第六章-地下水向不完整井的运动
12页1、第六章 地下水向不完整井的运动 1 地下水向不完整井运动的特点一、不完整井的分类井底进水,井壁进水,井壁和井底进水。如图。二、 地下水向不完整井运动的特点1.完整井为二维流,不完整井为三维流。2.在其它条件相同时,不完整井的流量小 于完整井的流量。由于流线弯曲,阻力大的 缘故。 3.过滤器的位置不同,影响着含水层中水 流的状态,所以计算时,必须考虑过滤器的 位置。 2 地下水向不完整井的稳定运动 一、半无限含水层中 的不完整井1.井底进水的承压 水不完整井 井底进水的不完整井 如图,井刚刚揭穿含 水层顶板,这时的地 下水如图,流线为径 向直线,等水头面是 半个同心球面。在球 坐标中则为一维流。 为汇流。如果我们能够算得沿整个球形边缘流入球心的水 量,那么沿半个球形边缘流入球心的量为: Q的计算:设离汇点距离为处的降深为s,过水断面面积 A=42,流向汇点的渗流量Q ,则有: 分离变量,得:对上式积分当=rw时,s=sw,代入上式得:式中:sw=H0-hw为井中水位降深; 2. 井壁进水的承压水不完整井井壁进水的过滤器不在是 一个点,而是无数个汇点组 成的一条汇线。如图 。设过滤器的长度
2、为l (l=z2-z1),抽水井流量为Q, 则单位过滤器长度上流量为 Q/(z2-z1)。在过滤器上取一微小汇线 段i视为空间的汇点, 流向该点的流量: 在此汇点作用下,相距1的A点所产生的降深为 si,则: 此式是无限含水层汇点i在P点产生的降深。 对于半无限含水层,含水层底界是无限的,过滤 器距顶界较近,如上图,我们应考虑隔水顶板对汇 点的影响,用镜像法处理。所以A点的降深: 由图知 代入上式,得:汇线对点产生的总降深为,对上式从z1到z2积分,得 : 当过滤器与隔水顶板相接时, z1=0,z2=l,上式为 : 由于是非完整井,过水断面非圆柱面,而是椭圆 球面,这与圆柱形的过滤器的过水面不同,所以计 算流量时用下式: 公式的使用条件是:l/rw5 。若据假想过滤器与真实过滤器表面积相等,将半 椭球面换算成圆柱面后, 也可用下式求流量。 此二式计算的结果相近,二式均可使用。一般不在半无限含水层,常常把l0.3M,R(5- 8)M时的含水层,近似当作半无限含水层。 3. 井壁进水的潜水不完整井 对于潜水不完整井,潜水流在过滤器中部流线接近 水平,流面近似水平面。如图。 流面为不透水面,将过滤器l分为上下两部分,上 部为潜水完整井,下部为承压水不完整井,然后将上 下两段的流量求和就是潜水不完整井的流量。 上段按Dupuit公 式,有: H0=sw+L/2 hw=L/2代入上式,得:下段,当L/20.3m0时,可以认为含水层厚度是无 限的。 得:二、有限厚度含水层中的不完整井承压水不完整井:当含水层厚度有限时,不仅考虑顶板的影响 ,还 要考虑隔水底版的影响。采用的方法:将汇线无限 次映射,然后叠加。过滤器与隔水顶板接触时稳定流公式:过滤器不与隔水顶板接触,且底部位于含水层中部 以下时,潜水不完整井:同样以过滤器中线分为上下两段,上段用潜水稳 定流公式,下段用过滤器与隔水顶板接触时稳定流 公式。然后相加。
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