地下水动力学试题
地下水动力学
《邹力芝》部分试题姜太公编
一、名词解释
1.渗透
重力地下水在岩石空隙中的运动
2.渗流
不考虑骨架的存在，整个渗流区都被水充满，不考虑单个孔隙的地下水的运动状况，考虑地下水的整体运动方向，这是一个假想的水流。
3. 渗流量
单位时间通过的过水断面（空隙、骨架）的地下水的体积。
4. 渗流速度
单位通过过水断面（空隙、骨架）的渗流量。
5. 稳定流非稳定流
渗流要素不随时间的变化而变化。
渗流要素随时间而变化。
6. 均匀流非均匀流
渗流速度不随空间而变化。非均匀流分为缓变流和急变流
缓变流：过水断面近似平面满足静水压强方程。
急变流：流线弯曲程度大，流线不能近似看成直线过水断面不能近似平面。7.渗透系数
表征含水量的能力的参数。数值上等于水力梯度为1的流速的大小
8.导水系数
水力梯度为1时，通过整个含水层厚度的单宽流量。
9.弹性释水理论
含水层骨架压密和水的膨胀释放出来的地下水的现象为弹性释水现象，反之为含水层的贮水现象。
10.贮水系数《率》
当承压含水层水头下降（上升）一个单位时，从单位水平面积《体积》的含水层贮体积中，由于水体积的膨胀（压缩）和含水层骨架压密（回弹）所释放（贮存）的地下水的体积。
11.重力给水度
在潜水含水层中，当水位下降一个单位时，从单位水平面积的含水层贮体中，由于重力疏干而释放地下水的体积。
二、填空题
1.地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和岩溶岩石中运动规律
的科学。通常把具有连通性的含水岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。
2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，
而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。
3.假想水流的密度、粘滞性、运动时在含水层的中所受阻力以及流量和水头都
与真实的水流相同，假想水流充满整个含水层的空间。
4.在渗流中，水头一般是指测压水头，不同的数值的等水头面（线）永远不会
相交。
5.在渗流场中，把大小等于水头梯度值，方向沿着等水头面的法线指向水头降
低的方向的矢量，称为水力梯度。
6.渗流运动要素包括流量Q、渗流速度u、压强P、和水头H等。
7.根据地下水的渗透速度矢量方向、与空间坐标的关系，将地下水的运动分为
一维、二维、和三维运动。
8.粘滞力占优势的时液体服从达西定律，随着运动速度加快惯性力相应增大，
当惯性力占优势时，达西定律不适用。
9.达西定律反映了渗流场中的能量守恒与转换定律。
10.渗透率只取决于多孔介质的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位为cm2
或da
11.渗透率是表征岩石渗透性能的参数，而渗透系数是表征岩层透水能力的参数，
影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质，随着地下水的温度升高，渗透系数增大。
12.导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一维、二维流中的
水文地质参数。
13.均质与非均质岩层是根据岩层透水性与空间坐标的关系划分的，各向同性和
各向异性岩层是根据岩层的透水性与水流的方向的关系划分的。
14.渗透系数在各向同性的岩层中是标量，在各向异性的岩层中是张量。在三维
空间它由九个分量组成，在二维流中则有四个分量组成。
15.在各向异性岩层中，水力坡度与渗透速度的方向是不一致的，互相平行的
16.地下水流发生折射时必须满足的方程而水流平行和垂直于突变界
面时则均不发生折射。
17.当水流平行层面时，层状含水层的等效渗透系数为，各分层的水
力坡度为相等；当水流垂直于岩层层面时，等效渗透系数为，各分层的水力坡度不相等。
18.等效含水层单宽流量q与各分层单宽流量qi 的关系是：当水流平行界面时
q= ，当水流垂直于界面时。
19.地下水平面二维、三维流基本微分方程的数学意义分别表示渗流区内平面上
任一点、空间上任一点的渗流规律，它们的物理意义分别表示任一单位面积含水层、单位体积含水层的水量均衡方程。
20.越流因素B越大，则说明弱透水层的厚度越大，其渗透系数就越小，越流量
就越小。
21.在渗流场中边界类型主要分为水头边界、流量边界、水位和水位导数的线性
边界。
22.将单位时间，单位面积上的入渗补给量称为入渗强度。
23.有入渗补给的河渠间的含水层中，只要存在分水岭，且两河水位不相等时，
分水岭总是偏向高水位的一侧，如果入渗补给强度W﹥0，则浸润曲线形状为椭圆形曲线，当W﹤0时为双曲线，当W=0是为抛物线。
24.根据揭露含水层的程度和进水条件，抽水井可分为完整井和不完整井。
25.承压含水井和潜水含水井是根据抽水井揭露的地下水的类型来划分的。
26.从井的抽水时，水位降深在抽水井中心处最大，而在降落漏斗的边缘处最小。
27.有效的井半径是指由井轴到井管外某一点的水平距离。
28.在地下水向完整井的稳定运动中，承压含水井的等水头面形状为以井为共轴
的圆柱面，而潜水井的等水头面的形状则为以井位共轴的旋转曲面。
29.在承压含水层中进行稳定流抽水时，通过距井轴不同的过水断面上流量处处
相等，且都等于抽水井的流量。
30.在应用Q~Sw的经验公式时，必须有足够的数据，至少要有三次不同降深的
抽水试验资料。
31.常见的Q~Sw曲线类型有直线型、抛物线型、幕函数类型和对数曲线型。
32.确定Q~Sw关系中待定系数的常用方法是图解法和最小二乘法。
33.最小二乘法的原理是要是直线拟合得更好，应使残差平方和为最小。
34.泰斯公式的适用条件中的要求含水层为均质各向同性水平无限分布的承压含
水层；天然水力坡度近为零；抽水井为完整井，井径无限小，井流量为定流量；水流非稳定达西定律。
35.第一越流系统是指不考虑弱透水层的弹性释放和忽略补给层水头的变化的越
流系统；第二越流系统是指考虑弱透水层的弹性释水而不考虑补给层水头的变化的越流系统；第三越流系统是指考虑补给层水头的变化而忽略弱透水层的弹性释水。
36.用第一越流系统公式确定水文地质参数的主要方法有配线法、拐点法、切线
法，以及直线图解法等，其中拐点法又分单孔拐点法和多孔拐点法。
37.根据过滤器在含水层中进水部位的不同，将完整井分为：井底进水、井壁进
水、井底和井壁同时进水。
38.试验证明在r﹤(1.5～2.0)范围内，地下水流是三维流，而在此范围外的，
水流为二维流，因此，在二维流区可按完整井流的方法确定水位地质参数。
39.不完整井的流量与过滤器在含水层的中的位置有关。当过滤器位于含水层中
部时，流量最大，而过滤器与隔水顶、低板相联时，流量最小。
三、判断题
1.对于含水层的来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩性上（√）
2.贮水系数既适用于承压含水层，也适用于潜水含水层。（√）
3.潜水含水层的给水度就是贮水系数。（×）
4.其他条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中，在补给期时，给水度u
大，水位上升大；u小，水位上升小。在蒸发期，u大水位下降达；u小水位下降小。（×）
5.承压含水层中两断面间的水力坡度的大小等于两断面的水头面（假设为水平
面）倾角的正切。（×）
6.水力坡度定义为：单位渗流路径上的水头下降值。（×）
7.符合达西定律的地下水流，其渗透速度与水力坡度呈直线关系，所以渗透系
数或渗透系数的倒数是该直线的斜率。（√）
8.在均质含水层中，渗透速度的方向和水利坡度的方向都是一致的。（×）
9.某含水层的渗透系数很大，故可以说该含水层的出水能力很大。（×）
10.导水系数在三维流中无意义，那么只有在一、二维流中才有意义。（×）
11.无论含水层水中的矿化度如何变化，该含水层的渗透系数是不变的。（×）
12.在均质各向异性、等厚、无限分布的承压含水层中，以定流量抽水时，形成
的等降深线为椭圆形。长轴方向水力坡度小、渗流速度大，短轴方向水力坡度大，渗流速度小。（√）
13.平行和垂直层面的等效渗透系数的大小，主要取决于各分层渗透系数的大小。
（√）
14.对于同一层状含水层来说，水平方向的等效渗透系数大于垂直方向的等效渗
