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1、会计学1水文水文(shuwn)地质学基础地下水的基本运地质学基础地下水的基本运动规律解析动规律解析第一页，共52页。4.0 4.0 基本概念基本概念4.1 4.1 重重力力水水运运动动(yndng)(yndng)的的基基本本规律规律4.2 4.2 流网流网4.3 4.3 饱饱 和和 粘粘 性性 土土 中中 水水 的的 运运 动动(yndng)(yndng)规律规律第四章第四章 地下水运动地下水运动(yndng)(yndng)的的基本规律基本规律第2页/共52页第二页，共52页。4.0 4.0 4.0 4.0 基本概念基本概念基本概念基本概念 渗流是指地下水在岩土空隙中的运动。渗流是指地下水在岩
2、土空隙中的运动。渗流是指地下水在岩土空隙中的运动。渗流是指地下水在岩土空隙中的运动。渗流场是指发生渗流场是指发生渗流场是指发生渗流场是指发生(fshng)(fshng)(fshng)(fshng)渗流的区域。渗流的区域。渗流的区域。渗流的区域。特征：特征：多孔介质多孔介质(jizh)(jizh)，渗流通，渗流通道复杂多变，空隙细小，所道复杂多变，空隙细小，所受阻力大，水流缓慢。受阻力大，水流缓慢。第四章第四章 地下水运动地下水运动(yndng)(yndng)的基的基本规律本规律第3页/共52页第三页，共52页。层层层层 流流流流(cn(cn(cn(cn li)li)li)li)运运运运 动动动
3、动（laminar laminar laminar laminar flowflowflowflow）：水水水水的的的的质质质质点点点点做有秩序的、互不混杂的流动。做有秩序的、互不混杂的流动。做有秩序的、互不混杂的流动。做有秩序的、互不混杂的流动。紊紊紊紊 流流流流 运运运运 动动动动（turbulent turbulent turbulent turbulent flowflowflowflow）：水水水水的的的的质质质质点点点点作作作作无无无无秩秩秩秩序序序序的的的的、互相混杂的流动。互相混杂的流动。互相混杂的流动。互相混杂的流动。区别：流速区别：流速紊流：紊流：v v快快 Re2300
4、Re2300 层流层流(cn li)(cn li)：v v缓慢缓慢 Re2300Re2300雷诺数雷诺数Re=vd/Re=vd/Vd：地下水渗流速度：地下水渗流速度:粘滞粘滞(zhn zh)系数系数第四章第四章 地下水运动的基本规律地下水运动的基本规律第4页/共52页第四页，共52页。4.0 4.0 4.0 4.0 基本概念基本概念基本概念基本概念 稳稳稳稳定定定定流流流流（steady steady steady steady flowflowflowflow）是是是是指指指指水水水水在在在在渗渗渗渗流流流流场场场场内内内内运运运运动动动动过过过过程程程程中中中中各各各各个个个个运运运运动动
5、动动要要要要素素素素（水位、流速、流量、流向等）不随时间改变的水流（水位、流速、流量、流向等）不随时间改变的水流（水位、流速、流量、流向等）不随时间改变的水流（水位、流速、流量、流向等）不随时间改变的水流(shuli)(shuli)(shuli)(shuli)运动。运动。运动。运动。非非非非稳稳稳稳定定定定流流流流（unsteady unsteady unsteady unsteady flowflowflowflow）是是是是指指指指水水水水在在在在渗渗渗渗流流流流场场场场内内内内运运运运动动动动过过过过程程程程中中中中各各各各个个个个运运运运动动动动要要要要素（水位、流速、流量、流向等）随
6、时间变化的水流素（水位、流速、流量、流向等）随时间变化的水流素（水位、流速、流量、流向等）随时间变化的水流素（水位、流速、流量、流向等）随时间变化的水流(shuli)(shuli)(shuli)(shuli)运动。运动。运动。运动。一一维维流流：渗渗流流场场中中任任意意点点的的流流速速(li(li s)s)变变化化只与空间坐标一个方向有关的渗流。只与空间坐标一个方向有关的渗流。二二维维流流/三三维维流流：渗渗流流场场中中任任意意点点的的流流速速(li(li s)s)变化与空间坐标两个变化与空间坐标两个/三个方向有关的渗流。三个方向有关的渗流。第5页/共52页第五页，共52页。水在空隙水在空隙(
