另一部分 滯流(滯留在斷面之后活動）。其中，滯流部分在斷面之后生成勢位(如水頭增量），另一部分 構(gòu)成滲流量。運就規(guī)定了滲流存在兩個絕然不同的運行方程:滲流方程
[0053]滯流方程
[0055]因此，單相流體滲流運動的完整方程是
[0057] 式中，L表示滲流物質(zhì)運行距離，S表示滲出和滲入的斷面面積，Q表示從斷面滲入 叫滯流運動方程； 叫滲流運動方程。 的滲入流量，q表示從斷面滲出的滲出流量，E表示斷面的虛度，T表示斷面的實度，t表示波 動運行時間，H和表示斷面下游的水位高度，h表示斷面上游的水位高度，Ss表示斷面下游的 水位分布面積，U表示流體的運行速度，P表示流體的密度，g表示重力加速度。
[0058] 2、將上述滲流規(guī)律測量的宏觀方法轉(zhuǎn)化為力學語言
[0059] 將流體的運行方程
[0061 ]進行一次微分，可得滲流運動速度方程：
滯流速度； 滲流速度。
[0063]再進行一次微分，可得滲流運動加速度方程：
滯流加速攝;； 滲纔加遽慶。
[0067]作為描述滲流運行規(guī)律的基本方程，用P表示控制系統(tǒng)中滲流運行與變化的驅(qū)動 力，
P表示滲流物質(zhì)密度，則有滲流運行方程的力學形式：
滯流動力，水頭升高動力; 。滲瀟動力。
[0069]其中
是滲流運行方程；
是滯流運行方程。將式
[0071] 代入滲流動態(tài)平衡方程y = ^o- + ESOgf + ESS,(// - h)g]，則有滲流量
[0073]運就是新滲流理論方程的力學形式。相應，滯流理論方程為
[0075] 根據(jù)運一規(guī)律得知，在流體開采過程中，決定產(chǎn)量(滲流量）的關(guān)鍵因素是開采斷 面面積、開采斷面的性質(zhì)、驅(qū)動壓力(驅(qū)動條件)和流體的密度四個量的大小。
[0076] 3、滲流運動規(guī)律測量的微觀方法
[OOW]著眼于某一微觀局部單元、著眼于滲流體系中的局部、微觀測量滲流運動現(xiàn)象中 各種物理量之間的統(tǒng)一關(guān)系規(guī)律稱為滲流運行規(guī)律研究的微觀審視法。測量并描述滲流體 系中局部斷面附近的作用與變化統(tǒng)一與對立統(tǒng)一規(guī)律的方法叫滲流運動規(guī)律測量的微觀 方法。運種方法類似于力學方法，但不同于力學方法。其差別在于：力學方法根據(jù)達西定律 建立，運種方法根據(jù)作用對立統(tǒng)一規(guī)律建立。運種方法具有使問題簡化的優(yōu)點，但缺陷是片 面性較強。
[0078] 運里也通過實例分析如下：
[0079]如圖2所示，從局部角度來看，滲流設及滲入流量Q，滲出流量q、單元空間由滲流運 行距離L、滲入斷面處的水位H、滲出斷面處的水位h、水位降化-h)、滲流通道寬度b，滲流斷 面面積S，單元空間的通率(滲流斷面的通率化，試研究運些量之間的關(guān)系規(guī)律。
[0080]分析：由題意得知:流入流量是Q、流出流量是q、滯流量是A Q = Q-q，滲入水位是H、 滲出水位是h、通率是E、通道寬度是b、通道滲流斷面面積是S、通道長度是L根據(jù)作用對立 統(tǒng)一方程組:控制滲流運動的驅(qū)動力是
[0082] 虛力是
[0089]所W，
[0093]根據(jù)運個分析結(jié)果，滲流運動距離X與滲流量之間的關(guān)系式為
[0095]其力學表達式為
[0097] 運一分析過程的確使問題簡化了，但忽視了整體的統(tǒng)一性規(guī)律，忽略了開采井數(shù) 量、補給源數(shù)量、補給源補給流量、補給源水位分布面積、系統(tǒng)中的水頭壓力總量等等。
[0098] 4、將新滲流理論的測量方法轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)理論思維形式的方法
[0099] 傳統(tǒng)滲流理論研究的思維形式:傳統(tǒng)理論W達西定律為基礎，即，傳統(tǒng)理論研究滲 流運動的基本方程是
[01 01 ]式中，q表示通過砂層的滲流流量，cm3/s; K表示砂層滲透率，它反映液體滲過砂層 的通過能力，WH2; S表示滲濾橫截面積，cm2; Apr表示兩滲流截面間的折算壓力差;y表示液 體粘度，mPa ? S; AL表示兩滲流截面間的距離，cm; AL表示水位差，cm。根據(jù)運個方程求出 滲流速度(實際是相對于斷面S運動的加速度）