透系数。（√）
15.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。（√）
16.越流系统必须包括主含水层、弱含水层以及相邻含水层等三个含水层。（×）
17.在实际计算中，如果边界面上的流量和水头都已知，则该边界既可以做第一
类边界也可作为第二类边界。（√）
18.凡是边界上存在的着的河渠或湖泊等地表水体时，都可以将该边界作为第一
类边界。（×）
19.同一时刻在潜水井流的观测孔中测得的平均水位降深值总是大于该处潜水满
的降深值。（√）
20.在无限含水层中，当含水层的导水系数相同是，开采同样多的水在承压含水
层中形成的降落漏斗体积要比在潜水含水层大。（√）
21.只要给定边界水头和井内水头，就可以确定抽水井附近的水头分布，而不管
渗透系数和抽水量的大小如何。（√）
22.无论是潜水井还是承压水井都可以产生水跃。（×）
23.潜水井的流量和水位降深之间是二次抛物线关系。这说明，流量随降深的增
大而增大，但流量增加的幅度愈来愈小。（√）
网上部分模拟试题一
一判断题（每题1分，共20分）
1.在地下水运动计算中，其水头就等于测压管水头。（√）
2.地下水总是从压力大处向压力小处流动。（×）
3.有效孔隙度是指孔隙体积与多孔介质总体积之比。（×）
4.贮水系数的大小与含水层和水的弹性性质有关。（√）
5.潜水面某点的水头等于该点的位置高度。（√）
6. 在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中，在补给期时，给水度μ大，水位上升大，μ小，水位上升小；在蒸发期时，μ大，水位下降大，μ小，水位下降小。( ×）
7.达西定律实质上就是渗流的能量守恒或转换定律。（√）
8.渗透系数是表征岩层渗透性能的一个参数。（√）
9.导水系数与单宽流量具有相同的量纲。（√）
10. 潜水含水层被疏干时，全部水都是重力作用下排出的。（×）
11.黄土属于非均质各向同性含水层。（×）
12.上、下两层含水介质的K值相差愈大，则水流斜向通过界面时，流线偏移的程度也愈大。（√）
13.流网线稀疏，说明水力坡度小，流速小，径流微弱。（√）
14.渗流的连续性方程也称为渗流的质量守恒定律。（√）
15.弱透水层的渗透性愈小，厚度越大，则越流系数σ/就愈大。（×）
16.取流线作为研究区边界时可作为隔水边界来处理。( √）
17.用Dupuit公式计算出的浸润曲线总是比实际浸润曲线偏低。（√）
18.Theis理论中，由于瞬时释放的假设，使得抽水初期的实测曲线总是低于标准曲线（×）
19.潜水井附近的观测孔中的水面比该处潜水面低。（√）
20.对干扰井群，当流量不变时，干扰井的降深比它单独工作时的降深要小。（×）
二简答题（每题6分，共30分）
1．试述渗透系数K，渗透率k，导水系数T的主要区别。（6分）
K——定义（略）。与岩性和渗透液体的物理性质有关。（2分）
k——定义（略）。只与岩性有关，与渗透液体性质无关。（2分）
T——定义（略）。与岩性、渗透液体的物理性质和含水层厚度有关。（2分）2. 地下水流是怎样在岩层界面上折射的？（6分）
折射服从折射定律，即（2分）
当K1=K2，则θ1=θ2，均质岩层中不发生折射；（1分）
水流垂直通过界面时，不发生折射；（1分）
水流平行于界面时，不发生折射；（1分）
水流斜向通过界面时，产生折射。（1分）
3. 下图中断面Ⅰ和断面Ⅱ相比，哪个断面上的水力坡度大？说明理由，并示意性画出水头线。（6分）
（1分）
由达西公式（1分）
∵∴∵M1>M2 ∴J1＜J2
4.给水度是时间t的函数这种说法是否正确？并说明理由。（6分）
正确由于饱水带中水分的运动滞后于地下水位的降落速度，存在滞后疏干。潜水面虽然下降了，但潜水面以上的非饱和带内的水继续向下不断地补给潜水。（2分）因此，给水度在抽水期间是以一个递减的速率逐渐增大的。当时间足够长时，给水度才趋于一个常数值。（2分）
5.镜象法中虚井的反射原则是什么？（6分）
（1）虚井和实井的位置对边界是对称的；
（2）虚井的流量和实井相等；
（3）虚井的性质取决于边界性质。
三作图题（每题5分，共10分）
（1）在直线补给边界附近有一抽水井,请画出其流网示意图。
（5分）
（2）试画出下图所示的水文地质条件下的渗流流网图。已知含水层为均质各向同性。水流为二维稳定流。
（2）
四计算题（共25分）
1. 如图所示河间地块，底板标高10m，K=，W=3.8,其它条件如图所示。如果在左河修建水库，其正常水位设计标高为2
2.0m（如图），水库
边岸可能产生渗漏的计算宽度B=2.8km。试评价修建水库前后的渗漏情况。（15分）
. 首先根据判别式判定是否会发生渗漏：
如果：不发生渗漏（2分）
如果：发生渗漏（2分）
计算得：（2分）
（1）修建水库前：
不存在渗漏问题（2分）
（2）修建水库后：
故产生渗漏（2分）
其渗漏量为
(3分)
Q=(2分)
2.在某平原地区由于地下水埋藏较浅，致使大片农田盐渍化，为了促使耕地种植条件好转，计划设计两条平行的渠道进行稳定排水，已知条件如图所示。试求：
（1）排水渠的间距；
（2）排水渠道一侧的单宽流量。（10分）
（1）（2分）
∴ (3分)
（2）
∴地下水对两河的补给量相同（2分）
(3分)
五论述题（共15分）
1．简述根据非稳定流抽水试验资料，用配线法求参数的主要步骤。（5分）（1）绘制W（u)-1/u标准曲线；（1分）
（2）绘制S~t实侧资料关系曲线；（1分）
（3）拟合；（1分）
（4）选配合点；（1分）
（5）求参数（公式略）。（1分）
2. 某区地下水运动服从如下微分方程（其中b为隔水底板高程），请按下图所示的边界条件建立该定解问题的数学模型。（条件不足可自己设定补充）。（10分）
（2分）
（2分）
（2分）
（2分）
（2分）
试卷二
一判断题（每题1分，共20分）
1.给水度值的大小只与水位变动带的岩性有关。（×）
2.贮水系数的大小与含水层和水的弹性性质有关。（√）
3.水力坡度值的大小与方向无关。（×）
4.地下水运动是一维的、二维的还是三维的与所选取的坐标系有关。（√）
5.渗透系数大的含水层，其出水能力亦大。（×）
6.导水系数在三维条件下是无意义的。（√）
7.黄土属于均质各向同性含水层。（×）
8.各向同性介质中，无论均质还是非均质流线和等水头线都处处正（√）
9.在有垂直入渗的稳定流动中，潜水浸润曲线是随时间变化的。（×）
10.贯穿整个含水层的水井均称为完整井。（×）
11.水平等厚的承压完整井流，等水头面是一系列同心圆柱面。（√）
12．当河间地块两侧河水位一致时，河间地块的透水性是渐变的，则潜水分水岭的位置偏向渗透系数大的一侧。（×）
13．假如要修建一个水库，从考虑渗漏这个角度看，水库应修在降雨量小的地方。（×）
14．Dupuit公式的假设条件之一是抽水前地下水是不流动的。（√）
15．由于没有考虑水跃现象，按Dupuit公式算出的浸润曲线和流量都是不准确的。（×）
16．稳定井流中，只要给定边界水头和井中的水头，抽水井附近的水头分布就确定了。（√）
17．越流系统的稳定井流，主含水层的贮水系数越大，降深就越（×）
18．对干扰井群，当流量不变时，干扰井的降深比它单独工作是的降深要小。（×）
19．当涌水量Q为定值时，Theis公式中的时间与降深成正比。（√）
20．满足Theis条件的井流，每个断面的水头速度的变化规律是先由小变大，后又由大变小，最后等速。（√）
二简答题（每题6分，共30分）
1.达西定律适用于层流范围是否正确？为什么？（6分）
不正确。由J－v的经验关系曲线表明，当v很小时，v与J呈线性关系，此时Re＜1～10，地下水的运动符合达西定律；（2分）当v增大，v与J的关系曲线不符合达西定律，但此时地下水运动仍为层流运动。（2分）
2．如图所示的水文地质条件，已知水流为稳定的二维流，问断面1和2哪个水力坡度大？说明理由并示意画出水头线。（6分）
由达西定律，
K1J1=K2J2 K1＜
K2 J1>J2 （2分）
3. 如图所示水文地质模型，河渠基本平行，潜水流可视为一维流，地下水做稳定运动，请写出上述问题的数学模型。（6分）
4. Dupuit公式的假设条件有哪些？（6分）
①含水层均质同性，产状水平，无限延伸；
②天然水力坡度为零，为稳定流；
③服从达西定律；④影响半径处有定水头补给；⑤二维流。
5、潜水流中的滞后现象是由于渗透系数值变小而引起的吗？为什么？（6分）