7、kngx)介质中渗流，其驱动力是什么呢？介质中渗流，其驱动力是什么呢？地下水的机械能：动能地下水的机械能：动能+势能势能地下水是流动的，某一点上承受的压力除了静水压强之外还有地下水是流动的，某一点上承受的压力除了静水压强之外还有动水压强，因此总水头（动水压强，因此总水头（Hd）：）：式中，p为静水压强；v为实际水流速度。Z为位置水头(shutu)，P/为压力水头(shutu)，v2/2g为流速水头(shutu)含水层中实际含水层中实际(shj)(shj)水流速度很小，较重力加速度小得多，水流速度很小，较重力加速度小得多，可忽略不计，在一般问题研究中，视测压水头与总水头相可忽略不计，在一般问题研
8、究中，视测压水头与总水头相等。等。4.0 4.0 基本概念基本概念第6页/共52页第六页，共52页。钻孔水柱钻孔水柱(shu zh)高度和测压水高度和测压水头与含水层某一点压强（头与含水层某一点压强（P）的关）的关系：系：式中，为水的容重；Z为含水层中某一点(y din)（A）至基准面（含水层底板）的垂直距离；hn为水柱高度（测压水头）；Hn为水头。4.0 4.0 基本概念基本概念第7页/共52页第七页，共52页。4.1 4.1 4.1 4.1 重力重力重力重力(zhngl)(zhngl)(zhngl)(zhngl)水运动的基本规水运动的基本规水运动的基本规水运动的基本规律律律律4.1.14.
9、1.1达西定律（达西定律（达西定律（达西定律（Darcys lawDarcys law）又称为线性渗透定律又称为线性渗透定律又称为线性渗透定律又称为线性渗透定律是是是是指指指指流流流流体体体体在在在在多多多多孔孔孔孔介介介介质质质质中中中中遵遵遵遵循循循循渗渗渗渗透透透透速速速速度度度度（v v）与与与与水水水水力力力力梯梯梯梯度度度度（I I）呈呈呈呈线线线线性性性性关关关关系系系系的的的的运运运运动动动动规规规规律律律律，是是是是法法法法国国国国H.H.DarcyDarcy于于于于18561856年年年年通通通通过过过过(tnggu)(tnggu)均均均均匀匀匀匀砂砂砂砂柱柱柱柱渗渗渗渗透
10、透透透实实实实验验验验而而而而得得得得到的线性渗透定律。到的线性渗透定律。到的线性渗透定律。到的线性渗透定律。第8页/共52页第八页，共52页。4.1.14.1.14.1.14.1.1达达达达西西西西定定定定律律律律(dngl)(dngl)(dngl)(dngl)（Darcys Darcys Darcys Darcys lawlawlawlaw）实验装置实验装置实验装置实验装置实验实验(shyn)(shyn)条件：试验装置图条件：试验装置图 1 1）等径圆筒装入均匀砂样，断面为）等径圆筒装入均匀砂样，断面为 2 2）上（下各）置一个稳定的溢水装置）上（下各）置一个稳定的溢水装置稳定水流稳定水流
11、 3 3）实验）实验(shyn)(shyn)时上端进水，下端出时上端进水，下端出水测出水量水测出水量QQ示意流线示意流线 4 4）砂筒中安装）砂筒中安装(nzhung)(nzhung)了了2 2个测压管个测压管4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律第9页/共52页第九页，共52页。达西定律的数学表达式为：达西定律的数学表达式为：其其中中Q-Q-为为渗渗透透流流量量（出出口口处处流流量量），亦亦即即通通过过过过水水断断面面（砂砂柱柱各各断断面面）A A的的流流量量(m3/d)(m3/d)；volumetric flow rate.volumetric flow rate.K-K
12、-多孔介质的渗透系数多孔介质的渗透系数(m/d)(m/d)；A,w-A,w-过水断面面积过水断面面积(m2)(m2)；hh水水头头损损失失（h=H1-H2h=H1-H2，为为上上下下游游过过水水断断面面的水头差）；的水头差）；LL渗透途径；渗透途径；I-I-为为水水力力梯梯度度(t(t d)d)（I I=h/Lh/L），等等于于两两个个计计算算断断面面之之间间的的水水头头差差除除以以渗渗透透途途径径，亦亦即渗透路径中单位长度上的水头损失。即渗透路径中单位长度上的水头损失。4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基本规水运动的基本规律律第10页/共52页第十页，共52页。K=
