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绪论 1

第一章 渗流理论基础 4

§1．渗流的基本概念 4

一、水在岩石的孔隙和裂隙中的渗透 4

二、渗透速度（渗流速度） 4

三、流线 6

四、测压高度和测压水头 6

五、水力坡度 10

六、液体运动的两种状态 10

七、地下水运动特征的分类 11

§2．渗流的基本定律 13

一、达西定律（线性渗透定律）及其适用范围 13

二、非线性渗透定律 16

§3．岩层透水性的分类 16

§4．渗流的连续性方程 17

一、弹性贮存的概念 19

§5．研究承压水非稳定运动的基本微分方程 19

二、基本微分方程 21

§6．研究潜水非稳定运动的基本微分方程 25

§7．地下水稳定运动的基本微分方程 27

§8．非饱和带（包气带）中地下水运动的基本微分方程 28

§9．定解条件 32

§10．海岸带含水层中地下水的运动 34

一、稳定界面的近似解 34

二、运动界面的近似解 37

第二章 含水层中地下水的稳定运动 41

§1．均质岩层中地下水的稳定运动 41

一、承压含水层中地下水的单向运动和平面运动 41

二、潜水含水层中地下水的平面运动 44

三、地下水的承压——无压运动 48

四、潜水的幅射运动 49

五、地表有均匀入渗时，潜水在河间地块的运动 50

§2．非均质岩层中地下水的稳定运动 54

一、越过透水边界的水流折射 55

二、层状岩层中的渗流 56

三、岩层透水性沿水平方向急剧变化时，水平隔水层上潜水的运动 60

四、在透水性变化复杂的岩层中地下水运动的近似计算 61

第三章 地下水向集水建筑物运动的稳定流理论 63

§1．集水建筑物的类型 63

§2．地下水向均质岩层中完整井的运动 63

一、完整抽水井 64

二、完整抽水井裘布衣公式的讨论 70

三、完整注水井 79

四、承压——无压井 79

§3．地下水向层状构造的非均质含水层中的完整井的运动 80

§4．地下水向直线边界附近的完整井的运动 81

一、半无限含水层 82

二、象限含水层 87

三、扇形含水层 89

四、条状（带状）含水层 91

五、矩形含水层 96

§5．地下水向不完整井的运动 97

一、地下水向不完整井运动的特征 97

二、无限厚含水层中的承压不完整井 97

三、含水层厚度有限时的承压不完整井 102

四、潜水不完整井 103

§6．干扰井 107

一、任意排列的干扰井群 107

二、直线排列的干扰井群 113

三、不完整干扰井 116

§7．地下水向水平集水建筑物的运动 117

一、单个集水建筑物（排水渠、管，集水管、廊道）的计算 117

二、二条平行水平排水渠的计算 119

三、排水渠系统的计算 120

§1．承压含水层中地下水向完整井的非稳定运动 121

一、基本方程 121

第四章 地下水向集水建筑物运动的非稳定流理论 121

二、根据非稳定流抽水试验资料确定水文地质参数 134

三、当流量阶梯状变化时，单并非稳定流的计算 147

四、降深不变时，单井非稳定流的计算 148

五、直线边界附近的单井非稳定流计算 152

§2．不考虑弱透水层贮存水的释放时，半承压含水层中地下水向完整井的运动 158

一、基本方程 159

二、根据抽水试验资料确定水文地质参数 163

三、降深不变时，半承压含水层中单井的非稳定流计算 176

四、考虑非抽水含水层水位下降时，单井非稳定流的计算 179

§3．考虑弱透水层贮存水的释放时，半承压含水层中地下水向完整井的运动 185

一、基本方程 185

二、根据抽水试验资料确定水文地质参数 191

§4．无压含水层中地下水向完整井的非稳定运动 195

一、考虑无压含水层迟后疏干的博尔顿法 195

二、考虑无压含水层各向异性和迟后反应的纽曼法 207

§5．地下水向不完整井的非稳定运动 221

§6．辐射井的非稳定流计算简介 225

§7．井群干扰的非稳定流计算 228

一、群井抽水时降深的计算 228

二、根据群井抽水试验资料计算承压含水层水文地质参数的通用直线法 229

§8．河渠附近地下水的非稳定运动 231

一、当河渠水位突然变化时，河渠附近地下水的非稳定运动 231

二、当河渠水位等速升降时，河渠附近地下水的非稳定运动 233

三、当地下水向河渠的排泄量（或河水的渗漏量）固定时，河渠附近地下水的非稳定运动 233

第五章 数值法在水文地质计算中的应用 237

§1．有限差分法及其在水文地质计算中的应用 238

§2．有限单元法的基本原理——变分原理 250

§3．稳定流问题的有限单元法（里茨法） 255

§4．非稳定流问题的有限单元法（里茨法） 266

§5．非线性椭圆型方程和非线性抛物型方程的有限单元法 272

§6．应用有限单元法解题的具体步骤 273

§7．研究非稳定流问题的伽辽金法 280

一、基本方程的建立 289

§8．利用水均衡原理推导非稳定流问题的有限单元法——单元均衡法 289

二、几何量的坐标表示 292

三、用坐标表示的水均衡方程 293

第六章 研究地下水运动的实验室方法 297

§1．流网及其应用 297

§2．电拟（电模拟）试验原理 300

§3．连续介质电拟试验 301

一、模型材料 301

二、模型设计 302

三、测量原理和工作方法 304

四、试验成果整理 306

§4．研究地下水稳定运动的电阻网模拟试验 307

一、基本原理 307

二、模型布置 309

三、工作方法 310

一、“R——C”网络模拟 312

§5．研究地下水非稳定运动的“R——C”网络模拟和“R——R”网络模拟 312

二、“R——R”网络模拟 317

§6．其它模拟方法 319

附录 323

Ⅰ、求证无越流补给承压含水层中地下水向完整井的非稳定运动问题 323

Ⅱ、求证不考虑弱透水层本身弹性释放时，存在越流补给情况下，半承压含水层中地下水向完整井的非稳定运动问题 327

Ⅲ、求证无压含水层中地下水向完整井的非稳定运动问题 333

Ⅳ、格林公式 340

Ⅴ、线性代数方程组的解法 342

一、改进平方根法（LDLT法） 343

二、追赶法 348

三、叠代法 351

Ⅵ、坐标变换问题 353

Ⅶ、Γ函数 356

Ⅷ、贝塞尔函数 359

附图 369

主要参考文献 369