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1、 (2)排水渠合理间距的确定 土地改良时，为了防止土地盐滞化和沼泽化，需要控制地下水位的高度。最高水位不能超过 。当河渠一定时，河渠水位h1和h2也一定，有下二式 解此方程组可得a和l，l为河渠的合理距离。该方程组为非线性方程组，求解的方法有试算法。试算法：先给出a值，代入(1)式求得l，再将a、l代入(2)式进行计算，看等式两边是否相等,如果不等，从新给出a值，重复上计算，直到(2)式两边相等为止。特例，代入(2)式，可得：(3)河渠间单宽流量的计算 a0时,流入左河的水量：q=Wa(负号表示流入左河)1流入右河的水量：q=W(l a)2a=0时，分水岭位于左河边的起始断面上 a0时,不存在
2、分水岭,并且左河渗漏,由单宽流量公式 左河渗漏量：右河获得的补给量：(4)无入渗时潜水流的方程 无入渗时潜水流的方程为：前式说明潜水位曲线为抛物线，后式说明通过所有断面单宽流量是相等的。(5)非均质介质中的流量计算 平行层面渗流的层状结构的含水层 这类含水层常见的有两层结构的含水层，下层的K比上层小。这时下层为承压水，上层为潜水。通过整个含水层的单宽流量：沿水流方向渗透性突变的情况 水流通过渗透性不同的岩层时，其流量不变，分别为：消去h 得：s二、承压水的稳定运动二、承压水的稳定运动 座标如图，其数学模型为：将微分方程变为：积分,得：再积分：单宽流量：对上式两边求导，得：此式为承压水一维稳定流
3、的水头线方程。由Darcy定律 此式为承压水一维稳定流任一断面的流量。得：三、承压三、承压无压流动无压流动 承压段：无压段：因为，q1=q2 可求得：将l0代入上q1或q2公式，可得承压无压的单宽流量：22 河渠间地下水的非稳定运动 潜水回水潜水回水：在地表水和两岸潜水存在水力联系的情况下，河水位（或库水位）的抬高，会引起潜水位相应的抬高，这种现象通常称为潜水回水。引渗回灌引渗回灌：利用河渠地表水的侧渗作用来补充地下水，以达到灌溉农田的目的。一、河渠水位迅速上升（或下降）为定值时，河渠间地下水的一、河渠水位迅速上升（或下降）为定值时，河渠间地下水的非稳定运动非稳定运动 （一）假设条件 (1)含
4、水层均质，各向同性，位于水平隔水层上，上部入渗量可忽略不计，即设W=0，河渠引渗后的潜水流可视为一维流；(2)潜水流的初始状态为稳定流，水位可用下式表示(3)两侧河渠水位同时出现水位上升，发生瞬时回水，左河水位自h0,0上升至h0,t，右河自hl,0上升至hl,t。（二）数学模型的建立和求解 如图坐标，可得如下数学模型：模型的解为：式中：为相对距离；为相对时间；潜水流厚度的平均值 其中 hm-为左渠廻水前后水位的平方差；-为右渠廻水前后水位的平方差；-为河渠水位函数，当 在01之间时，可查下表求得。-可根据 求得。此式为河渠水位迅速上升后保持不变，计算河渠任一断面任一时刻水位的公式。任一断面单
5、宽流量：任一断面单宽流量：上式对x求导，并代入Darcy定律 得：式中：qx,0 x断面处回水前单宽流量；q x断面处回水后t时刻的单宽流量；河渠流量函数；G的确定查书中P135表9-3。说明：与稳定流不同，流量随时间和坐标变化。不同断面的流量也不同。X，tt时间内的总单宽流量：对上流量公式在0t时刻积分得：此式为引渗开始经历时间t后任一断面的总单宽流量 H查书中P136表9-4。二、河渠水位变化时，河渠间地下水的非稳定运动二、河渠水位变化时，河渠间地下水的非稳定运动 河水位的变化一般是连续的或者呈阶梯状变化。对于连续的变化，近似地概化为阶梯状，如图。每个阶梯认为是定水位，求解。然后再用叠加原
6、理计算。如图，将其划分为n个阶梯，将一个回水问题分解为把相邻阶梯的水位 作为回水前后的水 位，求该阶梯在t时 刻x处响应值，然 后进行叠加。几个回水问题，断面上潜水位公式：同理，可得单宽流量公式：三、应用分析(1)当l，0时，双侧有河渠渗透转变为半侧有河渠渗透的半无限问题，如图。断面x,在t时刻的水位公式：F()可查表求得。断面x，在t时刻的 流量公式：(2)当 =0时，即当左渠回水，右河渠水位保持不变时，任一断面潜水位和单宽流量的公式为：傍河取水时，布井一般平行于河流，这时将稳定的抽水当作渠道处理，可利用上式计算潜水位和河水对地下水的补给量。(3)确定排灌渠的合理间距 按照最简单的条件，初始
7、两河水位相同，相邻河渠水位变幅相等，即 ，该情况下，如果河渠为引渗渠道，则两渠中间水位最低，如果河渠为排水渠道，则两渠中间水位最高。所以一般控制水位，主要考虑x=L/2处的水位，如果该处的水位满足要求，那么，该断面上其它处的水位也满足要求。当x=L/2时，=,水位公式为：或 上式左端表示x=L/2处，回水前、后潜水位平方差占回水前、后河渠水位平方差的百分比，该数为给定数。然后反查 表，求得相应的 ：代入 得：得：该式表明:含水层透水性和平均厚度越小,给水度越大,预计排灌时间越短，则l越小；反之，则越大。(4)回水引起的浸没范围预测 河流回水、或水库蓄水后，潜水位升高,并向外扩展，经一定时间，在低凹地区，潜水位可能接近，甚至高出地面，形成一定范围的浸没。浸没区的确定：根据公式（半无限情况）可计算出同一时刻不 同断面x的水位，将水 位连接起来就是该时刻 的浸润曲线。如果潜水 位高出地表就是浸没区