§1 渗流的基本概念
3、多孔介质中地下水的运动 比较复杂（源于多孔介质的广义性），包括两大类， 运动特点各不相同。 （1）第一类为地下水在孔隙、细小裂隙或发育微弱、 分布均匀的溶隙中运动，具有统一的流场，运动方 向基本一致，符合达西定律，称为达西流。 （2）第二类为地下水沿较大裂隙和溶隙的运动，仍 具有统一的流场，运动方向基本一致，但已不符合 达西定律，流态仍为层流。
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根据岩石空隙的性质及其成因，含水介质可划分为： ①孔隙介质：含有孔隙的岩石松散沉积物（黄土：特 殊的孔隙—裂隙介质）。 ②裂隙介质：含有裂隙的坚硬岩石（碎屑岩、火成 岩）。 ③溶隙（岩溶）介质：含有溶隙（穴）的可溶性岩石 （石灰岩、白云岩）。
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（3）多孔介质 狭义：孔隙介质 广义：包括孔隙介质、裂隙介质（细小裂隙）和某些 岩溶不十分发育（溶隙分布较均匀）的由石灰岩和 白云岩组成的岩溶介质，都称为多孔介质。 2、多孔介质的特征 （1）空（孔）隙性 ①有效孔隙（Effective pores） 多孔介质中相互连通的，不为结合水所占据的 那部分孔隙。 有效孔隙中存在的是重力水和少量毛细水。
§1 渗流的基本概念 一、地下水在多孔介质中的运动
1、什么是多孔介质？ （1）介质 一种物质存在于另一种物质的内部时，后者就 是前者的介质。 《辞海》中的解释：“物体系统在其间存在或物理 过程（力、能量的传递）在其间进行的物质”。 （2）含水介质 地下水存在并运动于岩土空隙中，具有空隙的 岩土称之为含水介质。
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4、一点异议 还有一种运动形式：地下水沿大裂隙和发育良好的 岩溶管道的运动，方向没有规律，分属不同的地下 水流动系统，流态为紊流。 属于非多孔介质中地下 水的运动。 地下水在多孔介质和非多孔介质中地下水的运动形 式不同—流态不同（根据雷诺数Re可判断流态）。 @教材上一直将多孔介质中的运动分为： （1）在孔隙和裂隙中运动 （2）大裂隙和管道（岩溶发育好）中运动 我个人认为不妥：多孔介质而非含水介质。
s (1 ) p
然状态下，图2（a）处于平衡状态。
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1、有效应力原理
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Terzaghi（1883~1963）有效应力原理： 式中：σ—总应力-上覆荷载； σs—作用在固体颗粒上的粒间应力 （垂直分量）； λ—横截面面积中颗粒与颗粒接触面积所占的水平 面积比； p—水的压强（孔隙水压力）。
' s ，称为有效应力。 很小 Terzaghi令 ' ，(1 ) p p 因此有： p ，即：天
§1 渗流的基本概念 二、地下水的状态方程
地下水的状态方程也称为地下水的压缩性方程， 实际上是地下水的体积和密度随压力变化的方程， 即：V、ρ-p关系 1、地下水状态方程的表达式 (p p ) V 0 （ 1） 式中:β—地下水的压缩系数， e V 0 β=1/E （2） V V0 [1 ( p p0 )] V0、ρ0、p0分别为 初始值 （3） 0 [1 ( p p0 )]
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有效孔隙度ne（Effective Porosity）：指有效 孔隙体积和多孔介质总体积之比。 即：ne=Ve/V *地下动力学中讲到的孔隙度，若没有特别说明， 一律指“有效孔隙度”。 ②死端孔隙（Dead-end pores ）：多孔介质中一 端与其它孔隙连通，另一端是封闭的孔隙。 死端孔隙对地下水运动是无效的，其中的地下水是 相对停滞的。但对给排水是有意义的。 *有效孔隙度＜给水度
Ch1 渗流基本理论
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6 §1.7 渗流的基本概念 渗流基本定律 岩层透水特征及水流折射定律 流网及其应用 渗流连续方程 渗流基本微分方程 数学模型的建立及求解
我们在水文地质学中已经简单学习和了 解了有关渗流的基本概念和基本定律，那只 是一种初步认识，在《地下水动力学》这门 课中，我们要详细和系统地学习地下水渗流 的基本概念和基本理论。 学习的方式是：从基本概念入手，从机 制、机理层面揭示渗流定律的实质，以及渗 流定律的有关应用等问题。
§1 渗流的基本概念
（ 3） 式中： —多孔介质压缩系数; VS—多孔介质中骨架（颗粒）的体积; VV—多孔介质中孔隙的体积; Vb—多孔介质的总体积，Vb=VS+VV; e —孔隙比， e=VV/VS; m—假设多孔介质为柱体，柱体的高度。 2、多孔介质压缩方程的建立 上面叙述的弹性变形规律．都是以水压p来描 写的，而地下水动力学通常用水头H来描写渗流场， 为此还要建立它们之间的关系。
§1 渗流的基本概念
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（2）压缩性 多孔介质处在一定深度，受到上覆荷载（压力）的 影响，当压力增加时，引起多孔介质压缩。（压缩 有一定规律，压缩方程后面讲） （3）连通性 封闭和畅通，有效和无效。 （4）多相性：固、液、气三相可共存。其中固相的 成为骨架（或颗粒），气相主要分布在非饱和带中 （空气、水蒸气），液相的地下水可以吸着水、薄 膜水、毛细水和重力水等形式存在。
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我们后面再详细讲。
四、地下水的弹性释水和弹性储存
赋存有地下水的多孔介质及其中的地下水称为含水 系统，该多孔介质称为含水层（体）。 地下水和多孔介质（含水层）都是可以变形的（如： 压缩），正常情况下，地下水在含水层中以天然状 态存在，当地下水开发利用时，含水层中的水将会 发生变化。
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2、地下水状态方程的建立
三、多孔介质的压缩方程
压缩性：体积随压力（压强）的增大而减小。
天然条件下，一定深度处的多孔介质，要受到 上覆岩层荷重的压力。荷重增加，将引起多孔介质 的压缩。 b
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