均匀渗透流场中地下水运动差异性沙槽试验研究 Study on Difference of Groundwater Movement in Seepage Flow Field Based on Experiment Sand Tank.pdfVIP

第34卷第1期 水文 V01．34No．1 2014年2月 OFCHINAHYDROLOGY Feb¨2014 JOURNAL 均匀渗透流场中地下水运动差异性沙槽试验研究 高宗军，王世臣，李佳佳，朱 喜，郑秋霞，董红志，付 青，许传杰 (山东科技大学，山东青岛266590) 摘 要：地下水在渗透介质中的流动是连续的。但却由于补给与排泄条件的变化。地下水的运动处处存 在着差异。通过地下水流系统理论形成、发展历史的回顾．简要总结了由沙槽试验获得的地下水在均匀 流场中的差异性运动特征。作者对其原因或机制进行了分析，并利用不同直径“类达西试验装置”进行 了试验。结果显示，渗透过水断面不同，所获得的渗透系数值不同；且过水断面越大，所测得的渗透系数 的值越大。 关键词：地下水；均匀流场；差异性运动；过水断面；渗透系数；试验 中图分类号：Tvl31 文献标识码：A 文章编号：1000—0852(2014)01—0014—06 流网(见图2)。这种观念，当时并未被人们所普遍接受。 1 概述 从1963年开始，以约瑟夫·托特(J6zsefT6th)为 通常，饱水带中地下水在渗透介质中的运动是一 种连续运动。其运动的形式。传统的观点认为是以水平 运动为主的，即地下水(特别是潜水)得到降水或地表 动理论做了多种尝试性探索，并逐步得到发展。托特 水补给后，就沿着水面降低的方向做水平运动；即便 是承压水，在得到外部的补充后，也会沿着含水层发 生以水平运动为主的运动。但事实上却并非如此：大 量的事实说明，自然界地下水在接受大气降水或地 表水的补给以后．首先在重力作用下以垂向或近于 垂向向下运动(不仅在包气带中是这样的运动，而且 到达饱水带后，地下水运动的方向起初都是如此)， 之后再在横向水头差作用下发生横向或者称为水平 图1 King于1899年绘制的重力驱动地下水流的剖面图 的运动；更多的，地下水是在上述两种作用下做向下 Thecross—sectiondrawnofthe riven Fig．1 gravity—d now by in1899 和向侧向的“斜向”运动的：之后．地下水再在总水头 FoundwaterpaintedKing 差驱使下做以水平运动为主的运动，最后做出向上 的“排泄”运动。 2地下水流系统理论的发展 “ 关于地下水流运动的问题，可以追溯到1899年， ．．_‘、0，·．f。1．．．?1。 美国人Kin 一 g【l】当时提出了重力驱动地下水的概念，并 i一 绘制了地下水流动的剖面图(见图1)。 图2 Hubber【于1940年绘制的河间地块的地下水流网图 Fig．2The nownet ofrjversblo(：k groundwaterdiagram 之后美国人Hubben翻f1940)提出了地下流体势的 paintedbyHubbenin1940 概念，分析了区域地下水流的特点，给出了河间