13、coefficient of proportionality called hydraulic conductivity.Q=volume of fluid per unit time passing through a column of constant cross-sectional area,A and length L.h1,h2=elevations of inflow and exit reservoirs of the column.z =elevation of the point at which the piezometric head ismeasured,above
14、a datum level.p,r=fluids pressure and mass density.z =elevation of the point at which the piezometric head is measured.p,r=fluids pressure and mass densityDarcys Law 4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基水运动的基本规律本规律第11页/共52页第十一页，共52页。由由水水力力学学知知，Q=A Q=A V V，则则V=Q/AV=Q/A，于于是是得得到到达达西西定定律律的的另另一一种种表表达式：达式：V=K I
15、 V=K I其中其中:K-K-多多孔孔介介质质的的渗渗透透系系数数(m/d)(m/d)，是是水水力力梯梯度度等等于于1 1时时的的渗渗透透流流速速，它它是是描描述述含含水水层层介介质质透透水水能能力力的的重重要要(zhngyo)(zhngyo)水文地质参数。水文地质参数。v-v-多多孔孔介介质质中中流流体体的的渗渗透透流流速速(m/d)(m/d)，它并非真实的流速。，它并非真实的流速。达达西西定定律律是是定定量量计计算算的的基基础础和和定性分析的依据。定性分析的依据。4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基本水运动的基本规律规律第12页/共52页第十二页，共52页。Dar
16、cys Law 4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基水运动的基本规律本规律第13页/共52页第十三页，共52页。RANGE OF VALIDITY OF DARCYs LAWRANGE OF VALIDITY OF DARCYs LAWExperiments:达西定律适用范围：达西定律适用范围：Re=110的层流的层流(cn li)运动运动4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基本规水运动的基本规律律实验证实实验证实(zhngsh)(zhngsh)Re1Re1时，时，V V和和I I线性相关，线性相关，1Re101Re10Re10时，时，V V和
17、和I I非线性相关。非线性相关。也也既既，自自然然界界只只有有一一部部分分层层流流满满足足达达西西定定律，也即律，也即Re10Re10时。时。注注意意：裂裂隙隙水水，岩岩溶溶水水要要特特别别注注意意，不不能能简单使用达西定律。简单使用达西定律。自然条件下，绝大多数地下水运动服从达西定律。自然条件下，绝大多数地下水运动服从达西定律。第14页/共52页第十四页，共52页。Darcys Law 4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基本规水运动的基本规律律第15页/共52页第十五页，共52页。4.1.24.1.2渗透流速（渗透流速（渗透流速（渗透流速（seepage veloc
