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绪论 1

1 地下水动力学的研究内容和方法 1

2 地下水动力学的发展概况 1

第一章 渗流的基本理论 4

1 渗流的基本概述 4

二、渗流的运动要素 4

一、渗透与渗流 5

三、渗流的分类 11

2 渗流的基本定律 13

一、水均衡原理 14

二、渗流定律 14

3 地下水在均质各向异性介质中的运动特征 19

一、主渗透系数与方向渗透系数 19

二、各向异性与流线偏转 21

4 地下水在非均质各向同性介质中的运动特征 21

二、流线与非均质岩层界面平行 22

一、流线与非均质岩层界面斜交 22

三、流线垂直非均质岩层界面 23

5 描述地下水运动的数学模型及解算方法 24

一、关于模型的一般概念 24

二、描述地下水运动的数学模型 25

三、数学模型的解算方法 26

1 无界含水层中无越流时地下水向承压完整井的运动 27

一、含水层的弹性理论 27

第二章 地下水向井的非稳定运动 27

二、地下水向单井的运动 30

三、地下水向干扰井群的运动 47

2 有界含水层中无越流时地下水向承压完整井运动 51

一、抽水井位于直线隔水边界附近 51

二、抽水井位于直线定水头边界附近 55

3 无界含水层中有越流时地下水向承压完整单井的运动 59

一、不考虑弱透水层的弹性释放但补给层的水头保持不变 60

二、不考虑弱透水层弹性释放但考虑补给层的水头下降 72

三、考虑弱透水层弹性释放时的越流理论 75

4 地下水向定降深承压完整井的运动 80

一、无越流定降深单井非稳定流 80

二、有越流定降单井非稳定流 82

5 地下水向承压非完整井的运动 85

6 无界潜水含水层中无越流时地下水向完整单井的运动 88

一、仿泰斯公式 89

二、考虑延迟给水的博尔顿公式 92

三、考虑渗流速度垂直分量与弹性贮量的纽曼公式 106

第三章 地下水向井中的稳定运动 119

1 具有圆形定水头边界的含水层中地下水向完整井的运动 119

一、地下水向承压井的运动 119

二、地下水向潜水井的运动 121

三、地下水向承压-潜水井运动 122

2 无界含水层中地下水向井中的运动 123

一、地下水向完整单井的运动 124

二、地下水向非完整单井的运动 126

三、地下水向完整干扰井群运动 128

3 有界含水层中地下水向完整井运动 130

一、直线定水头边界附近的井 131

二、含有定水头边界的象限含水层及带状含水层中的井 131

4 井损 133

5 根据稳定抽水试验资料推求井的抽水量与井中水位降深的经验公式 134

一、直线型 134

二、抛物线型 135

三、幂函数曲线型 136

四、对数曲线型 137

第四章 地下水在含水层中的运动 142

1 承压含水层中地下水运动的基本微分方程 142

一、地下水非稳定运动的基本微分方程 142

二、地下水稳定运动的基本微分方程 144

2 潜水含水层中地下水运动的基本微分方程 144

一、地下水非稳定运动的基本微分方程 144

一、承压含水层中一维流稳定运动 146

二、地下水稳定运动的基本微分方程 146

3 地下水一维流微分方程的应用 146

二、潜水含水层中一维流稳定运动 148

三、河间地块中潜水的稳定运动(有垂向补给及排泄时) 149

四、河渠附近地下水的非稳定运动 155

五、田面入渗区潜水的非稳定运动 165

二、模拟试验的基本原理 166

第五章 研究地下水运动的模拟方法 168

1 渗流槽模拟 168

一、渗流槽的结构 168

2 窄缝槽模拟 170

一、窄缝槽的结构 170

二、模拟试验的基本原理 170

3 连续介质的电模拟方法 172

一、电模拟的基本原理 173

二、连续介质的电模拟 174

一、渗流区域离散化(以二维流为例) 179

4 数值模拟 179

二、基本均衡离散方程 181

三、边界条件的应用及垂向换水量的处理 187

四、均衡离散方程的解算 188

五、数值模拟的电网络解法 190

第六章 地下水运动的若干专门问题 191

1 非饱和带中水分运移的基本理论 191

一、毛管水头与非饱和流的达西定律 191

二、非饱和带水运移的基本方程 193

三、一维非饱和流简单问题的解 194

2 双重介质的渗流理论 196

一、基本均衡方程 196

二、双重介质承压含水层中地下水向完整井的非稳定运动 198

三、类达西定律 199

四、实例与分析 200

3 弥散理论 201

一、弥散的基本概念 202

二、水动力弥散的弗克(Fick)定律 203

三、水动力弥散方程 203

四、水动力弥散方程的定解条件 206

五、简单问题的解析解 207

4 均质各向异性含水层中地下水向完整井的运动 211

一、降深的计算公式及其讨论 211

二、利用等降深曲线确定含水层参数 213

附：水力学基础 214

1 液流的主要物理力学性质 214

一、液体的基本特征 214

二、液体的主要物理力学性质 214

三、作用于液体上的力 217

2 水静力学基础知识 218

一、静水压强及其特性 218

二、静水压强基本方程 219

三、绝对压强 相对压强 真空 220

四、位置水头 压强水头 测压管水头 221

五、压强的测量 222

六、静水压强分布图 222

3 水动力学基础知识 223

一、稳定流和非稳定流 223

二、迹线与流线 元流与总流 流量与断面平均流速 224

三、稳定总流的连续性方程 225

四、稳定流的能量方程 226

4 层流、紊流及其水头损失 232

一、层流、紊流及其判别 232

二、水头损失 234

附表1 贝塞尔(柱面)函数表 236

附表2 函数ez,Ko(x),ez,Ko(x),W(x)和exW(x)表 239

附录一 关于泰斯公式的推导 244

附录二 计算程序(BASIC语言) 247

主要参考文献 259