5第五章 地下水運動的基本規(guī)律

1、1第五章第五章地下水運動的基本規(guī)律地下水運動的基本規(guī)律5.1滲流基本概念滲流基本概念滲流––––地下水在巖石空隙中的運動稱為滲流（滲透，地下徑流）。滲流場––––發(fā)生滲流的區(qū)域。層流運動––––水的質(zhì)點作有秩序的、互不混雜的流動。紊流運動––––水的質(zhì)點無秩序的、互相混雜的流動。穩(wěn)定流––––各個運動要素（水位、流速、流向等）不隨時間改變的水流運動。非穩(wěn)定流––––運動要素隨時間變化的水流運動。地下水總是從能量較高處流向能量較低處。能態(tài)

2、差異是地下水運動的驅(qū)動力。地下水的機械能包括動能和勢能，水力學(xué)中用總水頭(hydraulichead)H表示，水總是從總水頭高的地方流向總水頭低的地方。52重力水運動的基本規(guī)律重力水運動的基本規(guī)律1達西定律（Darcy’sLaw）1856年達西通過實驗得到達西定律。實驗在砂柱中進行（P36：圖4—1），根據(jù)實驗結(jié)果（流量）：Q=KA(H1H2)L=KAI（5.1）式中：Q為滲透流量(出口處流量，即通過砂柱各斷面的體積流量)；A為過水?dāng)嗝?/p>

3、的面積(砂柱的橫斷面積，包括砂顆粒和孔隙面積)；H1H2分別為上、下游過水?dāng)嗝娴乃^；L為滲透途徑(上、下游過水?dāng)嗝娴木嚯x)；I為水力梯度；3yHKvyy????zHKvzz????2滲透流速（V）（seepagevelocity，Darcyvelocity）與實際流速（u）滲透流速––––水流通過整個過水?dāng)嗝妫òㄉ暗[和孔隙）的流速。水流實際流過的面積（扣除結(jié)合水）––––水流實際過水?dāng)嗝媸强鄢Y(jié)合水所占范圍以外的空隙面積An即：An

4、=Ane(5.4)式中：ne為有效孔(空)隙度。有效孔隙度（ne）––––為重力水流動的孔隙體積（不包括結(jié)合水占據(jù)的空間）與巖石體積之比。（對重力水的運動有效）關(guān)于有效孔隙度ne：1）nev）unVe?AnAnQAAQ?3水力梯度（I）（hydraulicgradient）水力梯度––––沿滲透途徑水頭損失與相應(yīng)滲透途徑長度的比值。I=dHdn式中：n為等水頭面(線)的外法線方向，也是水頭降低的方向。實驗中過水?dāng)嗝姒?）顆粒––––無水