地下水动力学实验报告
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地下水动力学名词解释1. 地下水动力学是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和喀斯特岩石中运动规律的科学。
它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程,对地下水从数量和质量上进行定量评价和合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。
2. 流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3. 渗流速度:假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。
4. 渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。
是由固体骨架和岩石空隙中的水两部分组成。
5. 层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6. 紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7. 稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时,称为稳定流,否则称为非稳定流。
8. 雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力和粘性力的比值。
9. 雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10.渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。
11. 流网:在渗流场中,由流线和等水头线组成的网络称为流网。
12. 折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时,出现流线改变方向的现象。
13.裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14. 完整井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
15. 非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底和含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。
16.水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17.水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落漏斗。
18. 影响半径:是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
19. 有效井半径:由井轴到井管外壁某一点的水平距离。
在该点,按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。
1,地下水动力学:研究地下水在孔隙岩石,裂隙岩石和岩溶(喀斯特)岩石中运动规律的科学第一章渗流理论基础2,多孔介质:在地下水动力学中,把具有孔隙的岩石称为多孔介质3有效空隙:互相连通的,不为结合水所占据的那一部分空隙4,有效孔隙度:有效孔隙体积与多孔介质总体积之比5,贮水率:又称释水率面积为一个单位,厚度为一个单位,当水头降低一个单位时所能释放出的水量贮水系数(释水系数)=贮水率乘以含水层厚度表示面积为一个单位,厚度为含水层全厚度的含水层主体中,当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量贮水率与贮水系数相互关系:1,都是表示含水层弹性释水能力的参数2,对于承压含水层,只要水头不降低到隔水底板以下,水头降低只会引起弹性释水,可用贮水系数表示这种释水能力3,对于潜水含水层,当水头下降时可引起两部分水的排出(1,在上部潜水面下降引起重力排水,用给水度表示重力排水的能力2,在下部饱水部则引起弹性释水,用贮水率表示这一部分的释水能力)弹性释水和重力排水的不同点:1,影响范围不同(弹性释水影响整个承压含水层,重力释水影响潜水含水层和包气带)2,和时间有关(1弹性释水瞬时完成不随时时间变化2重力释水存在滞后效应是时间的函数)3两只大小不同(弹性释水系数多在0.001-0.00005之间重力排水参数在0.1-0.01之间)7渗流:假设这种假想水流运动时,在任意岩石体积内所受的阻力等于真是水流所受的阻力,通过任意断面的流量及任一点的压力或水头均和实际水流相同,这种假想水流称为渗流渗流与实际水流相比相同点:阻力相同水头相同流量相同8渗流速度:代表渗流在过水断面上的平均流速,时一种假想流速实际平均流速:在空隙中的不同地点,地下水运动的方向和速度可能不同平均速度称为实际平均速度测压管水头:H_z=z+p/r水位:一般用在野外,基准面相同(黄海水位标高)水头:基准面可任意选定水位是一种特殊的水头9地下水头:书十页10,水力坡度:把大小等于坡度值,方向沿着等水头面的法线指向水头降低方向的矢量称为水力坡度p1111,地下水运动特征的分类p11运动要素:表征渗流运动的物理量,主要有渗流量Q,渗流速度V,压强P,水头H等按运动要素和时间的关系分为:(1)稳定流:运动要素不随时间变化;(2)非稳定流:运动要素随时间变化按地下水运动方向和空间坐标的关系:一维运动,二维运动,三维运动12,层流:流速较小时,液体质点做有条不紊的线性运动,彼此不相掺混紊流:流速较大时,液体质点的运动轨迹曲折混乱,互相掺混13,Dacry在此处键入公式。