18、ityseepage velocity）有效空隙体积：去除死端孔隙和结合有效空隙体积：去除死端孔隙和结合有效空隙体积：去除死端孔隙和结合有效空隙体积：去除死端孔隙和结合(jih)(jih)水占据的空间水占据的空间水占据的空间水占据的空间液态水：重力水、毛细水、结合液态水：重力水、毛细水、结合液态水：重力水、毛细水、结合液态水：重力水、毛细水、结合(jih)(jih)水水水水粘性土：孔隙细小，结合粘性土：孔隙细小，结合粘性土：孔隙细小，结合粘性土：孔隙细小，结合(jih)(jih)水多，水多，水多，水多，nene小小小小有有有有效效效效孔孔孔孔隙隙隙隙度度度度（effective effecti
19、ve porosityporosity）ne-ne-重重重重力力力力水水水水流流流流动动动动的的的的空空空空隙隙隙隙体体体体积积积积与与与与岩岩岩岩石体积之比，石体积之比，石体积之比，石体积之比，nennene，一般有，一般有，一般有，一般有nennen。一般来说，（孔隙、裂隙、溶穴）一般来说，（孔隙、裂隙、溶穴）一般来说，（孔隙、裂隙、溶穴）一般来说，（孔隙、裂隙、溶穴）ne n ne n 4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基水运动的基本规律本规律第16页/共52页第十六页，共52页。4.1.24.1.24.1.24.1.2渗透流速（渗透流速（渗透流速（渗透流速（s
20、eepage velocityseepage velocityseepage velocityseepage velocity）渗渗渗渗透透透透流流流流速速速速（v v v v）是是是是假假假假想想想想渗渗渗渗流流流流(shn(shn(shn(shn li)li)li)li)的的的的速速速速度度度度，是是是是假假假假设设设设水水水水流流流流通通通通过过过过包包包包括括括括骨骨骨骨架架架架与与与与空空空空隙隙隙隙在在在在内内内内的的的的断断断断面面面面（A A A A）上上上上的的的的平平平平均均均均流流流流速速速速，等等等等于通过实际过水断面的实际流速于通过实际过水断面的实际流速于通过实际过水
21、断面的实际流速于通过实际过水断面的实际流速u u u u与岩石的有效孔隙度之积。与岩石的有效孔隙度之积。与岩石的有效孔隙度之积。与岩石的有效孔隙度之积。设通过实际过水断面（设通过实际过水断面（设通过实际过水断面（设通过实际过水断面（w=A new=A new=A new=A ne）的实际流速为）的实际流速为）的实际流速为）的实际流速为u u u u，Q=vA=u w=u A ne v=ne u4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基本规水运动的基本规律律渗透流速渗透流速(li s)总是小于实总是小于实际流速际流速(li s)意义意义：研究水量时，只考虑水流通过的总量与平均
22、流速，而不：研究水量时，只考虑水流通过的总量与平均流速，而不去追踪实际水质点的运移轨迹去追踪实际水质点的运移轨迹简化的研究。简化的研究。第17页/共52页第十七页，共52页。4.1.34.1.34.1.34.1.3水力梯度（水力梯度（水力梯度（水力梯度（hydraulic gradienthydraulic gradienthydraulic gradienthydraulic gradient）水水水水力力力力梯梯梯梯度度度度（I I I I）是是是是指指指指沿沿沿沿等等等等水水水水头头头头面面面面（线线线线）法法法法线线线线方方方方向向向向（水水水水头头头头降降降降低低低低方方方方向向向向
23、）的的的的水头变化率。水头变化率。水头变化率。水头变化率。水在岩石空隙中运动水在岩石空隙中运动水在岩石空隙中运动水在岩石空隙中运动(yndng)(yndng)(yndng)(yndng)需要克服需要克服需要克服需要克服2 2 2 2个阻力：个阻力：个阻力：个阻力：I=(HA-HB)/I=(HA-HB)/L=-dh/dlL=-dh/dl4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基本规水运动的基本规律律1）隙壁）隙壁与水的摩擦阻力；与水的摩擦阻力；能量损失能量损失 水头损失水头损失2）水质点之间的摩擦阻力水质点之间的摩擦阻力。第18页/共52页第十八页，共52页。4.1.44.1
