水文地質(zhì)參數(shù)的計(jì)算(2)-閱讀頁
2025-05-30 07:56本頁面
【正文】 系數(shù) m、田間灌溉入滲補(bǔ)給系數(shù)以及井灌回歸系數(shù)的計(jì)算方法如下。 表 7 － 3 渠系滲漏補(bǔ)給系數(shù) m 值表① ① 引自水利電力部水文局，中國水資源評價(jià)。 ? 試驗(yàn)時(shí)，在田地上布設(shè)專用觀測井。經(jīng)過△ t時(shí)段后，測得試驗(yàn)區(qū)地下水位平均升幅△ h，則： /r hFhh Qt?? ? ? ??? ??灌? 式中： hr— △ t時(shí)間段內(nèi)灌溉入滲補(bǔ)給量（ m3）； ? h灌 — △ t時(shí)間段內(nèi)總灌溉水量（ m3）； ? μ — 給水度； △ t— 計(jì)算時(shí)段（ s）； ? △ h— 計(jì)算時(shí)段內(nèi)試驗(yàn)區(qū)地下水位平均升幅（ m）； ? Q— 單位時(shí)間內(nèi)流入試驗(yàn)區(qū)的灌水流量（ m3/s）； ? F— 試驗(yàn)區(qū)面積（ m2）。 表 7 － 4 田間灌溉入滲補(bǔ)給系數(shù) β 井 值表① 巖性 地下水 埋深 灌水定額 （ m3/ 畝） 亞粘土 亞砂土 粉細(xì)砂 黃土 黃土狀亞粘土 40 ～ 70 0 . 1 5 ～ 0 . 1 8 0 . 1 0 ～ 0 . 2 0 70 ～ 1 0 0 0 . 1 5 ～ 0 . 2 5 0 . 1 5 ～ 0 . 3 0 0 . 2 5 ～ 0 . 3 5 0 . 1 5 ～ 0 . 2 5 4m 100 0 . 1 5 ～ 0 . 2 7 0 . 2 0 ～ 0 . 3 5 0 . 3 0 ～ 0 . 4 0 0 . 2 0 ～ 0 . 3 0 40 ～ 70 0 . 0 8 ～ 0 . 1 4 0 . 1 2 ～ 0 . 1 8 70 ～ 1 0 0 0 . 1 0 ～ 0 . 2 2 0 . 1 5 ～ 0 . 2 5 0 . 2 0 ～ 0 . 3 0 0 . 1 5 ～ 0 . 2 0 0 . 1 5 ～ 0 . 2 0 4m ～ 8m 100 0 . 1 0 ～ 0 . 2 5 0 . 1 5 ～ 0 . 3 0 0 . 2 5 ～ 0 . 3 5 0 . 2 0 ～ 0 . 2 5 0 . 2 0 ～ 0 . 2 5 40 ～ 70 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 5 ～ 0 . 1 0 70 ～ 1 0 0 0 . 0 5 ～ 0 . 1 5 0 . 0 6 ～ 0 . 1 5 0 . 0 5 ～ 0 . 2 0 0 . 0 6 ～ 0 . 1 0 0 . 0 5 ～ 0 . 1 3 8m 100 0 . 0 5 ～ 0 . 1 8 0 . 0 6 ～ 0 . 2 0 0 . 1 0 ～ 0 . 2 5 0 . 0 6 ～ 0 . 1 3 0 . 0 5 ～ 0 . 1 5 ① 引自水利電力部水文局，中國 水資源評價(jià)。 ? 井灌回歸系數(shù) β 井是指灌溉水回歸量與灌水量的比值，其測定方法與灌溉入滲補(bǔ)給系數(shù)相同。井灌回歸系數(shù)一般取值范圍 ～ 。 ? 水動(dòng)力彌散系數(shù)是一個(gè)與流速及多孔介質(zhì)有關(guān)的張量，具有方向性，即使在各向同性介質(zhì)中，沿水流方向的縱向彌散系數(shù)（ DL）和垂直水流方向的橫向彌散系數(shù)（ DT）也不相同，但天然條件下，大多數(shù)地下水垂向上的水流運(yùn)動(dòng)很小，彌散作用可忽略。 ? 當(dāng)?shù)叵滤魉佥^大時(shí)，分子擴(kuò)散系數(shù)可以忽略。 二、水動(dòng)力彌散系數(shù)的確定方法 ? 彌散系數(shù)的測定大都采用示蹤劑在含水層中的彌散曲線來求解，也可通過室內(nèi)彌散試驗(yàn)確定，但大量資料表明，實(shí)驗(yàn)室模擬與野外測量得到的彌散度有數(shù)量級(jí)上的差異（一般是室內(nèi)測定值偏?。F(xiàn)在已開始研究利用尺度效應(yīng)分維來描述縱向彌散度隨尺度增加而增大的規(guī)律。