地下水动力学第一讲.pptVIP

地下水动力学理论、数值技术与软件应用——理论基础渗流运动方程承压含水层运动方程对承压含水层，只考虑垂向压缩，水流服从Darcy定律，及忽略密度ρ、K、μs和n的变化，将Darcy定律用于连续方程，可推得承压含水层运动方程：对均质各向同性含水层：对二维运动，vz=0，引入导水系数T=KM，贮水系数μ*=μSM沿z轴积分可得为：若计入源（W：注入水体）或汇（-W：抽取水体）项，可相应得到：地下水动力学理论、数值技术与软件应用——理论基础越流含水层的运动方程当弱透水层的渗透系数远小于主含水层的渗透系数时，越流水流垂直于主含水层。对均质各向同性含水层：其中越流因素B定义为：地下水动力学理论、数值技术与软件应用——理论基础 （3）潜水含水层的运动方程 1）Dupuit（裘布依）假设1863年，Dupuit对潜水面的坡度很小，提出潜水含水层满足（如图所示）： 渗流宽度B的流量满足：由此假设，对具有水平隔水层的潜水含水层，则含水层厚度h（x，y，t） 2）Dupuit的误差 —断面平均水头。其中：***地下水动力学理论、数值技术与软件应用——教材 一、教材 1、地下水动力学 薛禹群主编，地质出版社，2003年（第二版） 2、GMS模型文档文件（数值方法、应用说明文件） （参考书）： 3、地下水非稳定流计算和地下水资源评价 张蔚榛主编，科学出版社，1983年 4、地下水运动与资源评价 陈雨孙著，建筑工业出版社，1986年 5、DynamicsofFluidsinPorousMedia BearJ.1972（图书馆有中译本） 6、IntroductiontoGround-WaterHydraulics Bennett,G.D.1976地下水动力学理论、数值技术与软件应用——内容 二、教学内容 1）地下水动力学的基本内容（基础知识与理论） 以《地下水动力学——薛禹群主编》内容为主 2）地下水动力学的数值计算方法（有限差分法应用） 以MODFOLLOW-88版说明书为参考教材 3）GMS软件应用介绍 以GMS应用教学文档（TutorI，II）为参考教材 三、考核 形式：平时作业，笔试（开卷） 内容：1）基本知识；2）软件应用报告地下水动力学理论、数值技术与软件应用——理论基础第一讲理论基础知识一、地下水动力学研究对象、内容与方法（一）研究对象 （二）研究内容（三）研究方法 （四）地下水动力学研究的里程碑事件（五）地下水动力学的应用领域 （六）有待进行深入研究问题二、渗流理论基础 （一）基本参数定义 （二）渗流、流网 （三）渗流基本方程 1、连续性方程 2、运动方程 （1）承压含水层运动方程 （2）越流含水层运动方程 （3）潜水含水层运动方程 （四）定解条件与数学模型 1、定解条件 2、数学模型地下水动力学理论、数值技术与软件应用——理论基础 第一讲理论基础知识 一、地下水动力学研究对象、内容与方法 （一）研究对象 1、水文循环 （1）图示 1）水文循环图-N.F.Gary；2）水文循环图-芮孝芳 （2）“三水”循环与“四水”循环 大气水（AtmosphericWater）、地表水（SurfaceWater）、地下水（SubsurfaceWater）（土壤水SoilWater、地下水Groundwater） 2、地球上各类水体中的分配水量 1）水量分配表-N.F.Gary；2）水量分配表-芮孝芳 3）基本数量概念 盐水占总量的约97.5%； 淡水占总量的2.5%。 淡水总量中 冰川、冰盖：68.7~75%； 地下水：24~30.92%； 湖泊、河流、土壤：约1%。占地球总水量：0.77%可实际利用的水资源量：0.2%地下水动力学理论、数值技术与软件应用——理论基础 3、水储量更新时间 （数据摘选自“水资源科学与实验研究”，沈振荣等） 地球上参加水文循环的水量约5757.7万km3。 储水体一次更新年限大气水约8天湖泊水约17年深层地下水约1400年山地冰川约1600年海洋水约2500年极地冰川需万年以上市政系水资源与水工研究所——马长明地下水动力学讲稿