地下水动力学与计算学院:地球科学与环境工程学院专业班级:地质(2)班学号:12141113 姓名:王浩这次的上课,由之前对地下水的定性问题逐渐变化到对地下水的定量问题的研究,上课时候,杨老师向我们大致介绍了关于地下水的一些基本运动理论,主要内容是地下水的稳定流运动与非稳定流运动,课后查阅一些相关资料文献同时结合我对于自身的专业领域和理解,关于地下水动力学的一些基本运动理论内容可分为以下几个内容:一、地下水运动的理论基础要了解地下水在含水层中的运动,首先要了解一些基本概念。
地下水动力学中,我们一般把具有孔隙的岩石称为多孔介质。
广义上包括孔隙介质、裂隙介质和岩溶不是十分发育的由石灰岩和白云岩组成的介质。
孔隙介质指含有孔隙的岩层,如砂层、疏松砂岩等;裂隙介质指含有裂隙的岩层,如裂隙发育的花岗岩、石灰岩等。
多孔介质一般具有孔隙性与压缩性。
其实在地下水动力学中的一些基本概念有很多,如贮水率、贮水系数。
给水度和导水系数等。
这些基本概念都是我们需要了解的。
我们把面积为1m2、厚度为1m的含水层,考察当水头下降1m时释放的水量称为贮水率,因此,我们把贮水率乘上含水层厚度M,称为贮水系数(释水系数)。
给水度为把地下水位下降一个单位深度,从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体,重力作用下释放出来的水的体积,称为给水度。
其他的关于地下水还有很多基本概念与知识,在此就不再赘述。
地下水在岩石空隙中的运动,一般用渗流来描述,根据运动状态可分为层流运动与紊流运动。
根据渗流运动要素与时间的关系,可分为稳定流与非稳定流。
关于岩石的透水特征,所以要说说透水性的分类,可以分为均质与非均质—K随空间坐标的变化。
均质是任意点都具有相同的渗透系数K,非均质指在渗流场中各点渗透系数不同,随坐标变化而变化。
透水性的分类还有一种,就是K随方向的变化。
分为各向同性与各向异性。
各向同性指各个渗透方向具有相同的K;各向异性指某一点的K与渗流方向有关,即渗流方向不同,K不同。
1、地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、与喀斯特岩石中运动规律的科学。
它就是模拟地下水流基本状态与地下水中溶质运移过程,对地下水从数量与质量上进行定量评价与合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。
2、流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3、渗流速度(比流量):假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。
4、实际速度:孔介质中地下水通过空隙面积的平均速度;地下水流通过含水层过水断面的平均流速,其值等于流量除以过水断面上的空隙面积,量纲为L/T。
4、渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。
由固体骨架与岩石空隙中的水两者组成5、层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6、紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7、稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时,称为稳定流,否则称为非稳定流。
8、雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力与粘性力的比值。
9、雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10、渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。
11、流网:在渗流场中,由流线与等水头线组成的网络称为流网。
12、折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时,出现流线改变方向的现象。
13、裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14、缓变流:各流线接近于平行直线的运动14、完整井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
15、非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底与含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。