不正确。因为潜水含水层被疏干时，大部分水是在重力作用下排出的——即重力疏干，重力疏干不能瞬时完成，而是逐渐被排放出来，即出现滞后现象。（2分）渗透系数只影响给水度的大小，而不会影响滞后现象的发生。（2分）
三作图题（每题5分，共10分）
（1）请试绘出双层地基中的流网图，已知k1 四计算题（共25分） 1、在下图中，已知Ａ河常年水位保持在14.5m，Ｂ河常年水位保持在21.6m，两河之间距离为80m。Ｃ区是典型的冲积层二元结构，其下部为河床相沉积，物质较粗大，渗透系数Ｋ1＝35m/d，上部为河漫滩相沉积，物质较细小，渗透系数K2=25m/d。设隔水底板近似为水平，不考虑C区降水补给及潜水蒸发，求Ａ、Ｂ河之间地下水流的单宽流量q。（将分界面作为基准面）（10分） 2. 在厚度为30m的均质承压含水层中有一抽水井和两观测井，抽水井的半径为0.1m,观测井1、2至抽水井的距离分别为30m和90m。在井中进行了抽水试验，抽水井出水量为2500m3/日，当抽水稳定时，观测井1的降深为0.14m,观测井2的降深为0.08m,求抽水井降深为1.5m时的出水量(如图)。（15分） 利用观测孔1 ①（4分）利用观测孔2 ②（4分） 由①、②得米（1分） 代入①式得米/日（2分） 由得（2分） 由题意当=1.5米时（2分）五论述题（共15分） 1.试自行证明，由两层组成的层状岩层，Kp>Kv 。（6分） 只要证明KP-KV>0 即可（1分） （1分） ＝（1分） ＝（1分） ＝（1分） 2. 简述有均匀入渗时，河间地块均质潜水含水层中地下水分岭的存在与移动规律及其影响因素。（9分） 1)分水岭若存在，则由此得 移动规律：由上式时，则，分水岭位于河渠中央；（1分） 时，则，分水岭靠近左 河；（1分） 时，则，分水岭靠近右 河。（1分） 3)影响因素：分水岭的存在有移动规律与关。（3分） 一九九一年攻读硕士学位研究生入学考试《水文地质学》试题 一、均质土层饱水带与包气带中的渗透系数K值有何区别？其原因是什么？（15分） 二、试分析我国上海、天津、常州等沿海城市地面沉降的原因，并说明防治这类地面沉降的主要途径。（20分） 三、什么是地下水的补给资源和储存资源？说明两者在供水中有何作用。（15分） 四、国外某一松散沉积物供水水源地，含水层中有石膏(CaSO4)，由于超量开采，地下水位大幅度下降。结果，硬度大幅度上升，PH值明显下降。试述产生此现象的水文地球化学依据。（20分） 五、松散沉积物深层地下水的补给来源主要由哪几部分组成？请阐述。（15分） 六、试述测定松散沉积物孔隙度(n)的方法。已知沉积物的容重(ρb )和密度(ρ)，能否求出n，并列出公式？（15分） 一九九一年攻读硕士学位研究生入学考试《地下水动力学》试题 一、试讨论潜水含水层中的导水系数与给水度之间的关系。（10分) 二、试说明下列概念及相互关系：渗透流速、地下水流速。（10分) 三、试论述潜水含水层中按规范进行的稳定流抽水试验是否可求给水度。（20分） 四、试论水均衡法与数值法在计算中有何异同。（20分） 五、如题五图所示，假定河床切割深度为X，河水位至潜水含水层隔水底板的高度为H1，潜水均质含水层的渗透系数为K。试讨论，在河岸旁距离L处有一完整井以定水位H0抽水时，河床切割深度对完整井抽水量的影响。（20分） 六、如题六图所示，为一垂直剖面，河床切割含水岩层，此含水岩层分为上、下两层，下层含水层厚度为M，渗透系数较上层的小，假定A点的水位是固定的。试示意绘出不同河水位时的河流左岸侵润曲线，并加以讨论。（20分） 模拟题 一判断题（每题1分，共20分） 1.给水度值的大小只与水位变动带的岩性有关。 （） 2.贮水系数的大小与含水层和水的弹性性质有关。 （） 3.水力坡度值的大小与方向无关。 （） 4.地下水运动是一维的、二维的还是三维的与所选取的坐标系有关。（） 5.渗透系数大的含水层，其出水能力亦大。 （） 6.导水系数在三维条件下是无意义的。 （） 7.黄土属于均质各向同性含水层。 （） 8.各向同性介质中，无论均质还是非均质流线和等水头线都处处交。（） 9.在有垂直入渗的稳定流动中，潜水浸润曲线是随时间变化的。（） 10.贯穿整个含水层的水井均称为完整井。 （） 11.水平等厚的承压完整井流，等水头面是一系列同心圆柱面。（ ） 12．当河间地块两侧河水位一致时，河间地块的透水性是渐变的，则潜水分水岭的位置偏向渗透系数大的一侧。 （） 13．假如要修建一个水库，从考虑渗漏这个角度看，水库应修在降雨量小的地方。（） 14．Dupuit公式的假设条件之一是抽水前地下水是不流动的。（ ） 15．由于没有考虑水跃现象，按Dupuit公式算出的浸润曲线和流量都是不准确的。（） 16．稳定井流中，只要给定边界水头和井中的水头，抽水井附近的水头分布就确定了。（） 17．越流系统的稳定井流，主含水层的贮水系数越大，降深就越小。（） 18．对干扰井群，当流量不变时，干扰井的降深比它单独工作是的降深要小。（） 19．当涌水量Q为定值时，Theis公式中的时间与降深成正比。（ ） 20．满足Theis条件的井流，每个断面的水头速度的变化规律是先由小变大，后又由大变小，最后等速。 （） 二简答题（每题6分，共30分） 地下水动力学复习资料 名词解释 1、地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、与喀斯特岩石中运动规律的科学。它就是模拟地下水流基本状态与地下水中溶质运移过程,对地下水从数量与质量上进行定量评价与合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。。 2、流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。 3、渗流速度:假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。 4、渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。就是由固体骨架与岩石空隙中的水两部分组成。 5、层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。 6、紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。 7、稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时,称为稳定流,否则称为非稳定流。 8、雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力与粘性力的比值。 9、雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。 10、渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。 11、流网:在渗流场中,由流线与等水头线组成的网络称为流网。 12、折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时,出现流线改变方向的现象。 13、裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。 14、完整井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。 15、非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底与含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。 16、水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。 17、水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落漏斗。 18、影响半径:就是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。 19、有效井半径:由井轴到井管外壁某一点的水平距离。在该点,按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。 