水跃现象和哪些因素有关

发布时间: 2023-03-29 22:01:16 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 79

潮汐跟什么有关,潮汐现象与哪些因素相关1、潮汐与月球和太阳对地球之间的引力有关。,2、潮汐,是发生在沿海地区的一种自然现象,是...

水跃现象和哪些因素有关

潮汐跟什么有关 潮汐现象与哪些因素相关

1、潮汐与月球和太阳对地球之间的引力有关。

2、潮汐,是发生在沿海地区的一种自然现象,是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动。习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐,而海水在水平方向的流动称为潮流。人类们的祖先为了表示生潮的时刻,把发生在早晨的高潮叫潮,发生在晚上的高潮叫汐。这是潮汐的名称的由来。

3、潮汐现象是月亮起主导作用,但也不能忽略太阳的影响,在天体运动过程中,月亮,地球和太阳形成直角时,由于月球和太阳的引潮力相互抵消了一部分,海面的涨落差距很小。

4、背对着的月亮的海水所受引潮力变小,离心力变大了,海水在离心力的作用下,像背对月亮那面跑,于是也会出现长潮,由于天体是运动的,各地海水所受的引潮力不断在变化,使地球上的海水发生了时涨时落的运动,从而形成了潮汐现象。

海洋的潮汐情况跟哪些因素有关?为什么呢?

最先在日,月等星体的引潮力作用下,海面会产生规律的跌涨情况:在一定时间段内,海面大幅上升,做到高些,之后,上升的海面本身怯懦,留出一片沙滩,产生低潮。那般不断不断,自始至终不易停止。海底这类运动健身情况就是潮汐。在引潮力作用下,海面中产生的长周期波动情况。其在竖直方向上具体表现为潮位的电梯和潮流趋势跌涨的变化。

潮汐的起起落落,与我们的各式各样活动有着密切的联系:船舶的航行和进出港,舰船,沿海地区的农业,水产养殖业,盐业,航空物流,大地测量学,绿色生态生态环境保护这种,都尽量掌握潮汐变化的周期性。除此之外,应用潮汐发电能力也是能源发展趋向的一个重要方面。

产生要素,月亮,太阳光或别的星体对地球上公司质量物品的诱惑力,以及对核心公司质量物品的诱惑力。一个任一物品对地球某点的引潮力的规格,与物体的质量成正比,与地心到星体核心距离的二次方反比例,也与星体所在位置的天顶距有关(天顶距越近的90°,引潮力越小)。

因而,地球上引潮力的规格和方向随时而异。尽管太阳的质量比月球大许多,但由于间隔地球上较远,其引潮力仅为月球的46%。与月球和太阳光比照,其他星体对地球上的引潮力并不大,可以忽视。由于月亮引潮力而导致的潮汐,

称之为太阴星潮;由太阳光引潮力导致的,称作太阳光潮。这两个都属于天文潮。它不仅导致了海底潮汐,而且还会继续再次导致固体地球上潮汐(地潮)和气体潮汐(气潮)。就海底而言,地潮下的是潮汐,上面是水分的潮汐,她们都对大海造成不良影响。

月亮与太阳光对地运动健身具有周期性,因此潮汐也具有周期性。看潮汐整个过程:当潮位保证最高点时,称作潮涨或满潮;这时候上下左右的一段时间,潮位升不了也不降,称之为平潮;随后潮位慢慢减少,保证最低限时,称作低潮或干潮;在这段时间上下左右,潮位又升不了不降,称此阶段为停潮。潮汐停止后,潮位又慢慢上升。国内各地的平潮和停潮时间均有区别。

当在平潮的中间时时刻刻为高潮迭起,此段潮位的宽度为欲死欲仙;在停潮的里面,潮位在低潮时为低潮高;潮差是邻近欲死欲仙和低潮的高度区别,称作潮差。一个由低到高的整个过程,称之为潮涨;由高到低的整个过程,称之为落潮。在潮汐阶段,潮差为涨潮差,时间间隔为涨潮差,落潮差为落潮差,时间间隔为落潮时。

和天气有关系,和温度有关系,和地球自转有关系,然后也会受到离心力的影响,是一种自然现象。
和太阳的变化有关,和月亮的引力有关,和月亮的运动也有关。因为月亮的引力是比较大的,当月亮的阳面面对海洋的时候,就会造成海洋的涨潮现象。
是因为大气压,地球磁场,大气风扬,受潮力的作用而引起的周期性的变化,就是所谓的潮汐,是因为太阳和月亮对地球各面的引力是不一样的,他们都是互相影响的。

渗流的达西定律适用条件除渗透介质是均质等无渗透变形外还需要满足?