16、水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17、水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落漏斗。
18、影响半径:就是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
地下水动力学习题与实验习题1.已知水得动力粘滞系数µ=0、00129N、S/㎡,求其运动粘滞系数υ。
2.1立方米体积得水,当温度为10℃时,压强增加10个工程大气压强,其体积减少0.508升。
求水得体积压缩系数β与体积弹性系数K。
3.有一矩形断面得宽渠道,其水流流速分布曲线为式中为水得容重,为水得动力粘滞系数,h为渠中水深,如图1所示.已知h=0。
5米,求y=0,y=0.25米,y=0.5米处得水流切应力,并绘出沿垂线得切应力分布图。
4.如图2所示为几个不同形状得盛水容器,它们得底面积及水深均相等.试说明:(1)各容器底面积所受得静水总压力就是否相等?(2)每个容器底面得静水总压力与地面对容器得反力就是否相等?(容器得重量不计)并说明理由。
5、绘出图中二向曲面上得压力体图及曲面在铅垂面上得投影面得压强分布图。
6、普遍所采用得水得状态方程近似地与温度无关.可表示为式中:A3000 n=7 = =1个大气压试根据此式求:(a)使水得密度增加一倍所需得压力;(b)大气压下水得。
7、水从容器侧壁得孔口沿着断面变化得水平管流出(如图4).假设容器中得水位固定不变,并略去水头损失。
已知H=2米,=7、5厘米,=25厘米,=10厘米,=6。
27米/秒,=,=0.求流量Q以及管子断面1与2处得平均流速与动水压力。
8、设承压含水层中得弹性给水度,渗透系数K就是空间坐标得函数,试根据渗透连续性原理及应用达西定律推导出承压含水层中水头H得基本微分方程。
9、在直角坐标系中,地下水非稳定运动得基本微分方程为试用柱坐标表示之。
10、证明地下水向无压井运动时,浸润面移动规律满足方程其中:H——-渗流场内得水头;-——浸润面上各点得水头;---给水度或饱与差.11、写出如图6所示得坝基渗流模型得定解问题。
()12、在亚沙土壤中修建一水平集水廊道。
断面为矩形,廊道底达不透水层,求渗入廊道之流量。
已知廊道内水深,,k=0.002cm/s。
地下水动力学地下水动力学主要是研究地下水在孔隙含水层,裂隙含水层及喀斯特含水层中运动规律的科学。
地下水动力学着重研究地下水向井的稳定运动和非稳定运动理论及地下水在含水层中的稳定运动和非稳定运动。
地下水运动特征及规律的研究是以数学,物理学及水力学等学科的成就为基础,应用数学分析和模拟试验等一系列的研究方法进行的。
地下水运动的实际速度总是大于其渗流速度渗透:地下水在空隙介质的空隙中运动,空隙介质是指由固体骨架和相互沟通的孔隙或裂隙(包括溶蚀裂隙等)两部分组成的整体。
地下水受重力作用在空隙介质中的运动称为渗透。
渗流:不考虑骨架,认为空隙及骨架所占的空间全都可为水流所充满;不考虑地下水实际运动途径的迂回曲折,运动方向多变,只考虑运动的总体方向,把这种概化了的假想水流称为渗流。
渗流量:单位时间通过过水断面的水量渗流速度:通过单位过水断面的流量流速水头:由液体的运动速度产生的水头高度。
研究地下水运动时,可略而不计水力坡度:J=—dLdH 渗流通过该点单位渗流途径长度上的水头损失。
(随着渗流途径增加,水头值减小,则水头值增量dH 沿渗流运动方向为负值)流线:在给定时刻,于渗流场中绘制的一些曲线,曲线上各点处的渗流速度向量均与该点处的曲线相切等水头线:渗流场中水头值相等的各点联成的面称为等水头面,在剖面上表现为等水头线 流网:在渗流场中,由流线和等水头线组成的网格称为流网一维流:在流线相互平行的渗流场中,可选择坐标系中任一坐标轴与渗流速度向量一致,此种情形下的渗流为一维流;二维流:各点的速度向量均与某一平面平行;三维流:又称空间流,各点的速度向量相互之间不平行渗透系数:表征含水介质透水性能的重要水文参数,是与空隙介质的结构特点(n 和d )及水的性质(γ和μ)相关的量K=n 322d μγ 渗透率:反应空隙介质本身的透水性能322nd渗透主方向:通常将渗透性能最强的方向与渗透性能最弱的方向称为渗透的主方向均质各向异性运动特征:在均质各向异性介质中任一点的流线相对于等水头线的法向要产生偏转,且偏向主渗透系数大的主方向。
《地下水动力学》实验指导书前言地下水动力学是水文与水资源工程专业和环境工程专业以及勘查技术专业等涉及地下水补给、径流、排泄和污染物运移研究的一门基础理论课。
本实验指导书主要涉及河间地块中地下水的天然稳定渗流和非稳定渗流流场模拟、降水或蒸发时包气带中地下水的渗流流场模拟以及非饱和土的导水率和地下水污染物水动力弥散系数测定等内容。
通过实验可使学生能够直观地了解和掌握各类地下水运动的基本规律。
本实验指导书主要适用于水文与水资源工程专业和环境工程专业,其它相关专业可根据教学要求做适当的增减。
为便于学生掌握,各次实验配有相应的多媒体影视教学光盘,以powerpoint和vcd格式可在校内多媒体教室或网上播放观看。
该实验指导书是在工程学院领导李铎教授参加与指导、水文与水资源教研室主任刘金锋和刘振英、邵爱军、许广明教授等人以及本教研室同仁们支持和帮助下,由曹继星执笔编写完成,最后由贾贵庭教授审核。
其中可能还存在不少问题, 望读者多提宝贵意见,以便更加完善。
