[發明專利]一種滲流規律研究的方法及實驗裝置

有效

• 申請號: 201410101071.0
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103837324B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 賀可強;王昌益;王菲;賀桐
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明涉及一種滲流規律研究的方法及實驗裝置，其屬于流體動力學和滲流動力學研究領域。

背景技術

過去，人們研究地下水運動現象的理論依據主要是達爾西定律，而達爾西定律是一個存在很大缺陷的定律，不能正確指導人們研究滲流運動規律，所以，在實際問題解決中，人們經常遇到困惑。達爾西定律缺陷是先天性的，達爾西滲流實驗和定律是建立在一個不完整的動力學觀念基礎上的。達爾西認為，控制地下水運動的動力來源是水頭壓力，除此之外沒有別的動力存在，所以，達爾西的滲流實驗只考慮水位差與滲流量兩者之間的關系，進而根據實驗結果得到了達爾西的滲流定律：滲流量與水位差量(H-h)成正比，與滲流斷面面積S成正比，與滲流距離L成反比。其數學表達式為

q=kH-hLS.]]>

在實際問題研究中，人們發現，控制地下水運動的因素主要有兩方面：其一是整個水流體體系的初始動量和其受的驅動作用量，其二是控制地下水運動的地層性質（包括阻水性質和透水性質，即阻水能力、阻水率和通水能力、通水率兩方面性質）。滲流量與滲流距離沒有任何關系，而與滲流空隙大小存在直接關系。例如，只要存在空隙，不管多遠，水流在作用控制下都可以流過去，若沒有空隙，就沒有任何滲流量，無論是多么短的距離都不會有任何滲流量。水位壓力雖然可以構成滲流運動的一個動力來源之一，但它并不是控制地下水運動的唯一動力，并且，水位高度生成于源頭給水和此處阻水并存水的客觀條件，即與滲流量一樣，水位也是滲流系統中水流體受作用的必然產物。源頭給水水體受的作用量和此處限制流動的阻水、存水條件造就了水位的形成，源頭給水水體受的作用量和地層允許地下水滲流的空隙造就了滲流量的生成。這種客觀事實與達爾西實驗、定律都是大相徑庭的，很難融合，這表明達爾西定律存在缺陷。

發明內容

本發明提供一種有關滲流規律研究的方法，以及利用該方法研究滲流規律的實驗裝置。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

地下無排泄通道，供水源流量Q的一部分通過滲流通道滲流到儲水盆地，滲流量是q，滲流斷面的面積是S，滲流斷面的孔隙度是E；另一部分在供水源區域生成水位高度為H；在滲流區下游，由滲流量和下游阻止水流動的障礙物生成的阻力導致生成下游水的水位高度為h，以及排泄流量q_p，這些量間存在著天然的平衡統一關系規律，這種關系規律如下：

根據作用學研究結果發現，研究地下水運動規律有一種新的方法叫做作用對立統一理論方法。即，由方程組

A=AT+AF,AT=TA,AF=EA,T+E=1.]]>

確定的理論方法。根據作用學，控制滲流運動的作用量來自供水源源頭，其量的大小與供水源流量Q、滲水流斷面面積S、水頭壓力差△h=H-h、水位分布面積S_h以及滲流斷面的孔隙度E有關，即，控制滲流運動的作用量是