位差值。如果在该河道下游建造一个水巧，受水巧阻 挡，就会形成水库积水、水库水位、水库与水巧下游之间的水位差值。在运种情况下，根据滞 流方程，设
，则有
[0182] 根据运个滞流方程可W研究水库滞流运动规律。由于T值随波前面位置的变化而 变化，即，由于
[0183] T = TiT2. . .TnTbiTb2.. .Tbn，（ i = 1，2，...，n)，
[0184] [T表示波前面总体上的实度特征值;Tl表示任意河流分段的抗下渗率（下渗率的 反量）；Tbi表示任意波前面的实际阻水率(实际通率的反值）]。水流受阻的结果，最终形成水 库积水，产生水库水位增高量，即
[0186] 可见，河流在河道中运行，河流的变化主要决定于河道的性质：杨通性和下渗性。 渗流运行的复杂性，关键决定于渗流运行环境性质变化的复杂性和多变性。如果河道中没 有障碍物、杨通无阻，那么，河道的性质主要决定于河道坡度和弯度W及下渗性质。如果没 有下渗通道，那么，河道的性质只决定于弯度和坡度。如果水流在河道砂±层、碎石层、砂碱 层中渗流运行，那么，渗流运动就设及波前面的性质问题。河道下渗率若大，渗流波前面会 骤然消失。当河流受阻时，便形成积水区域，其滞流运行规律遵守滞流运行方程。地下渗流 运动规律遵守同样的规律。研究渗流运动，其关键是研究运行环境的性质。
[0187] 7、渗流运动规律测量方法总结
[0188] 总之，渗流规律的测量方法与过程:实地测量或探测受作用断面的渗入流量、渗出 流量、渗入区水头高度、渗出区水头高度、渗入区水头分布面积、渗出或渗入断面面积、断面 的虚度或实度，然后，根据作用对立统一规律方程组，建立运些量之间的关系方程，最后，通 过解方程方法求解未知量，W达到解决实际问题或预测问题的目的。
[0189] 本发明的有益效果是:给出了研究、计算、测量渗流规律与客观规律相符的理论、 公式和方法，使渗流科学研究、实验、实测真正走上了科学化、系统化、理论化、实用化、程序 化的道路，能够确保渗流规律测量结果与客观一致，不再出现似是而非的测量结果;能够确 保渗流规律测量工作不再走弯路，不再出现多余、无效的劳动，节省人力、物力和财力。
【附图说明】
[0190] 图1渗流体系动态统一规律示意图；
[0191] 图2渗入、渗出流量、滞流量、水位增量等关系示意说明图；
[0192] 图3水巧渗流运行规律示意图；
[0193] 图4水文地质钻孔不知平面示意图；
[0194] 图5地下水运动状态说明示意图。
【具体实施方式】
[0195] W下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0196] 引例：为探测某地区地下水运动规律，在该区进行了水文地质钻探。最初施工5个 水文地质钻孔，如图4所示。图4是初期水文地质钻孔工程布置平面图，水文地质孔孔号分别 为2、21庙、23、24，其中，孔2位于四个钻孔的中屯、位置，其它4个钻孔分别位于东、西、南、北4 个方位，4个钻孔与孔Z的距离都相等，都是200米。由于在矿产勘探阶段已经确定含水层的 岩性、厚度、产状、分布面积、其中的主要构造规律，只是对地下水的储量、涌水量、运行方向 和速度大小、含水层的渗透性质等等数据还不清楚，打运5个水文地质孔是为了初步获得运 些数据及其它信息。
[0197] 研究方法:通过运5个钻孔可做6条剖面线：Z广Z-Z2剖面、Z3-Z-Z4剖面、Z广Z4剖面、 Z1-Z3剖面、Z3-Z2剖面、Z2-Z4剖面，通过运些剖面可W掌握地下水的一些基本状况。
[0198] 第一步，在做抽水试验之前，测量五个钻孔中的静止水位:H、Hi、此、曲、出，根据水 位差可W分析地下水的流动方向。地下水流动方向可通过研究水位高度、绘制水位等高线 图来确定。地下水是从水位高的点向水位低的点渗流；同一水平标高切面上，渗流体从压力 大的点向压力小的点运动。
