地下水動力學(xué)試題

1、地下水動力學(xué) 鄒力芝部分試題 姜太公編一、 名詞解釋 1. 滲透重力地下水在巖石空隙中的運動2. 滲流不考慮骨架的存在，整個滲流區(qū)都被水充滿，不考慮單個孔隙的地下水的運動狀況，考慮地下水的整體運動方向，這是一個假想的水流。3. 滲流量單位時間通過的過水?dāng)嗝妫障?、骨架）的地下水的體積。4. 滲流速度單位通過過水?dāng)嗝妫障丁⒐羌埽┑臐B流量。5. 穩(wěn)定流 非穩(wěn)定流滲流要素不隨時間的變化而變化。滲流要素隨時間而變化。6. 均勻流 非均勻流滲流速度不隨空間而變化。 非均勻流分為緩變流和急變流緩變流：過水?dāng)嗝娼破矫鏉M足靜水壓強方程。急變流：流線彎曲程度大，流線不能近似看成直線過水?dāng)嗝娌荒芙破矫妗?.

2、滲透系數(shù)表征含水量的能力的參數(shù)。數(shù)值上等于水力梯度為1的流速的大小8.導(dǎo)水系數(shù)水力梯度為1時，通過整個含水層厚度的單寬流量。9.彈性釋水理論含水層骨架壓密和水的膨脹釋放出來的地下水的現(xiàn)象為彈性釋水現(xiàn)象，反之為含水層的貯水現(xiàn)象。10.貯水系數(shù)率當(dāng)承壓含水層水頭下降（上升）一個單位時，從單位水平面積體積的含水層貯體積中，由于水體積的膨脹（壓縮）和含水層骨架壓密（回彈）所釋放（貯存）的地下水的體積。11.重力給水度在潛水含水層中，當(dāng)水位下降一個單位時，從單位水平面積的含水層貯體中，由于重力疏干而釋放地下水的體積。 二、 填空題1. 地下水動力學(xué)是研究地下水在孔隙巖石、裂隙巖石、和巖溶巖石中運動規(guī)律的

3、科學(xué)。通常把具有連通性的含水巖石稱為多孔介質(zhì)，而其中的巖石顆粒稱為骨架。多孔介質(zhì)的特點是多相性、孔隙性、連通性和壓縮性。2. 地下水在多孔介質(zhì)中存在的主要形式有吸著水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水動力學(xué)主要研究重力水的運動規(guī)律。3. 假想水流的密度、粘滯性、運動時在含水層的中所受阻力以及流量和水頭都與真實的水流相同，假想水流充滿整個含水層的空間。4. 在滲流中，水頭一般是指測壓水頭，不同的數(shù)值的等水頭面（線）永遠(yuǎn)不會相交。5. 在滲流場中，把大小等于水頭梯度值，方向沿著等水頭面的法線指向水頭降低的方向的矢量，稱為水力梯度。6. 滲流運動要素包括流量Q、滲流速度u、壓強P、和水頭H等。7.

4、根據(jù)地下水的滲透速度矢量方向、與空間坐標(biāo)的關(guān)系，將地下水的運動分為一維、二維、和三維運動。8. 粘滯力占優(yōu)勢的時液體服從達(dá)西定律，隨著運動速度加快慣性力相應(yīng)增大，當(dāng)慣性力占優(yōu)勢時，達(dá)西定律不適用。9. 達(dá)西定律反映了滲流場中的能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。10. 滲透率只取決于多孔介質(zhì)的性質(zhì)，而與液體的性質(zhì)無關(guān)，滲透率的單位為cm2或da11. 滲透率是表征巖石滲透性能的參數(shù)，而滲透系數(shù)是表征巖層透水能力的參數(shù)，影響滲透系數(shù)大小的主要是巖層顆粒大小以及水的物理性質(zhì)，隨著地下水的溫度升高，滲透系數(shù)增大。12. 導(dǎo)水系數(shù)是描述含水層出水能力的參數(shù)，它是定義在平面一維、二維流中的水文地質(zhì)參數(shù)。13. 均質(zhì)與非