实验规则一、实验课前,必须按实验指导书进行认真预习,明确实验目的、原理、步骤、要求及注意事项等方可实验。
二、每次实验前按各班分好小组(每组为10—15人), 并报实验人员,实习时不要随意更换。
三、必须按规定时间进行实验,无故不上实验课者,以旷课论处、因故不能上实验课,应提前向指导教师请假办理手序,但必须在期末课程考试前按规定时间补齐所有实验内容。
四、服从实验教师的指导,实验操作,要严格按操作规程进行,完成每个实验步骤。
实验时要仔细观察,及时做好记录;实验数据要遵重客观实际,实事求是,严禁杪袭和胡捏臆造。
独立完成实验报告编写,报告中所绘图件力求清晰美观,文字整洁。
五、遵守实验课纪律, 不迟到,不早退,严禁喧哗, 保持室内安静。
六、遵守实验室规章制度。
爱护实验室内的所有仪器设备。
每次实验前所领用器具,应仔细检查,看有无损坏,若有损坏要立即报告。
实验结束后交还所领器具,并经任实验课老师验收本人签字后方可离开。
1、地下水动力学就是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、与喀斯特岩石中运动规律的科学。
它就是模拟地下水流基本状态与地下水中溶质运移过程,对地下水从数量与质量上进行定量评价与合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。
2、流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3、渗流速度(比流量):假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。
4、实际速度:孔介质中地下水通过空隙面积的平均速度;地下水流通过含水层过水断面的平均流速,其值等于流量除以过水断面上的空隙面积, 量纲为L/T。
4、渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。
由固体骨架与岩石空隙中的水两者组成5 、层流:水质点作有秩序、互不混杂的流动。
6、紊流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7、稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上一切运动要素都不随时间改变时, 称为稳定流,否则称为非稳定流。
8、雷诺数:表征运动流体质点所受惯性力与粘性力的比值。
9、雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10、渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面积上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。
11、流网:在渗流场中,由流线与等水头线组成的网络称为流网。
12、折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时出现流线改变方向的现象。
13、裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14、缓变流:各流线接近于平行直线的运动14、完整井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
15、非完整井:未揭穿整个含水层、只有井底与含水层的部分厚度上能进水或进水部分仅揭穿部分含水层的井。
16、水位降深:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17、水位降落漏斗:抽水井周围由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区, 称为降落漏斗。
18、影响半径:就是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
地下水动力学课程总结2012-1-3地下水动力学河流附近抽水井抽水前后流场绘制及天然水位、水流速度的大小、水位变化分析 4 概念 泰斯影响半径、导压系数、配线法、直线图解法、水位恢复法、拐点法、定降深流量公式、Hantush-Jacob 公式、第一越流系统、第二越流系统、第三越流系统、Boulton 模型、Neuman 模型、延迟系数泰斯井流公式(Theis 公式)Theis’s eqation 描述无补给的承压水完整井非稳定运动过程中降深与抽水量之间关系的方程式,亦即Tt r at r u u W T Q s 44),(4*22μπ===,Theis 井函数 Jacob 公式 问题写出泰斯井流公式的表达形式及各项符号的含义 简要说明泰斯公式的适用条件及可能解决的问题。
Theis 配线法求参的原理、步骤及优缺点 直线图解法求参的原理、步骤及优缺点 水位恢复法求参的原理、步骤及优缺点 越流含水层中的水流特点 Neuman 公式的适用条件; Boulton 公式的适用条件 5概念 实井、虚井、映射法、隔水边界、弱透水边界、透水边界、无限含水层、半无限含水层、扇形含水层、条形含水层 问题试分析不完整井的井流特点,镜像法的原理。
试建立直线供水、隔水边界附近稳定井流公式,已知该井为承压完整井,含水层为均质各向同性,抽水井距边界距离为a ,影响半径为R (a<R ),抽水量为Q 。
