矿井涌水量计算与预测一、地下水运动的基本特征属地下水动力学的研究范畴：研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石和岩溶岩石中运动规律的科学。它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程，对地下水从数量上和质量上进行定量评价和合理开发利用，以及兴利防害的理论基础。1、多孔介质一般把由固体骨架和空隙两部分组成的介质，一般把由固体骨架和空隙两部分组成的介质，叫多孔介如砂层、裂隙岩体等。质。如砂层、裂隙岩体等。地下水在多孔介质中的运动，称为渗流。地下水在多孔介质中的运动，称为渗流。发生渗流的区域称为渗流场。称为渗流场。乙河甲河乙河甲河2、地下水运动―假想渗流渗流是一种假想水流。假想：渗流是一种假想水流。假想：（1）假想水流的性质（如密度、粘滞性等）和真假想水流的性质（如密度、粘滞性等）实地下水相同；实地下水相同；假想水流充满含水层的整个空间；（2）假想水流充满含水层的整个空间；假想水流运动时，（3）假想水流运动时，在任意岩石体积内所受的阻力等于真实水流所受的阻力；阻力等于真实水流所受的阻力；（4）通过任断面的流量及任一点的压力或水头均和实际水流相同。和实际水流相同。3、地下水运动方式渗流的分类：渗流的分类：承压水和潜水含水层―地下水运动不同承压水和潜水含水层地下水运动不同54321④③②①在醒购阒谐樗D―水从何来？地面沉降？稳定流与非稳定流稳定流：在流体的运动空间内，稳定流：在流体的运动空间内，任一点处流体的速度、压力、的速度、压力、密度等运动要素不随时间而变化的称为稳定流。时间而变化的称为稳定流。p=f(x,y,z)v=f(x,y,z)非稳定流：非稳定流：p=f(x,y,z,t)v=f(x,y,z,t)或?p/?t≠0?≠或?v/?t≠0?≠或?p/?t=0?或?v/?t=0?二、达西定律―层流运动定律达西定律―法国水力工程师亨利?达西达西(Henry亨利达西Darcy)在装有均质砂在装有均质砂土滤料的圆柱形筒中做了大量的渗流实验，做了大量的渗流实验，年发现：于l856年发现：年发现渗透流速与水力坡度成正比，坡度成正比，即线性渗流定律，渗流定律，这是渗流基本定律，基本定律，后人称之为达西定律。为达西定律Darcy实验装置达西定律―达西定律―层流运动定律H1?H2Q=K×A×=K×A×JLH1?H2q=KMlKKh1+h2h1?h2Q=K××2L地下水向完整井的稳定运动一、水井的类型根据水井井径的大小和开凿方法，分为管井和根据水井井径的大小和开凿方法，筒井两类。筒井两类。管井：直径通常小于0.5m，深度大，常用钻机管井：直径通常小于，深度大，开凿。开凿。筒井：直径大于1m，深度浅，通常用人工开挖。筒井：直径大于，深度浅，通常用人工开挖。根据水井揭露的地下水类型，根据水井揭露的地下水类型，水井分为潜水井和承压水井两类。和承压水井两类。根据揭露含水层的程度和进水条件不同，根据揭露含水层的程度和进水条件不同，可分为完整井和不完整井两类。为完整井和不完整井两类。世界深井―探地工程：世界深井探地工程：探地工程★世界上已有20口深度4000米以上的深孔世界上已有20口深度4000米以上的深孔20口深度4000★苏联科拉G-3钻孔深12262米,世界第一超深孔苏联科拉G钻孔深1226212262米★德国KTB钻孔深9100米,为世界第二超深孔德国KTB钻孔深9100KTB钻孔深9100米★中国大陆科学钻探江苏省东海县，深度中国大陆科学钻探―江苏省东海县江苏省东海县，5158米2001-2005年投资1.51.5亿2005年中国5158米，2001-2005年，投资1.5亿，2005年中国十大科技进展完整井：水井贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都完整井安装有过滤器，并能全面进水的井。不完整井：水井没有贯穿整个含水层，只有井底和含水不完整井层的部分厚度上能进水的井。如图。地下水动力学中井的分类潜水井根据水井揭露的地下水类型承压水井完整井根据揭露含水层程度和进水条件不完整井不完整井井周围地下水三维运动！不完整井井周围地下水三维运动！水向井的运动潜水向井的运动承压水向井的运动井附近的水位降深1.水位降深水位降深：初始水头减去抽水时间后的水头，初始水头减去抽水t时间后的水头时间后的水头，也简称降深。抽水时，井中心降深最大，也简称降深。抽水时，井中心降深最大，离井越降深越小，形成漏斗状水头下降区。远，降深越小，形成漏斗状水头下降区。抽水时，2.抽水时，地下水能达到稳定运动条件在有侧向补给的有限含水层中，(1)在有侧向补给的有限含水层中，当降落漏斗扩展到补给边界后，侧向补给量和抽水量平衡时，展到补给边界后，侧向补给量和抽水量平