地下水动力学习题及答案--李Word文档格式.doc
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25.越流因素Ｂ越大，则说明弱透水层的厚度_越大_，其渗透系数_越小_，越流量就_越小_。
26.单位面积（或单位柱体）含水层是指_底面积为1个单位_，高等于_含水层厚度_柱体含水层。
27.在渗流场中边界类型主要分为_水头边界_、_流量边界_以及_水位和水位导数的线性组合_。
四、分析计算题
1.试画出图1－1所示的各种条件下两钻孔间的水头曲线。
已知水流为稳定的一维流。
图1－1
2.在等厚的承压含水层中，过水断面面积为400m2的流量为10000m3/d，含水层的孔隙度为0.25，试求含水层的实际速度和渗透速度。
解：
3.已知潜水含水层在1km2的范围内水位平均下降了4.5m，含水层的孔隙度为0.3，持水度为0.1，试求含水层的给水度以及水体积的变化量。
4.通常用公式q=α（P－P0）来估算降雨入渗补给量q。
式中：
α—有效入渗系数；
P0—有效降雨量的最低值。
试求当含水层的给水度为0.25，α为0.3，P0为20mm，季节降雨量为220mm时，潜水位的上升值。
解：
5.已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为15m/d，孔隙度为0.2，沿着水流方向的两观测孔A、B间距离l=1200m，其水位标高分别为HA=5.4m，HB=3m。
试求地下水的渗透速度和实际速度。
6.在某均质、各向同性的承压含水层中，已知点P（1cm，1cm）上的测压水头满足下列关系式：
H=3x2+2xy+3y2+7，公式中的H、x、y的单位均以米计，试求当渗透系数为30m/d时，P点处的渗透速度的大小和方向。
根据达西定律，有：
由于
所以，
在P点处的渗透速度值为：
方向为：
7.已知一承压含水层，其厚度呈线性变化，底板倾角小于20°
，渗透系数为20m/d。
A、B两断面处的承压水头分别为：
（1）HA=125.2m，HB=130.2m；
（2）HA=130.2m，HB=215.2m。
设含水层中水流近似为水平流动，A、B两断面间距为5000m，两断面处含水层厚度分别为MA=120m，MB=70m，试确定上述两种情况下：
（1）单宽流量q；
（2）A、B间的承压水头曲线的形状；
（3）A、B间中点处的水头值。
8.在二维流的各向异性含水层中，已知渗透速度的分量Vx=0.01m/d，Vy=0.005m/d，水力坡度的分量Jx=0.001，Jy=0.002，试求：
（1）当x、y是主渗透方向时，求主渗透系数；
（2）确定渗流方向上的渗透系数Kv；
（3）确定水力梯度方向上的渗透系数Kj；
（4）确定与x轴方向成30°
夹角方向上的渗透系数。
9.试根据图1－2所示的降落漏斗曲线形状，判断各图中的渗透系数K0与K的大小关系。
图1－2
10.试画出图1－3所示各图中的流线，并在图（c）中根据R点的水流方向标出A、B两点的水流方向。
图1－3
11.有三层均质、各向同性、水平分布的含水层，已知渗透系数K1=2K2，K3=3K1，水流由K1岩层以45°
的入射角进入K2岩层，试求水流在K3岩层中的折射角θ3。
12.如图1－4所示，设由n层具有相同结构的层状岩层组成的含水层，其中每个分层的上一半厚度为M1，渗透系数为K1，下一半厚度为M2，渗透系数为K2，试求：
（1）水平和垂直方向的等效渗透系数Kp和Kv；
（2）证明Kp＞Kv。
图1－4
13.图1－5为设有两个观测孔（A、B）的等厚的承压含水层剖面图。
已知HA=8.6m，HB=4.6m，含水层厚度M=50m，沿水流方向三段的渗透系数依次为K1=40m/d，K2=10m/d，K3=20m/d，l1=300m，l2=800m，l3=200m。
试求：
（1）含水层的单宽流量q；
（2）画出其测压水头线；
（3）当中间一层K2=50m/d时，重复计算
（1）、
（2）的要求；
（4）试讨论以上计算结果。
图1－5
14.某渗流区内地下水为二维流，其流函数由下式确定：
ψ=2（x2－y2）已知ψ单位为m2/d，试求渗流区内点P（1，1）处的渗透速度（大小和方向）。
第二章地下水向河渠的运动
一、填空题
1.将单位时间，单位面积_上的入渗补给量称为入渗强度.