6 概念 饱和度、田间持水量、毛管压力、土壤水分特征曲线;机械弥散、分子扩散、水动力弥散、弥散系数、纵向弥散系数、横向弥散系数、对流一弥散方程(水动力弥散方程)问题非饱和带水运动的基本方程水动力弥散现象的机理 一维弥散问题的解及其应用。
薛禹群地下水动力学全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:薛禹群地下水动力学涉及研究地下水在地下的运动规律,是水文学和工程水文学的分支领域之一。
地下水是自然界中非常重要的资源之一,对于生态环境和人类生活有着重要的影响。
薛禹群地下水动力学的研究对于认识地下水流动规律、合理调控地下水资源具有重要的科学和实践意义。
地下水动力学研究的对象是地下水的流动规律,包括地下水的形成、运动、质量传输等过程。
地下水是地球表面水循环的一个重要组成部分,其流动规律直接关系到水资源的开发利用和环境保护。
薛禹群地下水动力学通过数学模型和实地观测相结合的方法,研究地下水流动的速度、方向、深度等参数,揭示地下水系统的内在规律。
薛禹群地下水动力学的研究内容主要包括以下几个方面:第一是地下水的形成与补给。
地下水是降雨和地表径流水向下渗透形成的,其补给与地表水循环密切相关。
第二是地下水的流动规律。
地下水的流动受到地下介质的影响,包括地下水位、渗透性、孔隙度等因素。
第三是地下水的质量传输。
地下水中溶解的物质可以通过流动传输到其它地区,影响地下水的质量。
薛禹群地下水动力学的研究方法主要包括实地观测和数学模型两种。
实地观测是通过地下水位、水文化学成分等参数的测量来获取地下水动力学的数据,建立数学模型进而模拟地下水流动规律。
数学模型利用物理方程、地质介质参数等数据建立地下水的数学模型,通过计算机仿真分析地下水的流动规律。
薛禹群地下水动力学的研究应用于水资源管理、地下水资源开发利用、环境保护等领域。
通过地下水动力学模型的建立和分析,可以合理规划地下水资源的开发利用,避免地下水资源过度利用导致的地下水位下降、地表水逆渗渗漏等问题。
地下水动力学研究还可以揭示地下水流动规律对环境的影响,为环境保护提供科学依据。
第二篇示例:薛禹群地下水动力学研究是针对地下水流动、输移和污染扩散进行数值模拟和实验研究的学科领域,其中包含了地下水力学、水文地质学、污染物迁移与输移等多个学科内容。
地下水动力学实验实验报告学院:水利电力学院专业:水文与水资源工程指导老师:学号:2013姓名:实验成绩:100MODFLOW -概念模型建立MODFLOW 模型有两种方法:网格方法或概念模型方法。
网格方法是直接利用3D网格,应用surces/sinks 和其它模型参数,基于单元的形式建立模型。
概念模型方法利用Map模块的GIS 工具来建立概念模型。
在概念模型里,sources/sinks,含水层参数,模型边界等都可以在概念模型里设定。
当模型建立完成后,将生成网格并把概念模型转化为网格模型,所有的单元属性都自动设定。
一、实验任务:1. 导入背景图片2. 创建和定义图层3. 将图层转化为三维网格4. 导入离散点并将坐标差值5. 将概念模型转入MODFLOW6. 检查并运行MODFLOW7. 查看结果二、实验问题描述:模拟垃圾堆放区的溶质运移问题。
我们将模拟山前河谷堆积中地下水情况。
其中,模型北部为山区露头,南部有两条河流汇聚。
南北向剖面图见图2-l b模型的底部为北部山区的灰岩露头。
主要有两层含水层,上部为潜水下部为承压含水层。
边界条件设置如下,北部为隔水边界,南部为定水头边界根据河流的水位赋值。
仅靠降雨补给。
区域内有几条小溪,有时溪水干涸,有时会受地下水的补给形成溪流。
我们将用drains 来处理这些溪水。
此外,区域内还有两口生产井。
三、实验步骤:1、开始启动GMS如果己经启动,选择File/New 命令。
2、导入背景图片(1). 选择打开键(2). 选择安装目录下的途径tutfiles\MODFLOW\modfmap (3). 打开start.gpr3、保存(1). 选择File/Save(2). 将文件另存为eastex4、定义单位(1).选择Edit/Units(2).选择m作为长度单位;选择d作为时间单位(3).点击OK5、定义边界首先定义模型的外部边界,我们将沿着厂区建立一个闭合的弧线段。
《地下水动力学》实验报告班级:地质10-4班姓名:顾春生学号:05102064实验一:thise 曲线配线法求参一、实验名称配线法求参。
二、实验性质必做。
三、实验类型验证、研究。
四、实验目的掌握配线法求参的原理,并利用EXCEL 或者Visual Basic 等编程工具进行配线法的编程分,根据抽水试验资料进行水文地质参数计算。
五、实验内容5.1. 原理::配线法是《地下水动力学》中介绍的求取水文地质参数的一大类方法。
5.1.2 无补给无限承压含水层完整井非稳定流定流量抽水Theis公式:,,配线法:参数计算公式:(曲线未作处理)曲线:,曲线:,Question表为抽水实验观测数据。
5.2.1 Theis井函数求参Theis公式:,,文件名:实验一(泰斯曲线.xls)Theis表中包含双对数坐标的配线法图形,A、B列为抽水实验观测数据(单位:min、m)。
Q、R、S列分别为标准曲线的1/u、u、W(u),图中的标准曲线即是用Q、S列生成的。
横轴、纵轴的偏移量Min、Max分别为双对数坐标的偏移量,向左取负值。
