地四章地下水运动的基本规律渗流––––地下水在岩石空隙中的运动称为渗流（渗透，地下径流）。渗流场––––发生渗流的区域。层流运动––––水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。紊流运动––––水的质点无秩序的、互相混杂的流动。稳定流––––各个运动要素（水位、流速、流向等）不随时间改变的水流运动。非稳定流––––运动要素随时间变化的水流运动。4．1重力水运动的基本规律1．达西定律（Darcy’sLaw）1856年达西通过实验得到达西定律。实验在砂柱中进行（P36：图4—1），根据实验结果（流量）：式中：Q––––渗透流量；ω––––过水断面（包括砂砾和孔隙）；h––––水头损失h＝H1－H2（水头差）（H1断面1处的测压水位，H2断面2处的测压水位）；L––––渗透途径；I––––水力梯度（I=h/L）；K––––渗透系数。由水力学：即(对地下水也适用)达西定律也可以另一种形式
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达（流速）：式中：V––––渗透流速，m/d，cm/s；K––––渗透系数，m/d，cm/s；I––––水力梯度，无量纲（比值）。具体到实际问题：关于有效孔隙度ne：1）ne
K1，K2=3K1；K2中流线密度为K1的3倍，因此，K2径流强，流量大，更多的流量通过渗透性好的介质。2）两块介质：a.K1中等水位（头）线密，间隔数为K2的3倍；K1中水力梯度大，K2中水力梯度小；b.在渗透较差的K1中，消耗的机械能大，是K2的3倍。３）流线与岩层界面斜交流线发生折射，服从下列规律：θ为流线与分界面法线的夹角。3．含水层中存在透镜体时透镜体：a.渗透性强→流线向其汇聚；b.渗透性弱→流线绕流。思考题渗流？渗流场？层流运动？紊流运动？稳定流？非稳定流？渗透流速？实际流速?有效孔隙度？水力梯度？渗透系数？流网？流线？迹线？据地下水流动状态，地下水运动分为和。据地下水运动要素与时间的关系，地下水运动分为和。水力梯度为定值时，渗透系数，渗透流速就。渗透流速为定值时，渗透系数，水力梯度。渗透系数可以定量说明岩石的。渗透系数愈大，岩石的透水能力。流网是由一系列与组成的网格。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，即垂直于的方向运动，因此，流线与等水头线构成。流线总是由指向。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，等水头线的疏密则说明水力梯度的。说明达西定律中各项物理意义？何为渗透流速？渗透流速与实际流速的关系如何？有效孔隙度与孔隙度、给水度有何关系？影响渗透系数大小的因素有哪些？如何影响？简述绘制流网图的一般步骤？流网图一般能够反映什么信息？在层状非均质岩层中，流线与岩层界线以一定角度斜交时，发生折射，试写出折射定律，并说明各项的物理意义？叙述粘性土渗透流速（V）与水力梯度（I）主要存在的三种关系？叙述流网的画法，以及利用流网图可解决的问题？在等厚的承压含水层中，实际过水断面面积为400平方米的流量为10000立方米／天，含水层的孔隙度为0.25，试求含水层的实际水流速度和渗透速度。一底板水平的含水层，观测孔A、B、C彼此相距1000米，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95、ll0和135米，A中水位埋深为5米，B中和C中的水位埋深分别是30米和35米，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。有三个地层，每个25米厚，互相叠置，如果在这个层组中设置一个不变流速的垂向水流场，使其顶部h＝120米，底部h＝100米，试计算内部两个边界处的h值（设顶部地层的渗透系数为0.0001米／天，中部地层为0.0005米／天，底部地层为0.001米／天）。考虑一个饱和、均质、各向同性、长方形、垂向剖面ABCDA。其上部边界为AB，底部边界为DC，左侧边界为AD，右侧边界为BC，使DC的距离为AD的两倍。BC和DC是不透水的。AB是一个不变水头边界，h＝100米。AD被分为两个相等的长度，其上半部分为不透水，下半部分是不变水头边界，h＝40米。试示意绘出流网图。已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为15米／天，孔隙度为0.2，沿着水流方向的两观测孔A、B间距L＝1200米，其水位标高分别为Ha＝5.4米，Hb＝3米。试求地下水的渗透速度和实际速度。已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为20米／天，A、B两断面间距为5000米，两断面处的承压水头分别为130.2米和125.2米。试计算两断面间的水力梯度和单宽流量。
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