24、.4渗透系数渗透系数渗透系数渗透系数渗渗渗渗透透透透系系系系数数数数（KK）是是是是水水水水力力力力梯梯梯梯度度度度等等等等于于于于1 1时时时时的的的的渗渗渗渗透透透透流流流流速速速速,单单单单位位位位(dnwi)(dnwi)：m/d,cm/s.m/d,cm/s.关系：关系：关系：关系：1 1）I I为定值时，为定值时，为定值时，为定值时，KK大，大，大，大，V V大；大；大；大；KK小，小，小，小，V V小（小（小（小（V VKIKI）；）；）；）；2 2）V V为定值时，为定值时，为定值时，为定值时，KK大，大，大，大，I I小小小小等水位线疏；等水位线疏；等水位线疏；等水位线疏；KK小
25、，小，小，小，I I大大大大等水位线密。等水位线密。等水位线密。等水位线密。渗渗渗渗透透透透系系系系数数数数可可可可定定定定量量量量说说说说明明明明岩岩岩岩石石石石的的的的渗渗渗渗透透透透性性性性：KK大大大大渗渗渗渗透透透透性性性性强强强强；KK小小小小渗渗渗渗透性弱。透性弱。透性弱。透性弱。V=K I4.1 4.1 重力重力(zhngl)(zhngl)水运动的基水运动的基本规律本规律第19页/共52页第十九页，共52页。渗透系数（渗透系数（渗透系数（渗透系数（K K K K）的影响因素：）的影响因素：）的影响因素：）的影响因素：d0 d0 d0 d0 孔隙直径；孔隙直径；孔隙直径；孔隙直径
26、；水的重率；水的重率；水的重率；水的重率；动力粘滞系数动力粘滞系数动力粘滞系数动力粘滞系数 K K K K与岩石与岩石与岩石与岩石(ynsh)(ynsh)(ynsh)(ynsh)空隙性质、水的某些物理性质有关。空隙性质、水的某些物理性质有关。空隙性质、水的某些物理性质有关。空隙性质、水的某些物理性质有关。（1 1 1 1）孔隙直径大则渗透性强，取决于最小孔隙直径。）孔隙直径大则渗透性强，取决于最小孔隙直径。）孔隙直径大则渗透性强，取决于最小孔隙直径。）孔隙直径大则渗透性强，取决于最小孔隙直径。（2 2 2 2）圆管通道：形状弯曲而变化时，渗透性较差。）圆管通道：形状弯曲而变化时，渗透性较差。）
27、圆管通道：形状弯曲而变化时，渗透性较差。）圆管通道：形状弯曲而变化时，渗透性较差。（3 3 3 3）颗粒分选性：比对孔隙度的影响要大。）颗粒分选性：比对孔隙度的影响要大。）颗粒分选性：比对孔隙度的影响要大。）颗粒分选性：比对孔隙度的影响要大。（4 4 4 4）水的物理性质：粘滞性大的液体）水的物理性质：粘滞性大的液体）水的物理性质：粘滞性大的液体）水的物理性质：粘滞性大的液体KKKKK1K2K1，K2=3K1K2=3K1；K2K2中流线密度为中流线密度为K1K1的的3 3倍，因此，倍，因此，K2K2径流径流(jngli)(jngli)强，流量大，更多的强，流量大，更多的流量通过渗透性好的介质。
28、流量通过渗透性好的介质。如果地层交界面与水流方向平行，如果地层交界面与水流方向平行，则渗透系数越大，流线越密集则渗透系数越大，流线越密集(mj)，而等水头线不变。，而等水头线不变。第38页/共52页第三十八页，共52页。（四）（四）（四）（四）层状非均质介质层状非均质介质层状非均质介质层状非均质介质(jizh)(jizh)中的流网中的流网中的流网中的流网2 2 2 2）两块介质：）两块介质：）两块介质：）两块介质：a.K1a.K1a.K1a.K1中等水位（头）线密，间隔中等水位（头）线密，间隔中等水位（头）线密，间隔中等水位（头）线密，间隔(jin g)(jin g)(jin g)(jin g
29、)数为数为数为数为K2K2K2K2的的的的3 3 3 3倍；倍；倍；倍；K1K1K1K1中水力梯度大，中水力梯度大，中水力梯度大，中水力梯度大，K2K2K2K2中水力梯度小；中水力梯度小；中水力梯度小；中水力梯度小；b.b.b.b.在渗透较差的在渗透较差的在渗透较差的在渗透较差的K1K1K1K1中，消耗的机械能大，是中，消耗的机械能大，是中，消耗的机械能大，是中，消耗的机械能大，是K2K2K2K2的的的的3 3 3 3倍。倍。倍。倍。如果地层交界面与水流方向如果地层交界面与水流方向(fngxing)垂直，则渗透系数越小，垂直，则渗透系数越小，等水头线越密集，而流线不变等水头线越密集，而流线不变
