4.水文地质学基础地下水的基本规律.ppt

地下水科学与工程教研室地下水科学与工程教研室水文地质学基础水文地质学基础Fundamentals of Hydrogeology4.0 4.0 基本概念基本概念4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律4.2 4.2 流网流网4.3 4.3 饱和粘性土中水的运饱和粘性土中水的运动规律动规律第四章第四章 地下水运动的基本规律地下水运动的基本规律4 .0 4 .0 基本概念基本概念Ø 渗流渗流是指地下水在岩土空隙中的运动是指地下水在岩土空隙中的运动Ø 渗流场渗流场是指发生渗流的区域是指发生渗流的区域特征：特征：多孔介质，渗流通道复多孔介质，渗流通道复杂多变，空隙细小，所杂多变，空隙细小，所受阻力大，水流缓慢受阻力大，水流缓慢第四章第四章 地下水运动的基本规律地下水运动的基本规律Ø 层层流流运运动动（（laminar laminar flowflow））：：水水的的质质点点做做有有秩秩序序的的、、互互不不混混杂杂的流动Ø 紊紊流流运运动动（（turbulent turbulent flowflow））：：水水的的质质点点作作无无秩秩序序的的、、互互相相混混杂杂的流动。

的流动区别：流速区别：流速紊流紊流：：v v快快 Re>2300 层流层流：：v v缓慢缓慢 Re<2300雷诺数雷诺数Re=vd/γRe=vd/γVd：地下水渗流速度：地下水渗流速度γ:粘滞系数粘滞系数第四章第四章 地下水运动的基本规律地下水运动的基本规律4 .0 4 .0 基本概念基本概念Ø 稳稳定定流流（（steady steady flowflow））是是指指水水在在渗渗流流场场内内运运动动过过程程中中各各个个运运动要素（水位、流速、流量、流向等）动要素（水位、流速、流量、流向等）不随时间改变不随时间改变的水流运动的水流运动Ø 非非稳稳定定流流（（unsteady unsteady flowflow））是是指指水水在在渗渗流流场场内内运运动动过过程程中中各各个个运运动动要要素素（（水水位位、、流流速速、、流流量量、、流流向向等等））随随时时间间变变化化的的水水流流运运动Ø 一一维维流流：：渗渗流流场场中中任任意意点点的的流流速速变变化化只只与与空空间间坐坐标标一一个个方方向向有关的渗流有关的渗流Ø 二二维维流流/ /三三维维流流：：渗渗流流场场中中任任意意点点的的流流速速变变化化与与空空间间坐坐标标两两个个/ /三个方向有关的渗流。

三个方向有关的渗流水在空隙介质中渗流，其驱动力是什么呢？水在空隙介质中渗流，其驱动力是什么呢？地下水的地下水的机械能机械能：动能：动能+势能势能地下水是流动的，某一点上承受的压力除了静水压强之外地下水是流动的，某一点上承受的压力除了静水压强之外还有动水压强，因此总水头（还有动水压强，因此总水头（Hd）：）： 式中，p为静水压强；v为实际水流速度Z为位置水头，， P/γ P/γ为为压力水头压力水头，，v v2 2/2g/2g为为流速水头流速水头含水层中实际水流速度很小，较重力加速度小得多，可忽含水层中实际水流速度很小，较重力加速度小得多，可忽略不计，在一般问题研究中，视测压水头与总水头相等略不计，在一般问题研究中，视测压水头与总水头相等 4 .0 4 .0 基本概念基本概念钻孔水柱高度和测压水头与含水钻孔水柱高度和测压水头与含水层某一点压强（层某一点压强（P）的关系：）的关系： 式中，为水的容重；Z为含水层中某一点（A）至基准面（含水层底板）的垂直距离；hn为水柱高度（测压水头）； Hn为水头4 .0 4 .0 基本概念基本概念4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律4.1.1达西定律（（Darcy’s law））又称为又称为线性渗透定律线性渗透定律是是指指流流体体在在多多孔孔介介质质中中遵遵循循渗渗透透速速度度（（v v））与与水水力力梯梯度度（（I I））呈呈线线性性关关系系的的运运动动规规律律，，是是法法国国H.H. DarcyDarcy于于18561856年年通通过过均均匀匀砂砂柱柱渗渗透透实实验验而而得得到的线性渗透定律。

