单宽渗流量

1. 单宽流量的介绍

单宽流量为单位宽度的渗流量，用符号q表示。

2. 库岸渗流量计算

库岸渗漏是通过河间地块含水层进行的。正如地下水一维流微分方程应用中所述，水库的渗漏问题与河间地块潜水面的形状、分水岭的位置密切相关，而后者又受河水位或水库水位及降水渗入情况的制约。所以，分析潜水与河水、潜水与水库水的水力联系及其水均衡关系，是判断水库是否渗漏的关键。为使同学们能更加熟练地掌握此类问题的解决方法，对前述内容作些必要的回顾。

（一）潜水流降落曲线方程及任一断面处单宽流量的计算，如图7-18所示

1）河间地块中有降水入渗或蒸发时，潜水流侵润曲线方程（降落曲线方程）为：

地下水动力学

2）任一断面处单宽流量为：

地下水动力学

图7-18 河渠间潜水运动

（二）地下分水岭的位置

1.计算分水岭位置的公式

地下水动力学

2.分水岭位移规律

1）当h₁=h₂时，

，即分水岭位于地块含水层的正中央；

2）当h₁＞h₂时，

，即分水岭靠近水库（高水位）一侧；

3）当h₁＜h₂时，

，即分水岭远离水库一侧，靠近河流（高水位）一侧。

（三）根据分水岭的位置确定水库渗漏量

1）当a＞0时，地块中存在分水岭，此时水库无渗漏且能获得降水入渗补给；

2）当a=0时，分水岭位于库岸起始断面上，水库无渗漏亦无补给；

3）当a＜0时，地块中分水岭消失，水库渗漏。渗漏量计算如下：

水库渗漏量：

地下水动力学

下游（相邻）河流得到的补给流量：

地下水动力学

例题：如图7-19所示，求沿7km长度上从水库A经过分水岭流向邻近河谷B的渗流量。分水岭由裂隙灰岩组成，其渗透系数为 35 m/d。假定隔水层底板水平，标高为62m。年度大气降水量等于458mm，渗入量取大气降水量的25%，其他计算所需资料见图。水库A水边线含水层厚度为h₁=12.5m，水库水边线含水层厚度h₂=24.5m，B河谷水边线含水层厚度h₃=12m。

图7-19 河间地块渗流示意图

一年中的平均渗入量为：

=0.00031m/d。

从水库流向B河谷的渗漏量为：

。

（四）回水引起的浸没范围预测

河流回水，特别是水库蓄水后引起的回水将造成两岸潜水水位相应升高，并逐渐由岸边向远处扩展；在某些低洼处经过一段时间，潜水水位可能接近或超过地面，形成一定范围的浸没，引起不良后果，如图7-20所示。

图7-20 潜水回水

如取A点作为浸没区的边点，已知该点地面标高为h_A，设h_A=h_x，t回水前A点潜水位用h_A，0表示，则按式（2-47）有：

地下水动力学

地下水动力学

式中：h_A为A点地面标高，m；h_A，0为A点回水前潜水位标高，m；h_0，t为岸边t时刻潜水位标高，m；F（λ）为函数λ的余误差函数，详见表2-5；a为压力传导系数；K为潜水含水层渗透系数；h_m为含水层平均厚度，m。

3. 渗流量的确定

在图11-3-1中取任一网格i，该网格的平均渗流长度（中间流线）为Δs_i，平均渗流断面的厚度（中间等水头线）为ΔT_i，两相邻水头线的水头差为ΔH_i，则该网格的单宽流量q_i为

地下水动力学（第五版）

而整个渗流区的单宽流量是沿等水头线方向各网格单宽流量之和，即

地下水动力学（第五版）

式中：M为沿等水头线方向的网格数（图11-3-1中M＝5）。

绘制流网时，若使各等势线间的水头差均相等，即各网格的水头差都相等（一般都是这样绘制的），则上式为

地下水动力学（第五版）

设沿流线的网格数为N（图11-3-1中N＝10），则

地下水动力学（第五版）

若将流线画成曲线正方网格，即Δs_i＝ΔT_i，如此渗流量计算可简化为

地下水动力学（第五版）

式中：H为上、下游水头差。

这样，只需通过计算网格即可求得渗流量。

4. 坝体单宽渗流和坝体总渗流量怎么换算

通常指坝基或坝体渗漏量，其估算公式公式为：
Q=Bq；
式中B—坝基或回坝体长度(有时是某一坝段长答度)；
q—坝基或坝体单宽渗漏量；
当一般情况下对坝基根据其渗透条件进行分段，分别计算其单宽渗漏量。用上式分别计算后再相加即为坝基总渗漏量。

5. 水力学中单宽流量计算公式是什么

一、水力学中单宽流量计算公式是q=Q/B；

1、式中的单位:q-m^2/s; Q-m^3/s; B -m；

2、由于水力学的基本量是长度、时间和质量，独立因次的数目为三，则用无因次方程代替有因次方程可以使变量减少三个。这在实验分析中，可大量地减少实验次数加速实验进程；在理论分析中，可以更合理地提出变量关系式。这种方法叫做理论法。

(5)单宽渗流量扩展阅读：

单一粗糙裂隙的渗流规律

单一裂隙是构成岩体裂隙网络的基本元素，所以研究其渗流基本规律是岩体水力学的基本任务。岩体裂隙网络渗流研究的基本理论——立方定律，根据理想光滑平板裂隙推导，因为其单宽流量q与隙宽e成3次方关系而称为立方定律。

式中：q为单宽渗流量；J为水力比降；e为裂隙开度(隙宽)；g为重力加速度；υ为水流运动粘滞系数，在水温15℃?时，υ=1.14×10-6m2/s。

由于理想裂隙在自然界是不存在的，天然裂隙面均为粗糙裂隙，存在小范围的不平整和大范围的起伏，其隙宽e是沿程变化的，如仍要应用立方定律，则其e该取最大值、最小值或是平均值，为此根据流量等效的方法提出了水力隙宽eh的概念，但是水力隙宽e?h是个虚拟隙宽，实际上是不存在的。

水静力学

水静力学研究液体静止或相对静止状态下的力学规律及其应用，探讨液体内部压强分布，液体对固体接触面的压力，液体对浮体和潜体的浮力及浮体的稳定性，以解决蓄水容器，输水管渠，挡水构筑物，沉浮于水中的构筑物，如水池、水箱、水管、闸门。堤坝、船舶等的静力荷载计算问题。

水动力学

水动力学研究液体运动状态下的力学规律及其应用，主要探讨管流、明渠流、堰流、孔口流、射流多孔介质渗流的流动规律，以及流速、流量、水深、压力、水工建筑物结构的计算，以解决给水排水、道路桥涵、农田排灌、水力发电、防洪除涝、河道整治及港口工程中的水力学问题。