[0103]用微分式表示為
[0104] S維坐標
[010引柱坐標(r，白）
[0106]新理論給出來的滲流方程是
，在運個方程基礎上也可W采用數(shù)學、物 理、力學等各種理論方法進行研究。滲流速度(相當于運動加速度)與驅(qū)動力之間的關(guān)系式 為
[0108]在此式基礎上，可將速度矢量表述為=維形式，即
[0110]新滲流學理論給出的方法能夠直接推導出描述滲流體系的運動方程、運動狀態(tài)方 程，連續(xù)性方程，不需采用其他手段來刻意建立運些方程。例如，方程組
[0112] 既是滲流運動的運動方程，也是狀態(tài)方程，還能夠用于描述滲流體系的連續(xù)性規(guī) 律。
[0113] 采用力學思維方式描述新理論，其目的主要在于便于人們進行新舊理論科學性對 比和應用轉(zhuǎn)化。
[0114] 5、滲流運動規(guī)律多樣性的測量研究方法
[0115] 如圖3所示，地表有一河流，人們在河流中建造一個大水庫。供給水庫的河流水流 量(變量)為Q;水庫底有下滲流量qi;水庫每天向居民供應生活用水，抽水量為Q2;水庫大巧 漏水，其漏水滲流量是q;大巧漏水斷面面積為S; S的漏水孔隙度是E;水庫水位高度是H;從 大巧向下游滲出的水流受阻、形成水位h;水庫水位H的分布面積是Ss;大巧滲流通過S店面 的運行距離是X;上述各量之間構(gòu)成了一種統(tǒng)一的滲流運行與動態(tài)平衡關(guān)系規(guī)律。請問：水 庫大巧深水的滲流規(guī)律是什么巧h給流量、滲流量、排泄流量、水庫水位與水巧下滲流區(qū)域 水位之間存在怎樣一種動態(tài)平衡關(guān)系規(guī)律？
[0116]要回答運些問題，可W根據(jù)作用對立統(tǒng)一方程組.
確定大巧漏水斷面 S接受的作用量：
、確定大巧漏水斷 面S接受的虛作用量：
[0118]確定大巧漏水斷面S接受的實作用量：
[0120]然后，根據(jù)上述方程規(guī)律推導出上述滲流體系中水庫大巧滲流與滯流運動規(guī)律描 述的方程組：
[0122]通過微分、整理，可得到該滲流體系中流體運動的動態(tài)平衡方程組：
[0124] 運兩個方程組都不是描述滲流規(guī)律的固定公式，隨著滲流體系中滲流規(guī)律的變 化，描述滲流運動的方程或方程組也要發(fā)生相應的規(guī)律變化。下面通過實例來說明運一點：
[0125] 某地區(qū)地下含水層的分布面積是Ss(水盆地面積），含水層中水的來源是遠處某一 河流和季節(jié)性大氣降水，補給流流量總計為Q，地下水補給區(qū)水位是H，含水層自然排泄流流 量是q，排泄流滲流斷面面積是S(波前面），S的滲水率(孔隙度)是E.在該地區(qū)最初為滿足生 活用水，打了一眼水井。運眼井的初始靜止水位是出，抽水量為qi，井筒與含水層的接觸面積 為Si，Si的虛度為Ei，水井的水位為hi，水井下降水位為hi，hi的分布面積為Ssi，運眼井抽水與 地下水的自然狀態(tài)構(gòu)成了 一種動態(tài)統(tǒng)一、平衡關(guān)系。分析抽水井抽水時的滲流規(guī)律。
[0126] 根據(jù)作用對立統(tǒng)一方程組推導得知:無抽水井抽水時，地下水的滲流方程式為
[0128]當抽水井抽水時，地下水向井筒方向滲流的滲流方程為
[0130]由此得到:抽水井抽水時的抽水量qi與其它相關(guān)物理量之間的關(guān)系式
[0132] -般來說，系統(tǒng)中每增加一個抽水井(或開采井），系統(tǒng)中的平衡狀態(tài)就會發(fā)生較 大改變。滲流方程是隨問題不同而變化的，沒有固定方程。但是，不管地下水滲流狀態(tài)怎樣 變化，也不管研究對象怎樣變化，所有滲流問題都遵守作用對立統(tǒng)一規(guī)律，遵守對立統(tǒng)一方 程組。
[0133] 6、流體波動和滲流環(huán)境特性的測量方法
[0134] 流體是一種活動性很強的物質(zhì)，能在強度較小的作用控制下發(fā)生任意變形。如微 風吹動湖面、形成層層波紋。再如，河流在運行中遇到很小的阻力就會產(chǎn)生動蕩。流