20、井损水流经过滤器的水头损失与在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损失,统称为井损。 21、水跃:在实验室砂槽中进行井流模拟实验时发现,只有当井中水位降低非常小时,抽水井中的水位与井壁外的水位才基本一致,当井中水位降低较大时,抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象。 习 题 1-1 一、填空题 1．地下水动力学是研究地下水在 、 、和 中运动规律的科学，通常把 称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为 。多孔介质的特点是 、 、 和 。 2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有 、 、 和 ，而地下水动力学主要研究 的运动规律。 3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是 ，但对贮 水来说却是 。 4．假想水流的 、 、 以及 都与真实水流相同，假想 水流充满 。 5．地下水过水断面包括 和 所占据的面积。渗透速度是 上的 平均速度，而实际速度是 的平均速度。 6．在渗流中，水头一般是指 ，不同数值的等水头面（线）永远 。 7．在渗流场中，把大小等于 ，方向沿着 的法线，并指向水头 方 向的矢量，称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为 、 和 。 8．渗流运动要素包括 、 、 和 等。 9．根据地下水渗透速度 与 的关系,将地下水运动分为一维、二维和三维运动。 二、判断选择题 10．地下水在多孔介质中运动，因此可以说多孔介质就是含水层。（ ） 11．地下水运动时的有效孔隙度等于排水（贮水）时的有效孔隙度。（ ） 12．对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。（ ） 13．贮水率)(βαρμn g s +=也适用于潜水含水层。（ N ） 14．贮水率只适用于三维流微分方程。（ N ） 15．贮水系数既适用承压含水层，也适用于潜水含水层。（ ） 16．在一定条件下，含水层的给水度可以是时间的函数，也可以是一个常数。（ ） 17．潜水含水层的给水度就是贮水系数。（ ） 18．在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中。在补给期时，给水度μ大， 水位上升大，μ小，水位上升小；在蒸发期时，μ大，水位下降大，μ小，水位下降小。（ ） 19．决定地下水流向的是（ ）。（1）压力的大小；（2）位置高低；（3）水头的大 小。 20．地下水可以从高压处流向低压处，也可以从低压处流向高压处。（ ） 同济大学课程考核试卷（A卷） 20 06 — 20 07 学年第二学期命题教师签名：审核教师签名： 课号：030238 课名：地下水动力学(双语) 考试考查：考试此卷选为：期中考试( )、期终考试(√)、重考( )试卷 年级专业学号姓名得分 一. 填空 (20%，每空0.5%) 1. 地下水动力学是研究地下水在、和 学，通常把_______________称为多孔介质。 2. 在渗流场中，取一组_________和一组组成的网格称为流网。 质中流网为正交网。 3. 渗流运动要素包括___ _、、_ ___ 4. 渗透率只取决于___ ____ ___ ，量纲为。 5. 均质与非均质岩层是根据_____________________ 是根据____________________关系划分的。 6. _________一侧。如果入渗补给强度W>0 则为__________；当W=0时，则为____________。 7．地下水向承压水井稳定运动的特点是：流线为指向 ________________；各断面流量______ _。 8．越流因素Ｂ越大，则说明弱透水层的厚度__ _，其渗透系数 __ _。 9．泰斯公式所反映的、每个断面上的水头降速变化规律为：抽水初期水头降速，当时达到，而后又，最后趋于。 10．地下水过水断面包括和所占据的面积；渗透流速是上的速度，而实际速度是的平均速度。 11. 根据过滤器在含水层中进水部位的不同，将不完整井分为：_________，_________和_________三类。 量的大小如何。( ) 6．在非稳定井流中，沿流向断面流量逐渐增大，是由于沿流向水力坡度不断增大的缘故。( ) 三、简述题（英文题请用英文回答，28%） 1．Give a brief introduction to curve-match method that can be used for determining aquifer parameters for an unsteady radial flow in a confined aquifer. （10%） 2. 镜像法中，虚拟井的特征。（8%） 3．图2 型。 四．计算题（英文题请用英文回答，40%） 1．A well is located in a confined aquifer with a conductivity of 14.9m/d and a storativity of 0.0051. The aquifer is 20.1 m thick and is pumped at a rate of 2725m 3/d. What is the drawdown at a distance of 7.0m from the well after 1 day of pumping? (w(1.5*10-4)=8.23, w(2.0*10-4)=7.94, w(2.5*10-4)=7.72) .(10%) 2. 图3中，已知h 1=10m ，H 2=10m ，下部含水层的平均厚度M=20m ，钻孔到河边距离l =2000m ，上层的渗透系数K 1=2m/d ，下层的渗透系数K 2=10m/d 。试求（1）地下水位降落曲线与层面相交的位置；（2）含水层的单宽流量。（15%） 地下水动力学 《邹力芝》部分试题姜太公编 一、名词解释 1.渗透 重力地下水在岩石空隙中的运动 2.渗流 不考虑骨架的存在，整个渗流区都被水充满，不考虑单个孔隙的地下水的运动状况，考虑地下水的整体运动方向，这是一个假想的水流。 3. 渗流量 单位时间通过的过水断面（空隙、骨架）的地下水的体积。 4. 渗流速度 单位通过过水断面（空隙、骨架）的渗流量。 5. 稳定流非稳定流 渗流要素不随时间的变化而变化。 渗流要素随时间而变化。 6. 均匀流非均匀流 渗流速度不随空间而变化。非均匀流分为缓变流和急变流 缓变流：过水断面近似平面满足静水压强方程。 急变流：流线弯曲程度大，流线不能近似看成直线过水断面不能近似平面。7.渗透系数 表征含水量的能力的参数。数值上等于水力梯度为1的流速的大小 8.导水系数 水力梯度为1时，通过整个含水层厚度的单宽流量。 9.弹性释水理论 含水层骨架压密和水的膨胀释放出来的地下水的现象为弹性释水现象，反之为含水层的贮水现象。 10.贮水系数《率》 当承压含水层水头下降（上升）一个单位时，从单位水平面积《体积》的含水层贮体积中，由于水体积的膨胀（压缩）和含水层骨架压密（回弹）所释放（贮存）的地下水的体积。 11.重力给水度 在潜水含水层中，当水位下降一个单位时，从单位水平面积的含水层贮体中，由于重力疏干而释放地下水的体积。 二、填空题 1.地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和岩溶岩石中运动规律 的科学。通常把具有连通性的含水岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。 2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水， 而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。 3.假想水流的密度、粘滞性、运动时在含水层的中所受阻力以及流量和水头都 与真实的水流相同，假想水流充满整个含水层的空间。 4.在渗流中，水头一般是指测压水头，不同的数值的等水头面（线）永远不会 相交。 