地下水在平面滲流狀態(tài)下的流速測定

蔣玄葦 張野 王嘉舜

滲流是指地下水受重力、毛細力等作用,在多孔介質(zhì)空隙中滲透運動[1]。達西定律一般可以表示為Q=KIω=ωV(ω為過水斷面,V為滲流速度),為了研究地下水實際流速引入有效空隙度概念μ=ω'/ω(ω'為重力水可通過的有效孔隙面積)得出通過實際過水斷面ω'的實際流速u,u=V/μ[2]。二維流(平面運動)的達西定律可以表示為[3]:

Q=Kb(-)/2L

Q=Kω=KωI

Q為滲流水量,K為滲流系數(shù),b為模擬含水層厚度,為最上游含水層厚度,為最下游含水層厚度,L為第一斷面到最末斷面的距離,ω為過水斷面,h為水頭損失,I為水力梯度。

由于水在途中沿空隙流動的實際路徑十分復(fù)雜,在通過實際過水斷面修正后流速也并非真正的流速[4]。嚴格地說,在較大水力坡降下,達西定律都不適用,但是在工程實用上,由于和整個流暢相比,這些超出達西定律的局部區(qū)域通常不大,而且自然狀態(tài)的滲流均能符合層流規(guī)律或偏離不遠,故一般仍按照達西定律處理問題[5]。根據(jù)在“地下水滲流模擬裝置”中測得的實際流速與理論流速相比存在一定的差異。