地下水动力学练习习题及答案.docx

《地下水动力学》 习 题 集 第一章 渗流理论基础 一、解释术语 渗透速度 实际速度 水力坡度 贮水系数 贮水率 渗透系数 渗透率 尺度效应 导水系数 二、填空题 1．地下水动力学是研究地下水在 孔隙岩石 、裂隙岩石 和岩溶岩石 中运动规律的科学。通常把具有连通性的孔隙岩石 称为多孔介质， 而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点是 多相性、孔隙性、连通性和压缩性。 2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有 吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究 重力水的运动规律。 3．在多孔介质中， 不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是 无效的， 但对贮水来说却是 有效的。 地下水过水断面包括 _空隙 _和 _固体颗粒 _所占据的面积 . 渗透流速是 _过水断面 _上的平均速度，而实际速度是 _空隙面积上 __的平均速度。 在渗流中，水头一般是指 测压管水头 ，不同数值的等水头面 ( 线) 永远 不会相交。 在渗流场中，把大小等于 _水头梯度值 _，方向沿着 _等水头面 _的法线，并指向水头 _降低 _方向的矢量，称为水力坡度。 水力坡度在空间直角坐标系中的 三个分量分别为  _  H  _、  H  _和 _  H  _。 x  y  z 渗流运动要素包括 _流量 Q_、_渗流速度 v_、_压强 p_和_水头 H_等等。 根据地下水渗透速度 _矢量方向 _与_空间坐标轴 __的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。 达西定律反映了渗流场中的 _能量守恒与转换 _定律。 渗透率只取决于 多孔介质 的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位为 cm2 或 da。 渗透率是表征 岩石渗透性能 的参数，而渗透系数是表征岩层 透水能力的参数，影响渗透系数大小的主要是 岩层颗粒大小 以及 水的物理性质 ，随着地下水温度的升高，渗透系数 增大 。 导水系数是描述含水层 出水能力 的参数，它是定义在 平面一、二 维流中的水文地质参数。 均质与非均质岩层是根据 _岩石透水性与空间坐标 _的关系划分的， 各向同性和各向异性岩层是根据 __岩石透水性与水流方向 __关系划分的。 渗透系数在各向同性岩层中是 _标量 _，在各向异性岩层是 __张量 _。在三维空间中它由 _9 个分量 _组成，在二维流中则由 _4 个分量 _组成。 14. 在各向异性岩层中，水力坡度与渗透速度的方向是 _不一致 _。 当地下水流斜向通过透水性突变界面时，介质的渗透系数越大，则折射角就越 _大_。 地下水流发生折射时必须满足方程 _ tan tan  K1 _，而水流平行和垂直于 K 2 突变界面时则 _均不发生折射 _。 17. 等效含水层的单宽流量 q 与各分层单宽流量 qi 的关系：当水流平行界面 n 时 _q qi _，当水流垂直于界面时 _ q q1 q2 L qn _。 1 在同一条流线上其流函数等于 _常数 _，单宽流量等于 _零_，流函数的量纲为 __L2 / T __。 在流场中，二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为 _ vx , vy _。 y x 在各向同性的含水层中流线与等水头线 _除奇点外处处正交 _，故网格为 _正交网格 _。 在渗流场中，利用流网不但能定量地确定 _渗流水头和压强 _、 _水力坡度 _、 _渗流速度 _以及 _流量 _，还可定性地分析和了解 _区内水文地质条件 _的变化情况。 在各向同性而透水性不同的双层含水层中， 其流网形状若在一层中为曲边正方形，则在另一层中为 _曲边矩形网格 _。 渗流连续方程是 _质量守恒定律 _在地下水运动中的具体表现。 地下水运动基本微分方程实际上是 _地下水水量均衡 _方程，方程的左端表示单位时间内从 _水平 _方向和 _垂直 _方向进入单元含水层内的净水量， 右端表示单元含水层在单位时间内 _水量的变化量 _。 越流因素Ｂ越大，则说明弱透水层的厚度 _越大 _，其渗透系数 _越小 _，越流量就 _越小 _。 单位面积 ( 或单位柱体 ) 含水层是指 _底面积为 1 个单位 _，高等于 _含水层厚度 _柱体含水层。 在渗流场中边界类型主要分为 _水头边界 _、_流量边界 _以及 _水位和水位导数的线性组合 _。 三、判断题 1. 地下水运动时的有效孔隙度等于排水（贮水）时的有效孔隙度。（ ×） 对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。（√ ） 贮水率 μ s=ρg( α +nβ) 也适用于潜水含水层。（ √ ） 贮水率只用于三维流微分方程。（ × ） 贮水系数既适用承压含水层，也适用于潜水含水层。（ √） 在一定条件下，含水层的给水度可以是时间的函数，也可以是一个常数。 √） 7. 潜水含水层的给水度就是贮水系数。（ ×）