反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律。

由法国水力学家
H.-P.-G.达西在1852~1855年通过大量实验得出。其表达式为

Q=KFh/L

式中Q为单位时间渗流量,F为过水断面,h为总水头损失,L为渗流路径长度,I=h/L为水力坡度,K为渗透系数。关系式表明,水在单位时间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反比,与过水断面面积和总水头损失成正比。从水力学已知,通过某一断面的流量Q等于流速v与过水断面F的乘积,即Q=Fv。或,据此,达西定律也可以用另一种形式表达

v=KI

v为渗流速度。上式表明,
渗流速度与水力坡度一次方成正比。说明水力坡度与渗流速度呈线性关系,故又称线性渗流定律。达西定律适用的上限有两种看法:一种认为达西定律适用于地下水的层流运动;另一种认为并非所有地下水层流运动都能用达西定律来表述,有些地下水层流运动的情况偏离达西定律,达西定律的适应范围比层流范围小。

这个定律说明水通过多孔介质的速度同水力梯度的大小及介质的渗透性能成正比。

这种关系可用下列方程式表示:V=K[(h2-h1)÷L]。

其中V 代表水的流速,K 代表渗透力的量度(单位与流速相同, 即长度/时间),(h2-h1)÷L
代表地下水水位的坡度(即水力梯度)。因为摩擦的关系,地下水的运动比地表水缓慢得多。可以利用在井中投放盐或染料,测定渗流系数和到达另一井内所需的时间。

在美国佛罗里达的含水层中,曾沿着多口水井,采用碳14 方法测定地下水的年龄。结果测出渗流系数为每年7
米。在渗透性能良好的介质中,渗流系数可高达每日6 米。美国还测得过每日235 米的纪录。不过,在许多地方,速率通常是每年不超过30 米。

简介

达西定律是渗流中最基本的定律, 其形式简洁( v= kJ ), 最早是由实验证实的。它清楚地表明了渗流速度v与水力坡降J
成正比的关系。但这里只是笼统地用k 体现不同材料的不同的渗透性。为了更细致地认识和控制特定渗流就必须清楚k 与哪些因素有关。

大量试验表明,当渗透速度较小时,渗透的沿程水头损失与流速的一次方成正比。在一般情况下,砂土、粘土中的渗透速度很小,其渗流可以看作是一种水流流线互相平行的流动——层流,渗流运动规律符合达西定律,渗透速度v与水力梯度i的关系可在v-i坐标系中表示成一条直线,如图2(a)所示。粗颗粒土(如砾、卵石等)的试验结果如图2(b)所示,
由于其孔隙很大,当水力梯度较小时,流速不大,渗流可认为是层流,
v-i关系成线性变化,达西定律仍然适用。当水力梯度较大时,流速增大,渗流将过渡为不规则的相互混杂的流动形式——紊流,这时v-i关系呈非线性变化,
达西定律不再适用。
渗流的达西定律条件适用除渗透戒指均质等五渗透变形。得满足。
阿西,定律适用条件渗透结石,无休无休变质
水跃的形成条件是() 水跃函数随水深的变化规律是() 03347流体力学填空题每日一练 2021-0
我们用最好的办法,能满足您的需求,25,000的条件是无心的变形为。

Dupuit稳定潜水井流基本方程的讨论

图4-1-3 水跃形成示意图(据Каменский,1943)

(1)水跃及Dupuit漏斗曲线方程的误差

J.Kozeny(科增)在实验室砂槽中进行井流模拟试验时发现,只有当井中水位降低非常小时,井中水位才与井壁水位基本一致。当井中水位降低较大时,井中水位明显地低于井壁水位,这种现象称为水跃(图4-1-3)。井壁水位与井中水位之差,称为水跃值,以Δh表示。水跃值随井中水位的降低而增大。在砂槽试验中可以清楚地看到,水渗出井壁后,沿着井的内壁向下流。在井壁水位与井中水位之间的区段,称为出渗段。