5.在渗流场中，把大小等于水头梯度值，方向沿着等水头面的法线指向水头降 1. 地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和喀斯特岩石中运动规律的科学。它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量和质量上进行定量评价和合理开发利用，以及兴利除害的理论基础。。 2.流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。 3.渗流速度（比流量）:假设水流通过整个岩层断面（骨架+空隙）时所具有的虚拟平均流速，定义为通过单位过水断面面积的流量。 4. 实际速度：孔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断面的平均流速，其值等于流量除以过水断面上的空隙面积，量纲为L/T。 4.渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。由固体骨架和岩石空隙中的水两者组成 5. 层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。 6.紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。 7.稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时，称为稳定流，否则称为非稳定流。 8.雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力和粘性力的比值。 9.雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。 10.渗透系数:在各项同性介质（均质）中，用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度，称之为渗透系数。 11. 流网：在渗流场中，由流线和等水头线组成的网络称为流网。 12.折射现象:地下水在非均质岩层中运动，当水流通过渗透系数突变的分界面时，出现流线改变方向的现象。 13.裘布依假设：绝大多数地下水具有缓变流的特点。 14. 缓变流：各流线接近于平行直线的运动 14.完整井:贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。 15.非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底和含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。 16.水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。 17.水位降落漏斗:抽水井周围由抽水（排水）而形成的漏斗状水头（水位）下降区，称为降落漏斗。 18.影响半径:是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。 19.有效井半径:由井轴到井管外壁某一点的水平距离。在该点，按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。 20.井损水流经过滤器的水头损失和在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损失，统称为井损。 21.水跃:在实验室砂槽中进行井流模拟实验时发现，只有当井中水位降低非常小 《地下水动力学》 习题集 第一章渗流理论基础 一、解释术语 1. 渗透速度 2. 实际速度 3. 水力坡度 4. 贮水系数 5. 贮水率 6. 渗透系数 7. 渗透率 8. 尺度效应 9. 导水系数 二、填空题 1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。 2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究重力水的运动规律。 3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。 4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。 在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。 5. 在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的 三个分量分别为_ H x ? - ? _、 H y ? - ? _和_ H z ? - ? _。 6. 渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_和_水头H_等等。 7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。 8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。 9. 渗透率只取决于多孔介质的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位 为cm2或da。 10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数，而渗透系数是表征岩层透水能力的参数，影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质，随着地下水温度的升高，渗透系数增大。 11. 导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。 12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。 华北水利水电大学地下水动力学试题2 华北水利水电大学 地下水动力学 一、判断题（每题1分，共20分） 1.渗流即是存在于岩石空隙中的地下水流。（） 2.渗透流速是实际平均流速。（） 3.地下水总是从位置高处向位置低处流动。（） 4.有效孔隙是指互相连通的，不为结合水所占据的那一部分孔隙。（） 5.给水度值的大小只与水位变动带的岩性有关。（） 6.贮水系数的大小与含水层和水的弹性性质有关。（） 7.地下水运动是一维的、二维的还是三维的与所选取的坐标系有关。（） 8.稳定流是时间的函数。（） 9.渗透系数和速度具有相同的量纲。（） 10.导水系数的大小与含水层的厚度无关。（） 11.岩石颗粒愈粗，透水性愈好。（） 12.巨厚粗砂层中夹有粘土透镜体属于非均质各向同性。（） 13.上、下两层含水介质的K值相差愈大，则水流斜向通过界面时，流线偏移的程度也愈大。 （） 14.流网线稀疏，说明水力坡度小，流速小，径流微弱。（） 15.在有垂直入渗的稳定流动中，潜水浸润曲线是等水头线。（） 16.如果弱透水层一定，主含水层的出水能力越大，则越流量就越小。（） 17.地下分水岭可作为研究区的隔水边界。（） 18.河间地块潜水降落曲线的形状是椭圆形曲线。（） 19.水平等厚的承压完整井流，等水头面是一系列同心圆柱面。（） 20.叠加原理只适用于线性方程。（） 二、简答题（每题6分，共30分） 1.何谓弹性水量。（6分） 2.如图所示水文地质模型，地下水为稳定运动，请建立相应的数学模型。（6分） 3．Dupuit公式的假设条件有哪些？（6分） 4．试述潜水完整井流与承压完整井流有哪些不同？（6分） 5. 简述根据非稳定流抽水试验资料，用配线法求参数的主要步骤。（6分） 习题7-1 1、填空题 1.应用映射法时，对虚井有如下要求：虚井与实井的位置对于边界是的；虚井与实井的工作强度应。即相等；虚井的性质取决于性质；虚井与实井的工作时间。 2.有一实井本身为抽水井，那么，对于定水头补给边界进行映射时，所得虚井性质应与实井性质，即虚井为一；如果对于隔水边界进行映射，所得虚井性质则与实井性质，即虚井为一。 3.对于有界含水层的求解，一般把边界的影响用的影响来代替。 4.直线补给边界附近的抽水井，当抽水降落漏斗还没有扩展到边界时，水流为流；当降落漏斗扩展到边界时，水流趋于流。 