在 t0時(shí)刻整個(gè)土柱中的溶液均勻分布，濃度為零，在進(jìn)水端瞬時(shí)注入示蹤劑，則溶質(zhì)遷移的規(guī)律可用如下方程描述： ? ? ? ?1 22m a x m a xm a xe x p 14RRRPK t tt????????2m a x RPe x p ( 1 )4tRRRCKCtC t??? ? ?????RuttX?uXPD?式中： C— t時(shí)刻計(jì)算點(diǎn)的濃度 Cmax— 觀測點(diǎn)的峰值濃度； X— 計(jì)算點(diǎn)的坐標(biāo)； t— 時(shí)間； D— 彌散系數(shù)（ m2/d）； u— 地下水的實(shí)際流速； 1212m a x ( 1 )Rt P P??? ? ?為峰值到達(dá)時(shí)間。 （ 2）試驗(yàn)步驟 ? ① 裝試樣。把供水瓶與試樣底部的出水口相連，打開閥門由下而上充水，使試樣中空氣排出。上下游的定水頭用于控制土柱內(nèi)的滲透速度。根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)的出水量與裝樣筒橫截面積的比值求出滲透速度； ? ④電極點(diǎn)。 1 23456789實(shí)驗(yàn)裝置圖 1— 定水頭供水瓶； 2— 裝示蹤劑瓶 。 4— 裝樣筒； 5— 電極； 6— 電導(dǎo)率儀； 7— 測壓管； 8— 過濾板； 9— 出水管 （ 3）資料整理 ? ① 在直角坐標(biāo)系和半對數(shù)坐標(biāo)系中分別繪制各電極點(diǎn) C/C0～t曲線（圖 7－ 7）； ? ②用直角坐標(biāo)曲線求參數(shù)； ? 在圖中找出 C/C0值分別等于 ，按下式計(jì)算水動(dòng)力彌散系數(shù) D。 C / C 0t t t圖 7－ 7 C/C0～ t關(guān)系曲線 ? 野外彌散試驗(yàn)是在沿地下水流向上布置的試驗(yàn)井組中進(jìn)行。主要的方法有單井脈沖法、多井法和單井地球物理法等。 （ 1）數(shù)學(xué)模型及其解 ? 設(shè)在含水層的 xy平面上，存在達(dá)西流速的一維流動(dòng)。當(dāng) t=0，在原點(diǎn)（ 0， 0）處有一注入井，向單位厚度含水層中瞬時(shí)注入質(zhì)量為 m的示蹤劑，這一問題的數(shù)學(xué)模型是： 2222( , ) , 0( , , ) 0 , 0 , 0( , , ) ( , , ) 0 00LTC C C CD D u x y tt x y xC x y t x y tC y t C x t tn C dx dy m t? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ????? ? ?? ? ???? ? ??????? 式中： t— 示蹤劑投放的時(shí)段； ? C（ x， y， t） — 在 t時(shí)刻的（ x， y）處減去背景值的示蹤劑濃度； ? u— 地下水實(shí)際流速； ? DL— 縱向彌散系數(shù)； ? DT— 橫向彌散系數(shù)； ? n— 含水介質(zhì)的孔隙度； ? m— 單位厚度含水層上投放示蹤劑的質(zhì)量。 ? 根據(jù)投源井到監(jiān)測井的距離和示蹤劑從投源井到監(jiān)測井的時(shí)間（一般選取監(jiān)測井中示蹤劑出現(xiàn)初值與峰值出現(xiàn)時(shí)間的中間值）可近似地計(jì)算出地下水流速。對不同水文地質(zhì)條件及示蹤劑投放方式的彌散試驗(yàn)可選擇不同的方法求解水動(dòng)力彌散系數(shù)。逐點(diǎn)求參法的原理：設(shè)有 2個(gè)時(shí)刻 t t2，對應(yīng)的濃度為 C C2，利用下式可以得到縱、橫向水動(dòng)力彌散系數(shù)： 221 2 1 2111222( ) ( )4 l n( )Lt t x u t tDCtttCt???221111()e xp [ ]42T LLx utmDDtnC t D??? ?????????式中： u— 滲流的實(shí)際速度（ m/d）； C1： t1時(shí)刻示蹤劑濃度 。 根據(jù)各監(jiān)測井的監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用式上式便可得到 DL與
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