大三下有关东西水力学章渗流.pptxVIP

第10章渗流

渗流模型达西定律均匀渗流杜比公式渗流

§10.1渗流的基本概念§10.2渗流的基本定理§10.3地下水的均匀渗流和非均匀渐变渗流§10.4普通井和井群的计算§10.5均质土坝的渗流计算§10.6渗流场问题的理论基础§10.7用流网法求解平面渗流§10.8水电比拟法绘制流网第10章渗流

§10.3地下水的均匀渗流

和非均匀渐变渗流三、非均匀渐变渗流的浸润线1.基本微分方程式1-1断面和2-2断面的测压管水头差：水力坡度渗流流量

断面比能：渗流中，流速很小，断面比能等于水深h，临界水深hc无意义，从而临界坡、急流、缓流等失去意义。地下水无压渗流浸润线分类：地下水的非均匀渐变渗流地上水浸润线和地下水的浸润线有何区别？正坡（i0）平坡（i=0）负坡（i0）

由于正底坡地下河槽中，可能存在均匀渗流，故用均匀渗流流量代替渐变流的流量：当hho时，，浸润线为壅水曲线若，浸润线接近N-N线若，浸润线接近水平线壅水曲线2.正坡的浸润曲线

浸润线的计算假设地下河槽为矩形：令带入微分方程得对其积分：其中：当hho时，，浸润线为降水曲线若，浸润线接近N-N线若，浸润线与槽底有正交的趋势降水曲线

3.平坡的浸润曲线将i=0带入微分方程由于平坡不存在正常水深，故浸润线仅有一条曲线，且为降水曲线。矩形地下河槽时：降水曲线

4.逆坡的浸润曲线令代入基本微分方程：假设底坡为i’的均匀流，其流量和底坡为i的逆坡河槽中的非均匀流所通过的流量相等，故矩形断面，令降水曲线

例题10-1已知平行于河道长度为2km的渠道，距河道300m，渠道水深h1=2m，河道水深h2=4m，不透水层底坡i=0.025，土的渗透系数k=0.002cm/s。试求由渠道渗流河道的渗流量，并绘制浸润线。解：i0,h2h1,因此浸润线为正坡壅水曲线。（1）利用求解h0采用失算方法：求解的h0=1.88m流量（2）浸润线水壅水曲线，上游水深h1为2.0m，依次设h2为2.5m，3.0m，3.5m，分别计算各个h2距上游的距离为144m，210m和255m，绘制浸润线。

非均匀渐变渗流的浸润线壅水曲线降水曲线降水曲线降水曲线

§10.4均质土坝的渗流计算计算目的：（1）确定经过坝体的渗流量；（2）确定坝内浸润曲线的位置；（3）确定渗流流速和水力坡度。假设：把土坝渗流作为平面问题处理；坝内渗流认为符合一元渐变渗流的条件。计算方法：三段法；二段法

二段法：基本思路：将上游三角形部分等效成矩形，其宽度为上下两段分别应用杜比公式，求出流量表达式，然后联立求解。

一、上游段的计算水头差：水力坡度：单宽坝长的平均过水断面面积：平均渗径：平均流速：单宽流量：

二、下游段的计算无压流（在下游水面以上的部分）水力坡度：单宽流量：

2.有压流（在下游水面以下的部分）水力坡度：单宽流量：3.下游段的全部单宽流量：

联立求解渗流量q和逸出点高度hk上游段下游段

三、浸润线x断面，水深为y时，该断面的平均流速单宽流量：两边积分：当，时，将上游流量计算式代入得：

§10.5井的渗流井：一种汲取地下水或排水用的集水建筑物普通井：在地表的无压透水层中所开掘的井承压井：穿过一层或者多层不透水层的井完全井：若井底直达不透水层的井不完全井：若井底没有达到不透水层

一、普通完全井假设：井中水深保持不变；含水层厚度保持不变；流向井中的地下渗流是恒定流；简化后利用一维达西定律进行求解断面上的各处水力坡度：各断面的平均流速：通过的渗流量：对两边积分：

沿井的径向剖面的浸润曲线：当z=H时，R为影响半径，则最大供水量：影响半径R：