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1、第一章渗流理论基础习题1-1一、填空题：1.地下水动力学是研究地下水_、_和_中运动规律的科学，通常把_称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为_；多孔介质的特点是_、_、_和_。2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有_、_、_和_，而地下水动力学主要研究的_的运动规律。3.在多孔介质中，不连续的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是_，但对贮存水来说却是_。4.假想水流的_、_、_以及_都与真实水流相同，假想水流充满_。5.地下水过水断面包括_和_所占据的面积；渗透速度是_上的平均速度，而实际流速是_的平均速度。6.在渗流中，水头一般是指_，不同数值的等水头面（线）永远_。7.在渗流场中，把大小等于_
2、方向沿着_的法线，并指向水头_方向的矢量，称为水力坡度；水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_、_和_。8.渗流运动要素包括_、_、_和_等等。9.根据地下水速度_与_的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。二、判断题：10.地下水在多孔介质中运动，因此可以说多孔介质就是含水层。（）11.地下水运动时的有效孔隙度等于排水（贮水）时的有效孔隙度。（）12.对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。（）13.贮水率s=g(+n)也适用于潜水含水层。（）14.贮水率只用于三维流微分方程。（）15.贮水系数既适用承压含水层，也适用于潜水含水层。（）16.在一定条件下，含水层的给水度可
3、以是时间的函数，也可以是个常数。（）17.潜水含水层的给水度就是贮水系数。（）18.在其它条件相同而知识岩性不同的两个潜水层中，在补给期时，给水度大，水位上升大，小，水位上升小；在蒸发期时，大水位下降大，小,水位下降小。（）19.决定地下水流向的是（）。（1）压力的大小；（2）位置高低；（3）水头的大小。20.地下水可以从高压处流向低压处，也可以从低压处流向高压处。（）21.具有渗流速度的水流是连续充满整个含水层空间的一种实际水流。（）22.渗流是连续充满整个含水层的水流，其中没有岩石颗粒，因此也就不存在与固体的摩擦阻力，所以，渗流所受的阻力小于实际所受的阻力。（）23.承压含水层中两断面间的
4、水力坡度的大小等于两断面间的水头面（假设为平面）倾角的正切。24.对水力坡度可定义为：单位渗流路径上的水头下降值。三、分析问答题：25.解释下列个概念：渗透速度、实际速度、水力坡度、贮水率、贮水系数。26.如图1-2所示的向斜盆地，承压含水层为均质各向同性、等厚，水流为稳定流，平面上流线平行。已知A、C、E和B、D、F分别是沿顶地板流线上的三个点，且分别在同一铅直面上。试标出A、B、C、D、E、F各点的测压高度和测压水头，并画出AB和EF两断面降ACE和BDF的水头曲线（忽略惯性力）。图1-227.试分析在相同条件下进行人工回灌时，承压含水层和潜水含水层的贮水能力的大小。28.如图1-3所示，
5、一观测孔打在湖下承压含水层中，试按下列两种情况分别讨论：当湖水位上升H后，观测孔中水位将怎样变化？为什么？（1）含水层的顶板是隔水的；（2）含水层的顶板是弱透水的；（3）如果湖水位保持不变，而由于天气变化，大气压力增加了p，试问在前两种情况下观测孔中的水位又将怎样变化？图1-329.图1-4是因火车停驶和开走而引起铁路附近承压观测孔中的水位变化情况，试用含水层的弹性理论分析其变化机理。图1-4四、分析计算题：30.在等厚的承压含水层中，过水断面面积为400m2的流量为10000m3/ d，含水层的孔隙度为0.25，试求含水层的实际速度和渗透速度。31.已知潜水含水层在1km2的范围内水位平均下
6、降里4.5m，含水层的孔隙度为0.3，持水度为0.1，试求含水层的给水度以及水体积的变化量。32.已知承压含水层的贮水率为2.010-5/m，在温度为10时，水的密度和弹性压缩系数分别为1000kg/m3和4.9610-5cm2/N，含水层的给水度为0.25，而孔隙度为其给水度的1.2倍，试求含水层的压缩系数。33.通常用公式q=（P-P0）来估算降雨入渗补给量q。式中：-有效入渗系数；P0有效降雨量的最低值。试求当含水层的给水度为0.25，为0.3，P0为20mm，季节降雨量为220mm时，潜水位的上升值。习题1-2一、填空题：1._占优势时液体运动服从达西定律，随着运动速度加快_相应增大，
7、当_占优势时，达西定律就不适用了。2.达西定律反映了渗流场中的_定律。3.渗透率只取决于_的性质，而与液体的性质无关，渗透率的单位为_或_。4.当液体的动力粘滞系数为_，压强差为_的情况下，通过面积为_，长度为_岩样的流量为_时，岩样的渗透率为1da。1da等于_cm。5.渗透率是表征_的参数，而渗透系数是表征岩层_的参数，影响渗透系数大小的主要是_以及_，随着地下水温度的升高，渗透系数_。6.导水系数是描述含水层_的参数，它的定义在_维流中的水文地质参数。二、判断选择题：7.达西定律是层流定律。（ ）8.达西公式中不含有时间变量，所以达西公式只适用与稳定流。（ ）9.符合达西定律的地下水流，