5.当直线边界的方位未知时。则至少需要个观测孔的资料才能确定边界方位。 6.对直线补给边界附近的抽水井来说，井流量中的补给量占井流量的百分比的大小取决于、和。对一定含水层来说，随的增大，百分比值逐渐减小，但随的延长，百分比却逐渐增大。 2、判断题 7.映射法的基本原则是要求映射后，所得的无限含水层中的渗流问题，应保持映射前的边界条件和水流状态。（） 8.用映射法解决有界含水层问题时，需要将抽水井与观测孔的映象同时映出，然后再进行叠加计算。（） 9.在应用映射法后所绘制的流网图中,直线的补给边界是一条等势线，而隔水边界是一条流线。（） 10.映射发适用于任何类型的含水层，只要将相应类型含水层的井流公式进行叠加即可。（） 11.在半无限含水层中抽水时，抽水一定时间后降深可以达到稳定.（ ） 12.利用s~lgt单对数曲线的形状可以判断边界的存在及其性质。（） 13.边界的存在不仅对抽水时的降落曲线形状的影响，而且对水位恢复时的曲线形状也有类似的影响。（） 14.在有补给边界存在的半无限含水层中抽水时，如有三个以上的观测孔，就可应用稳定流图解法计算含水层的导水系数。（） 3、分析问答题： 15.严格地讲，实际含水层的分布范围都是有限的。那么，在什么情况下，可以把含水层近似视为无限的？ 16.简述映射法的使用原则及方法。 17.为什么说当抽水井到直线边界的距离等于或大于引用影响半径的一 《地下水动力学》 习 题 集 第一章 渗流理论基础 二、填空题 1．地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。 2．地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究 重力水的运动规律。 3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是 有效的。 4. 地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。 在渗流中，水头一般是指 测压管水头 ，不同数值的等水头面(线)永远 不会相交。 5. 在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_H x ?-?_、H y ?-?_和_H z ?-?_。 6. 渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_和_水头H_等等。 7. 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。 8. 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。 9. 渗透率只取决于多孔介质的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位为 cm2或da。 10. 渗透率是表征岩石渗透性能的参数，而渗透系数是表征岩层透水能力的参数，影响渗透系数大小的主要是岩层颗粒大小以及水的物理性质，随着地下水温度的升高，渗透系数增大。 11. 导水系数是描述含水层出水能力的参数，它是定义在平面一、二维流中的水文地质参数。 12. 均质与非均质岩层是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。 13. 渗透系数在各向同性岩层中是_标量_，在各向异性岩层是__量_。在三维空间中它由_9个分量_组成，在二维流中则由_4个分量_组成。 14. 在各向异性岩层中，水力坡度与渗透速度的方向是_不一致_。 15. 当地下水流斜向通过透水性突变界面时，介质的渗透系数越大，则折射角就越_大_。 一、解释术语1、渗透速度2. 实际速度3、水力坡度4. 贮水系数5。贮水6、渗透系数7. 渗透率８. 尺度效应9。导水系数 １.地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石与岩溶岩石中运动规律得科学。通常把具有连通性得孔隙岩石称为多孔介质,而其中得岩石颗粒称为骨架。多孔介质得特点就是多相性、孔隙性、连通性与压缩性。 2.地下水在多孔介质中存在得主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水与重力水,而地下水动力学主要研究重力水得运动规律。 3、在多孔介质中,不连通得或一端封闭得孔隙对地下水运动来说就是无效得,但对贮水来说却就是有效得。 4、地下水过水断面包括_空隙_与_固体颗粒_所占据得面积、渗透流速就是＿过水断面＿上得平均速度,而实际速度就是＿空隙面积上_＿得平均速度。 在渗流中,水头一般就是指测压管水头,不同数值得等水头面(线)永远不会相交。 在渗流场中,把大小等于_水头梯度值＿,方向沿着_等水头面＿得法线,并指向水头_降低_方向得矢量,称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中得三个分量分别为_＿、＿与__。 6、渗流运动要素包括＿流量Q_、＿渗流速度v_、_压强p＿与＿水头Ｈ_等等。 ７。根据地下水渗透速度_矢量方向＿与_空间坐标轴_＿得关系,将地下水运动分为一维、二维与三维运动、 8、达西定律反映了渗流场中得＿能量守恒与转换_定律。 9.渗透率只取决于多孔介质得性质,而与液体得性质无关,渗透率得单位为cｍ2或ｄa。 10、渗透率就是表征岩石渗透性能得参数,而渗透系数就是表征岩层透水能力得参数,影响渗透系数大小得主要就是岩层颗粒大小以及水得物理性质,随着地下水温度得升高,渗透系数增大、 1１。导水系数就是描述含水层出水能力得参数,它就是定义在平面一、二维流中得水文地质参数、 12。均质与非均质岩层就是根据_岩石透水性与空间坐标_得关系划分得,各向同性与各向异性岩层就是根据__岩石透水性与水流方向＿＿关系划分得。 13。渗透系数在各向同性岩层中就是＿标量_,在各向异性岩层就是＿_张量_。在三维空间中它由_9个分量＿组成,在二维流中则由_4个分量_组成。 １4、在各向异性岩层中,水力坡度与渗透速度得方向就是_不一致_、 15、当地下水流斜向通过透水性突变界面时,介质得渗透系数越大,则折射角就越_大_。 1６. 地下水流发生折射时必须满足方程＿＿,而水流平行与垂直于突变界面时则_均不发生折射＿。 1７、等效含水层得单宽流量q与各分层单宽流量qi得关系:当水流平行界面时__,当水流垂直于界面时__。 18、在同一条流线上其流函数等于_常数_,单宽流量等于_零＿,流函数得量纲为__＿_。19。在流场中,二元流函数对坐标得导数与渗流分速度得关系式为_＿。 20、在各向同性得含水层中流线与等水头线_除奇点外处处正交＿,故网格为＿正交网格_。 21、在渗流场中,利用流网不但能定量地确定_渗流水头与压强_、_水力坡度＿、_渗流速度＿以及_流量_,还可定性地分析与了解_区内水文地质条件_得变化情况、 ２２、在各向同性而透水性不同得双层含水层中,其流网形状若在一层中为曲边正方形,则在另一层中为_曲边矩形网格_。 23. 渗流连续方程就是_质量守恒定律_在地下水运动中得具体表现。 24。地下水运动基本微分方程实际上就是_地下水水量均衡_方程,方程得左端表示单位时间内从_水平＿方向与_垂直_方向进入单元含水层内得净水量,右端表示单元含水层在单位时 《地下水动力学》试题库 地下水动力学课程组 石家庄经济学院 2006年3月8日 前言 地下水动力学是我校水文与水资源工程专业、环境工程专业专业的一门重要的专业基础理论课。学习本课程的目的在于掌握地下水运动的基本理论，能初步运用这些基本理论分析水文地质问题，并能建立相应的数学模型和提出适当的计算和模拟方法，对地下水进行定量评价。 《地下水动力学试题库》不仅用于考核学生的学习情况，而且对学生的学习内容、学习方法有一定的引导作用。因此，地下水动力学试题库内容紧紧围绕教学大纲要求，并考虑了以下几点：第一，以基本概念和基本理论为主；第二，正确地理解水文地质概念，避免死板地套用；第三，地下水与环境有着密切联系，必须结合具体的自然地理地质条件，用系统观点考察众多因素对地下水的综合影响；第四，不能满足于字面上的理解，而应勤于思索，弄清实质。 本次地下水动力学试题库的建立，涉及书内全部内容，因此，覆盖面宽。同 时，考虑到教学的重点和难点，在重点章节和重点内容上题量偏重。