5、均質(zhì)巖層是根據(jù)巖層透水性與空間坐標(biāo)的關(guān)系劃分的，各向同性和各向異性巖層是根據(jù)巖層的透水性與水流的方向的關(guān)系劃分的。14. 滲透系數(shù)在各向同性的巖層中是標(biāo)量，在各向異性的巖層中是張量。在三維空間它由九個分量組成，在二維流中則有四個分量組成。15. 在各向異性巖層中，水力坡度與滲透速度的方向是不一致的，互相平行的16. 地下水流發(fā)生折射時必須滿足的方程 而水流平行和垂直于突變界面時則均不發(fā)生折射。17. 當(dāng)水流平行層面時，層狀含水層的等效滲透系數(shù)為 ，各分層的水力坡度為相等；當(dāng)水流垂直于巖層層面時，等效滲透系數(shù)為 ，各分層的水力坡度不相等。18. 等效含水層單寬流量q與各分層單寬流量qi 的關(guān)系是

6、：當(dāng)水流平行界面時q= ，當(dāng)水流垂直于界面時 。19. 地下水平面二維、三維流基本微分方程的數(shù)學(xué)意義分別表示滲流區(qū)內(nèi)平面上任一點、空間上任一點的滲流規(guī)律，它們的物理意義分別表示任一單位面積含水層、單位體積含水層的水量均衡方程。20. 越流因素B越大，則說明弱透水層的厚度越大，其滲透系數(shù)就越小，越流量就越小。21. 在滲流場中邊界類型主要分為水頭邊界、流量邊界、水位和水位導(dǎo)數(shù)的線性邊界。22. 將單位時間，單位面積上的入滲補給量稱為入滲強度。23. 有入滲補給的河渠間的含水層中，只要存在分水嶺，且兩河水位不相等時，分水嶺總是偏向高水位的一側(cè)，如果入滲補給強度W0，則浸潤曲線形狀為橢圓形曲線，當(dāng)W

7、0時為雙曲線，當(dāng)W=0是為拋物線。24. 根據(jù)揭露含水層的程度和進(jìn)水條件，抽水井可分為完整井和不完整井。25. 承壓含水井和潛水含水井是根據(jù)抽水井揭露的地下水的類型來劃分的。26. 從井的抽水時，水位降深在抽水井中心處最大，而在降落漏斗的邊緣處最小。27. 有效的井半徑是指由井軸到井管外某一點的水平距離。28. 在地下水向完整井的穩(wěn)定運動中，承壓含水井的等水頭面形狀為以井為共軸的圓柱面，而潛水井的等水頭面的形狀則為以井位共軸的旋轉(zhuǎn)曲面。29. 在承壓含水層中進(jìn)行穩(wěn)定流抽水時，通過距井軸不同的過水?dāng)嗝嫔狭髁刻幪幭嗟?，且都等于抽水井的流量?0. 在應(yīng)用QSw的經(jīng)驗公式時，必須有足夠的數(shù)據(jù)，至少要

8、有三次不同降深的抽水試驗資料。31. 常見的QSw曲線類型有直線型、拋物線型、幕函數(shù)類型和對數(shù)曲線型。32. 確定QSw關(guān)系中待定系數(shù)的常用方法是圖解法和最小二乘法。33. 最小二乘法的原理是要是直線擬合得更好，應(yīng)使殘差平方和為最小。34. 泰斯公式的適用條件中的要求含水層為均質(zhì)各向同性水平無限分布的承壓含水層；天然水力坡度近為零；抽水井為完整井，井徑無限小，井流量為定流量；水流非穩(wěn)定達(dá)西定律。35. 第一越流系統(tǒng)是指不考慮弱透水層的彈性釋放和忽略補給層水頭的變化的越流系統(tǒng)；第二越流系統(tǒng)是指考慮弱透水層的彈性釋水而不考慮補給層水頭的變化的越流系統(tǒng)；第三越流系統(tǒng)是指考慮補給層水頭的變化而忽略弱透

