水文地质第四章1.ppt

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(三)层流和紊流
地下水流大多数多呈雷诺数值很小的层流运动。
在通过特大孔隙或大裂隙及可溶岩的大溶洞时;在人工开采地下水时,呈紊流
(四)非稳定,缓变流运动
非稳定流:在渗流场内各运动要素(流速,流量,水位)随时间变化的地下水运动
当地下水的运动要素在某段时间变化不大——稳定流
缓变流是指各流线接近于平行直线的流动
缓变流
在天然条件下地下水流一般都呈缓变流动
地下水的各过水断面可当作一个直面,同一过水断面上各点的水头亦可当做是相等的——将三维流简化成为平面流(二维流)
一、地下水运动的特点(特征)
(一)曲折复杂的水流通道
(二)迟缓的流速
(三)层流和紊流
(四)非稳定——稳定流运动,缓变流运动
—达西定律
Q=ν·ω=K·i·ω=K·h/L·ω
1856年,法国水力学家达西发表了著名的多孔介质地下水运动或流动的报告,得出达西定律
达西的发现首次从数量上揭示了多孔介质中水流与多孔介质渗透性之间的数量关系,使多孔介质中地下水流计算成为可能。
现代地下水流计算中,几乎所有的经典计算方法和计算模型,都是直接或间接地由达西定律推倒而得来。
所以可以毫不夸张地说,达西是水文地质学的奠基人之一,他的实验成果开创了一门研究地下水流在多孔介质中运动的科学——地下水动力学。
Q=K·h/L·ω
=K·i·ω
=ν·ω
(一)线性渗透定律(又称达西定律)
渗流速度ν不是地下水的真正实际流速u
例:两观测井A、B相距1000m,水位差为1m,,孔隙率n=,问A、B之间地下水的实际平均流速是?
u=Q/(ω·n)=ν/n
达西公式的适用范围
只有当雷诺数小于1~10时地下水运动才服从达西公式。
大多情况下地下水的雷诺数一般不超过1;
例如,地下水以u=10m/d的流速在粒径为20mm的卵石层中运动,卵石间的孔隙直径为3mm(),当地下水温为15℃时,运动粘滞系数γ=,则雷诺数为?