地下水动力学习题及答案修建版.pdf
《地下水动力学习题及答案修建版.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地下水动力学习题及答案修建版.pdf(26页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第一章渗流理论基础一,解彝术语渗透:重力地下水在岩石孔隙中的作用稳定流:洪流要素不随时间的变化而变化。非稳定II克:渗流要素随时间的变化而变化。弹性释7K理论:含小屋背架压密和水的膨胀释放出来的地下水的现象为弹性 释本现象,反之为含水层的的7K现象。重力给水度:在潜水畲水层中,当水位下降一个单住时,从单位水斗面积的 含水屋贮体中,由于重力疏干而粹放地下水的体积。1.渗透速度:又称渗透速度.比流量,是渗流在过水新面上的平均流速。它 不代表任何真实水流的速度,只是一种假想速度。记为v,单枚m/d。2.实际速度:乱介质中地下水通过空隙面积的平均速度;地下水流通过含水 层过水新面的平均流速,其值等于流
2、量除以过水断面上的空隙面色,量纲为L/To记为u。3.火力坡度:在渗流场中,大小等于梆度依,方曲沿着等小头面的法发,并指白水头降低方白的尖量。4.曲水宗数:又称释木系敦式储水系数,指面积为一个单伉、厚度为含爪屋 金厚度M的含水层yc桩体中,当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量,无 量纲。m =ms Mo5.Q 小率:指当木头下降(或上升)一个单住时,由于畲水层背架的压缩(或 膨胀)和水的膨胀(或压缩)而从单圆体积含水层柱体中弹性释放(或贮存)的水量,量纲1/L。ms=rg(a+nb)o6.渗透余数:也称水力传导余数,是表征岩层透水性的参数,影响渗透余数 大小的主要是岩石的性质以及渗透液体的
3、物理性质,记为K。是水力坡度等于1时的渗透速度。单核:m/d cm/So7.渗透率:表征岩层渗透性能的参数;渗透率只取决于岩石的性质,而与液体的性质无关,记为匕单为cm2或D。8.尺度效应:渗透余数与试脍窗有关,随着试脍国的增大而增大的现象,K=K(x)o9.导水余数:是描述畲虫层出水能力的参数;水力坡度等于1时,通过整个 含水屋厚度上的单宽流量;亦即含水层的渗透条敷与含水层厚度之积,T=KMo它是定义在一维式二维流中的7K文地质参数。单核:m2/do二、烧虫题1.地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石/岩沿岩石中运动规 律的科学。通4把具有连通性的乱隙岩石称为多乱介质,而其中的岩石颗拉
4、称为 时架。多孔介质的特点是多粕性、孔隙性、连通性和压缩性。2.地下水在多乱介质中存在的主要形式有吸着水、火旗水,毛管水和重力 出,而地下水动力学主要研究 重力小的运动规帝-3.在多孔介质中,不连通的或一端封闭的孔:对地下7K运动来说是无效的,但对贮7K来说却是有效的。4.地下木过水新面包括隙_和_固体颗拉所占据的面色.渗透竞速是叁 水新面上的平均速度,而娶际速反更空隙面积上一的平均速度。一在渗流中,水头一般是指 测压管木头,不同效值的等一头面(线J永远 不会jg交。5.在渗流场中,把大小等于一K头核度值方右沿着一等口头而的头戌,并指向水头一用低方向的失量,称为水力坡度。7K力坡度在空间直角生
5、标条中的三个分量分别为6HdxdH.dH-和-dy dz6.受运动要素包括一端量Q_、一流速度v,压强p R水头H等等。7.根据地下木渗透速度一矢量方合 与 空间生标率L的关系,将地下7K运动 分为一维、二维和三维运动。89.达西定律反映了渗流场中的.能量守恒与转换一定律。.渗透率只取决于多扎介质的性质,而与液体的性质无关,渗透率的单住为cm2或da。10.渗透。是表征岩石渗透性能的参裁,而渗。余敦是表征岩层 透.水能力 的参数,影响渗透东效大小的主要是岩层颗粒大小以及小的物理性质,随着地 下水温度的升高,下水系数增大11.导7KL数是楮述含层出K能力的参数,它是定义在平面一、二维 流中的7K
6、文地质参数。12.均质与非均质岩层是根据苫石透7K性与空间生标的关余划分的,各总 同性和各白弁性岩层是根据 岩透7K性与器;克方旬关字划分的。13.渗透余数在各总同性岩层中是标量在各向异性岩层是里在三维 空间中它由9个分量如成,在二维流中则3 4个分量 组成。14.在各白弁性岩层中,7K力坡度与渗透速度的方白是_不一改_。15.当地下水流斜曲通过透水性突变界面对,介质的渗透系数越大,则折射 角就越_去_。16.地下水流发生折射时必须满足方程里学=3_,而水流平行和垂皮于tanqK2一突变界面时则均不发生折射.17.等效含水屋的单宽流量q与各分层单宽流量 0 的关系:当7K流平行界面对_q=Z_