到的线性渗透定律4.1.14.1.1达西定律（（DarcyDarcy’s laws law））实验装置实验装置实验条件：实验条件：试验装置图试验装置图 1 1）等径圆筒装入均匀砂样，断面）等径圆筒装入均匀砂样，断面为为ω ω 2 2）上（下各）置一个稳定的溢水）上（下各）置一个稳定的溢水装置装置——稳定水流稳定水流 3 3）实验时上端进水，下端出水测）实验时上端进水，下端出水测出水量出水量Q Q——示意流线示意流线 4 4）砂筒中安装了）砂筒中安装了2 2个测压管个测压管4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律达西定律的数学表达式为：数学表达式为：« 其其中中Q-----Q-----为为渗渗透透流流量量（（出出口口处处流流量量）），，亦亦即即通通过过过过水水断断面面（（砂砂柱柱各各断断面面））A A的的流流量量(m(m3 3/d)/d)；；volumetric flow rate. volumetric flow rate. K----K----多孔介质的渗透系数多孔介质的渗透系数(m/d)(m/d)；；A,A,w w--------过水断面面积过水断面面积(m(m2 2) ) ；；h h——水水头头损损失失（（h=Hh=H1 1-H-H2 2，，为为上上下下游游过过水水断断面面的水头差）；的水头差）；L L——渗透途径；渗透途径；I----I----为为水水力力梯梯度度（（I I = = h/Lh/L）），，等等于于两两个个计计算算断断面面之之间间的的水水头头差差除除以以渗渗透透途途径径，，亦亦即即渗渗透路径中单位长度上的水头损失。

透路径中单位长度上的水头损失 4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律 K = coefficient of proportionality called hydraulic conductivity.Q = volume of fluid per unit time passing through a column of constant cross-sectional area, A and length L.h1, h2 = elevations of inflow and exit reservoirs of the column. z = elevation of the point at which the piezometric head ismeasured, above a datum level.p, r = fluid's pressure and mass density.z = elevation of the point at which the piezometric head is measured.p, r = fluid's pressure and mass densityDarcy's Law 4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律 由水力学知，由水力学知，Q=A VQ=A V，则，则V=Q/AV=Q/A，， 于是得到于是得到达西定律的另一种表达式：表达式：« V = K I V = K I其中其中: : K--K--多多孔孔介介质质的的渗渗透透系系数数(m/d)(m/d)，，是是水水力力梯梯度度等等于于1 1时时的的渗渗透透流速，它是描述含水层介质透水能力的重要水文地质参数。

流速，它是描述含水层介质透水能力的重要水文地质参数 v-- v--多孔介质中流体的渗透流速多孔介质中流体的渗透流速(m/d)(m/d)，它并非真实的流速它并非真实的流速 达西定律是定量计算的基础和定性分析的依据达西定律是定量计算的基础和定性分析的依据4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律Darcy's Law 4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律RANGE OF VALIDITY OF DARCY’s LAWExperiments:达西定律适用范达西定律适用范围：：Re=1~10的的层流运流运动4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律实验证实Re<1Re<1时，，V V和和I I线性相关，性相关，110Re>10时，，V V和和I I非非线性相关也也既既，，自自然然界界只只有有一一部部分分层流流满足达西定律，也即足达西定律，也即Re<10Re<10时注意：裂隙水，岩溶水要特注意：裂隙水，岩溶水要特别注注意，不能意，不能简单使用达西定律使用达西定律。

