地下水动力学 第5版PDF电子书下载

绪言 1

第1章 地下水运动的基本概念与基本定律 3

1.1 地下水运动的基本概念 3

1.1.1 渗流与典型体元 3

1.1.2 渗流的运动要素 4

思考题 7

1.2 渗流基本定律 8

1.2.1 线性渗流定律及渗透系数 8

1.2.2 非线性渗流定律 13

1.2.3 各向异性介质中地下水的运动规律 14

思考题 20

实验规则 20

实验Ⅰ 不稳定渗流实验 20

1.3 地下水通过非均质介质突变界面的折射现象 23

思考题 24

1.4 流网 24

1.4.1 各向同性介质地下水的流网特征 25

1.4.2 各向异性介质地下水的流网特征 26

思考题 27

第2章 地下水运动的基本微分方程及定解条件 28

2.1 渗流连续性方程 28

2.2 水和多孔介质的压缩性 29

2.2.1 地下水弹性储存的概念 29

2.2.2 水的压缩方程 30

2.2.3 多孔介质（岩土）的压缩方程 31

2.3 渗流基本微分方程 32

思考题 37

2.4 与含水层弹性变形有关的某些水文地质工程地质现象 37

2.4.1 地面沉降 37

2.4.2 潮汐效应 38

2.4.3 气压效应 40

2.4.4 外部荷载变化效应 41

2.4.5 固体潮效应 43

2.4.6 地震效应 43

思考题 44

2.5 潜水流动的Boussinesq微分方程 44

2.5.1 Dupuit假定 44

2.5.2 Boussinesq微分方程 46

思考题 47

2.6 定解条件及数学模型 48

2.6.1 定解条件 48

2.6.2 数学模型及其解法 51

第3章 地下水向河渠的运动及复杂坝下渗流计算 52

3.1 均质含水层地下水向完整河渠的流动 52

3.1.1 承压含水层地下水向完整河渠的稳定流动 52

3.1.2 无入渗潜水含水层地下水向完整河渠稳定流动 53

3.1.3 均匀稳定入渗的潜水向完整河渠的稳定流动 58

3.1.4 承压含水层地下水向完整河渠的不稳定流动 63

思考题 66

实验Ⅱ 渗流槽剖面二维流实验 67

3.2 非均质含水层地下水向完整河渠的稳定流动 71

3.2.1 分段法 71

3.2.2 等效厚度法 76

3.2.3 Γиринский势函数法 77

3.2.4 积分法 80

思考题 82

3.3 分段法在复杂坝下渗流计算中的应用 84

思考题 87

第4章 Dupuit稳定井流 88

4.1 Dupuit稳定井流基本方程 89

4.1.1 Dupuit稳定潜水井流 89

4.1.2 Dupuit稳定潜水井流基本方程的讨论 91

4.1.3 Dupuit稳定承压井流 95

思考题 97

4.2 Thiem模型与Dupuit模型的本质差别——历史回顾 97

思考题 99

4.3 严格区分Thiem模型与Dupuit模型的地下水资源评价意义 100

思考题 101

实验Ⅲ Dupuit型潜水稳定流井流实验 101

第5章 单含水层中地下水完整井流 104

5.1 无界含水层单个定流量井流 104

5.1.1 基本方程——Theis公式 104

5.1.2 Theis公式的讨论 110

5.1.3 井流试验数据分析 118

5.1.3.1 标准曲线拟合法 118

5.1.3.2 直线图解法 122

思考题 124

5.2 井群干扰 126

5.2.1 点井渗流叠加法 126

5.2.2 面井法 129

5.2.3 多主井井流试验数据分析 137

思考题 139

5.3 直线边界附近的井流——反映法 139

5.3.1 基本方程 139

5.3.1.1 半无限含水层 140

5.3.1.2 扇形含水层 144

5.3.1.3 带状含水层 145

5.3.1.4 矩形含水层 148

5.3.2 边界附近定流量井流试验数据分析 149

5.3.2.1 计算含水层参数 149

5.3.2.2 近似确定直线边界的位置 158

思考题 160

5.4 变流量井流 163

5.4.1 基本方程 163

5.4.2 水位恢复试验数据分析 165

思考题 168

5.5 无限含水层中单个定降深井流 170

5.5.1 基本方程 170

5.5.2 定降深井流试验数据分析 173

思考题 177

5.6 瞬时抽／注水试验数据分析 177

5.7 确定井损系数和井孔有效半径的井流试验 181

5.7.1 概述 181

5.7.2 阶梯流量井流试验 185

5.7.3 多次定流量井流试验 185

5.7.4 水位恢复试验 188

第6章 越流系统中的承压完整井流 192

6.1 第一类越流系统中的定流量井流 192

6.1.1 基本方程 192

6.1.2 井流试验数据分析 196

6.1.2.1 不稳定井流试验 196

6.1.2.2 稳定抽水试验 208

思考题 210

6.2 第二类越流系统中的定流量井流 211

6.2.1 基本方程 211

6.2.1.1 定解问题的建立 212

6.2.1.2 定解问题的解 213

6.2.1.3 方程讨论 215

6.2.2 井流试验数据分析 216

思考题 217

6.3 第一类越流系统中的定降深井流 218

6.3.1 基本方程 218

6.3.2 井流试验数据分析 220

6.4 第二类越流系统中的定降深井流 222

第7章 均质各向异性含水层中的完整井流 223

7.1 概述 223

思考题 224

