后任取一配合点的四个坐标：s、t、 1/u2 、 D(u)、 4、计算参数 1）当水位变化值s较小、导水系数T可近似视为常量 2）观测孔到河渠有一定的距离[三维流] 3）水位变化较慢，滞后疏干影响不大时 确定含水层参数(疏干给水度μ和渗透系数K)计算、地下水位预测 (二)定降深沟(渠)流 矿山巷道放水，基坑降水、渠道排水，河道上建闸蓄水或开闸放水以及洪水期水位突然上涨等等，属于此类问题 1）含水层为均质、各向同性 2）含水层厚度不变，侧向无限延伸 3）初始水头面水平，初始水力坡度为零 4）河渠水位突然下降Sc值，然后保持不变 3、模型求解： 1）、任意断面的单宽流量计算 依达西定律，任意x断面的单宽流量qx: 2）、沟渠单侧单宽流量 令x-0，获得沟渠一侧的单宽流量qc 公式： 1、在两张同模数双对数纸上，分别绘制D(u)-u标准曲线和s-1/t曲线 2、lgs～lg1/t曲线与lgD(u)～1gu理论曲线(根据附表数据绘制)进行配线 3、根据配线后任取一配合点的四个坐标：s、1/t、 u 、 D(u) 4、按照下式计算参数 根据配合点计算以下参数： (三) 河渠水位迅速上升（或下降）为定值时，河渠间地下水的非稳定运动 潜水回水：在地表水和两岸潜水存在水力联系的情况下，河水位（或库水位）的抬高，会引起潜水位相应的抬高，这种现象称为潜水回水 引渗回灌：利用河渠地表水的侧渗作用来补充地下水，以达到灌溉农田的目的 (1) 含水层均质，各向同性，隔水底板水平 (2) 潜水流的初始状态为稳定流 (3) 两侧河渠水位同时上升，瞬时回水，左河水位自h0,0上升至h0,t，右河自hL,0上升至hL,t (4)上部入渗量W=0，引渗后的潜水流视为一维流 3、模型的解 例：河间含水层的导压系数a=20000m/d，渗透系数K=40m/d，初始水位h(0,0)=10m，h(L,0)=8m，两河间距L=2000m,当左右两河蓄水后，河水位分别瞬时迅速抬高△Hl=4m，△H2=2m，并保持不变 1）求蓄水前距左河x=1200m处的水位 2）求10d后距左河x=1200m处的水位 练习 5分钟 1）求蓄水前距左河x=1200m处的水位 根据条件：蓄水前稳定流水位与a、k无关 h(0,0)=10m，h(L,0)=8m L=2000m, x=1200m 计算结果h(1200,0)=8.85m （四）河渠水位等速变化时河渠附近地下水的非稳定运动 1、假定条件： 河渠平直切穿、半无限延伸的承压含水层 含水层是均质的 含水层的隔水顶、底板平直且水平埋藏 垂向上无补给及排泄 地下水的初始水位水平 河渠水位以速度v0等速变化 1）含水层参数T及ue已知时，根据河渠水位变化速度v0，计算不同时间(t)不同断面(x)处的地下水水位值 2）t时刻河渠的单宽渗漏量为： 3）配线法求参 河渠水位变化速度v0已知 河渠附近一观测孔(孔到河渠的距离为x ) 不同时刻的水位变化值已知 单宽流量q0已知 可利用（lg s/t～1gt) 实测曲线与1gR(uh)～1g 1/u2h理论曲线配线, 根据配合点t及1/u2h 确定T/ ue值 一、填空题 1．将（单位时间、单位面积）上的入渗补给量称为入渗强度。 2