水跃现象的出现是不难理解的。当井中水位hw趋于零时,若无水跃,则井壁水位hs也趋于零,于是此处的渗流断面面积A变为零,从而流量Q也成为零这显然在理论上是说不通的,与事实也不符合。另外,也可以分析流网来说明为什么会出现水跃。

由于潜水井流的流线在抽水井附近是弯曲的(图4-1-3),通过浸润曲线与井壁的交点A作等水头线(曲线),若抽水时不产生水跃,即井内和井壁上的水位在同一标高上,那么上面所作的通过A点的等水头线与井中水下的井壁是同一水头值。这样,通过A点的等水头线与井壁之间的地下水(图4-1-3上的斜阴影线部分)就不可能流动,这显然与前提———地下水流入井不符合。为了使地下水能流入井,井壁水位必须高于井中水位。这就是产生水跃的原因。

R.Ehrenberger(埃伦伯格)做了一系列砂槽试验之后做出结论:井壁最大水位降低值等于外边界处含水层厚度h0的一半。

N.S.Boulton(博尔顿)根据松弛法得出计算水跃值的近似式,当 时,

地下水动力学(第五版)

当 约为0.25时,只要将其中的系数3.75改为3.5,此式仍然适用。

Dupuit浸润漏斗曲线方程没有考虑水跃的存在,因此在抽水井附近,实际漏斗曲线将高于Dupuit的理论曲线。随着r的增大,等水头线逐渐变直,流速的垂直分量变小,因此理论曲线与实际曲线也逐渐趋向一致。

杨式德教授曾用松弛法分析潜水井流的水头线,其结果示于图4-1-4。

图4-1-4 松弛法解潜水井流的水头线(单位:cm)(转引自张有龄,1958)

(2)Dupuit稳定潜水井流涌水量方程的正确性

稳定潜水井流的涌水量方程是在Dupuit假定的前提下推导得出的,由于它忽略垂直分流速,把等水头线视为铅垂线,因而也就没有考虑水跃问题。在这种情况下导出的涌水量方程还正确吗?

有的《地下水动力学》(1979)教材认为:当hw→0时,Dupuit公式表示的涌水量公式为最大的井流量

地下水动力学(第五版)

不符实际,因为此时井壁处过水断面面积A=0,而水力梯度J是个有限值。

此分析显然不妥。若“井壁处过水断面面积A=0”,那么外围的地下水怎么能流入抽水井?可见井中水位hw→0,并不意味着“井壁处过水断面面积A=0”。前人提出的“水跃”概念不是正好解释此现象吗?问题是,Dupuit建立流量公式时并没有考虑水跃的存在,当存在水跃时Dupuit公式是否还有效。

1951年,前苏联学者Н.А.Чарный(恰尔内,1951)对Dupuit涌水量公式的正确性做了严格的解析证明(陈崇希,1981;陈崇希等,1999)。他的证明简述如下:

这里考虑三维流动,因此h只表示径距r处的潜水面处高程,并不表示此圆柱面上的水头值。

任取一圆柱面,此面上任一点的水头为

地下水动力学(第五版)

在圆柱面上,取一高度为dz的微分圆柱面,其面积为

地下水动力学(第五版)

由于渗流是轴对称的,因此在此微分圆柱面上各点的渗流速度相同。此渗流速度在法线r上的分量为

地下水动力学(第五版)

通过此微分圆柱面的流量为

地下水动力学(第五版)

这里取负号是由于水文地质学家习惯上以抽水量为正值,注水量为负值。于是,通过整个圆柱面的总流量为

地下水动力学(第五版)

由于

地下水动力学(第五版)

所以

地下水动力学(第五版)

根据含参变量积分的求导公式

地下水动力学(第五版)

地下水动力学(第五版)

将此关系代入(*)式,即

地下水动力学(第五版)

地下水动力学(第五版)

此方程对r在rw至R之间积分,对h在hs至h0之间积分,即

地下水动力学(第五版)

则有

地下水动力学(第五版)