2.在有垂直入渗补给的河渠间潜水含水层中，通过任一断面的流量不等。
3.有入渗补给的河渠间含水层中，只要存在分水岭，且两河水位不相等时，则分水岭总是偏向_水位高_一侧。
如果入渗补给强度W>
0时，则侵润曲线的形状为_椭圆形曲线_；
当W<
0时，则为_双曲线_；
当W=0时，则为_抛物线_。
4.双侧河渠引渗时，地下水的汇水点靠近河渠_低水位_一侧，汇水点处的地下水流速等于_零__。
5.在河渠单侧引渗时，同一时刻不同断面处的引渗渗流速度_不等_，在起始断面x=0处的引渗渗流速度_最大_，随着远离河渠，则引渗渗流速度_逐渐变小_。
6.在河渠单侧引渗中，同一断面上的引渗渗流速度随时间的增大_逐渐变小_，当时间趋向无穷大时，则引渗渗流速度_趋于零_。
7.河渠单侧引渗时，同一断面上的引渗单宽流量随时间的变化规律与该断面上的引渗渗流速度的变化规律_一致_，而同一时刻的引渗单宽流量最大值在__x＝0_，其单宽渗流量表达式为___。
二、选择题
1.在初始水位水平，单侧引渗的含水层中，距河无限远处的单宽流量等于零，这是因为假设。
（
（1）（4））
（1）含水层初始时刻的水力坡度为零；
（2）含水层的渗透系数很小；
（3）在引渗影响范围以外的地下水渗透速度为零；
（4）地下水初始时刻的渗透速度为零。
2.河渠引渗时，同一时刻不同断面的渗流量（
（2））；
随着远离河渠而渗流量（
（4））。
（1）相同；
（2）不相同；
（3）等于零；
（4）逐渐变小；
（5）逐渐变大；
（6）无限大；
（7）无限小。
三、计算题
1.在厚度不等的承压含水层中，沿地下水流方向打四个钻孔（孔1、孔2、孔3、孔4），如图2—1所示，各孔所见含水层厚度分别为：
M1=14.5，M2=M3=10m，M4=7m。
已知孔1、孔4中水头分别为34.75m,31.35m。
含水层为粉细砂，其渗透系数为8m/d已知孔1—孔2、孔2—孔3、孔3—孔4的间距分别为210m、125m、180m。
试求含水层的单宽流量及孔2，孔3的水位。
图2—1
建立坐标系：
取基准线为x轴；
孔1为y轴。
孔1－孔2间的含水层厚度h可写成：
2.图2—2所示，左侧河水已受污染，其水位用H1表示，没有受污染的右侧河水位用H2表示。
（1）已知河渠间含水层为均质、各向同性，渗透系数未知，在距左河l1处的观测孔中，测得稳定水位H，且H>
H1>
H2。
倘若入渗强度W不变。
试求不致污染地下水的左河最高水位。
（2）如含水层两侧河水水位不变，而含水层的渗透系数K已知，试求左河河水不致污染地下水时的最低入渗强度W。
图2—2
根据潜水水位公式：
得到：
3.为降低某均质、各向同性潜水含水层中的底下水位，现采用平行渠道进行稳定排水，如图2—3所示。
已知含水层平均厚度H0=12m，渗透系数为16m/d，入渗强度为0.01m/d。
当含水层中水位至少下降2m时，两侧排水渠水位都为H=6m。
（1）排水渠的间距L；
（2）排水渠一侧单位长度上的流量Q。
图2—3
据题意：
H1=H2＝H=6m；
分水岭处距左河为L/2,水位：
H3=12－2＝10m；
4.如图2—2所示的均质细沙含水层，已知左河水位H1=10m，右河水位H2=5m，两河间距l=500m，含水层的稳定单宽流量为1.2m2/d。
在无入渗补给量的条件下，试求含水层的渗透系数。
据题意
根据潜水单宽流量公式：
5.水文地质条件如图2—4所示。
已知h1=10m，H2=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K1=2m/d，下层的渗透系数K2=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。
图2—4
6.在砂砾石潜水含水层中，沿流向打两个钻孔（A和B），孔间距l=577m，已知其水位标高HA=118.16m，HB=115.16m，含水层底板标高为106.57m。
整个含水层分为上下两层，上层为细砂，A、B两处的含水层厚度分别为hA=5.19m、hB=2.19m，渗透系数为3.6m/d。
下层为粗砂，平均厚度M=6.4m，渗透系数为30m/d。
试求含水层的单宽流量。
第三章地下水向完整井的稳定运动
1.根据揭露含水层的厚度和进水条件，抽水井可分为_完整井_和_不完整井__两类。