7.2 基本方程 225

7.2.1 微分方程和定解条件 225

7.2.2 均质各向异性介质中渗流问题的解法——坐标变换法 225

7.2.3 均质各向异性含水层中定流量井流等降深线的特点 229

思考题 231

7.3 井流试验数据分析 231

7.3.1 具有等降深曲线资料的情况 231

7.3.2 缺乏等降深曲线资料的情况 232

第8章 承压非完整井流及源汇理论的应用 236

8.1 基本方程 236

8.1.1 控制方程和定解条件 236

8.1.2 降深方程 238

8.1.3 小结 244

思考题 244

8.2 源汇理论及其应用 245

8.2.1 空间点汇 245

8.2.2 平面点汇 248

8.2.3 空间线汇 249

8.2.4 半无限空间线汇 251

8.2.5 有限空间线汇 252

8.2.6 抽水早期测压计降深的特点 253

思考题 254

8.3 井流试验数据分析 254

8.3.1 完整井流法 254

8.3.2 修正非完整性附加水头损失的直线图解法（用于各向同性含水层） 254

8.3.3 拐点法（用于各向同性含水层） 255

8.3.4 标准曲线拟合法（用于各向同性含水层） 256

8.3.5 s-lgr曲线图解法 257

思考题 259

第9章 二元结构含水系统及潜水含水层中的完整井流 260

9.1 概述 260

思考题 261

9.2 二元结构含水系统完整井流 261

9.2.1 理论 261

9.2.2 井流试验数据分析 263

思考题 267

9.3 考虑弹性释水的三维潜水井流模型 268

9.3.1 理论 268

9.3.1.1 假定条件及定解问题的建立 268

9.3.1.2 降深方程 269

9.3.1.3 Neuman解的特点 271

9.3.2 井流试验数据分析 277

9.3.2.1 抽水试验 277

9.3.2.2 水位恢复试验法 283

9.3.2.3 降深-距离标准曲线拟合法适用性的分析 283

9.3.2.4 雅可布修正法的应用 284

9.3.3 实例 284

思考题 289

第10章 特殊地下水井流等问题 290

10.1 地下水承压-无压井流 290

10.1.1 地下水承压-无压稳定井流 290

10.1.2 地下水承压-无压不稳定井流 293

10.1.2.1 Moench模型——仿冻结／融解热传导模型 293

10.1.2.2 基于Γиринский势函数的近似解析模型 293

10.1.2.3 Moench模型与笔者近似模型的对比 298

思考题 298

10.2 地下水水平井流 298

10.2.1 承压含水层内无限长水平井的解析解 298

10.2.2 承压含水层内有限长均匀线汇水平井的解析解 299

10.2.3 均匀线汇水平井模型的问题与改进 302

思考题 302

10.3 地下水混合井流 302

10.3.1 地下水稳定混合井流问题 303

10.3.2 地下水不稳定混合井流问题 304

思考题 307

10.4 岩溶含水层泉流量衰减的解析模型 307

10.4.1 Darcy流态泉流量衰减模型 307

10.4.2 紊流态泉流量衰减模型 309

10.4.3 泉流量衰减系数物理意义的讨论 311

思考题 311

第11章 研究地下水运动的物理模拟方法 312

11.1 砂槽（渗流槽）模拟方法 312

11.1.1 砂槽结构 312

11.1.2 砂槽模拟的基本原理 313

11.2 连续型电模拟方法 314

11.2.1 连续型电模拟基本原理 315

11.2.2 电模型设计要求 315

11.2.3 模型的截取和合理简化 316

11.2.4 模型试验材料的选择 317

11.2.5 电模型的装置及工作方法 317

思考题 319

11.3 流网计算渗流区的运动要素及渗流量 319

11.3.1 水头值的确定 319

11.3.2 水力坡度的确定 319

11.3.3 渗透流速的确定 320

11.3.4 渗流量的确定 320

实验Ⅳ 水电比拟实验 321

主要参考文献和非公开出版物 324

作者——陈崇希教授简介 331

附表 335

附表1 无越流含水层定流量井流Theis井函数W（u）=？e-x/xdx 335

附表2 无越流含水层定降深井流的降深函数A（？，？）=1-2/π？J0(u)Y0(？u)-Y0(u)J0(？u)/J？(u)-Y？(u)exp（？u2）du/u 338

附表3 矩形面井井函数S*（α，β）=？erf〔a/？〕erf〔β/？〕dτ 340

附表4 第一类越流系统的定流量井函数W(u,r/B)=？1/yexp(-(y+r2/4B2y))dy 343

附表5 虚宗量零阶第二类贝塞尔函数K0（x） 350

附表6 ex、K0（x）、exK0（x）、W（x）、exW（x）函数表 353

附表7 第二类越流系统定流量井函数H（u，β）=？e-y/yerfc？dy 358

附表8 第一类越流系统定降深井流流量函数G(？,rw/B)=rw/BK1(rw/B)/K0(rw/B)+4/π2exp(-？(rw/B)2)？u·exp(-？u2)/J？(u)+Y？(u)·du/u2+(rw/B)2 360

附表9 erf（x）和f（x）=xexp（x2）erf（x） 363

附表10 L（u，β）=？e-y/yerf（β？）dy 367

附表11 非淹没式等长过滤器非完整井流的井函数W（u,r/M,l/M）函数表 377