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答案要点:
(1)龙江两岸潜水的流向见图中箭头所示。河流西部为潜水补给河流,东部为河流补给潜水。
IAB?(2)
?H80?78??0.2LAB10。
K?(3)渗透系数
V12??60I0.2(m/d)。
(二)承压水等水压线图
1、某区域承压水的等水压线图(如下图所示),试确定: (1)本地区地下水的主要流向(以箭头表示); (2)A点承压水头; (3)B点含水层埋深; (4)C点的初见压)水位(如果
答案要点:
水位和稳定(承在C点凿井时)。
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地形等高线 等压线 含水层顶板等高线
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(1)垂直等水压线由高水位指向低水位(见图)。
(2)HA=37–20.5=16.5m(承压水头即承压高度=侧压水位标高–含水层顶板标高) (3)hB=66–23=43m(含水层埋深=地形标高–含水层顶板标高) (4)初见水位hC=19m,承压水位hC=37m
2、某地区承压水等水压线图如下所示,试确定: (1)本区地下水流向(以箭头表示); (2)P点地下水埋深;
(3)若在 P 点打井,其稳定水位; (4)自流水围。
答案要点:
(1)垂直等水压线由高水位指向低水位(见图)。
(2)hP=46–38=8m(含水层埋深=地形标高–含水层顶板标高)
(3)在 P 点打井,其稳定水位即为揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程,等于侧压水位标高,所以为44m
(4)自流水围为承压水测压水位高于地形标高(见图红线围)。
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3、读某地承压水等水压线图,回答下面问题。 (1)P处承压水的流向是( )
A.自西北向东南;B.自东北向西南;C.自西南向东北;D.自东南向西北 (2)a、b、c、d四口水井中,井水水位海拔最高的是( ) A.a;B.b ;C.c;D.d
(3)a、b、c、d四口水井中,挖得最浅的是( ) A.a;B.b;C.c;D.d b a c
db
a c
答案要点:(1)B;(2)A;(3)D 第五章 地下水运动的基本规律 一、名词解释
1、渗流场:地下水在岩石空隙中的运动称为渗流,发生渗流的区域称为渗流场。 2、层流运动:在岩层空隙中流动时,水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。 3、紊流运动:在岩层空隙中流动时,水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。 4、稳定流:水在渗流场运动,各个运动要素(水位、流速、流向)不随时间改变。 5、非稳定流:水在渗流场中运动,各个运动要素随时间变化的水流运动。 6、有效空隙度:重力水流动的孔隙体积与岩石体积之比。
7、水力梯度:沿等水头面(线)法线方向水头降低方向)的水头变化率。
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8、渗透系数:水力坡度等于1时的渗透流速。
9、流网:在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列流线和等水头线组成的网。 10、流线:流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点此时的流向与此线相切。 11、迹线:渗流场中某一段时间某一质点的运动轨迹。
12、层状非均质:介质场各岩层部渗透性相同,但不同岩层介质渗透性不同。 二、填空
1、根据地下水流动状态,地下水运动分为 层流 和 紊流 。
2、根据地下水运动要素与时间的关系,地下水运动分为 稳定流 和 非稳定流 。 3、水力梯度为定值时,渗透系数 愈大 ,渗透流速就 愈大 。
4、渗透系数可以定量说明岩石的 渗透性能 。渗透系数愈大,岩石的透水能力 愈强 。 5、流网是由一系列 流线 与 等水头线 组成的网格。
6、 流线 是渗流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点在此瞬时的流向均与此线相切。 迹线 是渗流场中某一时间段某一水质点的运动轨迹。 7、在均质各向同性介质中,地下水必定沿着水头变化最大的方向,即垂直于 等水头线 的方向运动,因此,流线与等水头线构成 正交网格 。
8、流线总是由 补给区(源 )指向 排泄区(汇 )。
9、如果规定相邻两条流线之间通过的流量相等,则流线的疏密可以反映 径流强度 ,等水头线的疏密则说明水力梯度的 大小 。 三、问答题 1、在地下水运动规律研究中用假想的一种水流“渗流”来代替真实的地下水流,需要做怎样的假设? (1)假想水流的性质,包括密度、粘滞性等和真实的地下水流相同,但它充满了既包括含水层空隙的空间,也包括岩石颗粒所占据的空间。
(2)假想水流运动时,在任意岩石体积所受的阻力等于真实水流所受的阻力。 (3)假想水流通过任一断面的流量及任一点的压力或水头和实际水流相同。 2、流线和迹线有什么不同?
流线是流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点的流向与此线相切,是同一时间不同质点的连线。而迹线是渗流场中某一质点在一段时间的运动轨迹。
流线可看作多个水质点的摄影,迹线则是某一水质点运动所拍的电影。 3、简述流网的作用。
(1)判断地下径流的强弱。 (2)判断地下水的补给与排泄。
(3)在地下水污染治理中,可追踪污污染物质的运移。
(4)根据某些矿体溶于水的标志成分的浓度分析,确定深埋于地下的盲矿体的位置。 4、简述汇制流网图的一般步骤?
(1)根据边界条件绘制容易确定的等水头线和流线。 (2)流线总是由源指向汇。
(3)根据流线和等水头线正交在已知流线和等水头线间插入其它部分。 四、材料题
1、已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层,其渗透系数为15 m/d,孔隙度为0.2,沿着水流方向的两观测孔A、B间距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。 答案要点:
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由题意得:
V?KHa?Hb5.4?3?15??0.03L1200( m/d)
u?V0.03??0.15n0.2( m/d)
2、在等厚的承压含水层中,实际过水断面面积为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。 答案要点: 由题意得:
V?Q10000??25A400( m/d) V25??100n0.25( m/d)
u?
3、一底板水平的含水层,观测孔A、B、C彼此相距1000m,A位于B的正南方,C则在AB线的东面。A、B、C的地面高程分别是95m、110m和135m,A中水位埋深为5m,B中和C中的水位埋深分别是30m和35m,试确定通过三角形ABC的地下水流的方向,并计算其水力梯度。 答案要点:
由题意得:A、B、C的水位标高分别为:90m、80m和100m,那么AB、BC、AC三边的水力梯度分别为:0.01、0.02、0.01,即CB为通过三角形ABC的地下水流的方向,其水力梯度为0.02。 4、根据图1条件,回答下列问题。 (1)在图中画出示意流网;(图中“ ”表示地下分水线)。 图1
(2)在甲、乙处各打一口井,要求井的深度不同,且甲井水位比乙井水位高。试在图上表示出两口井如何打,并标出井水位。
(3)写出图示条件下的潜水均衡方程式,并注明式中各项的物理意义。
(4)停止降水后,河水位变化如图2 中所示,试说明观1 孔潜水位动态变化特征,并在图2 中用实线画出观1 孔水位变化曲线。
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