第三章复习思考题答案《地下水动力学》1.自然界什么条件可以形成地下水(承压含水层和潜水含水层)一维稳定流动?>>自然界中可以形成地下水(承压含水层)一维稳定流动的条件:均质、等厚、等宽、隔水底板水平的承压含水层,若存在两条平行且切穿含水层的河流,当水位稳定足够时间后,地下水可形成一维稳定流动。>>自然界中也有可能形成地下水(潜水含水层)一维稳定流动。2.自然界什么条件可以形成地下水(承压含水层和潜水含水层)剖面二维)(x,z)稳定流动?>>自然界中可以形成地下水(承压含水层)剖面二维稳定流动的条件:均质、等厚、等宽、隔水底板倾斜或弯曲的承压含水层,若存在两条平行且切穿含水层的河流,当水位稳定足够时间后,地下水可形成剖面二维稳定流动。>>自然界中可以形成地下水(潜水含水层)剖面二维稳定流动的条件:均质、等厚、等宽的潜水含水层,地下水可形成剖面二维稳定流动。3.什么条件下的稳定流水头线(或浸润曲线)与渗透系数无关?为什么?均质各向同性承压含水层中地下水稳定流的水头线(或浸润曲线)由及其边界条件确定。显然水头线方程与渗透系数无关。0222zHyHxH及其边界条件确定。显然,当W=0,即无蒸发、无入渗条件下,均质各向同性潜水含水层中地下水稳定流的水头线(或浸润曲线)与渗透系数无关;而当W≠0,即蒸发或入渗条件下,均质各向同性潜水含水层中地下水稳定流的水头线(或浸润曲线)与渗透系数有关。0WyhhyhxhhxhK均质各向同性潜水含水层中地下水稳定流的水头线(或浸润曲线)由可知沿流向将变大。所以水头线H为一上凸的曲线。4.试分析底坡i>0、i=0和i<0条件下均质潜水含水层二维流的浸润曲线出现的凹、凸和直线形状的可能性。对于底坡i=0和i<0条件下均质潜水含水层二维流,渗流宽度不变,而渗流厚度h沿流向变小。而根据渗流连续性原理,可知q=常量。那么,由裘布依微分方程xHKhqxH可知当h变小时,沿流向将变大,水头线H为一上凸且逐渐变弯的曲线;当h不变时,沿流向将不变,水头线H为一直线;当h变大时,沿流向将变小,水头线H为一下凹且逐渐变平的曲线。对于底坡i>0条件下均质潜水含水层二维流,渗流宽度不变,而渗流厚度h沿流向可能变小、不变或变大。根据渗流连续性原理,可知q=常量。那么,由裘布依微分方程xHKhqxHxHxH5.试建立图3-3-1所示的均质、等厚承压含水层,平面流线辐射形(平面二维流)稳定流的流量和水头线方程。图3-3-1承压含水层平面辐射流首先,建立如图所示的坐标系。根据偏微分形式的达西定律,任意断面的流量HxdxdHKAQBMA其中xlBBBB21112那么式1可变为dxdHxlBBBKMQ)(211对式2进行分离变量,并由断面1到断面2作积分,得2121101HHldHdxxlBBBKMQ式中:Q、K、M、B1、B2、l都是常数。那么,对上式进行积分后,得流量方程为)/ln())((121221BBlBBHHKMQ求水头线方程,可利用1-2断面和1-x断面分别写为Q1和Q2的流量方程,再根据水均衡原理,Q=Q1=Q2,则得到水头线方程BBBBBBBBxlHHHH121211211lnlnlnlnlhhWKl22022max邻6.如何得到欲修建水库水位的极限高度值hmax(不发生渗漏)?其大小与哪些水文地质条件有关?欲修建水库的水位的极限高度值hmax(不发生渗漏)由下式确定22max临hKWlh即1由式1可知,Hmax的大小与下述水文地质条件有关:>>K愈大,愈容易发生渗漏;>>渗流途径l越小,即水库与临河之间距越短,越容易发生渗漏;>>入渗补给量W愈小,愈容易渗漏;>>临河水位h临愈小,愈容易渗漏。7.在式3-1-22与3-1-23之间有一段文字,“若引进裘布依假定(实际上,此条件下并非处处满足裘布依假定)……”读者如何理解?何处不满足裘布依假定?>>由于裘布依假定是在渗流的垂直分流速远远小于水平分流速条件下,而忽略垂直分流速所获得的。因此,裘布依假定不能用在垂直分流速比较大而不能忽略的情况。>>在地下水分水岭处的铅直面十分接近流面或者就是流面,当然就不可能将其假定为等水头面。因此,地下水分水岭附近不满足裘布依假定。另外,在地下...