地下水运动的基本规律

《老人与海》刻画出一个与大海搏斗，在艰难的环境下，奋力生活的老渔夫。为何帮大家更好的了解书中内容，美文网小编整理了5篇《老人与海》的读书笔记，仅供写作参考。《老人与海》的读书笔记200字篇1《老人与海》成功的塑造了一个经典的硬汉形象。它的作者海明威也因此获得了诺贝尔文学奖。书中讲的是古巴的一个名叫桑地亚哥的老渔夫，独自一个人出海打鱼，在一无所获的8天之后钓到了一条无比巨大的马林鱼。这是老人从来没见过也没听说过的比他的船还长两英尺的一条大鱼。鱼大劲也大，拖着小船漂流了整整两天两夜，老人在这两天两夜中经历了从未经受的艰难考验，终于把大鱼刺死，拴在船头。然而这时却遇上了鲨鱼，老人与鲨鱼进行了殊死搏斗，结果大马林鱼还是被鲨鱼吃光了，老人最后拖回家的只剩下一副光秃秃的鱼骨架。《老人与海》的读书笔记200字篇2海明威为什么没有让老人最终胜利呢？用小说中老人的话来说：“一个人并不是生来就要被打败的”，“人尽可以被毁灭，但却不能被打败。”这就是《老人与海》想揭示的哲理。不可否认，只要是人就都会有缺陷。当一个人承认了这个缺陷并努力去战胜它而不是去屈从它的时候，无论最后是第三章地下水运动的基本规律第一节饱水带重力水运动的基本规律•1.渗透与渗流•渗透—地下水在岩石中的运动。渗流—假想岩石的空间全被水流充满的水流。•地下水在岩石空隙中的运动称为渗流(渗透)。发生渗流的区域称为渗流场。由于受到介质的阻滞，地下水的流动远较地表水为缓慢。•在岩层空隙中渗流时，水的质点有秩序的、互不混杂的流动，称作层流运动。在具狭小空隙的岩石(如砂、裂隙不很宽大的基岩)中流动时，重力水受介质的吸引力较大，水的质点排列较有秩序，故均作层流运动。•水的质点无秩序地、互相混杂的流动，称为紊流运动。作紊流运动时，水流所受阻力比层流状态大，消耗的能量较多。在宽大的空隙中(大的溶穴、宽大裂隙及卵砾石孔隙中)，水的流速较大时，容易呈紊流运动。•判别地下水流态的方法有多种，但常用的还是用Reynolds数来判别，不同研究者导出的Reynolds数的表达式不同。•最常用的为•v为地下水的渗流速度；d为含水层颗粒的平均粒径；γ为地下水的运动粘度(即粘滞系数)•对于孔隙岩土层用巴甫洛夫斯基公式：vc=Rc(0.75n+0.23)v/d10vc——临界渗透流速；Rc——临界雷诺数，对于同类结构的岩土层，其值相同，一般取7～9；n——岩土层的孔隙度；v粘滞运动系数；d10——土的有效直径。当vvc时，地下水呈层流状态；当vvc时，地下水呈紊流状态。•对于裂隙岩层，临界水力坡度Ic：Ic=0.00252(1-0.96a0.4)(1+6a1.5)/bb——裂隙宽度，cm；a——裂隙相对粗糙度，a=e/b；e——裂隙绝对粗糙度。运动要素:流速、流量、压强、水头•水在渗流场内运动，各个运动要素不随时间改变时，称作稳定流。•运动要素随时间变化的水流运动，称作非稳定流。•严格地讲，自然界中地下水都属于非稳定流。但是，为了便于分析和运算，也可以将某些运动要素变化微小的渗流，近似地看作稳定流。地下水运动的空间变化类型承压含水层的单向运动线状流（一维流运动）平面流（二维流）•若固定平面是水平面时，该平面称为平面的平面流；•若固定平面是一铅垂面时，则称为剖面的平面流空间流（三维流）•多孔介质的孔隙度是指孔隙体积和多孔介质总体积之比。•这里的孔隙体积是指孔隙的总体积，不管这些孔隙是否对地下水运动有意义。•但从地下水运动的角度来看，只有那些相互连通的孔隙才是有意义的。•对于细粒土．如一些粘性土，因为颗粒表面的结合水占据了相当一部分孔隙空间，所以对地下水运动有效的孔隙要比总的孔隙为少。•我们把互相连通的、不为结合水所占据的那一部分孔隙称为有效孔隙。有效孔隙体积与多孔介质总体积之比称为有效孔隙度即：•还有—种特殊类型的孔隙，称为死端孔隙。它有一端与其它孔隙连通，另一端是封闭的，其中的地下水是相对停滞的。从地下水运动的角度来说，这种孔隙是无效的。