自然条件下，自然条件下，绝大多数地下水运大多数地下水运动服从达西定律服从达西定律Darcy's Law 4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律4.1.2渗透流速（渗透流速（seepage velocity））有效空隙体积有效空隙体积：去除死端孔隙和结合水占据的空间：去除死端孔隙和结合水占据的空间液态水液态水：重力水、毛细水、结合水：重力水、毛细水、结合水粘性土粘性土：孔隙细小，结合水多，：孔隙细小，结合水多，n ne e小小有有效效孔孔隙隙度度（（effective effective porosityporosity））n ne e--------重重力力水水流流动动的的空空隙隙体体积与岩石体积之比，积与岩石体积之比，n ne e >μ，一般有，一般有μ

设通过实际过水断面（设通过实际过水断面（w w’= = A A n ne e）的实际流速为）的实际流速为u u，，Q=v×A=u× w’=u × A × ne v = ne × u4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律渗透流速总是小于实际流速渗透流速总是小于实际流速意义意义：研究水量时，只考虑水流通过的总量与平均流速，：研究水量时，只考虑水流通过的总量与平均流速，而不去追踪实际水质点的运移轨迹而不去追踪实际水质点的运移轨迹——简化的研究简化的研究4.1.34.1.3水力梯度（水力梯度（hydraulic gradienthydraulic gradient）） 水水力力梯梯度度（（I I））是是指指沿沿等等水水头头面面（（线线））法法线线方方向向（（水水头头降降低低方向）的水头变化率方向）的水头变化率水在岩石空隙中运动需要克服水在岩石空隙中运动需要克服2 2个阻力：个阻力：I=(HA-HB) /I=(HA-HB) /△△△△L=-dh/dlL=-dh/dl4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律1）隙壁）隙壁与水的摩擦阻力；与水的摩擦阻力； 能量损失能量损失 水头损失水头损失2））水质点之间的摩擦阻力水质点之间的摩擦阻力。

4.1.4渗透系数渗透系数渗透系数渗透系数（（K K）是水力梯度等于）是水力梯度等于1 1时的渗透流速时的渗透流速, ,单位：单位：m/d,cm/s.m/d,cm/s.关系：关系：1 1））I I为定值时，为定值时，K K大，大，V V大；大；K K小，小，V V小（小（V V＝＝KIKI）；）；2 2））V V为定值时，为定值时，K K大，大，I I小小等水位线疏；等水位线疏；K K小，小，I I大大等水位线密等水位线密 渗透系数可定量说明岩石的渗透性：渗透系数可定量说明岩石的渗透性：K K大大→→渗透性强；渗透性强；K K小小→→渗渗透性弱V = K I4.1 4.1 重力水运动的基本规律重力水运动的基本规律渗透系数渗透系数（（K K）的影响因素：）的影响因素： d0 —— 孔隙直径孔隙直径；；γ——水的重率；水的重率；μ——动力粘滞系数动力粘滞系数 K K与与岩石空隙性质岩石空隙性质、、水的某些物理性质水的某些物理性质有关1 1）孔隙直径大则渗透性强，取决于最小孔隙直径孔隙直径大则渗透性强，取决于最小孔隙直径2 2）圆管通道：形状弯曲而变化时，渗透性较差。

圆管通道：形状弯曲而变化时，渗透性较差3 3）颗粒分选性：比对孔隙度的影响要大颗粒分选性：比对孔隙度的影响要大4 4）水的物理性质：粘滞性大的液体）水的物理性质：粘滞性大的液体K

来表征岩层渗透性能1 1 1 1. . . . 求水平等厚承压含水层流量和承压水头线求水平等厚承压含水层流量和承压水头线求水平等厚承压含水层流量和承压水头线求水平等厚承压含水层流量和承压水头线 承压含水层由承压含水层由承压含水层由承压含水层由均质等厚的砂组成，隔水底板水平，地下水做水平稳定运动均质等厚的砂组成，隔水底板水平，地下水做水平稳定运动均质等厚的砂组成，隔水底板水平，地下水做水平稳定运动均质等厚的砂组成，隔水底板水平，地下水做水平稳定运动砂层中的渗流是缓慢的，属层流，符合达西定律砂层中的渗流是缓慢的，属层流，符合达西定律砂层中的渗流是缓慢的，属层流，符合达西定律砂层中的渗流是缓慢的，属层流，符合达西定律KMh1h200’L达西定律达西定律应用应用分离变量并积分：分离变量并积分：设设x (0,L), 并对应的测压水位为并对应的测压水位为h，根据上式可，根据上式可写成如下两式：写成如下两式：结论：均质水平等厚承压含水层的测压曲线是结论：均质水平等厚承压含水层的测压曲线是直线 • •2 2 2 2. . . . 求潜水含水层流量和潜水位曲线有一潜水含水层由求潜水含水层流量和潜水位曲线。