全库共有试题251题。为综合考察学生对基本概念和基本理论的掌握情况，以及对课本内容的理解和综合能力，共包含五种题型，分别为：名词解释、填空题、判断题、问答题和计算题。 由于编者水平有限，错误之处在所难免，敬请读者批评指正。 编者 2005年12月 目录 第一章渗流理论基础 (1) 第二章地下水向河渠的运动 (9) 第三章地下水向完整井的稳定运动 (12) 第四章地下水向完整井的非稳定运动 (16) 第五章地下水向边界附近井的运动 (18) 第六章地下水向不完整井的运动 (21) 第七章地下水运动中的若干专门问题 (22) 参考文献 (23) 第一章渗流理论基础 一、解释术语 1. 渗透速度 2. 实际速度 3. 贮水系数 地下水动力学试卷：A 一、解释下列术语：（每小题4分，共20分） 渗透系数： 导水系数： 非均质岩层： 贮水系数： 地下水的稳定运动： 二问答题：（每小题10分，共30分） 1. 利用Theis公式确定水文地质参数的配线法的步骤？ 1. 已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其孔隙度为0.15，沿着水流方向的两观测孔A、B间距离l=200m，其水位标高分别为H A=5m，H B=3m，地下水的渗透流速为0.15m/d。试求含水层的渗透系数和地下水实际速度。（10分） 2. 某地区承压含水层厚20m，渗透系数为10m/d，地下水为一维流， 沿地下水流向距离100m的两观测孔地下水位分别是80m和75m，试求单 宽流量。（10分） 3. 在某承压含水层中有两口相距100m的抽水井，井径为0.152m。已知含水层厚9.8m，渗透系数为 4.2m/d，初始水位为17.4m，影响半径为150m。试求抽水量为120m3/d时，井内稳定水位。（10分） 4.一河间地块，已知左右两河相距1000m，左、右两河水位分别为10m、9m，在距左河100m处设有观测孔,该含水层的渗透系数为10m/d，年平均降水量为400mm，入渗系数为0.3，地下水为稳定流。试求：（1）观测孔的水位；（2）求分水岭的位置及分水岭处的水位；（3）求流入左、右河的流量分别是多少。（20分） 《地下水动力学》试卷A-答案 一、解释下列术语（每小题4分，共20分） 渗透系数：水力坡度等于1时的渗透流速。 导水系数：水力坡度等于1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量。 非均质岩层：在渗流场中，所有点具有不同的渗透系数，则称该岩层是非均质的。 贮水系数：在面积为1个单位、厚度为含水层全厚度M的含水层柱体中，当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量。 地下水的稳定运动：地下水运动要素不随时间变化。 二、问答题（每小题10分，共30分） 1. 答: （1）在另一张模数相同的透明双对数纸上绘制实测的s—t/r2曲线或s—t曲线。（3分） （2）将实际曲线置于标准曲线上，在保持对应坐标轴彼此平行的条件下相对平移，直至两曲线重合为止。（3分） 华北水利水电大学 地下水动力学 一、判断题（每题1分，共20分） 1.渗流即是存在于岩石空隙中的地下水流。（） 2.渗透流速是实际平均流速。（） 3.地下水总是从位置高处向位置低处流动。（） 4.有效孔隙是指互相连通的，不为结合水所占据的那一部分孔隙。（） 5.给水度值的大小只与水位变动带的岩性有关。（） 6.贮水系数的大小与含水层和水的弹性性质有关。（） 7.地下水运动是一维的、二维的还是三维的与所选取的坐标系有关。（） 8.稳定流是时间的函数。（） 9.渗透系数和速度具有相同的量纲。（） 10.导水系数的大小与含水层的厚度无关。（） 11.岩石颗粒愈粗，透水性愈好。（） 12.巨厚粗砂层中夹有粘土透镜体属于非均质各向同性。（） 13.上、下两层含水介质的K值相差愈大，则水流斜向通过界面时，流线偏移的程度也愈大。 （） 14.流网线稀疏，说明水力坡度小，流速小，径流微弱。（） 15.在有垂直入渗的稳定流动中，潜水浸润曲线是等水头线。（） 16.如果弱透水层一定，主含水层的出水能力越大，则越流量就越小。（） 17.地下分水岭可作为研究区的隔水边界。（） 18.河间地块潜水降落曲线的形状是椭圆形曲线。（） 19.水平等厚的承压完整井流，等水头面是一系列同心圆柱面。（） 20.叠加原理只适用于线性方程。（） 二、简答题（每题6分，共30分） 1.何谓弹性水量。（6分） 2.如图所示水文地质模型，地下水为稳定运动，请建立相应的数学模型。（6分） 3．Dupuit 公式的假设条件有哪些？（6分） 4．试述潜水完整井流与承压完整井流有哪些不同？（6分） 5. 简述根据非稳定流抽水试验资料，用配线法求参数的主要步骤。（6分） 三、 作图题（每题5分，共10分） 抽水井 补给边界 4.在直线补给边界附近有一抽水井 ,请画出其流网示意图。 17.试绘出下图均质各项同性承压含水层的水头线（水流为稳定二维流） 四、 计算题（共25分） 1.在某平原地区由于地下水埋藏较浅，致使大片农田盐渍化，为了促使耕地种植条件好转， 计划设计两条平行的渠道进行稳定排水，已知条件如图所示。试求：（10分） 一、解释术语1、 渗透速度2、 实际速度3、 水力坡度4、 贮水系数5、 贮水6、 渗透系数7、 渗透率8、 尺度效应9、 导水系数 1.地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石与岩溶岩石中运动规律的科学。通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质,而其中的岩石颗粒称为骨架。多孔介质的特点就是多相性、孔隙性、连通性与压缩性。 2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有吸着水、薄膜水、毛管水与重力水,而地下水动力学主要研究 重力水的运动规律。 3.在多孔介质中,不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说就是无效的,但对贮水来说却就是 有效的。 4、 地下水过水断面包括_空隙_与_固体颗粒_所占据的面积、渗透流速就是_过水断面_上的平均速度,而实际速度就是_空隙面积上__的平均速度。 在渗流中,水头一般就是指 测压管水头 ,不同数值的等水头面(线)永远 不会相交。 在渗流场中,把大小等于_水头梯度值_,方向沿着_等水头面_的法线,并指向水头_降低_方向 的矢量,称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_H x ?- ?_、H y ?- ?_ 与_H z ?- ?_。 6、 渗流运动要素包括_流量Q_、_渗流速度v_、_压强p_与_水头H_等等。 7、 根据地下水渗透速度_矢量方向_与_空间坐标轴__的关系,将地下水运动分为一维、二维与三维运动。 8、 达西定律反映了渗流场中的_能量守恒与转换_定律。 9、 渗透率只取决于多孔介质的性质,而与液体的性质无关,渗透率的单位为cm2或da 。 10、 渗透率就是表征岩石渗透性能的参数,而渗透系数就是表征岩层 透水能力 的参数,影响渗透系数大小的主要就是岩层颗粒大小以及 水的物理性质 ,随着地下水温度的升高,渗透系数增大 。 11、 导水系数就是描述含水层 出水能力 的参数,它就是定义在 平面一、二 维流中的水文地质参数。 12、 均质与非均质岩层就是根据_岩石透水性与空间坐标_的关系划分的,各向同性与各向异性岩层就是根据__岩石透水性与水流方向__关系划分的。 13、 渗透系数在各向同性岩层中就是_标量_,在各向异性岩层就是__张量_。在三维空间中它由_9个分量_组成,在二维流中则由_4个分量_组成。 14、 在各向异性岩层中,水力坡度与渗透速度的方向就是_不一致_。 15、 当地下水流斜向通过透水性突变界面时,介质的渗透系数越大,则折射角就越_大_。 16、 地下水流发生折射时必须满足方程_ 11 22tan tan K K θθ= _,而水流平行与垂直于突变界面时则 _均不发生折射_。 17、 等效含水层的单宽流量q 与各分层单宽流量qi 的关系:当水流平行界面时_1 n i i q q ==∑_, 当水流垂直于界面时_ 12n q q q q ====L _。 