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第1页/共24页地下水动力学绪论第2页/共24页 地下水动力学 绪 论 1 地下水动力学研究的内容、意义 1.1 内容 地下水动力学是研究地下水在多孔介质（孔隙介质、裂隙介质、溶穴介质）中运动规律的科学。主要内容：（1）地下水运动的基本概念、基本定律； （2）地下水运动控制方程； （3）地下水运动的数学模型及其解。第3页/共24页 地下水动力学 绪 论孔隙介质 溶穴介质 裂隙介质 第4页/共24页 地下水动力学 绪 论 1.2 意义 地下水动力学是从质、量、力三方面研究地下水运动规律的，在资源、环境以及工程等领域中占有重要的地位。 （1）资源 地下水是一种宝贵的资源，正确评价水资源量，合理布置开采井、开采量是可持续利用地下水资源的关键。不合理的开采会引起水资源枯竭、水质恶化等问题。第5页/共24页 地下水动力学 绪 论第6页/共24页 地下水动力学 绪 论（2）环境 与地下水有关的环境问题：地下水位下降引起的荒漠化问题；过量开采地下水引起的地面沉降问题；滨海地下水过量开采引起海水入侵；核废料地下贮存对地下水的污染；垃圾填埋、地下输油系统渗漏对地下水的污染等。第7页/共24页 地下水动力学 绪 论沙漠化 地面沉降 第8页/共24页 地下水动力学 绪 论大庆到大连输油管道泄漏抢修现场 第9页/共24页 地下水动力学 绪 论海水入侵示意图 第10页/共24页 地下水动力学 绪 论（3）工程 在工程建设中，存在许多与地下水有关的问题：水利工程中的水库渗漏、坝基扬压力问题、地下厂房稳定性问题；边坡工程中的地下水问题；基坑工程的降水问题等等。第11页/共24页 地下水动力学 绪 论观音岩水电站坝址全貌 （金沙江上游） 锦屏水电站坝址全貌 （雅垄江上游） 第12页/共24页 地下水动力学 绪 论新安江水电站 三峡工程左岸 厂房坝段开挖第13页/共24页 绪 论地下水动力学第14页/共24页 地下水动力学 绪 论滑 坡 泥石流 滑 坡 第15页/共24页 地下水动力学 绪 论管涌 滑 坡 管涌示意图 第16页/共24页 地下水动力学 绪 论基坑降水 第17页/共24页 地下水动力学 绪 论2 地下水动力学的研究方法 第18页/共24页 地下水动力学 绪 论研究地下水运动问题的具体步骤： 求解地下水运动问题的具体方法： 解析法；物理模拟法；数值模拟法 第19页/共24页 地下水动力学 绪 论第20页/共24页 地下水动力学 绪 论3 地下水动力学研究发展简史第21页/共24页 地下水动力学 绪 论 随后的三、四十年内，非稳定流解析方法得到了很大的发展，20世纪50年代，Jacob、Hantush等研究了有越流补给情况下的解。 随着社会生产发展的需要，遇到的地下水问题也越来越复杂，应用简单的解析解是无法解决的。20世纪50年代末，研究人员用电网络法模拟地下水运动，解决了含水层系统问题；60年代后期，人们开始用数值模拟的方法来解决复杂的地下水运动问题。第22页/共24页 地下水动力学 绪 论 4 地下水动力学研究方向 随着人类活动空间的不断扩大，出现了许多与地下水有关的新课题。 （1）地下水在裂隙介质、溶穴介质中的运动机制和规律； （2）非饱和带水、溶质运移理论研究； （3）溶质运移研究； （4）多相流动机制及理论研究； （5）地下水优化管理问题 （6）非Darcy流、非线性流、非牛顿流体的运动研究。第23页/共24页 地下水动力学 绪 论5 学习本课程的要求 能初步利用地下水动力学的基本理论分析水文地质问题，建立数学模型，提出适当的计算和模拟方法，对地下水运动作定量评价。 6 参考文献 （1）薛禹群，地下水动力学，地质出版社，1997 （2）J.Bear著，李竞生译，多孔介质流体力学，地质出版社，1985 （3）R.A.弗里泽，吴静芳译，地下水，地震出版社，1987 （4）周志芳著，裂隙介质水动力学原理，高等教育出版社，2007.1第24页/共24页感谢观看！