7、,当尔流垂直于界面对_q=%=%=q-。18.在同一条流发上其流函数等于罡婺_,单宽凌量等于_些,流函数的量纲为_I3/T_019.在流场中,二元流所教对生标的导致与渗流分速度的关东式为dii/dydii/ox-vv=-,vv=o20.在各由同性的含水层中流线与等7K头戏阶寺境外处处正左故网格为 _平交网格_。21.在渗流场中,利用流网不但能定量地确定渗流水头和压强、_小力坡度 _、_渗流速度以及克量还可定性地分析和了徵_本文地质条件的变化情 况 O22.在各曲同性而透7K性不同的双层含木层中,其竞网形状若在一层中曲 边正方形,则在另一层中为色边矩形网色一23.一流连续方程是顶量守恒定隼在地下
8、7K运动中的具体表现。24.地下7K运动基本微分方程实际上是地下小7K量均衡 方程,方程的左瑞 表示单核时间从生士一方曲和逢也一方白叱人单元含水层的净水量,右端表示单 元含水屋在单板前亚小量的翁昼二。25.越竞因素8越大,则说明弱透水层的厚度_&_,其渗透条数_处4二,越流量就_越小_。26.单住面积(或单伉柱体)含水层是 器局面也为1个单色_,高等于金小屋 屋良桩体含水层。27.在渗流场中边界类型主要分为小头边界)_虎量边界以及一K伉和小 核导致的发性组合。三、到新题1.地下7K运动时的有效死隙度等于排7K(贮水)时的有效孔隙度。(X)2.对舍水屋来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。(V
9、)3.Q 小率“产p双。+。夕)也适用于潜7K含7K层。(V)4.Q 小率只用于三维流做分方程。(X)5.Q 小余数既适.用承压分7K层,也适用于潜7K令水层。(V)6.在一定条件下,合木层的给水度可以是时间的函数,也可以是一个常数。(V)7.潜爪含小屋的给小度就是贮水条数。(X)8.在其它条件粕同而只是岩性不同的两个潜7K含水层中,在补给期时,给水 度大,7K住上升大,4小,水位上升小;在券发期时,4大,水住下降大,A小,小位下降小。(X)9.地下木可以从高压处流向低压处,也可以从低压处流白高压处。(V)10.达西定律是层流定律。(X)11.达西公式中不含有时间变量,所以达西公式只透.于稔定
10、流。(X)12.符合达西定律的地下水流,其渗透速度与水力坡度呈左线关余,所以渗 遗米数或渗透余数的例数是该直发的斜率。(S13.无论含木崖中小的犷化度如何变化,该令水层的渗透系教是不变的。(X)14.分布在两个不同地区的含木屋,其岩性.孔隙度以及岩石颗拉结构排列 方式等都完全一致,那么可以肯定,它们的渗透余数也必定粕同。(X)15.禁含小屋的渗透余数很大,故可以说该含小屋的出水能力很大。(X)16.在均质金木层中,渗透速度的方曲与吹力坡度的方君都是一玫的。(X)17.导小乐数实际上就是在水力坡度为1时,通过分水层的单宽流量。(,)18.各向异性岩层中,渗透速度也是量。(,)19.在均质各曲异性
11、金水星中,各点的渗透余数都相等。(V)20.在均质各曲异性、等厚、无限分布的承压舍水层中,以定流量汕水时,形成的降深线呈椭圆形,长轴方由水力坡度小,渗受速度大,而短轴方向吹力坡 度大,渗流速度小。(,)21.突变界面上任一点的水力特征都同时具有界面两侧岩层的水力特征。(V)22.两层介质的渗透米数相差越大,则其人射角和折射角也就相差越大。(,)23.竞线越交近界面时,则说明介质的K值就越小。(X)24.平行和垂直层面的等效渗透宗数的大小,主要取决于各分层渗透东数的 大小。(V)25.对同一层状含水层来说,水平方白的等效渗透余数大于垂直方右的等效 渗透系数。(V)26.在地下水动力学中,可认为流
12、国数是描述渗流场中流量的函数,而势所 数是描述渗流场中木头的房数。(V)27.沿流爱的方白势的数逐渐减小,而同一条等势线上各处的流荡数都相 等。(X)28.根据流所教和势函数的定义知,二者只是空问生标的乱救,因此可以说 流函数和势所数只适用于稔定流场。(X)29.在渗流场中,一般认为流域能起隔水边界作用,而考小头发能起透水边 界的作用。(S30.在同一渗流场中,竞线在某一特定点上有时候也可以相交。(,)31.在均质各向同性的介质中,任何部位的沈爱利等小头线都正交。(X)32.地下水连妓方程/基本微分方程实际上都是反映质量守恒定律。(,)33.潜7K和承压本含7K层的平面二维流基本微分方程都是反