由于

地下水动力学(第五版)

地下水动力学(第五版)

将此关系代入(4-1-5)式,得

地下水动力学(第五版)

地下水动力学(第五版)

其结果与Dupuit涌水量方程相同。由此可见,在考虑水跃和剖面上等水头线为曲线的情况下,Dupuit流量公式仍然是正确的。因此,我们仍然可以用Dupuit公式来计算最大涌水量。

(3)涌水量与井径的关系

据Dupuit稳定井流方程(4-1-1)式,涌水量Q与井径rw为对数关系,即井径rw对涌水量Q的影响不会太大。若方程中的K、h0及hw不变,仅改变井半径rw及圆岛半径R对涌水量Q的影响,其关系为

地下水动力学(第五版)

如果取rw1=0.05m,R1=200m,而rw2=0.05m,0.10m,0.25m,0.50m,及R2=200m,500m,1000m,2000m,其涌水量变化列于表4-1-1。由表可见:当R不变,rw增大1倍时,Q只增大9%;rw增大10倍,Q也才只增大39%。

表4-1-1 涌水量与井半径的关系

(据陈崇希,1966)

但实际资料表明,井径大小对涌水量的影响比Dupuit公式所反映的对数关系要大。究其原因,可能有下列诸点:①由于Dupuit稳定井流模型/方程假定,进水井壁是等水头面。然而地下水进入抽水井进水井壁之后,井中水要向水泵的吸水口(通常在上方)流动,水的流动必产生水头损失,因而所谓测得的井中水位仅表示进水井壁上端处的水位,其下的进水井壁的水位要偏高,减小了井壁处的水平向水力梯度和流速,致使流量比Dupuit公式所反映的要小。这种影响随着井径的减小(井中垂向水头损失的增大)而增大,这是Dupuit模型/方程未考虑的井径对流量影响的因素。②当抽水井的井径愈小时,地下水进入井壁及其附近的过水断面积也愈小,当流量一定时,其流速愈大,此条件下有可能偏离Darcy线性定律,这是另一点Dupuit模型/方程未考虑的井径对流量影响的因素。③对于下文将要讨论的承压井流问题,可能还要多一个因素。水自进水井壁上端至水泵的吸水口(通常在上方)流动所产生的水头损失,则又是一点Dupuit模型/方程未考虑的井径对流量影响的因素。

这里以圆岛型Dupuit稳定井流方程为例讨论涌水量与井半径的关系,虽然圆岛条件自然界很少遇到,其意义受限制,但对于下文的傍河型稳定井流问题,同样适用,只要用抽水井至河流的两倍距离代替圆岛的半径R即可。对于不稳定井流问题也有类似意义。

(4)关于“井孔流量与水位降深关系的经验公式”的注记

在我们的1961年《地下水动力学》(第一版)教材中设有“根据抽水试验资料确定涌水量的经验公式的方法”一节,其中包括直线型、抛物型、A函数型和对数型等。但在1966年《地下水动力学》(第二版)教材中认识到“影响半径稳定井流模型”(当时被误称为Dupuit稳定井流模型/方程)的错误之后,在我们以后的教材(陈崇希,1975,1981,1983;陈崇希等,1999)中便删去这一节。因为就稳定井流而言,井孔流量与水位降深关系是确定的,已有一套完整的井流试验求参或预测井孔流量与水位降深关系的方法(包括第5章将介绍的井周扰动效应及井损等问题),无需采用预先设定的流量-井水位间的几种函数关系表示。实际上,绝大多数情况下(除傍河井流外)是在不满足稳定井流条件下去做若干次“稳定井流”试验获得的数据去统计而已,这是缺乏科学性的。许多现场“稳定井流”抽水试验资料表明这一点。基于此,我们的教材不再设“井孔流量与水位降深关系的经验公式”一节。对此仅作说明。

补充说明一点,目前经常使用的Q-s曲线类型中,有一种为对数曲线型,即

地下水动力学(第五版)

依此式,当s=1时,Q=a(相当于单位涌水量q);但当水位降深s→0时,涌水量Q→-∞,而不是Q→0。这在物理意义上是说不通的(陈崇希,1981;陈崇希等,1985)。

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