Offset为偏移量的对数值,单元格为I24与I26(记为)。
单元L23抽水量(),单元L24为观测孔距抽水井径向距离,L25为计算的T值(),L26为计算的值。
$L$23为取单元L23的绝对引用。
C、D列为A、B列偏移后的数值,E列为计算误差,公式如下:,在山西某地一承压含水层中进行抽水,含水层的顶、底板绝对隔水,抽水时侧向边界尚无影响。
14号孔为完整抽水井,抽水量为60m3/h。
2号观测孔距抽水孔43m,15号观测孔距抽水孔125m。
求导水系数和贮水系数。
(参考值:T=180m2/d,S=3.7×10-4)#2 s-t数据:#2 s-t曲线:分析:#15 s-t数据:#15 s-t曲线:分析:s-t /r*r数据:s-t /r*r曲线:分析:实验二:Hantush-Jacob井函数配线法求参一、实验名称配线法求参。
实验一:手工作图求算水文地质参数一.配线法----降深-时间(s-t )(一)实验步骤在双对数坐标纸上绘制W(u) ∼ 1/u 标准曲线;在另一张模数相同的透明双对数纸上用实测数据绘制s ∼t 散点图;将s ∼t 散点图置于标准曲线之上,保持坐标轴平行并平移,直至更多的散点落在标准曲线上;任取一配点(在曲线上或曲线外均可),读出匹配点在两张图上的坐标([1/u],[W(u)])与([t],[s]),代入下式计算参数:[][]24[]=(),14Q T t T W u S s r u π=⎡⎤⎣⎦(二)数据及分析1. 配线法得到的图如图1所示,在图中选取任一坐标点1,读出该点在标准曲线图中的W(u)、1/u 的值,在透明纸上读出s 、t 的值。
其中:W(u)=20, 1/u=10s=13m, t=98s代入公式:[][]24[]=(),14Q T t T W u S s r u π=⎡⎤⎣⎦其中,Q=1.5m 3/s, r=12m得: T=0.18m 2/s, S=0.052. 分析数据时,发现最后三个点偏离标准曲线,其原因是当抽水时间过长时,承压水非稳定流逐渐趋向于稳定流,渗透漏斗不再改变,抽水量全部来源于含水层的侧向补给。
二.直线图解法----降深-时间(s-t )(一)实验步骤1. 在单对数坐标纸上用实测数据绘制s ∼lgt 散点图;2.用直线拟合数据点,使尽量多的点落在直线上或在直线两侧均质分布;3.求出直线的斜率i ,以及直线在零降深线上的截距t0;4.根据斜率和截距,利用公式参得对应参数T 、S 。
[]02=0.183, 2.25t Q T S T i r = (二)数据及分析1. 直线法得到的图如图二所示,求得图中曲线的斜率i 为1.48,代入公式:[]02=0.183, 2.25t Q T S T i r =得: T=0.185m 2/s, S=0.042.该直线图中,有三个点明显不在该直线上,由于该公式应用的Jacob 公式是建立在含水层面积为无限大的情况下,而实际抽水实验中含水层的面积又是有限,因此抽水时间越长,越偏离标准曲线。
实验六多源汇地下水流系统设计与演示一.实验目的1.通过砂箱物理模拟直观再现托特理论的多级次地下水流动系统---局部、中间、区域的水流系统;2.通过调整降雨量大小,模拟不同降雨入渗补给强度对地下水流动系统发育模式的影响;3.通过均质砂箱和非均质砂箱多级水流系统的模拟演示,分析介质场渗透性对水流系统发育模式的影响。
二.仪器介绍多级水流系统演示仪主要包含潜水砂箱、降水系统、河流排泄系统、示踪点、测压点、测压板1.潜水砂箱主体装的是石英砂,模拟砂粒介质,可以是均质含水层,也可以是非均质含水层;2.降水系统:砂箱补给源为3个独立的降水装置,从右到左为三段补给源。
每个降水装置的进水口都与蠕动泵相连,可以独立并精确的控制降雨量大小;3. 河流排泄系统:砂箱有三个低洼河谷,构成可能的势汇,三个河谷从右往左依次降低,河流的流量可以用量筒和秒表测量;4.流线示踪系统:砂箱正面上方有一排示踪点,示踪点外面套有红色中空橡皮头,以便注入红色墨水,可以示踪地下水流线;5.水位观测系统:砂箱背面有多排测压点,连接测压板,可以测定砂箱中不同测压点的水头值。
三、实验步骤1. 熟悉地下水流系统模拟演示仪的结构及功能。
2. 观察均匀介质中的地下水流系统。
1号砂箱为均匀介质,通过调节蠕动泵转速,使得降雨强度中等,砂箱中出现三级地下水流系统。
水位稳定以后,根据示踪流线和测压点水位,在图6-1中绘制流网图。
测量各个蠕动泵的转速,砂箱各个排泄点的流量,并记录在表6-1中。
减小蠕动泵转速,减小降雨强度,向简单水流系统转变(局部、区域两级水流系统),分析降水对地下水流系统发育模式的影响。
3. 观察层状非均质介质中的地下水流系统。
在2号砂箱进行中等强度的降水,水位稳定以后,根据示踪流线和测压点水位,在图6-2中绘制流网图。
测量各个蠕动泵的转速,砂箱各个排泄点的流量,并记录在表6-1中。
与1号砂箱中等降水强度下的水流系统进行对比,分析介质渗透性对地下水流系统发育模式的影响。
地下水动力学实验实验报告学院:水利电力学院专业:水文与水资源工程指导老师:学号:2013姓名:实验成绩:100MODFLOW -概念模型建立MODFLOW 模型有两种方法:网格方法或概念模型方法。
网格方法是直接利用3D网格,应用surces/sinks 和其它模型参数,基于单元的形式建立模型。
概念模型方法利用Map模块的GIS 工具来建立概念模型。
在概念模型里,sources/sinks,含水层参数,模型边界等都可以在概念模型里设定。
