地下水动力学3.pptx

;;;;;;Re数渗流速度由低到高，可将多孔介质中的地下水运动状态分为三种情况：

①当地下水低速度运动时，即Re数小于1~10范围内的某个值时，为黏滞力占优势的层流运动，符合Darcy定律；

②随着流速的增大，当Re数大于1~10范围内的某个值至临界Re数的范围内，为过渡带，地下水运动由黏滞力占优势的层流运动逐渐转变为惯性力占优势的层流运动；

③超过临界Re数时为紊流运动。

即便如此，绝大多数的天然地下水运动仍然服从Darcy定律。

当前研究成果用惯性力的影响来解释这一过渡带;当地下水通过平均粒径d=0.5mm的粗砂层，水温为15°C时，运动粘滞系数v=0.1m2/d，假设Reynolds数Re=1（符合达西定律适用范围），带入公式有

这表明，在粗砂中，当渗流速度小于200m/d时，均服从Darcy定律。

在天然状态下，粗砂的K=100m/d，此时J=1/500，带入Darcy定律，得出天然状态下地下水的渗流速度仅为υ=KJ=100(1/500)=0.2m/d,远小于200m/d。显然，在多数情况下粗砂中的地下水运动是服从Darcy定律的。;;;;;;自然界中常见的一种非均质岩层是由许多透水性各不相同的薄层相互交替组成的层状岩层。每一单层的厚度比其延伸长度小得多(如图)。其平行于层面的Kp和垂直于层面的Kv不等。

当每一分层的Ki和Mi已知时，可求出Kp和Kv：;每一分层的流量为，所有分层的总流量为

如果用一个等效的均质含水层代替多层含水层，等效层的厚度等于多个含水层的总厚度，并且在同一水力坡度(ΔH/l)作用下应该有相同的流量，因此有：

，进而得出：

变换等式，得：等效导水系数为：;;