有一潜水含水层由求潜水含水层流量和潜水位曲线有一潜水含水层由求潜水含水层流量和潜水位曲线有一潜水含水层由均质的砂组成，隔水底板水平，在平面上水流呈稳定平行均质的砂组成，隔水底板水平，在平面上水流呈稳定平行均质的砂组成，隔水底板水平，在平面上水流呈稳定平行均质的砂组成，隔水底板水平，在平面上水流呈稳定平行流动由达西定律的单宽流量：同样设由达西定律的单宽流量：同样设由达西定律的单宽流量：同样设由达西定律的单宽流量：同样设x x x x    (0,L), (0,L), (0,L), (0,L), 并对应并对应并对应并对应的潜水位为的潜水位为的潜水位为的潜水位为h h h h，，，， 可通过流量相等推导出潜水位曲线公式：可通过流量相等推导出潜水位曲线公式：可通过流量相等推导出潜水位曲线公式：可通过流量相等推导出潜水位曲线公式：结论结论: 均质水平潜水含水层的侵润曲线是均质水平潜水含水层的侵润曲线是抛物线 达西定律达西定律应用应用达西定律达西定律应用应用 3 3 3 3. . . . 已知某均质含水层，含水层渗透系数为已知某均质含水层，含水层渗透系数为已知某均质含水层，含水层渗透系数为已知某均质含水层，含水层渗透系数为K K K K，沿径流方向，沿径流方向，沿径流方向，沿径流方向有两个水位观测孔，孔间距为有两个水位观测孔，孔间距为有两个水位观测孔，孔间距为有两个水位观测孔，孔间距为L L L L，两观测孔观测水位分别，两观测孔观测水位分别，两观测孔观测水位分别，两观测孔观测水位分别为为为为HaHaHaHa和和和和HbHbHbHb，求：沿地下水流方向的单宽流量。

求：沿地下水流方向的单宽流量求：沿地下水流方向的单宽流量求：沿地下水流方向的单宽流量4.2 4.2 流流 网网流流线线（（flow flow line, line, stream stream lineline））是是渗渗流流场场中中某某一一瞬瞬时时的的一一条条线，线上各个水质点在此时刻的流向均与此线相切线，线上各个水质点在此时刻的流向均与此线相切迹迹线线（（path path lineline））是是渗渗流流场场中中某某一一时时间间段段内内某某一一水水质质点点的的运运动动轨迹 流线可看作水质点运动的摄影，迹线则是对水质点运动所拍的电影流线可看作水质点运动的摄影，迹线则是对水质点运动所拍的电影 在稳定流条件下，两者重合在稳定流条件下，两者重合A AB BC C 流网：流网：在渗流在渗流场的某一典型剖面或切面上，由一系列等水位的某一典型剖面或切面上，由一系列等水位线与流与流线组成的网格成的网格一、一、渗流场的介质类型渗流场的介质类型 均均 质质 (homogeneity)(homogeneity)，， 非非 均均 质质 (inhomogeneity),(inhomogeneity),各各 向向 同同 性性(isotropy)(isotropy)，，各向异性各向异性(anisotropy) (anisotropy) 。

