對“再論‘單位涌水量就是導(dǎo)水系數(shù)’”一文的回應(yīng)

陳崇希(中國地質(zhì)大學(xué)環(huán)境地質(zhì)研究所，湖北 武漢 430074)

對“再論‘單位涌水量就是導(dǎo)水系數(shù)’”一文的回應(yīng)

陳崇希
(中國地質(zhì)大學(xué)環(huán)境地質(zhì)研究所，湖北 武漢 430074)

論文 《再論‘單位涌水量就是導(dǎo)水系數(shù)’”》[1](下簡稱《單位涌水量》)中，質(zhì)疑兩本地下水動(dòng)力學(xué)教材[2～3]，涉及的是基本理論問題?！秵挝挥克俊分赋觯篢hiem影響半徑穩(wěn)定井流模型是“假設(shè)地下水靜水面為水平面，而在自然界幾乎沒有靜水面是水平面的含水層”，這種模型、方程還能應(yīng)用嗎？筆者作為上述兩本地下水動(dòng)力學(xué)教材之一的主筆，對質(zhì)疑做出回應(yīng)。

(1)《單位涌水量》質(zhì)疑的是影響半徑穩(wěn)定井流模型、公式。筆者主筆的地下水動(dòng)力學(xué)(P97～P101)[3]強(qiáng)調(diào)無界含水層中不可能形成穩(wěn)定井流, 即明確判定Thiem的“影響半徑穩(wěn)定井流模型”是錯(cuò)誤的, 不可與Dupuit圓形定水頭邊界模型——“圓島模型”混為一談[3]。當(dāng)今的地下水動(dòng)力學(xué)教材中不應(yīng)再引入“影響半徑穩(wěn)定井流”理論系統(tǒng), 更不應(yīng)將它與不穩(wěn)定井流理論并列為教材的兩個(gè)重點(diǎn)[4～6]。

(2)雖然《單位涌水量》研究的是穩(wěn)定井流條件, 但提出了一個(gè)很好的問題，即：在自然界幾乎沒有水頭面水平 (處于靜水狀態(tài)) 的含水層，地下水動(dòng)力學(xué)教材理應(yīng)建立符合自然狀態(tài)的井流模型。有的地下水動(dòng)力學(xué)教材[2]認(rèn)為：自然界地下水水頭面坡度一般很小, 尤其在平原區(qū), 通常為千分之幾到萬分之幾，因此可以近似使用假設(shè)天然水力坡度為零(靜止)的含水層中的理想化井流模型。如此論證是缺乏科學(xué)性的。運(yùn)動(dòng)的地下水與靜止的地下水屬于質(zhì)的差別，運(yùn)動(dòng)的快與慢屬于量的差別，兩者怎能混淆？再者，水力坡度的大小僅僅是影響地下水徑流量的因素之一，還有含水層導(dǎo)水系數(shù)及含水層寬度等因素也影響它。這就是《單位涌水量》對地下水動(dòng)力學(xué)教材提出質(zhì)疑──缺乏科學(xué)依據(jù)地“對客觀存在的地下水徑流量忽略不計(jì)”。

(3)就井流基本性質(zhì)而言，雖然筆者的教材[3]與《單位涌水量》所質(zhì)疑的“影響半徑穩(wěn)定井流模型”不是同一類型，但就更廣泛的地下水井流問題而言, 后者提出的地下水天然徑流的存在與最初建立理論井流模型的靜水假設(shè)條件的矛盾是客觀存在的。就此點(diǎn)，筆者于1975年撰寫的《地下水不穩(wěn)定井流計(jì)算方法》中對 Theis公式作了系統(tǒng)的分析、討論, 其第6點(diǎn)已經(jīng)分析了如何把初始靜水狀態(tài)下的井流公式用于實(shí)際水流條件，得到的結(jié)論是：一般情況需要進(jìn)行校正，不得直接應(yīng)用, 詳見文獻(xiàn)[7] P59或文獻(xiàn)[8] P82或文獻(xiàn)[3]P115。

(4)我國有的地下水動(dòng)力學(xué)教材對Dupuit模型、Thiem模型及Theis模型的內(nèi)涵及稱謂仍存在混亂現(xiàn)象。經(jīng)過二十世紀(jì)六十年代至八十年代初的理論分析及歷史文獻(xiàn)取證，已經(jīng)得到的結(jié)論是：Dupuit模型是圓形定水頭邊界模型——“圓島模型”， Thiem模型是無界含水層中“影響半徑穩(wěn)定井流模型”( 如上所述，此條件下不可能形成穩(wěn)定井流)，而Theis模型是無界含水層的不穩(wěn)定井流模型。嚴(yán)格區(qū)分三個(gè)模型極其重要，否則會犯極其嚴(yán)重的原則錯(cuò)誤[4,6]。

上述是就《單位涌水量》對筆者的地下水動(dòng)力學(xué)教材(2011)[2]質(zhì)疑的回應(yīng)。至今還使用此教材院校的老師們也希望參與學(xué)術(shù)爭鳴，以辨別是非。

[1] 蘭太權(quán).再論“位涌水量就是導(dǎo)水系數(shù)” [J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2016,43(5):173-175.

[2] 薛禹群, 吳吉春. 地下水動(dòng)力學(xué)[M].3版. 北京:地質(zhì)出版社,2010:72-78.

[3] 陳崇希，林敏,成建梅.地下水動(dòng)力學(xué)[M].5版. 北京:地質(zhì)出版社,2011:97-101.

[4] 陳崇希.影響半徑穩(wěn)定井流模型與可持續(xù)開采量：地下水動(dòng)力學(xué)一個(gè)基本理論問題的分歧——與薛禹群院士商榷[J].水利學(xué)報(bào)，2010，41(8):1003-1008.

[5] 薛禹群.關(guān)于穩(wěn)定井流模型和Dupuit公式的討論——對陳崇希教授 “商榷” 一文的答復(fù)[J]. 水利學(xué)報(bào)，2011，42(10):1252—1256.

[6] 陳崇希. 影響半徑穩(wěn)定井流模型與可持續(xù)開采量：地下水動(dòng)力學(xué)一個(gè)基本理論問題的分歧再討論——對薛禹群院士討論的答復(fù)[J].水利學(xué)報(bào)，2014，45(1):117-121.

[7] 陳崇希. 地下水不穩(wěn)定井流計(jì)算方法[M]. 北京:地質(zhì)出版社,1983:1-6.

[8] 陳崇希,林敏.地下水動(dòng)力學(xué)[M]. 武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1999: 66-69.

10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2017.05.26