1、第四章 地下水运动的基本规律一、名词解释1渗流：地下水在岩石空隙中的运动。2渗流场：发生渗流的区域。3层流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。4紊流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。5稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流速、流向）不随时间改变。6非稳定流：水在渗流场中运动，各个运动要素随时间变化的水流运动。7渗透流速：地下水通过某一过水断面的平均流速。8迹线：渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹。9水力梯度：沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比。10渗透系数：水力坡度等于1时的渗透流速。11流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上
2、由一系列流线和等水头线组成的网。12流线：流场中某一瞬时的一条线，线上各水质点的流向与此线相切。二、填空1据地下水流动状态，地下水运动分为 层流 和 紊流 。2据地下水运动要素与时间的关系，地下水运动分为 稳定流 和 非稳定流 。3水力梯度为定值时，渗透系数 愈大 ，渗透流速就 愈大 。4渗透流速为定值时，渗透系数 愈大 ，水力梯度 愈小 。5渗透系数可以定量说明岩石的 渗透性能 。渗透系数愈大，岩石的透水能力 愈强 。6流网是由一系列 流线 与 等水头线 组成的网格。7如果规定相邻两条流线之间通过的流量相等，则流线的疏密可以反映 径流强度 ，等水头线的疏密则说明水力梯度的 大小 。8在均质各
3、向同性介质中，地下水必定沿着水头变化最大的方向，即垂直于 等水头线 的方向运动，因此，流线与等水头线构成 正交网格 。9流线总是由 源 指向 汇 。三、判断题1当含水层中存在强渗透性透镜体时，流线将向其汇聚。 （ ）2两层介质的渗透系数相差越大，则其入射角和折射角也就相差越大。 （ ）3达西定律中的过水断面是指包括砂颗粒和空隙共同占据的面积。 （ ）4在渗流场中，一般认为流线能起隔水边界作用，而等水头线能起透水边界的作用。 （ ）5渗透流速是指水流通过岩石空隙所具有的速度。 （ ）6实际流速等于渗透流速乘以有效空隙度。 （ ）7水力坡度是指两点间的水头差与两点间的水平距离之比。 （ ）8决定地
4、下水流向的是水头的大小。 （ ）9如果我们规定相邻两条流线之间通过的流量相等，则流线的疏密可以反映地下径流强度，等水头线的疏密则说明水力梯度的大小。 （ ）10渗透系数可定量说明岩石的渗透性。渗透系数愈大，岩石的透水能力愈强。 （ ）11地下水分水岭是一条流线。 （ ）12在隔水边界附近，平行隔水边界为流线。 （ ）13在均质各向同性介质中，流线与等水头线构成正交网格。 （ ）14流网是等水头线与迹线组成的网格。 （ ）15流线是渗透场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹。 （ ）四、简答题1叙述达西定律并说明达西定律表达式中各项物理意义？式中：Q渗透流量；w过水断面；h水头损失（h=H1H2，
5、即上下游过水段面的水头差）；I水力坡度；L渗透途径；K渗透系数。2何为渗透流速? 渗透流速与实际流速的关系如何？ 水流通过整个岩石断面（包括颗粒和孔隙）的平均流速。 渗透流速等于实际流速乘以有效孔隙度。3影响渗透系数大小的因素有哪些？ 如何影响？ 影响渗透系数的因素：岩石的孔隙性和水的物理性质。 岩石孔隙越大、连通性越好、孔隙度越高渗透系数越大；水的粘滞性越小、渗透系数越大。 4简述汇制流网图的一般步骤？ (1) 根据边界条件绘制容易确定的等水头线和流线。 (2) 流线总是由源指向汇。(3) 根据流线和等水头线正交在已知流线和等水头线间插入其它部分。五、论述题1在等厚的承压含水层中，实际过水断
6、面面积为400m2的流量为10000m3/d，含水层的孔隙度为0.25，试求含水层的实际速度和渗透速度。2有三个地层，每个25m厚，互相叠置，如果在这个层组中设置一个不变流速的垂向水流场，使其顶部h=120m，底部h=100m，试计算内部两个边界处的h值（设顶部地层的渗透系数为0.0001m/d，中部地层为0.0005m/d，底部地层为0.001m/d）。3考虑一个饱和、均质、各向同性、长方形、垂向剖面ABC。其上部边界为AB，底部边界为DC，左侧边界为AD，右侧边界为BC，使DC的距离为AD的两倍。BC和DC是不透水的。AB是一个不变水头边界，h=100m。AD被分为两个相等的长度，其上半部分为不透水，下半部分是不变水头边界，h=40m。试示意汇出流网图。4已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为15 m/d，孔隙度为0.2，沿着水流方向的两观测孔A、B间距L=1200m，其水位标高分别为Ha=5.4m，Hb=3m。试求地下水的渗透速度和实际速度。