均均质质岩岩层层(Homogeneous (Homogeneous strata)strata)：：渗渗流流场场中中所所有有点点都都具具有有相相同参数（同参数（K K）的岩层 非非均均质质岩岩层层(inhomogeneous (inhomogeneous strata)strata)：：渗渗流流场场中中所所有有点点不不都都具有相同参数的岩层，渗透系数具有相同参数的岩层，渗透系数K K为空间坐标的函数为空间坐标的函数 各各向向同同性性岩岩层层(Isotropic (Isotropic strata)strata)渗渗流流场场中中某某一一点点的的渗渗透透系系数数不不取取决决于于方方向向，，即即不不管管渗渗流流方方向向如如何何都都具具有有相相同同渗渗透透系系数数的的岩层 各各向向异异性性岩岩层层(anisotropic (anisotropic strata)strata)渗渗流流场场中中某某一一点点的的渗渗透透系数取决于方向，渗透系数随渗流方向不同而不同的岩层系数取决于方向，渗透系数随渗流方向不同而不同的岩层4.2 4.2 流流 网网二、渗流场边界类型二、渗流场边界类型边界：边界：定水头边界、隔水边界、地下水面边界定水头边界、隔水边界、地下水面边界。

l 河渠的湿周为等水头线河渠的湿周为等水头线l 平行隔水边界为流线平行隔水边界为流线l 地下水面无补排时为流线地下水面无补排时为流线l 流线由源指向汇流线由源指向汇隔水边界相当于流线隔水边界相当于流线定水头边界，相当于等水头线，等水头面定水头边界，相当于等水头线，等水头面（河流（河流））无无入入渗渗和和蒸蒸发发有有入入渗渗补补给给三、三、 均质各向同性介质中的流网特征均质各向同性介质中的流网特征（一）（一） 流网形态流网形态 地下水沿水头变化最大的方向运动（垂直于等水头线方向），地下水沿水头变化最大的方向运动（垂直于等水头线方向），流线与等水头线构成正交网格流线与等水头线构成正交网格 （二）流网绘制方法（二）流网绘制方法（（1）确定分流线：）确定分流线：补给区、排泄区区、排泄区流线由源指向汇，流线趋流线由源指向汇，流线趋向可初步确定；向可初步确定；分流线相当于隔水边界分流线相当于隔水边界 （（2）根据边界条件绘制容易绘制的流线或等水头线）根据边界条件绘制容易绘制的流线或等水头线 a. 定水头边界：定水头边界：相当于等水头线，等水头面。

相当于等水头线，等水头面 b. 隔水边界：隔水边界：相当于流线相当于流线 c. 潜水面边界：潜水面边界：无入渗补给时为流线无入渗补给时为流线 有入渗补给时，水面即不是流线也不为等水头线有入渗补给时，水面即不是流线也不为等水头线 （（3）按照）按照“正交正交”原则，等间距内插其它的流线或等水头线原则，等间距内插其它的流线或等水头线三、三、 均质各向同性介质中的流网特征均质各向同性介质中的流网特征（三）（三）河间地块流网河间地块流网1.1.流向：流向：由分水岭到河由分水岭到河谷，流向从由上向下到谷，流向从由上向下到接近水平再向上；接近水平再向上；2.2.埋深埋深：在分水岭地带：在分水岭地带打井，井中水位随井深打井，井中水位随井深加大而降低；河谷地带加大而降低；河谷地带井水位则随井深加大而井水位则随井深加大而抬升；抬升；三、三、 均质各向同性介质中的流网特征均质各向同性介质中的流网特征3.3.流线：流线：由分水岭到河谷，由分水岭到河谷，流线愈密集，流量增大，流线愈密集，流量增大，地下径流加强；地下径流加强；4.4.径流：径流：由地表向深部，由地表向深部，地下径流减弱；地下径流减弱；5.5.水质：水质：由分水岭出发的由分水岭出发的流线，渗透途径最长，平流线，渗透途径最长，平均水力梯度最小，地下径均水力梯度最小，地下径流交替最弱，近流线末端流交替最弱，近流线末端河谷下方，地下水的矿化河谷下方，地下水的矿化度最高。

