1、,(2) 排水渠合理間距的確定 土地改良時，為了防止土地鹽滯化和沼澤化，需要控制地下水位 的高度。最高水位不能超過 。,當(dāng)河渠一定時，河渠水位h1和h2也一定，有下二式,解此方程組可得a和l，l為河渠的合理距離。,該方程組為非線性方程組，求解的方法有試算法。 試算法：先給出a值，代入(1)式求得l，再將a、l代入(2)式進(jìn)行 計算，看等式兩邊是否相等,如果不等，從新給出a值，重復(fù)上計 算，直到(2)式兩邊相等為止。,特例，,，代入(2)式，可得：,(3) 河渠間單寬流量的計算,a0時, 流入左河的水量：q = Wa (負(fù)號表示流入左河),1,流入右河的水量：q =W(l a),2,a=0時，分

2、水嶺位于左河邊的起始斷面上,a0時,不存在分水嶺,并且左河滲漏,由單寬流量公式,左河滲漏量：,右河獲得的補給量：,(4) 無入滲時潛水流的方程,無入滲時潛水流的方程為：,前式說明潛水位曲線為拋物線， 后式說明通過所有斷面單寬流量是相等的。,(5) 非均質(zhì)介質(zhì)中的流量計算, 平行層面滲流的層狀結(jié)構(gòu)的含水層 這類含水層常見的有兩層結(jié)構(gòu)的含水層，下層的K比 上層小。這時下層為承壓水，上層為潛水。,通過整個含水層的單寬流量：, 沿水流方向滲透性突變的情況,水流通過滲透性不同的巖層時，其流量不變，分別為：,消去h 得：,s,二、承壓水的穩(wěn)定運動,座標(biāo)如圖，其數(shù)學(xué)模型為：,將微分方程變?yōu)椋?積分,得：,再

3、積分：,單寬流量：,對上式兩邊求導(dǎo)，得：,此式為承壓水一維穩(wěn)定流的水頭線方程。,由Darcy定律,此式為承壓水一維穩(wěn)定流任一斷面的流量。,得：,三、承壓無壓流動,承壓段：,無壓段：,因為，q1 = q2,可求得：,將l0代入上q1或q2公式，可得承壓無壓的單寬流量：,22 河渠間地下水的非穩(wěn)定運動 潛水回水：在地表水和兩岸潛水存在水力聯(lián)系的情況下，河水 位（或庫水位）的抬高，會引起潛水位相應(yīng)的抬高，這種現(xiàn)象通 常稱為潛水回水。 引滲回灌：利用河渠地表水的側(cè)滲作用來補充地下水，以達(dá)到 灌溉農(nóng)田的目的。 一、河渠水位迅速上升（或下降）為定值時，河渠間地下水的 非穩(wěn)定運動,（一）假設(shè)條件 (1) 含

4、水層均質(zhì)，各向同性，位于水平隔水層上，上部入滲量 可忽略不計，即設(shè)W=0，河渠引滲后的潛水流可視為一維流；,(2) 潛水流的初始狀態(tài)為穩(wěn)定流，水位可用下式表示,(3) 兩側(cè)河渠水位同時出現(xiàn)水位上升，發(fā)生瞬時回水，左河水位 自h0,0上升至h0,t，右河自hl,0上升至hl,t。,（二）數(shù)學(xué)模型的建立和求解,如圖坐標(biāo)，可得如下數(shù)學(xué)模型：,模型的解為：,式中：,為相對距離；,為相對時間；,潛水流厚度的平均值,其中 h,m,-為左渠廻水前后水位的平方差；,-為右渠廻水前后水位的平方差；,-為河渠水位函數(shù)，當(dāng) 在01之間時，可查下表 求得。,-可根據(jù) 求得。,此式為河渠水位迅速上升后保持不變，計算河渠

5、任一斷面任一 時刻水位的公式。,任一斷面單寬流量：,上式對x求導(dǎo)，并代入Darcy定律 得：,式中：qx,0 x斷面處回水前單寬流量；,q x斷面處回水后t時刻的單寬流量；,河渠流量函數(shù)；,G的確定查書中P135表9-3。,說明： 與穩(wěn)定流不同，流量隨時間和坐標(biāo)變化。, 不同斷面的流量也不同。,X，t,t時間內(nèi)的總單寬流量：,對上流量公式在0t時刻積分得：,此式為引滲開始經(jīng)歷時間t后任一斷面的總單寬流量,H查書中P136表9-4。,二、河渠水位變化時，河渠間地下水的非穩(wěn)定運動 河水位的變化一般是連續(xù)的或者呈階梯狀變化。對于 連續(xù)的變化，近似地概化為階梯狀，如圖。每個階梯認(rèn) 為是定水位，求解。然

6、后再用疊加原理計算。,如圖，將其劃分為n個階梯，將一個回水問題分解為,把相鄰階梯的水位,作為回水前后的水,位，求該階梯在t時,刻x處響應(yīng)值，然,后進(jìn)行疊加。,幾個回水問題，,斷面上潛水位公式：,同理，可得單寬流量公式：,三、應(yīng)用分析,當(dāng)l， 0時，雙側(cè)有河渠滲透轉(zhuǎn)變?yōu)榘雮?cè) 有河渠滲透的半無限問題，如圖。,斷面x,在t時刻的水位公式：,F()可查表求得。,斷面x，在t時刻的,流量公式：,(2) 當(dāng) =0時，即當(dāng)左渠回水，右河渠水位保持不 變時，任一斷面潛水位和單寬流量的公式為：,傍河取水時，布井一般平行于河流，這時將穩(wěn)定的抽水 當(dāng)作渠道處理，可利用上式計算潛水位和河水對地下水 的補給量。,(3)

7、 確定排灌渠的合理間距,按照最簡單的條件，初始兩河水位相同，相鄰河渠水位 變幅相等，即 ，該情況下，如果河渠為引 滲渠道，則兩渠中間水位最低，如果河渠為排水渠道， 則兩渠中間水位最高。所以一般控制水位，主要考慮 x=L/2處的水位，如果該處的水位滿足要求，那么，該斷 面上其它處的水位也滿足要求。,當(dāng)x=L/2時， = ,水位公式為：,或,上式左端表示x=L/2處，回水前、后潛水位平方差占回水前、后河渠水位平方差的百分比，該數(shù)為給定數(shù)。,然后反查 表，求得相應(yīng)的 ：,代入,得：,該式表明:含水層透水性和平均厚度越小,給水度越大, 預(yù)計排灌時間越短，則l越??；反之，則越大。,(4) 回水引起的浸沒范圍預(yù)測 河流回水、或水庫蓄水后，潛水位升高,并向外擴展， 經(jīng)