9、水層的彈性釋水。36. 用第一越流系統(tǒng)公式確定水文地質(zhì)參數(shù)的主要方法有配線法、拐點法、切線法，以及直線圖解法等，其中拐點法又分單孔拐點法和多孔拐點法。37. 根據(jù)過濾器在含水層中進(jìn)水部位的不同，將完整井分為：井底進(jìn)水、井壁進(jìn)水、井底和井壁同時進(jìn)水。38. 試驗證明在r(1.52.0)范圍內(nèi)，地下水流是三維流，而在此范圍外的，水流為二維流，因此，在二維流區(qū)可按完整井流的方法確定水位地質(zhì)參數(shù)。39. 不完整井的流量與過濾器在含水層的中的位置有關(guān)。當(dāng)過濾器位于含水層中部時，流量最大，而過濾器與隔水頂、低板相聯(lián)時，流量最小。三、 判斷題1. 對于含水層的來說其壓縮性主要表現(xiàn)在空隙和水的壓縮性上 （）2

10、. 貯水系數(shù)既適用于承壓含水層，也適用于潛水含水層。 （）3. 潛水含水層的給水度就是貯水系數(shù)。 （）4. 其他條件相同而只是巖性不同的兩個潛水含水層中，在補給期時，給水度u大，水位上升大；u小，水位上升小。在蒸發(fā)期，u大水位下降達(dá)；u小水位下降小。 （）5. 承壓含水層中兩斷面間的水力坡度的大小等于兩斷面的水頭面（假設(shè)為水平面）傾角的正切。 （）6. 水力坡度定義為：單位滲流路徑上的水頭下降值。 （）7. 符合達(dá)西定律的地下水流，其滲透速度與水力坡度呈直線關(guān)系，所以滲透系數(shù)或滲透系數(shù)的倒數(shù)是該直線的斜率。（）8. 在均質(zhì)含水層中，滲透速度的方向和水利坡度的方向都是一致的。（）9. 某含水層的

11、滲透系數(shù)很大，故可以說該含水層的出水能力很大。（）10. 導(dǎo)水系數(shù)在三維流中無意義，那么只有在一、二維流中才有意義。（）11. 無論含水層水中的礦化度如何變化，該含水層的滲透系數(shù)是不變的。（）12. 在均質(zhì)各向異性、等厚、無限分布的承壓含水層中，以定流量抽水時，形成的等降深線為橢圓形。長軸方向水力坡度小、滲流速度大，短軸方向水力坡度大，滲流速度小。（）13. 平行和垂直層面的等效滲透系數(shù)的大小，主要取決于各分層滲透系數(shù)的大小。（）14. 對于同一層狀含水層來說，水平方向的等效滲透系數(shù)大于垂直方向的等效滲透系數(shù)。（）15. 在滲流場中，一般認(rèn)為流線能起隔水邊界作用，而等水頭線能起透水邊界的作用。

12、（）16. 越流系統(tǒng)必須包括主含水層、弱含水層以及相鄰含水層等三個含水層。（）17. 在實際計算中，如果邊界面上的流量和水頭都已知，則該邊界既可以做第一類邊界也可作為第二類邊界。（）18. 凡是邊界上存在的著的河渠或湖泊等地表水體時，都可以將該邊界作為第一類邊界。（）19. 同一時刻在潛水井流的觀測孔中測得的平均水位降深值總是大于該處潛水滿的降深值。（）20. 在無限含水層中，當(dāng)含水層的導(dǎo)水系數(shù)相同是，開采同樣多的水在承壓含水層中形成的降落漏斗體積要比在潛水含水層大。（）21. 只要給定邊界水頭和井內(nèi)水頭，就可以確定抽水井附近的水頭分布，而不管滲透系數(shù)和抽水量的大小如何。（）22. 無論是潛水

13、井還是承壓水井都可以產(chǎn)生水躍。（）23. 潛水井的流量和水位降深之間是二次拋物線關(guān)系。這說明，流量隨降深的增大而增大，但流量增加的幅度愈來愈小。（） 網(wǎng)上部分 模擬試題一 一 判斷題（每題1分，共20分）1.在地下水運動計算中，其水頭就等于測壓管水頭。 （ ）2.地下水總是從壓力大處向壓力小處流動。 （ ） 3.有效孔隙度是指孔隙體積與多孔介質(zhì)總體積之比。 （ ） 4.貯水系數(shù)的大小與含水層和水的彈性性質(zhì)有關(guān)。 （ ） 5.潛水面某點的水頭等于該點的位置高度。 （ ） 6. 在其它條件相同而只是巖性不同的兩個潛水含水層中，在補給期時，給水度大，水位上升大，小，水位上升小；在蒸發(fā)期時，大，水位下

