地下水动力学习题1-1

内容发布更新时间 : 2024/12/23 6:41:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

高等学校教材

地质出版社

第一章 渗流理论基础

习题1-1 一、填空题:

1.地下水动力学是研究地下水_________、_________和_________中运动规律的科学,通常把____________称为多孔介质,而其中的岩石颗粒称为_________;多孔介质的特点是________、________、________和________。

2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有_________、_________、_________和_________,而地下水动力学主要研究的_________的运动规律。

3.在多孔介质中,不连续的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是_________,但对贮存水来说却是________。

4.假想水流的_________、_________、_________以及_________都与真实水流相同,假想水流充满_________。

5.地下水过水断面包括_________和_________所占据的面积;渗透速度是_________上的平均速度,而实际流速是_________的平均速度。

6.在渗流中,水头一般是指_________,不同数值的等水头面(线)永远_________。 7.在渗流场中,把大小等于_________方向沿着_________的法线,并指向水头_________方向的矢量,称为水力坡度;水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_________、_________和_________。

8.渗流运动要素包括_________、_________、_________和_________等等。 9.根据地下水速度_________与_________的关系,将地下水运动分为一维、二维和三维运动。 二、判断题:

10.地下水在多孔介质中运动,因此可以说多孔介质就是含水层。( ) 11.地下水运动时的有效孔隙度等于排水(贮水)时的有效孔隙度。( ) 12.对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。( ) 13.贮水率μs=ρg(α+nβ)也适用于潜水含水层。( ) 14.贮水率只用于三维流微分方程。( )

15.贮水系数既适用承压含水层,也适用于潜水含水层。( )

16.在一定条件下,含水层的给水度可以是时间的函数,也可以是个常数。( ) 17.潜水含水层的给水度就是贮水系数。( )

18.在其它条件相同而知识岩性不同的两个潜水层中,在补给期时,给水度 大,水位上升大,μ小,水位上升小;在蒸发期时,μ大水位下降大,μ 小,水位下降小。( )

19.决定地下水流向的是( )。(1)压力的大小;(2)位置高低;(3)水头的大小。

20.地下水可以从高压处流向低压处,也可以从低压处流向高压处。( )

21.具有渗流速度的水流是连续充满整个含水层空间的一种实际水流。( ) 22.渗流是连续充满整个含水层的水流,其中没有岩石颗粒,因此也就不存在与固体的摩擦阻力,所以,渗流所受的阻力小于实际所受的阻力。( ) 23.承压含水层中两断面间的水力坡度的大小等于两断面间的水头面(假设为平面)倾角的正切。

24.对水力坡度可定义为:单位渗流路径上的水头下降值。 三、分析问答题:

25.解释下列个概念:渗透速度、实际速度、水力坡度、贮水率、贮水系数。 26.如图1-2所示的向斜盆地,承压含水层为均质各向同性、等厚,水流为稳定流,平面上流线平行。已知A、C、E和B、D、F分别是沿顶地板流线上的三个点,且分别在同一铅直面上。试标出A、B、C、D、E、F各点的测压高度和测压水头,并画出AB和EF两断面降ACE和BDF的水头曲线(忽略惯性力)。 图1-2

27.试分析在相同条件下进行人工回灌时,承压含水层和潜水含水层的贮水能力的大小。

28.如图1-3所示,一观测孔打在湖下承压含水层中,试按下列两种情况分别讨论:当湖水位上升△H后,观测孔中水位将怎样变化?为什么?(1)含水层的顶板是隔水的;(2)含水层的顶板是弱透水的;(3)如果湖水位保持不变,而由于天气变化,大气压力增加了△p,试问在前两种情况下观测孔中的水位又将怎样变化? 图1-3

29.图1-4是因火车停驶和开走而引起铁路附近承压观测孔中的水位变化情况,试用含水层的弹性理论分析其变化机理。 图1-4

四、分析计算题:

30.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。

31.已知潜水含水层在1km2的范围内水位平均下降里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。

32.已知承压含水层的贮水率为2.0×10/m,在温度为10℃时,水的密度和弹性压缩系数分别为1000kg/m3 和4.96×10-5cm2/N,含水层的给水度为0.25,而孔隙度为其给水度的1.2倍,试求含水层的压缩系数。

33.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。

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习题1-2 一、填空题:

1.________占优势时液体运动服从达西定律,随着运动速度加快________相应增大,当________占优势时,达西定律就不适用了。 2.达西定律反映了渗流场中的________定律。

3.渗透率只取决于________的性质,而与液体的性质无关,渗透率的单位为________或________。

4.当液体的动力粘滞系数为________,压强差为________的情况下,通过面积为________,长度为________岩样的流量为________时,岩样的渗透率为1da。1da等于________cm。

5.渗透率是表征________的参数,而渗透系数是表征岩层________的参数,影响渗透系数大小的主要是________以及________,随着地下水温度的升高,渗透系数________。

6.导水系数是描述含水层________的参数,它的定义在____维流中的水文地质参数。

二、判断选择题:

7.达西定律是层流定律。( )

8.达西公式中不含有时间变量,所以达西公式只适用与稳定流。( )

9.符合达西定律的地下水流,其渗透速度与水力坡度呈直线关系,所以渗透系数或渗透系数的倒数是该直线的斜率。( )

10.无论含水层中的矿化度如何变化,该含水层的渗透系数是不变的。( ) 11.达西定律是能量守恒与转换定律在地下水运动中的具体体现,因此,可以说达西定律中也包括了动能的变化。( )

12.分布在两个不同地区的含水层,其岩性、孔隙以及岩石颗粒结构排列方式等都完全一致,那么可以肯定,它们的渗透系数也必定相同。( ) 13.某含水层的渗透系数很大,故可以说该含水层的出水能力很大。( ) 14.非线性渗流定律只适用于紊流状态下的地下水运动。( )

15.在均质含水层中,渗透速度的方向与水力坡度的方向都是一致的。( ) 16.如图1-6所示,在倾角α的水压含水层中,已知H=172m,H0=173m,L=100m,含水层渗透系数为10m/d,上游垂直补给强度为0.001m/d,地下水为稳定流动,故通过含水层内任一单位过水断面上的流量为( )。

(1)0.1 m/d (2)0.05 m/d (3)0.001 m/d (4)0.101 m/d

17.导水系数实际上就是在水力坡度为1时,通过含水层的单宽流量。( ) 18.承压后年谁曾中的导压系数也等于渗透系数与贮水率之比。( ) 19.导水系数在三维流中无意义,那么只有在一、二维流中才有意义。( ) 三、分析及作图题:

20.如图1-7所示的水文地质条件,已知水流为一维流,试指出断面1和2哪个水

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