2014考研《地下水动力学》考试大纲 一、考试形式和试题类型 1. 试卷满分及考试时间 试卷满分为100分，考试时间为120分钟． 2、考试方式： 闭卷、笔试。 3、考试范围及试题类型： 考试内容主要有：（1）渗流理论基础；（2）地下水向河渠的稳定运动；（3）地下水向完整井的稳定运动；（4）地下水向完整井的非稳定运动；（5）地下水向边界附近井的稳定和非稳定运动。其它内容如地下水向非完整井的运动、非饱和带的地下水运动、地下水非线性运动、裂隙水运动、水动力弥散理论和地下水运动的实验模拟方法等，不作为考试的重点。重点考核地下水运动的基本概念、基本原理和方法。 题目类型有名词解释、简答题、绘制流网、分析论述和计算题等，其中计算题占试题总分数的60%。 4、教材及参考书 （1）薛禹群主编，《地下水动力学》（第二版），地质出版社，1997； （2）吴吉春，薛禹群主编，《地下水动力学》，中国水利水电出版社，2008 （3）其它《地下水动力学》教材亦可。 二、地下水动力学主要考核内容 一、渗流理论基础 1、考试内容 渗流的基本概念、渗流基本定律、岩层透水特征分类、渗透系数张量、等效渗透系数、流网、渗流连续性方程、承压水运动的基本微分方程、越流含水层（半承压含水层）中地下水非稳定运动基本微分方程、潜水运动的基本微分方程、定解条件、描述地下水运动数学模型及解法。 2、考试要求 （1）掌握渗流的基本概念，包括多孔介质、渗流、渗流速度、渗透系数、渗透率、导水系数、给水度、弹性给水度（储水系数或释水系数）、储水率、渗透系数张量、越流系数、水流折射、等效渗透系数、流网等； （2）掌握渗流的基本定律（达西定律），并能用其进行相关计算； （3）掌握流网的性质及其应用，能够徒手绘制地下水稳定运动的流网，能够用流网定性和定量分析水文地质条件； （4）掌握渗流连续性方程、地下水非稳定运动基本微分方程和定解条件，能够依据给定的水文地质物理模型，建立描述地下水运动的数学模型及定解条件； （5）了解求解地下水数学模型的有限差分方法。 二、河渠间地下水的稳定运动 1、考试内容： 有入渗时潜水的稳定运动、无入渗时潜水的稳定运动、承压水的稳定 一、试讨论潜水含水层中的导水系数与给水度之间的关系。（10分) 二、试说明下列概念及相互关系：渗透流速、地下水流速。（10分) 三、试论述潜水含水层中按规范进行的稳定流抽水试验是否可求给水度。（20分） 四、试论水均衡法与数值法在计算中有何异同。（20分） 五、如题五图所示，假定河床切割深度为X，河水位至潜水含水层隔水底板的高度为H1，潜水均质含水层的渗透系数为K。试讨论，在河岸旁距离L处有一完整井以定水位H0抽水时，河床切割深度对完整井抽水量的影响。（20分） 六、如题六图所示，为一垂直剖面，河床切割含水岩层，此含水岩层分为上、下两层，下层含水层厚度为M，渗透系数较上层的小，假定A点的水位是固定的。试示意绘出不同河水位时的河流左岸侵润曲线，并加以讨论。（20分） 一、说明地下水渗透流速与实际流速的意义和关系。在进行地下水的溶质运移计算时，应采用哪种流速？为什么？（10分） 二、假设在潜水的平面稳定流动中，忽略垂向分速度，试推导和讨论隔水底板对潜水面的影响。（15分） 三、如图所示，在扇形区域内有一井，若用映射法求解此问题，问θ为何种角度才可求解，它们对边界的性质（补给边界或隔水边界）有无要求？（15分） 四、在未切割整个潜水含水层的河流岸边取水，除考虑河流的流量、河水位、河床淤积外，在计算其对开采井的开采流量时，对河流补给量计算，还应考虑哪些因素？试加以说明。（20分） 五、某冲积扇地区，在粘性土隔水层分布起始地段，潜水与承压水的水头线几乎一致，当钻孔位置A点开采承压水，形成降落漏斗如图所示，若位置移至B点开采承压水时，部分影响已经超过隔水层，此时降落漏斗形状应如何？试绘图表示。（20分） 六、在承压水超采的情况下，承压水水位H2已比上层潜水水位H1低，若不考虑水平方向的迳流坡度混采井串通上下两层时，（1）试计算潜水通过钻孔注入承压含水层的流量；（2）若从混采井抽出一定的流量Q，试分析该流量来自哪个含水层，建立数学表达式来表示。（20分） 习题二 裘布依微分方程的应用 1．在均质、各向同性的岩层中，地下水为稳定的二维流动，且无入渗、无蒸发(W=0)。试判断下列两图(习题6—1图a 、b)的水头线形状是否正确?并用裘布依微分方程 () dH dH q Kh Q KA dS dS =-=-或证明。 2．以下各图(习题6—2图)所示的含水层均为无入渗、无蒸发(W=0)的二维稳定流动。岩层为均质各向同性。试根据裘布依微分方程和水流连续性原理证明两钻孔间的水头线 形状．并诈确地绘在图卜(标明是凹形、凸形或直线)。 3．如习题6—3图a 、b 所示为均质、各向同性的承压含水层，厚度沿流向变化(见习题6—3图a 中的l 、3、5段分别为等厚含水层，且1、5段的厚度相等)，地下水为稳定的二维流动。试应用习题6—2相同的原理，正确地画出承压含水层的水头线，并标明形状(凹形、凸形或直线)。 习题三 均匀稳定入渗的潜水二维流动 1．某水库区经过水文地质工作后，得到如习题7—1图所示的水文地质剖面图(均质、稳 定的二维流)，已知河l 水位H 1=40m,河2水位H 2=35 m ，水平隔水底板的标高Z=20m ，孔3的水位H 3=41.28m 。河间地段长度l=1 000m ，孔3至河l 距离l 1=l00m 。 (1)如在河1修建水库并蓄水至库水位H ，1=5000 m ，该水库是否会向邻谷渗漏?(渗透系数K 值和入渗强度W 未知，假定大气降水入渗强度是均匀和稳定的) (2)若K=10 m ／d ，问水库与地下水问的补给量为多少? (3)若入渗停止，水库是否会渗漏?若渗漏，求其渗漏量。 2．习题7一l 图所示的河间地块，河l 蓄水后H ，1远大于河2水位H 2.有人说：该河问地 块若无人渗补给，水库一定向河2渗漏；但若有入渗补给，则水库就不会向河2渗漏，你认为这句话正确吗? 3．习题7—1图条件下，若存在分水岭，试说明分水岭处断面的水力特征(水力梯度，通 过该断面的流量等)。用水均衡法推导出计算分水岭位置的公式。 4．确定河l 库水位的极限高度(不造成水库渗漏的最高水位)。为确定该值，野外工作需 要收集什么资料? 5．习题7—1图所示的条件，若改变河间地块含水层的K 值，当有入渗补给和无入渗补给这两种不同条件下的水头线是否都发生变化? 习题四 非均质含水层中地下水的稳定流动 1．在习题8—1图a 、b 所示的承压含水层中，试画出两钻孔之间的水头线，并说明理由。 2．习题8—2图中，上部为灰岩含水层，下部为页岩隔水层，岩层产状水平，2号断层为倾角接近90。的导水断层，若要在2号断层与河3的正中间(S 一500m)打水文地质孔(S 号孔)，请根据已有水文地质资料计算S 号孔的水位标高Hs(近似考虑平面上流线为直线，且平行，含水层为均质各向同性)。 已知：Z l 一50m ，Z 2—40m ，H 1=80m ，H 3=57m ，l 1=2000m ，l 2=1=000m ，S=500m 。 求：S 号孔的水位标高Hs 。 3.某双层结构的河间地段，水库边岸产生滑坡，上层下滑到下层，并隔开下层与库连通(见习题8—3图)。已知K 1=0.2m ／d ，K 2=20m/d,Z 1=15m,Z 2=3.5m,H 1=5.5m,H 2=6.5m l 1=2m,l 2=134m. 若考虑为剖面二维流，求水库向邻谷的渗漏量。 4．如习题8～4图中，已知：K 1=2 m/d ,K 2=10 m/d , h 1=10 m ,h 2=10 m ,M=20 m , l=2000m.求q 及水头线与层面相交的位置。 5．如习题8—5图所示为部分地区有灌溉渗入的河间地段，隔水底板水平，平面上流线平行，h 1=h 2=30m h 3=47m ,l=2000m ,渗入带长度l 1=1000m ,l 2=500m 。若考虑含水层为均质各向同性，求比值W ／K 。 6．习题8—6图所示为一非均质河问地块，设中间断面是K 。和Kz 的分界面，且KI>K2，均匀入渗，平面上流线平行，隔水底板水平。两河的河水位相等，即h 。一矗z 。问：分水岭是否在中间?向哪侧偏?导出偏心距离e(地下分水岭与河间地段正中断面之问的距离)的方程。 习题五 泰斯条件的井流计算水文地质学和地下水动力学试题
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