30、4.2 4.2 流流 网网第39页/共52页第三十九页，共52页。3 3 3 3）流线与岩层界面斜交）流线与岩层界面斜交）流线与岩层界面斜交）流线与岩层界面斜交流线发生折射，服从水流流线发生折射，服从水流流线发生折射，服从水流流线发生折射，服从水流(shuli)(shuli)(shuli)(shuli)折射定律：折射定律：折射定律：折射定律：K1-K1-地下水流入岩层（地下水流入岩层（K1K1层）的渗透系数层）的渗透系数(m/d)(m/d)；K2-K2-地下水流出岩层（地下水流出岩层（K2K2层）的渗透系数层）的渗透系数(m/d)(m/d)；1-1-地下水流向地下水流向(li xin)(li
31、xin)与流入岩层（与流入岩层（K1K1层）层界法线之间的层）层界法线之间的夹角夹角()()；2-2-地下水流向地下水流向(li xin)(li xin)与流出岩层（与流出岩层（K2K2层）层界法线之间的层）层界法线之间的夹角夹角()()。4.2 4.2 流流 网网 为了保持流量相等为了保持流量相等(xingdng)(xingdng)（Q1=Q2Q1=Q2），流线进入），流线进入渗透性好的渗透性好的K2K2层后将更加密集，等水头线的间隔加大层后将更加密集，等水头线的间隔加大（dl2dl1dl2dl1）。）。（四）（四）层状非均质介质中的流网层状非均质介质中的流网第40页/共52页第四十页，共5
32、2页。4.2 4.2 流流 网网 流线趋向于在强透水层中走最长的途径，而在弱透水层中走最短流线趋向于在强透水层中走最长的途径，而在弱透水层中走最短的路径。结果的路径。结果(ji gu)，强透水层中流线接近于水平，而在弱透水，强透水层中流线接近于水平，而在弱透水层中流线接近于垂直层面。层中流线接近于垂直层面。第41页/共52页第四十一页，共52页。含水层中存在含水层中存在(cnzi)(cnzi)透镜体时透镜体时a.a.渗透性强渗透性强流线向其汇聚；流线向其汇聚；b.b.渗透性弱渗透性弱流线绕流流线绕流4.2 4.2 流流 网网第42页/共52页第四十二页，共52页。五、流线的性质五、流线的性质(
33、xngzh)a.流线不能相交（同一时刻不可能有两个流向）流线不能相交（同一时刻不可能有两个流向）b.流线光滑不能有急转折（若有转折，在转折点有两流线光滑不能有急转折（若有转折，在转折点有两个流向）个流向）c.流线相当于隔水边界（只能在其间运动，不能穿过流流线相当于隔水边界（只能在其间运动，不能穿过流线运动）线运动）d.流线的形状受控于边界的性质流线的形状受控于边界的性质(xngzh)和形状（平行和形状（平行于隔水边界，垂直于供水边界）于隔水边界，垂直于供水边界）4.2 4.2 流流 网网第43页/共52页第四十三页，共52页。六、流网的用途六、流网的用途 a.根据流线方向可以看出任一点的流向；
34、根据流线方向可以看出任一点的流向；b.根据等水头线可以看出任一点水位的变化；根据等水头线可以看出任一点水位的变化；c.流线的密疏可以反映地下径流的强弱；流线的密疏可以反映地下径流的强弱；d.等水头线的密疏则说明等水头线的密疏则说明(shumng)水力梯度的大水力梯度的大小。小。e.追踪污染物质的运移追踪污染物质的运移 f.判断水文地质条件（含水层条件；边界条件；与判断水文地质条件（含水层条件；边界条件；与地表水关系）地表水关系）4.2 4.2 流流 网网第44页/共52页第四十四页，共52页。七、流网的性质七、流网的性质 a.在各向同性介质中，流网为正交网格。在各向同性介质中，流网为正交网格。
35、（水沿水力梯度最大的方向运动）（水沿水力梯度最大的方向运动）b.对于稳定流，流线与迹线重合；对于非稳对于稳定流，流线与迹线重合；对于非稳定流可以定流可以(ky)划分为多个小单元，每个小单元划分为多个小单元，每个小单元可以可以(ky)看作稳定流。看作稳定流。c.对于稳定流，流网不随时间变化。对于稳定流，流网不随时间变化。4.2 4.2 流流 网网第45页/共52页第四十五页，共52页。思考思考(sko)1：绘制流网：绘制流网4.2 4.2 流流 网网第46页/共52页第四十六页，共52页。思考思考(sko)2：绘制流网：绘制流网4.2 4.2 流流 网网第47页/共52页第四十七页，共52页。4
