第六章 地下水资源及其基本特征11.2.ppt

第四节地下水运动的基本规律(一)渗流地下水赋存于岩石空隙中,并在其中运动。将赋存地下水的孔隙岩石(如砂层、砂砾层等),裂隙岩石和岩溶岩层分别称为多孔介质、裂隙介质和岩溶介质。地下水在岩石空隙中的运动称为渗流(或渗透)。一、,因为地下水流是在岩石颗粒骨架之间的空隙中渗透。由于岩石空隙的大小、形状和连通情况极不相同,从而形成大小不等、形状复杂、弯曲多变的通道。在不同空隙或同一空隙的不同部位,地下水的流动方向和流速大小均不相同,空隙中央部分流速最大,而水流与颗粒接触面上的流速为最小。所以说地下水在岩石空隙中运动,其水流中每一个质点都处于不同的运动状态中。如果按其实际情况来研究,在理论上和实际上都将遇到巨大困难,对于实际应用也毫无意义。,通常根据生产实际需要对地下水流加以简化,即用假想的水流模型去代替真实的水流,一是不考虑渗流途径的迂回曲折,只考虑地下水流的主要流向;二是不考虑岩层的颗粒骨架,假想渗流的全部空间(空隙和颗粒骨架)被水流所充满。,它必须符合如下几点:A、对于同一过水断面,假想水流的流量等于通过该断面的真实水流的流量;B、作用于任一面积上的假想水流的压力等于真实水流的压力;C、假想水流在任意体积内所受的阻力和实际水流所受的阻力相同。满足上述条件的这种假想水流称为渗透水流,或简称为渗流。。为了描述渗流场的特征,通常采用一些物理量,如渗流速度(V)、渗流量(Q)、渗流压强(P)、水头(H)等。上述这些表示渗流特征的物理量,称为渗流的运动要素。上述运动要素是空间坐标(X、y、Z)的连续函数,又是时间(t)的连续函数。根据运动要素与时间的关系,将地下水运动分为稳定运动和非稳定运动。:当渗流场中各点的各项运动要素的大小和方向与时间变化无关时,称为稳定运动。其数学表示式为:P=f1(x,y,z);或ðp/ðt=0V=f2(x,y,z);或ðv/ðt=:如果渗流场中任一点处运动要素中任一个或全部要素随时间而变化,称为非稳定运动,其数学表示式为:P=f1(x,y,z,t);或ðp/ðt≠0V=f2(x,y,z,t);或ðv/ðt≠,若甲、乙两河的水位和上部渗入强度长期保持不变,则河间地段含水层中所有运动要素(水位、流速和压力等)不随时间变化,水流呈稳定运动。假设在甲河修建水库,抬高了河水位,则在相当长的一段时间内,流速、压力等运动要素随时间不断变化,这一期间地下水处于非稳定运动。从理论上分析,甲河水位抬高并保持一定后,时间需要延长到无限长时才能转变为稳定运动;实际上经过较长时间以后,运动要素随时间变化已经非常微弱了,在工程计算时就可以近似地看作稳定运动。(二):水流质点有秩序地、互不混杂的流动,称为层流。地下水在狭小空隙的岩石(如砂、裂隙不很宽大的基岩)中流动时,重力水受介质的吸引力较大,水的质点排列较有秩序,故均作层流运动。:水质点无秩序地、互相混杂的流动,称为紊流。作紊流运动时,水流所受阻力比层流大,消耗的能量也多。地下水在宽大的空隙中运动,水的流速较大,容易成为紊流运动。宛阎宜篇噬升炯汝矿马翟币饼忠润嫉蚤狼单韭涎渡稽***谊指堑妆锌膨茫玛第六章地下水资