度最高三）（三）河间地块流网河间地块流网三、三、 均质各向同性介质中的流网特征均质各向同性介质中的流网特征（四）（四） 层状非均质介质中的流网层状非均质介质中的流网 层状非均质介质层状非均质介质是指介质场内各岩层内部渗透性为均质各向是指介质场内各岩层内部渗透性为均质各向同性，但不同层介质的渗透性不同同性，但不同层介质的渗透性不同4.2 4.2 流流 网网1 1）两层介质，渗透系数）两层介质，渗透系数K2>K1K2>K1，，K2=3K1K2=3K1；； K2K2中流线密度为中流线密度为K1K1的的3 3倍，因此，倍，因此，K2K2径流强，流量大，更多径流强，流量大，更多的流量通过渗透性好的介质的流量通过渗透性好的介质如果地如果地层交界面与水流方向平交界面与水流方向平行，行，则渗透系数渗透系数越越大，流大，流线越越密集密集，而，而等水等水头线不不变（（四）四） 层状非均质介质中的流网层状非均质介质中的流网2 2）两块介质：）两块介质：•a. K1a. K1中等水位（头）线密，间隔数为中等水位（头）线密，间隔数为K2K2的的3 3倍；倍；K1K1中水中水力梯度大，力梯度大，K2K2中水力梯度小；中水力梯度小；•b. b. 在渗透较差的在渗透较差的K1K1中，消耗的机械能大，是中，消耗的机械能大，是K2K2的的3 3倍。

倍如果地如果地层交界面与水流方向垂交界面与水流方向垂直，直，则渗透系数越小，等水渗透系数越小，等水头线越密集越密集，而，而流流线不不变4.2 4.2 流流 网网3 3）流线与岩层界面斜交）流线与岩层界面斜交流线发生折射，服从流线发生折射，服从水流折射定律水流折射定律：： K1-----K1-----地下水流入岩层（地下水流入岩层（K1K1层）的渗透系数层）的渗透系数(m/d) (m/d) ；；K2-----K2-----地下水流出岩层（地下水流出岩层（K2K2层）的渗透系数层）的渗透系数(m/d) (m/d) ；；θ1-----θ1-----地下水流向与流入岩层（地下水流向与流入岩层（K1K1层）层界法线之间的夹角层）层界法线之间的夹角( (º) ) ；；θ2-----θ2-----地下水流向与流出岩层（地下水流向与流出岩层（K2K2层）层界法线之间的夹角层）层界法线之间的夹角( (º) ) 4.2 4.2 流流 网网 为了保持流量相等（了保持流量相等（Q Q1 1=Q=Q2 2），流），流线进入渗透性好的入渗透性好的K2K2层后将更加密集，等水后将更加密集，等水头线的的间隔加大（隔加大（dldl2 2>dl>dl1 1）。

四）四） 层状非均质介质中的流网层状非均质介质中的流网4.2 4.2 流流 网网 流流线趋向于在向于在强强透水透水层中走最中走最长的途径，而在弱透水的途径，而在弱透水层中走最短的路径中走最短的路径结果，果，强强透水透水层中流中流线接近于水平，接近于水平，而在弱透水而在弱透水层中流中流线接近于垂直接近于垂直层面含水含水层中存在透中存在透镜体体时a. a. 渗透性渗透性强强→→流流线向其向其汇聚；聚；b. b. 渗透性弱渗透性弱→→流流线绕流流4.2 4.2 流流 网网五、流线的性质五、流线的性质 a. 流线不能相交（同一时刻不可能有两个流向）流线不能相交（同一时刻不可能有两个流向） b. 流线光滑不能有急转折（若有转折，在转折点有两流线光滑不能有急转折（若有转折，在转折点有两个流向）个流向） c. 流线相当于隔水边界（只能在其间运动，不能穿过流线相当于隔水边界（只能在其间运动，不能穿过流线运动）流线运动） d. 流线的形状受控于边界的性质和形状（平行于隔水流线的形状受控于边界的性质和形状（平行于隔水边界，垂直于供水边界）边界，垂直于供水边界）4.2 4.2 流流 网网六、流网的用途六、流网的用途 a. 根据流线方向可以看出任一点的流向；根据流线方向可以看出任一点的流向； b. 根据等水头线可以看出任一点水位的变化；根据等水头线可以看出任一点水位的变化； c. 流线的密疏可以反映地下径流的强弱；流线的密疏可以反映地下径流的强弱； d. 等水头线的密疏则说明水力梯度的大小。