当模型建立完成后,将生成网格并把概念模型转化为网格模型,所有的单元属性都自动设定。
一、实验任务:1. 导入背景图片2. 创建和定义图层3. 将图层转化为三维网格4. 导入离散点并将坐标差值5. 将概念模型转入MODFLOW6. 检查并运行MODFLOW7. 查看结果二、实验问题描述:模拟垃圾堆放区的溶质运移问题。
我们将模拟山前河谷堆积中地下水情况。
其中,模型北部为山区露头,南部有两条河流汇聚。
南北向剖面图见图2-l b模型的底部为北部山区的灰岩露头。
主要有两层含水层,上部为潜水下部为承压含水层。
边界条件设置如下,北部为隔水边界,南部为定水头边界根据河流的水位赋值。
仅靠降雨补给。
区域内有几条小溪,有时溪水干涸,有时会受地下水的补给形成溪流。
我们将用drains 来处理这些溪水。
此外,区域内还有两口生产井。
三、实验步骤:1、开始启动GMS如果己经启动,选择File/New 命令。
2、导入背景图片(1). 选择打开键(2). 选择安装目录下的途径tutfiles\MODFLOW\modfmap (3). 打开start.gpr3、保存(1). 选择File/Save(2). 将文件另存为eastex4、定义单位(1).选择Edit/Units(2).选择m作为长度单位;选择d作为时间单位(3).点击OK5、定义边界首先定义模型的外部边界,我们将沿着厂区建立一个闭合的弧线段。
5.1 建立图层(1).在Project Explorer 区域空白处右键,选择New/Conceptual Model(2).键入East Texas作为名称,选择MODFLOW作为Model(3).OK(4).在概念模型East Texas右键选择New Coverage 命令(5).将新图层命名为Boundary将默认坐标改为213,将Default layer range改为1-2(6).OK5.2 创建 Arc (弧线)(1).选择Creat arc 工具(2).如图7-1 中显示,于模型的左边开始弧线(3).沿模型的边界点一系列的点,不用担心点的个数和空间距离以及点的具体坐标,尽量使用足够的点去描述边界。
南部的弧线要区分出两条不同的河流(4).点击开始的点以结束弧线。
PS: 如果选择错了点,可以按Backspace键,往回一到两个点;如果想提前结束重新开始,选择ESC。
6. 建立区域源汇图层接下来我们要定义区域的边界条件,包括区域的源汇项,井,河流,排水沟(drains) 和定水头边界等。
我们的研究对象可以通过图层直接赋值,首先,我们得创建图层。
(1).在Boundary图层上右键选择复制且重新命名为Sources&Sink(2).右键Sources&Sink图, 选择图层设置(3).在Sources/sinks/BCs,选择以下选项•Layer range•Wells•Refine points•Specified Head•Drain(4).确保本图层区域处于激活状态(5).选择OK6.1 定义定水位水头弧线下一步我们将定义东部和南部的定水位水头,在此之前我们要先将边界弧线分为三段,一段为顶部的隔水边界, 另外两段为河流。
弧线的分段将通过把一个或者多个的顶点转化为节点实现(1).选择,选择顶点工具(2).如图8-1 显示中,选择两个位置的顶点,Vertex #1 位于两条河流的交界处,Vertex #2 位于河流东部的顶点处。
为了一次性选择两个顶点,按住Shift键(3).右键任何一个顶点选择Vertex->Node 命令现在我们有了三条弧线,我们下一步将定义两条河流为定水头边界:(4).选择选择弧线工具Select Arcs(5).选择东部和南部的两条弧线,选择的时候按住shift键。
(6).右键任何一条弧线选择属性列表(7).在All raw 的下拉菜单选择Type列,将其改为Spec.head (8).选择OK(9).在其他任何区域点选一下。
注意到现在弧线的颜色已经改变。
下一步我们将定义节点的水头值,定水头弧线上的水头值默认为沿着弧线线性的减小。
(10).选择选择节点工具。
(11).双击最西边的节点,在head.stage上输入值为212(12).选择OK(13).类似的,在河流交界处输入208, 在东部河流的顶点输入214.6.2 定义排水沟弧线接下来我们将定义河床处的Drain(1).选择创建弧线工具(2).如图8-2 所示,创建#1 弧线,单击开始,沿着河床单击鼠标进行描点,双击鼠标结束。
(注意,当我们开始的点位于己有弧线上时,GMS 将交点默认为节点)(3).类似的,创建#2 和#3 弧线(4).选择选择弧线工具Select Arcs(5).按住shift键选择所有的drain弧线(6).右键任何一条弧线选择属性列表(7).在All row 的下拉菜单选择Type列,选择drain选项(8).在All row 项输入传导系数为555, 这个表示单位长度下的传导系数值。