2.承压水井和潜水井是根据_抽水井所揭露的地下水类型_来划分的。
3.从井中抽水时，水位降深在_抽水中心_处最大，而在_降落漏斗的边缘_处最小。
4.对于潜水井，抽出的水量主要等于_降落漏斗的体积乘上给水度_。
而对于承压水井，抽出的水量则等于_降落漏斗的体积乘上弹性贮水系数_。
5.对潜水井来说，测压管进水口处的水头_不等于_测压管所在地的潜水位。
6.填砾的承压完整抽水井，其井管外面的测压水头要_高于_井管里面的测压水头。
7.地下水向承压水井稳定运动的特点是：
流线为指向_井轴_;
等水头面为_以井为共轴的圆柱面_；
各断面流量_相等__。
8.实践证明，随着抽水井水位降深的增加，水跃值_也相应地增大_；
而随着抽水井井径的增大，水跃值_相应地减少_。
9.由于逑裘布依公式没有考虑渗出面的存在，所以，仅当_r>
H0_时，用裘布依公式计算的浸润曲线才是准确的。
12.在承压含水层中进行稳定流抽水时,通过距井轴不同距离的过水断面上流量_处处相等_，且都等于_抽水井流量_。
13.在应用Q～Sw的经验公式时，必须有足够的数据，至少要有_3_次不同降深的抽水试验。
14.常见的Q～Sw曲线类型有_直线型_、_抛物线型_、_幂函曲线数型_和_对数曲线型_四种。
15.确定Q～S关系式中待定系数的常用方法是_图解法_和_最小二乘法_。
16.最小二乘法的原理是要使直线拟合得最好，应使_残差平方和_最小。
17.在均质各向同性含水层中，如果抽水前地下水面水平，抽水后形成_对称_的降落漏斗；
如果地下水面有一定的坡度,抽水后则形成_不对称_的降落漏斗。
18.对均匀流中的完整抽水井来说，当抽水稳定后，水井的抽水量等于_分水线以内的天然流量_。
19.驻点是指_渗透速度等于零的点_。
20.在均匀流中单井抽水时，驻点位于_分水线的下游_，而注水时，驻点位于_分水线的上游_。
21.假定井径的大小对抽水井的降深影响不大，这主要是对_地层阻力B_而言的，而对井损常数C来说_影响较大_。
22.确定井损和有效井半径的方法，主要是通过_多降深稳定流抽水试验_和_阶梯降深抽水试验_来实现的。
23.在承压水井中抽水，当_井流量较小_时，井损可以忽略；
而当_大流量抽水_时，井损在总降深中占有很大的比例。
24.阶梯降深抽水试验之所以比一般的稳定流试验节省时间，主要由于两个阶梯之间没有_水位恢复阶段_；
每一阶段的抽水不一定_达到稳定状态_。
三、判断题
1.在下有过滤器的承压含水层中抽水时，井壁内外水位不同的主要原因是由于存在井损的缘故。
（√）
2.凡是存在井损的抽水井也就必定存在水跃。
（×
）
3.在无限含水层中，当含水层的导水系数相同时，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潜水含水层大。
4.抽水井附近渗透性的增大会导致井中及其附近的水位降深也随之增大。
5.在过滤器周围填砾的抽水井，其水位降深要小于相同条件下未填砾抽水井的水位降深。
6.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。
8.无论是潜水井还是承压水井都可以产生水跃。
9.在无补给的无限含水层中抽水时，水位永远达不到稳定。
10.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。
11.按裘布依公式计算出来的浸润曲线，在抽水井附近往往高于实际的浸润曲线。
12.由于渗出面的存在，裘布依公式中的抽水井水位Hw应该用井壁外水位Hs来代替。
13.比较有越流和无越流的承层压含水层中的稳定流公式，可以认为1.123B就是有越流补给含水层中井流的引用影响半径。
14.对越流含水层中的稳定井流来说，抽水量完全来自井附近的越流补给量。
15.可以利用降深很小时的抽水试验资料所建立的Q—Sw关系式来预测大降深时的流量。
16.根据抽水试验建立的Q—Sw关系式与抽水井井径的大小无关。
17.根据稳定抽流水试验的Q—Sw曲线在建立其关系式时，因为没有抽水也就没有降深，所以无论哪一种类型的曲线都必须通过坐标原点。
20.井陨常数C随抽水井井径的增大而减小，随水向水泵吸水口运动距离的增加而增加。
21.井损随井抽水量的增大而增大。
五、计算题
