[转载]关于地下水渗流速度的几点说明
(2014-10-16 22:00:57)
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刘老师讲的很清楚,我大学上渗流力学的时候,关于这个问题还专门问过程林松老师。后来,我就不怎么管渗流的真实速度这个物理量了,因为渗流速度才是关心和有用的,真实的渗流速度对理解渗流的本质是很重要的。
原文地址:关于地下水渗流速度的几点说明作者:thinker
经典的达西定律:Q=K*A*dh/dl
从而得到比流量:q=Q/A=K*dh/dl
值得注意的是,此处A=岩石颗粒面积+孔隙面积。上式中的比流量q在不同参考书中有不同的叫法,如渗流速度、单位面积上的水流速度或过水断面的平均流速,参考《多孔介质渗流与污染物运移数学模型》,q严格地说是渗流速度。所谓渗流(seepage
flow)是假想的水流,是不考虑实际水流途径和岩土颗粒骨架,只考虑地下水流总的流动方向,但具有实际水流的运动特征(压力、流量、渗透阻力)。
因此,q不能代表真实的水流速度,可以看作等效流速,仅仅是当整个过水断面都被水充满时,地下水才以流速q流动。
另外一个与q容易混淆的是渗透速度(average pore velocity),渗透(permeation,
percolation)是地下水通过岩土介质孔隙的运动。实际的水流只是地下水在孔隙中流动,实际水流速度即渗透速度为渗流量除以孔隙面积,渗透速度u与渗流速度之间的关系为:
q=u*n
其中,n为有效孔隙度,即相互连通的孔隙占整个典型单元体(REV)体积之比。由于不同点位地下水流速不同,u为地下水通过孔隙的实际平均流速。
因此,在计算对流迁移的物质通量时,第一步计算实际地下水流速:
u=(K/n)*dh/dl
再计算对流迁移的物质通量:
F=u*n*C
式中,C为溶解在水中的污染物浓度,由于不是所有地方的单位面积地下水流都为u,因此,要乘以n。
实际上,又回到达西定律中等效流速——比流量上,F=q*C
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