14、降大，小，水位下降小。 ( ） 7.達(dá)西定律實質(zhì)上就是滲流的能量守恒或轉(zhuǎn)換定律。 （ ） 8.滲透系數(shù)是表征巖層滲透性能的一個參數(shù)。 （ ） 9.導(dǎo)水系數(shù)與單寬流量具有相同的量綱。 （ ） 10. 潛水含水層被疏干時，全部水都是重力作用下排出的。（ ） 11.黃土屬于非均質(zhì)各向同性含水層。 （ ） 12.上、下兩層含水介質(zhì)的K值相差愈大，則水流斜向通過界面時，流線偏移的程度也愈大。 （ ） 13.流網(wǎng)線稀疏，說明水力坡度小，流速小，徑流微弱 。 （ ） 14.滲流的連續(xù)性方程也稱為滲流的質(zhì)量守恒定律。 （ ） 15.弱透水層的滲透性愈小，厚度越大，則越流系數(shù)/就愈大。（ ） 16.取流線作為研

15、究區(qū)邊界時可作為隔水邊界來處理。 ( ） 17.用Dupuit公式計算出的浸潤曲線總是比實際浸潤曲線偏低。 （ ） 18.Theis理論中，由于瞬時釋放的假設(shè)，使得抽水初期的實測曲線總是低于標(biāo)準(zhǔn)曲線（ ） 19.潛水井附近的觀測孔中的水面比該處潛水面低。 （ ） 20.對干擾井群，當(dāng)流量不變時，干擾井的降深比它單獨工作時的降深要小。 （ ）二 簡答題（每題6分，共30分）1試述滲透系數(shù)K，滲透率k，導(dǎo)水系數(shù)T的主要區(qū)別。（6分） K定義（略）。與巖性和滲透液體的物理性質(zhì)有關(guān)。（2分） k定義（略）。只與巖性有關(guān)，與滲透液體性質(zhì)無關(guān)。（2分） T定義（略）。與巖性、滲透液體的物理性質(zhì)和含水層厚度

16、有關(guān)。（2分）2. 地下水流是怎樣在巖層界面上折射的？（6分）折射服從折射定律，即 （2分） 當(dāng)K1=K2，則1=2，均質(zhì)巖層中不發(fā)生折射； （1分） 水流垂直通過界面時，不發(fā)生折射； （1分） 水流平行于界面時，不發(fā)生折射； （1分） 水流斜向通過界面時，產(chǎn)生折射。 （1分） 3. 下圖中斷面和斷面相比，哪個斷面上的水力坡度大？說明理由，并示意性畫出水頭線。（6分） （1分）由達(dá)西公式 （1分） M1M2 J1J24.給水度是時間t的函數(shù)這種說法是否正確？并說明理由。（6分） 正確 由于飽水帶中水分的運動滯后于地下水位的降落速度，存在滯后疏干。潛水面雖然下降了，但潛水面以上的非飽和帶內(nèi)的水繼

17、續(xù)向下不斷地補給潛水。（2分）因此，給水度在抽水期間是以一個遞減的速率逐漸增大的。當(dāng)時間足夠長時，給水度才趨于一個常數(shù)值。（2分） 5.鏡象法中虛井的反射原則是什么？（6分）（1）虛井和實井的位置對邊界是對稱的； （2）虛井的流量和實井相等； （3）虛井的性質(zhì)取決于邊界性質(zhì)。 三 作圖題（每題5分，共10分） （1）在直線補給邊界附近有一抽水井,請畫出其流網(wǎng)示意圖。 （5分） （2）試畫出下圖所示的水文地質(zhì)條件下的滲流流網(wǎng)圖。已知含水層為均質(zhì)各向同性。水流為二維穩(wěn)定流。 （2） 四 計算題（共25分） 1. 如圖所示河間地塊，底板標(biāo)高10m，K=，W=3.8,其它條件如圖所示。如果在左河修建水