(9).将每段弧线的From layer and To Layer为1,代表在网格中drain只存在于第一层(10).选择OK下面将赋值各节点的标高,节点间的标高被默认为线性变化(11).选择选择节点工具(12).双击Node 2(13).如图8-3,Node 2因为存在于两个弧线上,因此将有两个属性(14).在drain 的Bot.elev选项输入212,不要改变Spec.head属性的任何数值,点击OK(15).重复以上步骤,将各节点赋值,注意不要改变Spec.head 属性任何数值6.3 创建多边形多边形最简单的创建方法是先利用弧线绘制出任意想要的多边形,然后点击Build Polygons,这样所有闭合的弧线将创建为polygons, 且多边形为无属性, 我们可以通过Properties工具来定义其属性(1).选择Feature/build Polygons, 之后观察到多边形己经被填充,如果你想改变多边形属性,选择display/display Options6.4 创建井(1).选择创建点工具(2).如图2-1,单击创建点Well #1(3).在GMS窗口输入点的坐标X 和Y 为(835,1425) 点Tab 或者Enter确定。
(4).选择特性键(5).将Type 改为Well(6).将Flow rate 改为-680(7).将每段弧线的From layer and To Layer为1,代表在网格中drain只存在于第一层(8).点OK(9).类似的,创建另外一口井,坐标为(3220,1000)Flow rate 改为-2830,将From layer and To Layer为2(10).选择选择节点工具(11).按住Shift键选择两个井(12).选择特征键(13).找到Refine列,在All row, 勾选,这将对两个井加密(14).将Base Size改为25,Bias改为 1.1,Max size改为150(15).点击OK7. 补给区特征描述下一步将对补给区域进行描述,我们假定除landfill 区域外的部分为同一补给: 7.1 复制边界(1).在Boundary图层上右键选择复制(2).且重新命名为Recharge(3).在Recharge右键选择图层设置(4).在Areal Properties列表,勾选Recharge rate(5).点击OK7.2 创建垃圾填埋场 Landfill 边界(1).选择创建弧线工具(2).如图9-1 所示,创建弧线,不用担心landfill 的精确坐标,我们将通过直接赋值于节点做到精确定位(3).选择,选择顶点工具(4).框选landfill,选择所有顶点(5).右键任何一个顶点选择Vertex->Node 命令(6).选择选择节点工具(7).选择任一节点(8).在GMS窗口输入点的坐标X 和Y,点Tab 或者Enter 确定(9).重复完成四个节点的坐标输入7.3 创建多边形(1).选择Feature/build Polygons7.4 补给参数赋值在创建完多边形之后我们可以对其进行赋值(1).选择选择多边形工具(2).双击landfill 多边形(3).将Recharge rate 改为0.00006(4).点击OK(5).双击剩余区域的多边形(6).将Recharge rate改为0.00695(7).点击OK8. 水力传导系数赋值8.1 复制边界(1).在Boundary图层上右键选择复制(2).且重新命名为Layer 1(3).在Layer 1右键选择图层设置(4).在Areal Properties列表,勾选以下:•Horizontal K•Vertical anis(5).将默认范围改为1到1.(6).点击OK(7).在Layer 1图层上右键选择复制且重新命名为Layer 2(8).在Layer 2右键选择图层设置(9).将默认范围Default Layer range改为2到2.(10).点击OK8.2 顶层(1).选择Layer1 图层(2).选择Feature/build Polygons (3).选择多边形工具(4).将Horizonal K改为5.5(5).将Vertical anis改为4(6).点击OK8.3 底层(1).选择Layer 2(2).选择Feature/build Polygons(3).选择多边形工具(4).将Horizonal K改为10(5).将Vertical anis改为4(6).点击OK在下一步创建网格之前,确保sources/sinks图层处于激活状态。
9. 导入网格边框在图层完成创建后,我们将创建网格。
第一步是要确定网格的范围和方向,首先我们将利用Grid Frame勾画出网格的大致区域。
(1).在左边的空白区域选择New/Grid Frame(2).右键Grid Frame,选择Fit to Active Coverage(3).双击Grid frame 打开特征属性(4).将Origin z改为170,z改为60.(5).点击OK10. 创建网格(1).选择Feature Objects/Map->3D Grid命令(2).在Z-Dimension项将Num Cell改为2(3).点击OK11. 初始化MODFLOW数据现在网格已经创建,active/inactive区域已经标示下一步我们将概念模型转化为基于网格的数值模型,在此之前,我们将初始化MODFLOW数据(1).选择3D Grid Data Folder.(2).选择MODFLOW/New Simulation(3).点击OK12. 定义活动/非活动区域(1).选择Map Data Folder(2).选择多边形工具(3).选择一个多边形(4).选择特征键(5).确认层位是1到2, 然后点击OK(6).选择Feature Objects/Activate Cells in Coverage(s)13. 导入层坐标下面将要定义层坐标和初始水头。