8、其渗透速度与水力坡度呈直线关系，所以渗透系数或渗透系数的倒数是该直线的斜率。（ ）10.无论含水层中的矿化度如何变化，该含水层的渗透系数是不变的。（ ）11.达西定律是能量守恒与转换定律在地下水运动中的具体体现，因此，可以说达西定律中也包括了动能的变化。（ ）12.分布在两个不同地区的含水层，其岩性、孔隙以及岩石颗粒结构排列方式等都完全一致，那么可以肯定，它们的渗透系数也必定相同。（ ）13.某含水层的渗透系数很大，故可以说该含水层的出水能力很大。（ ）14.非线性渗流定律只适用于紊流状态下的地下水运动。（ ）15.在均质含水层中，渗透速度的方向与水力坡度的方向都是一致的。（ ）16.如图1-
9、6所示，在倾角的水压含水层中，已知H=172m，H0=173m，L=100m，含水层渗透系数为10m/d，上游垂直补给强度为0.001m/d，地下水为稳定流动，故通过含水层内任一单位过水断面上的流量为（ ）。（1）0.1 m/d （2）0.05 m/d （3）0.001 m/d （4）0.101 m/d17.导水系数实际上就是在水力坡度为1时，通过含水层的单宽流量。（ ）18.承压后年谁曾中的导压系数也等于渗透系数与贮水率之比。（ ）19.导水系数在三维流中无意义，那么只有在一、二维流中才有意义。（ ）三、分析及作图题：20.如图1-7所示的水文地质条件，已知水流为一维流，试指出断面1和2哪个
10、水力坡度大。为什么？并画出1、2断面间的水头曲线。21.等水位线的疏密程度可以反映出哪些水文地质条件？22.试画出图1-8所示的各种条件下两钻间的水头曲线。已知水流为一维流。23.如图1-9所示，在不同条件下，所画出的水头曲线对否？为什么？（已知水流为稳定一维流）24.图1-10中，已知水流为稳定一维流，试画出两孔间的水头曲线。25.图1-11中的三个稳定流实验装置（a）（b）（c）。其中（a）中断面2的水头分以下三种情况：等于断面2水头的一半，即P2= P1/2；等于断面1的水头，即P2= P1；等于断面1水头的2倍，即P2=2P1。试分别在Z-H坐标系中画出各实验装置的位置水头和测压水头曲
11、线。四、分析计算题：26.利用例题1-2-3的资料试问当地下水温度有10上升到30时，达西定律能适用吗？27.已知一等厚、均质、各向同性的承压含水层，其渗透系数为15m/d，孔隙度为0.2，沿着水流方向的两观测孔A、B间距l=1200，其水位标高分别为HA=5.4m，HB=3m。试求地下水的渗透速度和实际速度。28.如图1-6所示的稳定流实验装置，已知铅直砂柱长100cm，其中填充均质的砂，入水口和出水口水位分别为H1、H2，试求：1.分别按以下三种情况绘制测压水头H和压力水头沿圆柱方向上的分布图。（1）H1=115cm， H2=15cm；（2）H1=125cm， H2=15cm；（3）H1=
12、115cm， H2=25cm；2.试分别讨论（1）与（3）以及（2）与（3）不同情况下的水头曲线分布的差别；3.当渗透系数或砂料的孔隙度增大一倍时，上述测压水头H和压力水头的分布图将如何变化。29.在某均质、各向同性的承压后年水层中，已知点p（1cm，1cm）上的测压水头满足下列关系式：H=3x2+2xy+3y2+7，公式中H、x、y的单位以米计，试求当渗透系数为30m/d时，p点处的渗透速度的大小和方向。30.试利用伯努里方程证明达西定律是能量守恒和转换定律的具体体现。31.已知一均质、各向同性、等厚的承压含水层，其厚度为20m，孔隙度为0.2，渗透系数为15m/d，在含水层中，设有三个观测
13、孔，其位置与水位土表1-1所示，设各井间的承压水面为一平面，试求：（1）含水层水力坡度的大小和方向；（2）渗透速度v；（3）单位流量q；（4）在点p（100，100）处的实际流速v0。表1-1观测孔编号孔1孔2孔3坐标x（m）03000y（m）00200水位（m）10.011.58.532.已知一承压含水层，其厚度呈线性变化，底板倾角小于20，渗透系数为20m/d。A、B两断面处的承压水头分别为：第一种情况，HA=125.2m，HB=130.2m；第二种情况，HA=130.2m，HB=125.2m。设后含水层中水流近似为水平流动，A、B两断面间距为5000m，两断面处含水层厚度分别为MA=120m，MB=70m，试分确定不同情况下：（1）单宽流量q；（2）A、B间的承压水头曲线的形状；（3）A、B中点处的水头值。33.如图1-13所示的承压含水层，从补给区A处进土的水径流到下游C处以泉的形式排出，根据图中已知条件，试求：（1）B处观测孔中的水头；（2）B处观测孔形成自流的条件。习题1-3一、 填空题：1.均质与非均质岩层是根据_的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据_的关系划分的。2.渗透系数在各向同性岩层中_。在各向异性的岩层中是_。在三维空间中它由_组成，在二维流中则由_组成。3.在各向异性的岩层中，水力坡度与渗透速度方向是_。二、 判断及选择题：4.在各向异性的岩层中