•但其中的水在疏干时能排出，对于排水来说是有效的。•因此．严格说来，研究地下水运动时所指的有效孔隙度和研究排水时所指的有效孔隙度(即给水度)是不完全相同的。贮水率和贮水系数•作用在该平面上的上覆荷重分别由颗粒(固体骨架)和水承担，即：••式中σ为上覆荷重引起的总应力；σ3为作用在固体颗粒上的粒间应力p为水的压强。•Terzaghi令λσ3＝σ’，称为有效应力。因为实际上λ值非常小，(1-λ)p≈p,于是式变为：•根据Newton第三定律．作用力相反作用力相等。在天然状态下，上覆荷重与颗粒的反作用力及水压力相平衡。水的浮托力含水层骨架所承受的力总压力•如在承压含水层中抽水、水头下降△H．即水的反作用力减少了，•但上覆荷重不变．于是有•作用于骨架上力的增加会引起含水层的压缩．而水压力的减少将导致水的膨胀。含水层本来就充满了水，骨架的压缩和水的膨胀都会引起水从含水层中释出，前者就象用手挤压充满了水的海绵会挤出水一样•由于水头降低引起的含水层释水现象称为弹性释水。相反，当水头升高时，会发生弹性贮存过程。把贮水率乘上含水层厚度M称为贮水系数或释水系数．线性渗透定律—达西定律•达西H.Darcy是法国水力学家，1856年通过大量的室内实验得出的渗流定律.•实验条件：试验装置图•1）等径圆筒装入均匀砂样，断面为ω•2）上（下各）置一个稳定的溢水装置—稳定水流•3）实验时上端进水，下端出水测出水量Q—示意流线•4）砂筒中安装了2个测压管LhKωQLhKωQ通过变水头，多次实验得出：出水端的流量Q与砂柱面积ω、测压管水头差h之间的关系为：表达式（1）Q——渗透流量；ω——砂柱断面面积；h——水头损失；L——渗流途径；K——渗透系数，m/d或cm/s。由水力学中水动力学基本原理：水力梯度ILh表达式（2）Q=KIω•达西公式的另一种表达式•由Q=ωv•得v=KI=-KdH/dl•达西定律的实质：•实际上是能量守恒与能量转换定律在渗流中的表现形式。•因为LHHKIKv21＝v也称为单位面积上的流量—即比流量与水力梯度是一次方正比关系故达西定律又称为线性渗透定律KvLHH211.渗流速度v•Q=K.I.ω=vω•过水断面与水力学中的水流过断面是否一致？否–过水断面ω——是假想的断面–实际孔隙断面——应为ω.n（孔隙度）–而实际水流断面ω’——为ω.ne(有效孔隙度)•Q/ω=v比照水力学的实际流速Q/ω’=u•得出地下水渗透流速与平均实际流速的关系：v＝u×ne•渗流速度v：是假设水流通过整个岩层断面（骨架+空隙）时所具有的虚拟的平均流速。•意义：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—简化的研究渗流速度ω’=ωne2、水力坡度ILhLΔHLHHI2121定义I：是沿渗流途径上的水头损失与相应的渗流长度之比.水力学中水力坡度：单位距离上的水头损失物理涵义上来看I：代表着渗流过程中，机械能的损失率。在地下水渗流研究中任意点的水头表达式：由于ν2/2g很小,而被忽略因此，总水头测压水头gvpZH22总水头测压水头速度水头111pZH有些教科书中也称为水力传导率定义：水力梯度为I＝1时的渗透流速（v＝K.I）渗透系数具有速度量纲由公式v＝K.I分析：当I一定时，岩层的K愈大，则V也愈大，Q也大。因此，渗透系数K是表征岩石透水性的定量指标。3、渗透系数K3、渗透系数K层流条件下，圆管中（图A）过水断面的平均流速为：d——圆管的直径；ρ——水的重率；V——水的粘滞系数；I——水力坡度。IVd32v2把多孔介质的孔隙理想化成由一系列细小的圆管状孔隙所组成（图B），孔隙度保持不变，渗透速度可写成：IVdvee32*nnv23、渗透系数K与达西定律比较，可得：•用内在渗透率K0表示单纯岩石的渗透性能：VdKe32n2VKK0计算渗透系数的经验公式：哈赞公式d10——颗粒的有效直径，mm，即颗粒的累积含量等于l0％的颗粒直径。