第五章地下水向边界附近井的运动.ppt

第五章第五章 地下水向地下水向边边界附近井的运界附近井的运动动 前面讨论的是地下水向井的运动，都是在无限含水层中，这一章讨论边界附近井的地下水运动。在解析解中，我们只能将边界概化为；补给边界（供水边界）和隔水边界（不透水边界）。1 镜镜象法原理及直象法原理及直线边线边界附近的井流界附近的井流 一、一、镜镜象法原理象法原理 没有边界时，抽水井的水位线为最下边的漏斗线；有补给边界附近时，水头线为中间的线，相当于在补给边界的另一侧有一注水井，然后进行叠加的结果。1.因此，边界的影响可用虚井的影响代替，把实际上有界的渗流区化为虚构的无限渗流区，把求解边界附近的单井抽水问题，化为求解无限含水层中实井和虚井同时抽（注）水问题，利用叠加原理。映射后虚井映射后虚井应应具有的特征：具有的特征：（1）虚井和实井的位置对于边界是对称的；（2）虚井的流量与实井相等；（3）虚井的性质取决于边界性质，对于定水头补给边界，虚井性质和实井相反；如实井为抽水井，则虚井为注水井；虚井和实井性质相同，都是抽水井；（4）虚井的工作时间和实井相同。2.二、直二、直线边线边界附近的井流界附近的井流 1.稳定流（1）直线补给边界附近的稳定井流 承压井：设抽水井的流量为Q，井中心至边界的垂直距离为a，由于边界为补给边界，在边界另一侧的虚拟井为注水井，其流量为-Q。由实井产生的降深：由虚井产生的降深：由叠加原理，P点的总降深为：3.4.潜水井：Dupuit公式为：是非线性的，不能直接进行叠加，所以设u=H02+h2，方程变为：实井产生的 影响为：虚井产生的 影响为：叠加后，得：5.如果P点位于抽水井井壁上时，这时r1=rw，r2=2a，代入上式得：承压水：潜水：6.（2）直线隔水边界附近的稳定流 隔水边界，虚拟井为抽水井。承压水井：潜水井：7.8.如果P点位于抽水井井壁上时，r1=rw，r2=2a，代入上式得：承压水：潜水：9.2.非稳定流 (1)直线补给边界附近的非稳定流 承压水：虚井是流量为Q的注水井，利用叠加原理。当u1和u2均小于0.01时，用Jacob近似公式：10.潜水：对h2进行叠加：即当ui0.01时，可用Jacob近似公式，有 11.（2）直线隔水边界附近的非稳定井流 承压水：虚井是流量为Q的抽水井，利用叠加原理。当ui0.01时，可用Jacob近似公式，有12.潜水：对h2进行叠加：当ui0.01时，可用Jacob近似公式，有13.3.根据非稳定流抽水试验资料求参数。（1）配线法条件：观测孔位于抽水井到边界的垂直线上。原理：如图抽水井到边界的距离为a，抽水井到观测孔距离为r，所以观测孔到实井的距离为r1=r，观测孔到虚井的距离为r2=2a+r，这时 边界为隔水边界 边界为补给边界 14.其中：15.隔水边界：补给边界：只要已知u1和r/a，W(u1)和W(2a/r1)2u1)也为已知，假设:16.隔水边界：补给边界：对上三式两边取对数：17.即，(u1,r/a)1/u1曲线或者(u1,r/a)1/u1曲线与st曲线形状相似。步骤：作标准曲线，如图。18.作st曲线。拟合选匹配点，读坐标。代入公式求参。（2）直线图解法：隔水隔水边边界：界：在u1和u2均小于0.01时，可用Jacob近似公式。当影响范围还未达到边界时，虚井未起作用：在单对数纸上为一条直线，读斜率i1，代入下式求T。19.当t=t0时，代入下式求*。当影响范围达到边界时，虚井开始起作用，这时其直线如图后半截，i1，代入下式求T。最后取平均值。补给边补给边界：界：利用未影响到边界时的资料求参，同隔水边界。20.2 扇形含水扇形含水层层中的井流中的井流 对于扇形含水层，除了对井映射外，还要对边界映射。映射的映射的规则规则：除上面的4条外，还应满足以下几条：（1）扇形含水层有两条边界。对于每一条边界而言，不仅映出井的像，而且要映出另一边界的像，且边界性质不变。连续映射，直到虚井布满整个平面为止。（2）对扇形夹角的要求，360必须能被扇形的夹角整除。为使映射后布满整个平面。（3）经映射后，实井和虚井位于中心为扇形的顶点，半径等于从水井至扇形顶点距离的圆周上。21.（4）夹角与边界性质的组合应满足的条件：如两边界的性质相同时，角必须能整除180。如两边界的性质不同时，则角必须能整90。角为120时，只有当两条边界都是隔水边界，而且抽水井位于角的平分线上时，才能应用镜像法。一、象限含水一、象限含水层层 1.稳定流（1）两边界为隔水边界 映射后，若为稳定流时，用Dupuit公式计算各井在P点的s（承压水）或h2（潜水），然后叠加。22.承压井：计算抽水井的降深时，潜水井：计算抽水井的水位时，23.（2）两边界为补给边界 1、4井抽水，2、3井注水承承压压井井：抽水井的降深潜水井：潜水井：抽水井的水位：24.（3）一个边界为补给边界，一个边界为隔水边界 1、3井抽水，2、4井注水 承压井抽水井的降深：潜水井抽水井的水位：25.2.非稳定流 仅考虑二条隔水边界的情况。对承压含水层中任一点，有：式中：当ui0.01时，可使用Jacob近似公式得：26.二、其他角度的扇形含水二、其他角度的扇形含水层层 以60角的扇形含水层为例。当两边界为隔水边界时，6口井全为抽水井，补给边界时3口井为抽水井，3口井为注水井，如图。27.稳定流计算：承压含水层中任一点，有：承压水井，有：潜水井，有：非稳定流，应用Theis公式。（略）28.