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1、第42卷第6期煤田地質(zhì)與勘探Vol.42No.62014年12月COALGEOLOGY&EXPLORATIONDec.2014文章編號(hào):1001-1986(2014)06-0073-03Dupuit穩(wěn)定井流公式的模型分析1212王曉明,王秀輝,文望,李功宇(1.西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院,陜西西安710054;2.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司,陜西西安710077)摘要:Dupuit穩(wěn)定井流模型和公式自1863年提出,至今已有一百多年了,時(shí)間橫跨3個(gè)世紀(jì)。由于其原理的簡(jiǎn)單及公式的簡(jiǎn)潔,人們?nèi)栽谑褂?。而人們?duì)Dupuit模型
2、以及有關(guān)概念的認(rèn)識(shí),仍然存在很大的差異和誤區(qū)。通過分析Dupuit穩(wěn)定流模型及公式,指出Dupuit模型及公式中本身就不含有影響半徑的概念。將Thiem提出的影響半徑的概念理解為含水層的一個(gè)參數(shù),一個(gè)不變的常數(shù),并試圖尋求一個(gè)具有代表性的平均影響半徑是沒有理論依據(jù)的。關(guān)鍵詞:影響半徑;Dupuit公式;圓島形模型;穩(wěn)定流中圖分類號(hào):P641.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI:10.3969/j.issn.1001-1986.2014.06.015ModelanalysisofDupuit’ssteadywellflowformula1
3、212WANGXiaoming,WANGXiuhui,WENWang,LIGongyu(1.CollegeofGeologyandEnvironment,Xi′anUniversityofScienceandTechnology,Xi′an710054,China;2.Xi′anResearchInstitute,ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupCorp,Xi′an710077,China)Abstract:Ithasbeenmorethan100years,spanningthr
4、eecenturiessinceDupuitproposedthesteadywellflowmodelandtheDupitformula.Duetothesimpleprincipleandtheconciseformula,Dupitformulaisstillinuse.However,therehavebeenalotofdisputesandmisunderstandingsaboutDupuit’smodel,Dupuit’sformulaandrelativeconcepts.Throughanalyzing
5、DupuitmodelandDupitformula,thispaperpointsoutthattheDupuitmodelandtheformulaitselfdonotcontaintheconceptofradiusofinfluence.Theconceptoftheinfluenceradiuswasunderstoodasoneofaquiferparameters,tryingtoseekarepresentativeaverageinfluenceradiusislackofenoughtheoretica
6、lbasis.Keywords:radiusofinfluence;Duouitequation;circularislandmodel;steadyflow1856年法國水力學(xué)家Darcy通過實(shí)驗(yàn)得出問題進(jìn)行研究的是德國工程師AThiem。1870年Darcy定律,從此Darcy定律奠定了地下水定量的Thiem為解決Dupuit公式的應(yīng)用問題,提出了影響計(jì)算基礎(chǔ),從而也使地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支——水文地半徑,以及引用影響半徑的概念,并提出了當(dāng)有一質(zhì)學(xué)開始具有了科學(xué)的意義。1863年,法國的另一個(gè)觀測(cè)井或兩個(gè)觀測(cè)井的穩(wěn)定井流計(jì)算公
7、式,即[1-2]位水力學(xué)家Dupuit,依據(jù)Darcy定律,推導(dǎo)出了抽Thiem公式。水井位于圓島形含水層中心的理想條件下的穩(wěn)定從Dupuit公式到Thiem公式的提出,似乎穩(wěn)井流公式。定井流在理論和實(shí)用上應(yīng)該達(dá)到了完美的程度。然應(yīng)當(dāng)說,Dupuit穩(wěn)定井流模型是一理想模型,模而實(shí)際情況遠(yuǎn)非如此。在Dupuit模型中,R的物理型的提出和公式的推導(dǎo),在邏輯上是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。圓島形意義很明確,R僅僅是圓島形含水層的半徑而已,模型的假設(shè)是必須的,因?yàn)樾纬煞€(wěn)定流的前提是井的而Theim提出的影響半徑R卻是一個(gè)和抽水量有關(guān)抽水量必須有補(bǔ)給量
8、來平衡,只有這樣才能形成穩(wěn)定的量。抽水試驗(yàn)表明,當(dāng)以一個(gè)不是很大的抽水量流,而圓島模型正好可以滿足這樣一個(gè)條件。抽水時(shí),會(huì)出現(xiàn)近似穩(wěn)定流,用Dupuit公式計(jì)算,Dupuit穩(wěn)定井流公式的假設(shè)條件是圓島形模得出一個(gè)R值。當(dāng)抽水量增大時(shí),降落漏斗也會(huì)隨型,而實(shí)際含水層卻少見這種理想的情況,那