地下水動力學第一講-閱讀頁
2025-05-14 05:36本頁面
【正文】 [T1]。 M39。σ39。112 ??????? σM39。M39。 ( HAQq22 市政系水資源與水工研究所 —— 馬長明 地下水動力學講稿 地下水動力學理論、數(shù)值技術(shù)與軟件應(yīng)用 —— 理論基礎(chǔ) 2）越流因素 B 越流因素為越流方程中整理出的系數(shù)，其定義為： 量綱： [L]。 B越大，越流量越小，對完全隔水層 B = ∞。 K39。M39。KMσ39。 SS* μKMμMKμTa ?????yy μMKμTa ???24 市政系水資源與水工研究所 —— 馬長明 地下水動力學講稿 地下水動力學理論、數(shù)值技術(shù)與軟件應(yīng)用 —— 理論基礎(chǔ) （二）滲流、流網(wǎng) 滲流模型 （ 1）典型單元體（ Representative element volume） REV （見教材 p. 8） （ 2）滲流模型（見教材 ） （ 3）滲流速度與地下水平均流速間的關(guān)系（教材 pp. 910） 1）滲流速度 2）地下水斷面平均流速 3）地下水流速 —— 孔隙點處的實際流速值 AQv ?nvAQuv??25 市政系水資源與水工研究所 —— 馬長明 地下水動力學講稿 地下水動力學理論、數(shù)值技術(shù)與軟件應(yīng)用 —— 理論基礎(chǔ) 流網(wǎng) —— 滲流表示與研究的幾何方法 （ 1）流函數(shù)與勢函數(shù)（對二維流動） 1）流線定義 ∴ 沿流線有： 對各向同性含水層，有 Kxx = Kyy = K，令函數(shù) ψ（ x,y）滿足： 則有： 沿流線 ψ（ x,y） = const，故稱之為流線?？梢妼|(zhì)含水層，等勢線即等水頭線 H（ x,y） = Const。 1）在均質(zhì)含水層的流網(wǎng)中，等勢線與等流線正交 在均質(zhì)各向同性含水層中，流線與等水頭線正交 2）在均質(zhì)各向同性含水層中，流網(wǎng)中的 網(wǎng)格上每一邊長的比值為常數(shù)（見教材 p. 25） 3）通過流網(wǎng)的單寬流量 Δq 0)()()( ??????????????????? yHKxHKxHKyHKψ yyxxxxyy??0???? HψΔψΔHKd ψdHKdlds ????ΔSΔlHKΔlKJΔq ?????? 128 市政系水資源與水工研究所 —— 馬長明 地下水動力學講稿 地下水動力學理論、數(shù)值技術(shù)與軟件應(yīng)用 —— 理論基礎(chǔ) 4）兩個透水性不同的介質(zhì)間流網(wǎng)的變化 i）越過透水性突變界面的水流折射 —— 折射定律 對具有滲透系數(shù)為 K K2的兩含水層的交界面，在交界面上滿足： ii）不同透水性質(zhì)間含水層流網(wǎng)的變化 5）流網(wǎng)的應(yīng)用（見教材 p. 27） 思考題：流網(wǎng)如何作出，以教材圖 12 127或 128為例寫出步驟。 對均質(zhì)各向同性含水層： 其中越流因素 B定義為： tHTμBHHBHHyHxH *????????????2222112222tHμMHHKMHHKyHTyxHTx*??????????????????????????????222111111KTMB ?222KTMB ?32 市政系水資源與水工研究所 —— 馬長明 地下水動力學講稿 地下水動力學理論、數(shù)值技術(shù)與軟件應(yīng)用 —— 理論基礎(chǔ) （ 3）潛水含水層的運動方程 1） Dupuit（裘布依）假設(shè) 1863年， Dupuit對潛水面的坡度很小，提出潛水含水層滿足（ 如圖所示 ）： 滲流寬度 B的流量滿足： 由此假設(shè)，對具有水平隔水層的潛水含水層，則含水層厚度 h（ x， y， t） 2） Dupuit的誤差 H ( x , y , t )) H (x , y , z , t。 H(xdydHK h BQ。 iiihhHhh????????? ??? 2222212220H — 斷面平均水頭。 （ 2） 定解條件 ：對具體地下水流動的問題要解決運動隨時空的變化關(guān)系，需要給定： 1） 計算區(qū)域； 2）區(qū)域的 水文地質(zhì)參數(shù)： K， M，（ T）， W， μS（ μy）等； 3）邊界條件：邊界的輸入與輸出關(guān)系； 4）初始條件：研究的初始狀態(tài)。 （ 4）邊界條件的分類（見教材 pp. 4041） 1）第一類邊界條件（ Dirichlet 條件） 2）第二類邊界條件（ Neumann條件） 3）第三類邊界條件（混合邊界條件） 01 HH ??02????nH03??????? ???ΓbHnHa37 市政系水資源與水工研究所 —— 馬長明 地下水動力學講稿 地下水動力學理論、數(shù)值技術(shù)與軟件應(yīng)用 —— 理論基礎(chǔ) （ 5）邊界條件給定舉例 1） 例一 、河流底層的弱透水層與承壓含水層（單寬）邊界條件 在上隔水層 S1，有邊界條件： 在下隔水層 S2上，有邊界條件： 在河流邊界上，滿足： 2） 例二 、均質(zhì)潛水含水層的井流邊界條件的給定 在上游 C1上： 在井壁 C4上： 在潛水面 C2上（穩(wěn)定流動）： （對非穩(wěn)定流動見教材 p. 43） 01???ΓnH03??????? ?????Γnσ HHMnHT02???ΓnH05???CnH01 HH C ?wC hH ?4zH C ?3z( x )H C* ?2 02*???CnH 在井壁上部滲出面 C3上： 在隔水邊界 C5上： 38 市政系水資源與水工研究所 —— 馬長明 地下水動力學講稿 地下水動力學理論、數(shù)值技術(shù)與軟件應(yīng)用 —— 理論基礎(chǔ) 地下水問題的數(shù)學模型 （ 1）物理模型 對一具體的天然地質(zhì)體，經(jīng)過忽略次要因素，抓住主要問題，對地質(zhì)、水文地質(zhì)條件加以概化后所得到的模型。 （ 3）模型的識別與校正 對數(shù)學模型所得模擬結(jié)果與實驗觀測結(jié)果進行比較驗證，以確定所建數(shù)學模型能否正確反映實際地質(zhì)體的地下水流動特征，該過程稱之謂識別。 （ 3）確定性模型與隨機模型： 用具有一定統(tǒng)計特征的隨機量而形成的隨機方程構(gòu)建的數(shù)學模型 —— 隨機模型。 研究區(qū)域：河流邊界（ AD）；不透水巖基；具抽水區(qū)較遠的上游 AB與下游 CD流線面邊
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