公式适用于粒径0.1～0.3mm的砂，不均匀系数d10/d60≤5的情况。tCdK03.07.0210松散岩石名称渗透系数(m/d)松散岩石名称渗透系数(m/d)亚粘土0.001-0.10中砂5-20亚砂土0.10-0.50粗砂20-50粉砂0.50-1.0砾石50-150细砂1.0-5.0卵石100-500松散岩石渗透系数参考值3、渗透系数K3、渗透系数K按岩层透水性能不同，分类：(一）按岩层渗透系数大小不同透水层强透水层弱透水层隔水层(二）按渗透系数随空间位置变化程度不同均质含水层非均质含水层（三）按渗透系数是否随渗流方向改变各向同性含水层各向异性含水层4.达西定律适用范围雷诺数Re=vd/VRe10线性层流，服从达西定律Re=10~100非线性层流Re100紊流渗流场：地下水流动（运动）的空间流网是描述渗流场中地下水流动状况的有效工具流网：是由一系列等水头线与流线组成的网格，称流网。流线：某时刻在渗流场中画出的一条空间曲线，该曲线上各个水质点的流速方向都与这条曲线相切（某时刻各点流向的连线）（迹线：流体水质点在渗流场中某一时间段内的运动轨迹）等水头线：在某时刻，渗流场中水头相等各点的连线（水势场的分布）四、流网定性流网的绘制—（各向同性介质中）在许多实际工作中，绘制定性流网分析问题很重要精确流网受许多条件（资料不足等）制约，很难办到思考：—绘制流网需要考虑渗流场的哪些条件？绘制步骤（简要）：①寻找已知边界（湿周，隔水边界，水位线）②分水线、源、汇的确定③画出渗流场周边流线与条件④中间内插流量等单宽量流量控制流线根数确定等水头差间隔四、流网定性流网绘制已知边界a—湿周b—隔水边界c\d—水位线等水头线、流线与各类边界的关系定性流网绘制1）寻找已知边界（湿周，隔水边界，水位线）2）分水线、源、汇的确定3）画出渗流场周边流线与条件4）确定等水头值，中间内插河间地块流网的绘制流网的意义解释水文地质现象判断地下水系统内部结构分析地下水的补给、排泄、径流特征计算渗流场任意点的水头、压强、水力坡度、渗透流速等据流网选择垃圾填埋场位置等流网的应用它反映了渗流场中地下水的流动状况，同时也是介质场与势场的综合反映，提供这两方面的信息。①可以确定任意点的水头值（H），并了解其变化规律图中A点水头？HA与HB的大小？②确定水力梯度I的大小，及其变化规律图中A点的I？IA与IB比较谁大？③确定渗透流速v的大小，及其变化规律图中A点的vA？vA与vB？④渗流场内的流量分布情况(如果打井取水，布置何处？)⑤了解水质点的渗流途径及长短（当流线与迹线重合，流线近视为水质点的运移轨迹）AB流网的应用比较：HA与HB？IA与IB？vA与vB？河间地块流网的应用在图示条件下，在何处打井取水，井水不会受污染物的影响？•通过流网每一网格的流量越流含水层(半承压含水层)•在自然界中，有不少这样的情况：承压含水层的上、下岩层并不是绝对隔水的，其个一个或者两个可能是弱透水层。•虽然含水层会通过弱透水层祁相邻含水层发生水力联系．但它还是承压的。•因此，称其为半承压含水层。当这个含水层和相邻含水层间存在水头差时、地下水便会从高水头含水层通过弱透水层流向低水头含水层。对指定含水层来说，可能流入也可能流出该含水层。这种现象称为越流。因此，半承压含水层也称越流含水层。在含水层中抽水，由于人为地造成水头降低，这种现象就更容易发生。第二节地下水向河渠的运动•河渠水位和流量的变化是影响附近地区地下水动态的重要因素。研究河渠附近地下水规律，对地下水资源评价、人工排水和灌溉等都有着重要意义。•一、河渠间地下水的稳定运动•（一）潜水的稳定运动•由于大气降水入渗补给或浅层潜水蒸发等因素的影响，河渠间潜水的运动是非稳定的•研究河渠间潜水的运动，作如下假设：•(1)含水层均质各向同性，底部隔水层水平，上部有均匀入渗，并可用入渗强度即单位时间，单位面积上的入渗补给量w来表示，在此情况下，w为常数；•(2)河渠基本上彼此平行