地下水向完整井稳定运动.pptxVIP

地下水向完整井稳定运动;井管结构图; 水位降深s：s(x,y,t) = H0(x,y,0) - H(x,y,t) 降落漏斗：抽水时，井中心降深最大，离井越远，降深越小，总体上形成的漏斗状水头下降区域。 潜水井：降落漏斗在含水层内部扩展，抽水量主要来自含水层的疏干量。 承压水井：降落漏斗不在含水层内部发展，而是形成承压水头的降低区，抽水汩主要靠含水层的弹性释水量来供给。; 随着抽水时间的延续，降深不断增大，漏斗不断扩展。若没有其他补给源时，地下水向井的运动始终处于非稳定状态。 抽水时，地下水能达到稳定运动的水文地质条件： （1）在有侧向补给的有限含水层中，当降落漏斗扩展到补给边界后，侧向补给量和抽水量平衡时； （2）在有垂向补给的无限含水层中，随着降落漏斗的扩大，垂向补给量不断增大，当垂向补给量增大到与抽水量相等时； （3）无补给的无限含水层，随着抽水时间的延长，水位降深的速率会越来越小，在短时间内看不到明显水位下降时。; 位于水平埋藏的承压含水层中的完整井，水流基本上水平，同一地点不同深度上的观测孔内的水位也一致。; 承压水不完整井，水流不再水平，等势线呈弯曲状，同一地点不同深度上的观测孔内水位不同，降深也不同。; 潜水井观测孔进水口处的水头不等于观测孔所在地的潜水位。潜水面坡度愈大，差别愈大。; 未下过滤器的井：井的半径即裸孔的半径，井壁和井中的水位降深一致。; 下过滤器的井：井的直径为过滤器的直径，但井内水位比井壁水位低； 井损：水流经过过滤器的水头损失和在井管内部水向上运动至水泵吸水口时的水头损失统称为井损。; 过滤器周围填砾的井：井周围降深比未填砾时要小，但井损还存在。井的半径用有效井半径。 有效井半径：由井轴到井管外壁某一点的水平距离。在该点，按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。; 本章以后几节中共有的假设条件： （1）含水层均质、各向同性，产状水平，厚度不变，分布面积很大，可视为无限延伸； （2）抽水前的地下水面是水平的，并视为稳定的； （3）含水层中的水流服从Darcy定律??并在水头下降的瞬间水就释放出来。如有弱透水层，则忽略其弹性释水量。; 把在无限含水层中的抽水情况设想为一半径为R的圆形岛状含水层，岛边界上的水头(H0)保持不变。 如从井中定流量抽水，地下水经过一定时间的非稳定运动后，降落漏斗扩展到岛的边界，周围的补给量等于抽水量，则地下水运动出现稳定状态，并符合上一节的假设条件。 此时，水流有如下特征： 水流为水平径向流，即流线为指向井轴的径向直线，等水头面为以井为共轴的圆柱面，并和过水断面一致； 通过各过水断面的流量处处相等，并等于井的流量。;承压完整井的径向流; 通过任一断面的流量相等，并等于抽水井的流量， 即 ，可得积分常数：; 距抽水井中心 r 处有一个观测孔，水位为 H，在 rw 和 r两断面间积分得：; 联立求解：; 潜水井应用Dupuit假设：流向井的潜水流是近似水平的，等水头面是共轴的圆柱面，并和过水断面一致。;; 分离变量，按给出的边界条件对 积分得：; 距抽水井中心 r 处有一个观测孔，水位为 H，在 rw 和 r两断面间积分得：; 联立求解：; 由上式计算的浸润曲线，仅在r＞H0区域同实际曲线一致；在r＜H0区，特别是井壁处，Dupuit浸润曲线总是低于实际浸润曲线。 原因：Dupuit公式没有考虑潜水井存在渗出面，采用了Dupuit假设造成的。; Dupuit公式的推广;设距潜水井r1和r2处的降深分别为s1和s2，则有：;在径向距离a以内为无压水区：;承压水注水井：; 注水和抽水的不同： 注水是发散的径向流，抽水是收敛的径向流。 物理条件的区别： 抽水时，因井周围的过水断面小、流速大，含水层中的细颗粒将随水进入井内，因而在井周围常形成一个渗透性增高的地带； 注水井注入的水向井外流动，速度逐渐减小，水流携带的杂质将在一定距离内沉淀在含水层中。水中的某些溶解物质可能和固体骨架或含水层中原有水起作用，产生阻塞。某些细菌也可能在过滤器上生长。因此，在注水井周围往往形成一个渗透性降低的地带。; 1) 求含水层参数。; 在抽水试验时，最好在有代表性的抽水井附近打两个观测孔，利用观测孔的降深资料按Thiem公式计算参数。这样，既可避开难以求准的R值，又可减少抽水井存在井损的影响，求得的参数比较可靠。但必须注意，两个观测孔不宜离抽水井太远；否则，当抽水时间不足，通过观测孔过水断面