等水头线的密疏则说明水力梯度的大小 e. 追踪污染物质的运移追踪污染物质的运移 f. 判断水文地质条件（含水层条件；边界条件；与地判断水文地质条件（含水层条件；边界条件；与地表水关系）表水关系）4.2 4.2 流流 网网七、流网的性七、流网的性质 a. 在各向同性介在各向同性介质中，流网中，流网为正交网格水沿水力正交网格水沿水力梯度最大的方向运梯度最大的方向运动）） b. 对于于稳定流，流定流，流线与迹与迹线重合；重合；对于非于非稳定流可以定流可以划分划分为多个小多个小单元，每个小元，每个小单元可以看作元可以看作稳定流 c. 对于于稳定流，流网不随定流，流网不随时间变化4.2 4.2 流流 网网思考思考1：：绘制流网绘制流网4.2 4.2 流流 网网思考思考2：：绘制流网绘制流网4.2 4.2 流流 网网4.3 4.3 饱和粘性土中水的流动饱和粘性土中水的流动粘性土的渗透流速粘性土的渗透流速V V与水力梯度与水力梯度I I之间有之间有三种关系三种关系1 1））V-IV-I关系为通过原点的直线，服从达西定律。

关系为通过原点的直线，服从达西定律2 2））V-IV-I关关系系为为不不通通过过原原点点，，水水力力梯梯度度小小于于某某一一值值I I0 0时时无无渗渗透透；；大于大于I I0 0时，起初为一向时，起初为一向I I轴凸出的曲线，然后转为直线轴凸出的曲线，然后转为直线3 3））V-IV-I曲曲线线为为通通过过原原点点的的曲曲线线，，I I小小时时曲曲线线向向I I轴轴凸凸出出，，I I大大时时为直线 偏离达西定律的试验结果可用来分析结合水的运动规律，偏离达西定律的试验结果可用来分析结合水的运动规律，I小时，小时，结合水也会运动，但此时结合水也会运动，但此时V很小I0称为称为初始水力梯度初始水力梯度V-I曲线曲线的直线部分可用罗查（的直线部分可用罗查（1950）公式表示：）公式表示：V=K（（I-I0）） 结合水结合水是一种非牛顿流体，是性质介于固体与液体之间的异常液是一种非牛顿流体，是性质介于固体与液体之间的异常液体，外力必须克服其抗剪强度方能使其流动体，外力必须克服其抗剪强度方能使其流动4.2 4.2 流流 网网思考题思考题1.1.什么是线性渗透规律？公式及各项符号的意义是什么？什么是线性渗透规律？公式及各项符号的意义是什么？2.2.渗透系数的影响因素有哪些？渗透系数的影响因素有哪些？3.3.流网有哪些用途？流网有哪些用途？本章本章小结小结v 重重点点掌掌握握重重力力水水运运动动的的基基本本规规律律，，能能熟熟练练写写出出DarcyDarcy定定律律的数学表达方式及各项符号的意义的数学表达方式及各项符号的意义；； v 概概念念：：渗渗透透流流速速、、水水力力梯梯度度、、渗渗透透系系数数、、过过水水断断面面等等概概念念及其物理含义；及其物理含义；v 理理解解流流网网的的概概念念，，掌掌握握均均质质各各向向同同性性介介质质中中的的流流网网特特点点，，掌握流网的绘制方法并能熟练应用流网进行水文地质分析掌握流网的绘制方法并能熟练应用流网进行水文地质分析；；v 了解层状非均质介质中的流网特点；了解层状非均质介质中的流网特点；v 了解饱水粘性土中水的运动规律。

了解饱水粘性土中水的运动规律。