36、.3 4.3 4.3 4.3 饱和饱和饱和饱和(boh)(boh)(boh)(boh)粘性土中水的流粘性土中水的流粘性土中水的流粘性土中水的流动动动动粘性土的渗透流速粘性土的渗透流速粘性土的渗透流速粘性土的渗透流速V V V V与水力梯度与水力梯度与水力梯度与水力梯度I I I I之间有三种关系。之间有三种关系。之间有三种关系。之间有三种关系。（1 1 1 1）V-IV-IV-IV-I关系为通过原点的直线，服从达西定律。关系为通过原点的直线，服从达西定律。关系为通过原点的直线，服从达西定律。关系为通过原点的直线，服从达西定律。（2 2 2 2）V-IV-IV-IV-I关关关关系系系系为为为为不
37、不不不通通通通过过过过原原原原点点点点，水水水水力力力力梯梯梯梯度度度度小小小小于于于于某某某某一一一一值值值值I0I0I0I0时时时时无无无无渗渗渗渗透透透透；大大大大于于于于I0I0I0I0时时时时，起起起起初初初初为为为为一一一一向向向向(yxing)I(yxing)I(yxing)I(yxing)I轴轴轴轴凸凸凸凸出出出出的的的的曲曲曲曲线线线线，然然然然后后后后转转转转为为为为直直直直线。线。线。线。（3 3 3 3）V-IV-IV-IV-I曲曲曲曲线线线线为为为为通通通通过过过过原原原原点点点点的的的的曲曲曲曲线线线线，I I I I小小小小时时时时曲曲曲曲线线线线向向向向I I
38、I I轴轴轴轴凸凸凸凸出出出出，I I I I大大大大时时时时为直线。为直线。为直线。为直线。第48页/共52页第四十八页，共52页。偏离达西定律的试验结果可用来分析结合水的运动规律，偏离达西定律的试验结果可用来分析结合水的运动规律，I小时，小时，结合水也会运动，但此时结合水也会运动，但此时V很小。很小。I0称为初始水力梯度。称为初始水力梯度。V-I曲线曲线的直线部分可用罗查（的直线部分可用罗查（1950）公式表示：）公式表示：V=K（I-I0）结合水是一种非牛顿流体，是性质介于固体与液体之间的异常液结合水是一种非牛顿流体，是性质介于固体与液体之间的异常液体，外力必须克服体，外力必须克服(kf
39、)其抗剪强度方能使其流动。其抗剪强度方能使其流动。4.2 4.2 流流 网网第49页/共52页第四十九页，共52页。思考题思考题思考题思考题1.1.1.1.什什什什么么么么(shn(shn(shn(shn me)me)me)me)是是是是线线线线性性性性渗渗渗渗透透透透规规规规律律律律？公公公公式式式式及及及及各各各各项项项项符符符符号号号号的的的的意意意意义义义义是是是是什什什什么么么么(shn(shn(shn(shn me)me)me)me)？2.2.2.2.渗透系数的影响因素有哪些？渗透系数的影响因素有哪些？渗透系数的影响因素有哪些？渗透系数的影响因素有哪些？3.3.3.3.流网有哪些用
40、途？流网有哪些用途？流网有哪些用途？流网有哪些用途？第50页/共52页第五十页，共52页。本章小结本章小结 重点掌握重力水运动的基本规律，能熟练写出重点掌握重力水运动的基本规律，能熟练写出DarcyDarcy定律的定律的数学表达方式及各项符号的意义；数学表达方式及各项符号的意义；概念：渗透流速、水力梯度、渗透系数、过水断面等概念概念：渗透流速、水力梯度、渗透系数、过水断面等概念及其物理含义；及其物理含义；理解流网的概念，掌握均质各向同性介质中的流网特点理解流网的概念，掌握均质各向同性介质中的流网特点(tdin)(tdin)，掌握流网的绘制方法并能熟练应用流网进行，掌握流网的绘制方法并能熟练应用流网进行水文地质分析；水文地质分析；了解层状非均质介质中的流网特点了解层状非均质介质中的流网特点(tdin)(tdin)；了解饱水粘性土中水的运动规律。了解饱水粘性土中水的运动规律。第51页/共52页第五十一页，共52页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第52页/共52页第五十二页，共52页。