13、映单枚面积含 水屋的水量均方程。(,)34.在潜水含7K层中当忽略其弹性粹放水量时,则所有描述潜水的非稔定流 方程都与其稔定流方程粕同。(X)35.在越流条统中,当弱透水层中的水流迷人抽水层时,同样符合水流折射 定律。(S36.越流因素B和越流氽数。都是楮述越流能力的参数。(,)37.第二类边界的边界面有时可以是流面,也可以是否务面或者既可做为第 一类边界也可做为第二类边界处理。(V)38.在实际计算中,如果边界上的流量和水头均已知,叫该边界既可做为第 一类边界也可做为第二类边界处理。(V)39.凡是边界上存在着阿集或湖泊等地荻水体时,都可以将该边界做为第一类边界处理。(X)40.同一时刻在潜
14、水井流的观测扎中测得的平均水位除深鱼总是大于该处 潜7K面的降深值(oV。41.在7K于分布的均质潜7K含7K层中任取两等7K头面分别交于底板A.B科 潜水面A、B,因为A B附近的渗透路发大于AB附近的渗透路检,故底板附 次的水力坡度JAB B,因此根据达西定律,可以说AB附近的渗透速度大于A B附近的渗透速度。(X)2.在等厚的承压含水层中,过水新面面积为400m2的流量为lOOOOm/d,含水 层的孔隙度为0.25,试求含木层的实际速度和渗透速度。将 实际速度 丫=Q/nA=0000/0.25x400=l OOnVd:渗透速度u=Q/A=10000/400=25nVd3.已知潜水分水层在
15、Iknf的留水校平均下降了4.5m,含水屋的孔隙度为0.3,特水度为0.1,试求含水层的给水度以及水体积的变化量。斛:给水度=0.3-0.1=0.2=1000 x 4.5 x 0.2=9 x 10 m4.通常用公式牙=。(P-2)来估算降雨入渗补给量式中:a一有效人渗宗数;4有效降雨量的最低值。试水当含水层的给水度为025,以为0.3,匕为20mm,季节降雨量为220mm时,潜小侬的上升值。年53%=a(P-凡)=03(220-20)=60mmh=240mm 0.255.已知一等厚、均质,各由同性的承压畲7K屋,其渗透系数为15m/d,死 隙度为0.2,沿着水流方白的两观测孔A.B间距雷/=1
16、200m,其7K核标高分别 为4=5.4m,Hs=3m.试求地下水的渗透速度和实际速度。好六2=长久乜=|5士上=。.0 3m/dA/实际速度:v=-=1200800 =0.15m/dnA n 0.26.在某均质、各右同性的承压含7K层中,已知点P(km,IcmJ上的测压木头 满足下列关东式:H=3+2x3)r+79公式中的、x,y的单枚均以来计,试 求当渗透东数为30m/d时,P点处的渗透速度的大小科方总。根据达西定律,由于vKdHay=K(6x+2y)=30(6x0.01+2x0.01)dHox=6x+2v;=6y+2x所以,=-30 x0.08=-2.4nVd;vyp=-A:(6x+2y
17、)=-30(6x0.01+2x0.01)=30 x 0.08=2.4m/d;在P点处的洪透速度依为:Vp=国+式=7(-2.4)2+(-2.4)2=2.472=2.4x1.414=3.3936m/d-2.4方商为:tan 9=-=1,3=arctan 1=225-2.47.已知一承压含水层,其厚度呈为性变化,底板倾角小于20,渗透余效为20m/do A.B两新面处的承压水头分别为:()HA=25.2m9/y?=13O.2m;(2)4=13O.2m,/%=215.2m。设含7K层中东流近似为水平流动,A,B两新 面间跑为5000m,两断面处含水层厚度分别为A%=120m,A%=70m,试确定 上
18、述两种情况下:单宽流量“;A、B间的承压木头曲爱的形状;(3)A.B间中点处的水头值。斛:设:如图。为头函数,M为水层厚度。M-M、M(x)=z 120-70(x-0)+120,M(x)=120-1000 5000A丝气)一4)+肛,xA根据达西定律,有:q=-KM(x)=-KM(%)odsdx dsdx(vqdx=KM(x)dH,KdH=qKdH=q M(X)100120-:-10。便加 之(口“、inn 1 12000-xK dv=-,K 一 )=lOOqln-V 7J*J。12000 z12000dx情况1:(1)loom12000-120001001q=T=F100 In In K(凡