18、庫，其正常水位設(shè)計標(biāo)高為22.0m（如圖），水庫邊岸可能產(chǎn)生滲漏的計算寬度B=2.8km。試評價修建水庫前后的滲漏情況。（15分） . 首先根據(jù)判別式判定是否會發(fā)生滲漏： 如果： 不發(fā)生滲漏 （2分） 如果： 發(fā)生滲漏 （2分） 計算得： （2分） （1）修建水庫前： 不存在滲漏問題 （2分） （2）修建水庫后： 故產(chǎn)生滲漏 （2分） 其滲漏量為 (3分)Q= (2分)2.在某平原地區(qū)由于地下水埋藏較淺，致使大片農(nóng)田鹽漬化，為了促使耕地種植條件好轉(zhuǎn)，計劃設(shè)計兩條平行的渠道進(jìn)行穩(wěn)定排水，已知條件如圖所示。試求： （1）排水渠的間距； （2）排水渠道一側(cè)的單寬流量。（10分） （1） （2分） (

19、3分) （2） 地下水對兩河的補給量相同 （2分） (3分)五 論述題（共15分） 1簡述根據(jù)非穩(wěn)定流抽水試驗資料，用配線法求參數(shù)的主要步驟。（5分） （1）繪制W（u)-1/u標(biāo)準(zhǔn)曲線；（1分） （2）繪制St實側(cè)資料關(guān)系曲線；（1分） （3）擬合；（1分） （4）選配合點；（1分） （5）求參數(shù)（公式略）。（1分）2. 某區(qū)地下水運動服從如下微分方程（其中b為隔水底板高程），請按下圖所示的邊界條件建立該定解問題的數(shù)學(xué)模型。（條件不足可自己設(shè)定補充）。（10分） （2分） （2分） （2分） （2分） （2分） 試卷二一 判斷題（每題1分，共20分）1.給水度值的大小只與水位變動帶的巖性有關(guān)

20、。 （ ）2.貯水系數(shù)的大小與含水層和水的彈性性質(zhì)有關(guān)。 （ ） 3.水力坡度值的大小與方向無關(guān)。 （ ） 4.地下水運動是一維的、二維的還是三維的與所選取的坐標(biāo)系有關(guān)。 （ ） 5.滲透系數(shù)大的含水層，其出水能力亦大。 （ ）6.導(dǎo)水系數(shù)在三維條件下是無意義的。 （ ） 7.黃土屬于均質(zhì)各向同性含水層。 （ ） 8.各向同性介質(zhì)中，無論均質(zhì)還是非均質(zhì)流線和等水頭線都處處正（ ） 9.在有垂直入滲的穩(wěn)定流動中，潛水浸潤曲線是隨時間變化的。 （ ） 10.貫穿整個含水層的水井均稱為完整井。 （ ） 11.水平等厚的承壓完整井流，等水頭面是一系列同心圓柱面。 （ ） 12當(dāng)河間地塊兩側(cè)河水位一致時

21、，河間地塊的透水性是漸變的，則潛水分水嶺的位置偏向滲透系數(shù)大的一側(cè)。 （ ） 13假如要修建一個水庫，從考慮滲漏這個角度看，水庫應(yīng)修在降雨量小的地方。 （ ） 14Dupuit公式的假設(shè)條件之一是抽水前地下水是不流動的。（ ） 15由于沒有考慮水躍現(xiàn)象，按Dupuit公式算出的浸潤曲線和流量都是不準(zhǔn)確的 。（ ） 16穩(wěn)定井流中，只要給定邊界水頭和井中的水頭，抽水井附近的水頭分布就確定了。（ ） 17越流系統(tǒng)的穩(wěn)定井流，主含水層的貯水系數(shù)越大，降深就越 （ ） 18對干擾井群，當(dāng)流量不變時，干擾井的降深比它單獨工作是的降深要小。（ ） 19當(dāng)涌水量Q為定值時，Theis公式中的時間與降深成正比。（ ） 20滿足Theis條件的井流，每個斷面的水頭速度的變化規(guī)律是先由小變大，后又由大變小，最后等速。（ ）二 簡答題（每題6分，共30分）1.達(dá)西定律適用于層流范圍是否正確？