[0199] 第二步，进行抽水试验，确定地下水涌水量。通过单孔抽水试验、多孔抽水试验确 定地下含水层的涌水量大小及其变化规律。
[0200] 第=步，建立描述地下水渗流运动规律的方程式或方程组。
[0201] 研究对象是地下的某个渗流断面或抽水井与含水层的接触断面S，S是断面面积； 针对S断面:流入流量是Q;流出流量是q;滞流量是A Q = Q-q;渗入一侧的水位高度是H;渗出 一侧的水位高度是h;控制渗流通过S断面运动的驱动力是
；驱动力中的虚力是
;驱动力中的实力是
，根据作用学关于作用对立 统一定量关系规律方程组，得
[020引渗流运动距离L与渗流量之间的关系式为
[0208] 第四步，获取已知量，将已知量代入方程或方程组，解方程，求出未知量，解决实际 问题。在水文地质勘探研究中，可W根据解决问题的需要来测量地下水的压力分布状态、水 位变化状态、渗入流量、渗出流量等物理量，进而解决实际问题。
[0209] 第五步，绘制描述地下水运动规律的水位等高线图、渗流强度等值线图等水文地 质图纸。
[0210] W上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用W限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种渗流运动规律的测量方法，其特征在于包括如下步骤： A、 实地测量受作用断面的渗入流量、渗出流量、断面下游的水位高度、断面上游的水位 高度、断面下游的水位分布面积、渗出和渗入的断面面积、断面的虚度或实度； B、 根据作用对立统一规律方程组建立这些量之间的关系方程，即单相流体渗流运动方程是式中，L表示渗流物质运行距离，S表示渗出和渗入的断面面积，Q表示从断面渗入的渗 入流量，q表示从断面渗出的渗出流量，E表示断面的虚度，T表示断面的实度，t表示波动运 行时间，H和表示断面下游的水位高度，h表示断面上游的水位高度，Ss表示断面下游的水位 分布面积，u表示流体的运行速度，P表示流体的密度，g表示重力加速度； C、 通过解方程方法求解未知量，以达到解决实际问题或预测问题的目的。2. 根据权利要求1所述的一种渗流运动规律的测量方法，其特征在于:将单相流体渗流 运动方程转化为力学形式，即得 渗流理论方程为滞流理论方程为式中，P表示控制系统中渗流运行与变化的驱动力、P表示渗流物质密度。3. 根据权利要求1或2所述的一种渗流运动规律的测量方法，其特征在于:将单相流体 渗流运动方程转化为传统理论思维形式，即得 渗流速度与驱动力之间的关系式在此式基础上，可将渗流速度矢量表述为三维形式，即4.根据权利要求3所述的一种渗流运动规律的测量方法，其特征在于:将渗流运动视为 主动波的波动过程来加以研究、进行测量，即得
【专利摘要】本发明涉及一种渗流运动规律测量方法，其属于自然科学基础理论、渗流学研究领域。它通过实地测量受作用断面的渗入流量、渗出流量、断面下游的水位高度、断面上游的水位高度、断面下游的水位分布面积、渗出和渗入的断面面积、断面的虚度或实度，然后，根据作用对立统一规律方程组，建立这些量之间的关系方程，最后，通过解方程方法求解未知量，以达到解决实际问题或预测问题的目的。本发明的有益效果是：给出了研究、计算、测量渗流规律与客观规律相符的理论、公式和方法，使渗流科学研究、实验、实测真正走上了科学化、系统化、理论化、实用化、程序化的道路，能够确保渗流规律测量工作不再走弯路，节省人力、物力和财力。
【IPC分类】G01N13/04
【公开号】CN105527198
【申请号】CN201610035905
【发明人】王昌益, 王晓静, 王耀慧
【申请人】王昌益
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月20日