19、-”J _ 20(130.2-125.2);loom四Loom,”吐陋120001200012000-x-+H12000(3)A8间中点处水头:595H”=-In+125.2Ini 12情况2:12H=In12000-x+125.2120005 1 12000 x”icu cIn-二+125.21 712000K(H-”J _ 20(215.2-130.2)。=12000170017gm 12000 5000T=T100 In-邑 100 In-100 In In 12000120001212 100g,12000-x85 12000-xH=-In-F12000+H H=In130.2Ini
20、12000(3)rrA,5间中点处水头:HJ5ln12000-+13()2ini1212000H=-In+130.2“I 7In 121209.试根据图1-2所示的降落漏斗曲或形状,判断各图中的渗透泰数Ko与K的大小关东。图12Q=KMJ,承压等厚;1,Q=KMJ理论,Q=KM/实际(。)ds ds ds ds,理论 I,KK0%J理论S)同理J理论 J实际.KKK1K2K1K2(b b)10.试检出图13所示各图中的流线,并在图(c)中根据R点的7K流方白标出A.B两点的小流方白。11.有三层均质,各右同性K平分布的含水层,已知渗透宗教K尸2&,K3=3Kh水流由K,岩层以45的人射角逐人&
21、岩层,试求水流在 右岩层中的折射角0 3.tan 191&_ 2K,tan9、_ tan g _ tan 450 _ 1-=-二-Z,-=2,tan“二-二-tan&Kr K,tan 32224.41 g箸烹r帚2=3,;13.图1一5为设有两个现测孔(A、BJ的等厚的承压含水层剖面图。已知7/4=8.6m,Hs=4.6m,含水层厚度M=50m,沿7K流方右三段的渗透东数依次为K7=40m/d,&=10m/d,&=20m/d,/;=300m,4=800m,/?=200mo式 求:(D含水层的单宽流量q;。)画出其测压木头戏;(3)当中间一层a=50m/d时,重复计算(1)、(2)的要求;(4)
22、试讨论以上计算结果。解:300+800+200 130520(M 72/300800200339J KtK、K24。10204520”8.6 4.6q=K、MJ=KM也=x50 x300+800+200/,+/2+/339520_八=-x50 x1300 507=侬。5539r-1L+/2+/3(2)14.某渗流区地下水为二维流,其流防数由下式确定:力=2已知族单位为m2/d,试求渗流区点P 0时,则保泄曲线的形状为树圆形曲线?当底0时,则为双曲线;当W=0时,则为她物爱一4.双侧河祟引渗时,地下水的汇水点案近河渠低水住一侧,汇水点处的地 下水流速等于零。5.在阿集单侧引渗时,同一时刻不同新面
23、处的引渗渗流速度与老上在起始 新面x=0处的引渗渗流速度茎工,随着运南河渠,则引渗洪流速度逐渐变小6.在阿集单侧引渗中,同一断面上的引渗渗流速度随时间的增大小渐变小 _,当时间趋右无分大时,则引渗渗流速度少于零一7.河集单侧引渗时,同一断面上的引渗单宽流量随时间的变化规律与该新面上的引渗渗流速度的变化规律一玫而同一时刻的引渗单t汽量最大值在工出,其单宽渗流量表达式为=祕A(4l)/(2向)_一二、选葬题1.在初始木伍水平,单例引渗的含7K层中,距河无限远.处的单宽流量等于零,这是因为假设。(1)(4)(1)分水层初始时刻的7K力坡度为零;分水层的渗透余数极小;在引渗影响闺以外的地下水渗透速度为
24、零;地下水勃始时刻的渗透速度为零。2.河条引渗时,同一时刻不同断面的渗流量(2);随着远南河渠而渗流 量()。相同;(2)不相同;(3)等于零;(4)逐渐变小;(5)逐渐变大;(6)无限大;(7)无限小O三、计算题4.如图22所示的均质细沙含水层,已知左河水位Hl=10m,右河水优H2=5m,两河间距l=500m,令水层的稔定单宽流量为1.2m2/d。在无人渗补 给量的条件下,式求金本层的渗透余数。蚱据题意根据潜水单吏流量公式:H;-H;1q,=K.=-WL+Wxx 2L 2无入渗补给时为2L2qxL _ 2x1.2x500 _ 1200=16ml d2210-575I工5.本文地质条件如图2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地下水 动力学 习题 答案 修建
限制150内