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第1章 地下水运动的物理模型及数学方程1

1.1地下水运动的物理模型1

1.1.1表征体元、连续介质概念1

1.1.2物理模型2

1.1.3达西定律，裘布依假定3

1.2土壤的水力特性指标4

1.2.1渗透系数K4

1.2.2持水度Sn5

1.2.3给水度μ5

1.2.4贮水率Ss6

1.3地下水运动的基本方程7

1.3.1平面流基本方程8

1.3.2剖面流基本方程10

1.3.3径向流基本方程12

1.4初始、边界条件和定解问题14

1.4.1初始、边界条件14

1.4.2定解问题与求解方法16

1.5有势场及势函数公式17

1.5.1渗流场，无旋场，有势场17

1.5.2势的表达式及势函数公式19

1.6.1流线及流函数20

1.6流函数、流函数和势函数关系20

1.6.2流函数、势函数组成复势21

第2章 直接积分法计算工程地下水22

2.1地下水流向河、渠22

2.1.1一维稳定流22

2.1.2一维非稳定流28

2.1.3二维稳定流33

2.2地下水流向抽（注）水井38

2.2.1井的影响半径38

2.2.2完整井稳定流计算39

2.2.3完整井非稳定流计算44

2.2.4群井非稳定流计算51

第3章 有限差分法计算工程地下水53

3.1有限差分法概述53

3.1.1网格、结点、步长53

3.1.2差分和微分54

3.2差分方程的推导55

3.2.1一维稳定流差分方程55

3.2.2二维稳定流差分方程56

3.2.3一维非稳定流差分方程57

3.2.4二维非稳定流差分方程59

3.3.1边界条件处理60

3.3有限差分法的边界条件60

3.3.2垂直补给量处理62

3.4差分法的计算步骤63

3.5差分法计算工程地下水举例63

3.5.1一维稳定流64

3.5.2一维非稳定流66

第4章 地下水运动的有限单元法73

4.1有限单元法及单元基函数73

4.1.1泛函、泛函极值、渗流定解问题73

4.1.2里兹法，伽辽金法78

4.1.3有限单元法的基函数82

4.2里兹法单元技术88

4.2.1泛函极值方程89

4.2.2建立单元方程90

4.3伽辽金法单元技术93

4.3.1总剩余量最小概念的应用93

4.3.2建立单元方程95

4.4建立总体方程及方程修正107

第5章 有限单元法计算工程地下水110

5.1平面二维稳定流110

5.1.1本题工程地下水描述110

5.1.2平面二维稳定流有限单元法有关公式112

5.1.3计算机程序117

5.1.4计算结果122

5.2平面二维非稳定流122

5.2.1本题工程地下水描述122

5.2.2平面二维非稳定流有限单元法有关公式124

5.2.3计算机程序125

5.2.4计算结果130

5.3剖面二维稳定流131

5.3.1本题工程地下水描述131

5.3.2剖面二维稳定流有限单元法有关公式132

5.3.3计算机程序133

5.3.4计算结果137

5.3.5重力坝扬压力算例137

5.4剖面二维非稳定流139

5.4.1本题工程地下水描述139

5.4.2剖面二维非稳定流有限单元法有关公式139

5.4.3计算机程序141

5.4.4计算结果146

5.4.5水位骤降均质土坝非稳定流算例146

5.4.6其他算例147

5.5具有排水帷幕的坝基扬压力计算149

5.5.1本题工程描述149

5.5.3排水孔负补给强度ε的置换150

5.5.2具有排水帷幕的坝基渗流有限单元法有关公式150

5.5.4排水孔化引孔径153

5.5.5计算机程序154

5.5.6计算结果157

5.5.7实测与计算对比举例159

第6章 势函数法计算工程地下水161

6.1河渠间工程地下水161

6.1.1承压、非承压组合含水层161

6.1.2有局部补给非承压含水层162

6.2.1无界含水层完整井井流公式166

6.2井流工程地下水166

6.2.2靠近直线边界的完整井井流公式168

6.2.3非完整井井流公式174

6.3平面无界含水层工程地下水178

6.3.1均匀流流场178

6.3.2群井流场179

6.3.3渗漏池流场180

6.3.4灌溉区流场182

6.4渗流干扰区地下水计算184

6.4.1半无界含水层中均匀流、井流干扰流场184

6.4.2无界含水层中多项渗流干扰流场186

6.4.3干扰流场计算机程序187

6.5.1格林斯基势193

6.5呈层地层中的势函数193

6.5.2格林斯基势函数表达式194

6.5.3呈层地层干扰流场计算197

6.6具有不透水薄层含水层的渗流计算198

6.6.1基本公式和计算步骤198

6.6.2一维流动计算公式202

6.6.3一维流动计算机程序204

7.1界面流概述209

7.1.1淡、咸水界面流现象209

第7章 滨海含水层淡、咸水界面流209

7.1.2吉本的界面假定210

7.1.3界面流方程211

7.2界面流势函数212

7.2.1势函数通式213

7.2.2界面流势函数214

7.2.3滨海含水层的单值势函数215

7.3井对界面流的影响216

7.3.1单井界面流计算公式216

7.3.2单井界面移动218

7.4.1本题工程地下水描述222

7.4.2计算途径及计算用公式222

7.4滨海含水层淡水开采的计算机程序222

7.4.3程序结构及源程序223

7.4.4数据文件及数据名224

7.4.5计算结果225

7.5具有粘土薄层的滨海含水层界面流227

7.5.1几种流动形态228

7.5.2各含水层中的Ф～φ关系式229

7.5.3粘土薄层边缘条件231

7.5.4计算步骤233

7.6.2程序结构及源程序238

7.6.1流动形态的判别238

7.6粘土薄层界面流的计算机程序238

7.6.3数据文件及数据名240

7.6.4计算举例241

第8章 复势法计算区域性地下水244

8.1抽、注水井间流函数及流网244

8.1.1均匀流、井流的流函数244

8.1.2抽、注水两井间流网246

8.1.3圆岛中的偏心井248

8.1.4均匀流场中一湖泊250

8.2复变函数、解析函数简述251

8.2.1复数及其代数运算251

8.2.2复变函数，解析函数252

8.2.3复线积分255

8.3用复线积分模拟河、渠系统地下水257

8.3.1工程地下水的复势257

8.3.2线源（汇）258

8.3.3复线积分模拟河、渠系统地下水262

8.4用偶极子模拟减渗体、排水体的地下水265

8.4.1偶极子265

8.4.2用线双偶极模拟减渗体地下水269

8.4.3用线偶极模拟排水体地下水272

8.5.1已知系数类的势Фn276

8.5区域性地下水计算途径276

8.5.2未知系数类的势Фu277

8.5.3线性方程组278

8.6区域性地下水复数法计算机程序279

8.6.1计算用公式279

8.6.2程序结构及源程序284

8.6.3数据文件及数据名287

8.6.4源程序GWCNM.FOR的扩展289

8.6.5计算举例290

附录A拉普拉斯变换简表294

附录B计算机程序297

参考文献427