1.某承压含水层中有一口直径为0.20m的抽水井，在距抽水井527m远处设有一个观测孔。
含水层厚52.20m，渗透系数为11.12m/d。
试求井内水位降深为6.61m，观测孔水位降深为0.78m时的抽水井流量。
2.在厚度为27.50m的承压含水层中有一口抽水井和两个观测孔。
已知渗透系数为34m/d，抽水时，距抽水井50m处观测孔的水位降深为0.30m，110m处观测孔的水位降深为0.16m。
试求抽水井的流量。
3.某潜水含水层中的抽水井，直径为200mm，引用影响半径为100m，含水层厚度为20m，当抽水量为273m3/d时，稳定水位降深为2m。
试求当水位降深为5m时，未来直径为400mm的生产井的涌水量。
4.设在某潜水含水层中有一口抽水井，含水层厚度44m，渗透系数为0.265m/h，两观测孔距抽水井的距离为r1=50m，r2=100m，抽水时相应水位降深为s1=4m，s2=1m。
5.在某潜水含水层有一口抽水井和一个观测孔。
设抽水量Q=600m3/d.，含水层厚度H0=12.50m，井内水位hw=10m，观测孔水位h=12.26m，观测孔距抽水井r=60m，抽水井半径rw=0.076m和引用影响半径R0=130m。
（1）含水层的渗透系数K；
（2）sw=4m时的抽水井流量Q；
（3）sw=4m时，距抽水井10m，20m，30m，50m，60m和100m处的水位h。
6.设承压含水层厚13.50m，初始水位为20m，有一口半径为0.06m的抽水井分布在含水层中。
当以1080m3/d流量抽水时，抽水井的稳定水位为17.35m，影响半径为175m。
试求含水层的渗透系数。
7.在某承压含水层中抽水，同时对临近的两个观测孔进行观测，观测记录见表3—1。
试根据所给资料计算含水层的导水系数。
表3—1
含水层厚度
（m）
抽水井
观测孔
半径
水位
流量
（m3/d）
至抽水井距离（m）
水位（m）
r1
r2
H1
H2
18.50
0.1015
20.65
67.20
2
25
21.12
22.05
8.在潜水含水层中有一口抽水井和两个观测孔.请根据表3—2给出的抽水试验资料确定含水层的渗透系数。
表3—2
类别
井的性质
至抽水井中心距离
抽水井流量
6.40
66.48
观测孔1
2.10
8.68
—
观测孔2
6.10
9.21
9.在河谩滩阶地的冲积砂层中打了一口抽水井和一个观测孔。
已知初始潜水位为14.69m，水位观测资料列于表3—3，请据此计算含水层的渗透系数平均值。
表3—3
井的
性质
至抽水井中心距离
第一次降深
第二次降深
第三次降深
0.15
13.32
320.40
12.90
456.80
12.39
506.00
12.00
13.77
——
13.57
13.16
10.试利用某河谷潜水含水层的抽水试验资料（见表3—4）计算抽水井的影响半径。
见表3—4
含水层
厚度
水位降深（m）
s1
s2
0.10
3.12
1512.00
44.00
74.00
0.12
0.065
12.在承压含水层中做注水试验。
设注水井半径为0.127m,含水层厚16m,渗透系数为8m/d,（引用）影响半径为80m，初始水位为20m，注水后水位又生高5m，试求注入井中的水量。
14.在某越流含水层中有一口抽水井。
已知：
含水层的导水系数为3606.70m2/d，越流因素为1000m。
试求以定流量Q=453m3/d抽水时，距抽水井10m，20m，40m和100m处的稳定水位降深。
第四章
地下水向完整井的非稳定运动
1.泰斯公式的适用条件中含水层为_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_；
水流为__非稳定达西流_。
2.泰斯公式所反映的降速变化规律为：
抽水初期水头降速_由小逐渐增大_，当时达_最大值_，而后又_由大变小_，最后趋于_等速下降_。
3.在非稳定井流中，通过任一断面的流量__都不相等_，而沿着地下水流向流量是_逐渐增大_。
4.在泰斯井流中，渗流速度随时间的增加而_增大_，当时渗流速度就非常接近__稳定流的渗透速度_。
5.定降深井流公式反映了抽水期间井中水位_降深不变_，而井外水位_任一点降深随时间逐渐降低_，
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