(课程编号：27002 学时：50 学分：2.5)
一、课程性质和目的
地下水动力学是地下水文学与水资源、环境工程、水文地质与工程地质专业的一门十分重要的专业基础课，同时又是一门带有很强应用性特点的课程。本课程的目的是：在学生所学的水力学、水文地质学和高等数学、高等物理等基础课程的知识支撑下，建立有关地下水运动的数理思维方法和概念体系，掌握基本的定量分析方法和数据处理技术，为后续课程（地下水流问题的数值模拟、地下水溶质运移理论基础、水资源开发利用与保护、水文地球化学等）的学习打下基础，同时能直接用于生产实践。
二、课程的基本内容
主要讲授渗流的基本概念、基本微分方程、基本定律和基本研究方法。包括各种条件下地下水运动的数学模型及其求解的解析方法、主要计算方法的原理及具体应用。内容包括：渗流的基本理论，各种条件下地下水运动的基本微分方程及定解条件（数学模型及其求解方法）；均质和非均质含水层中地下水向河渠运动的解析方法；裘布依(Dupuit)稳定井流；泰斯（Theis）不稳定井流，井群干扰计算，直线边界附近的井流计算，变流量井流计算，井流试验求含水层参数；无越流潜水含水层中的完整井流；越流系统中的承压完整井流；研究地下水运动的物理模拟方法等。
三、课程的基本要求
要求学生在地下水运动理论学习方面掌握和熟练运用地下水运动的基本概念、基本定律、基本微分方程和基本数学模型；应用方面学会地下水运动问题数学模型的求解方法和数据处理技术，能分析和解决工程实际中与地下水有关的问题。具体为以下三个方面：
1．掌握地下水运动的基本概念和基本理论，能够初步应用并分析与地下水运动有关的水文地质工程地质现象和问题。
2．了解对应基本水文地质概念模型建立相应的地下水运动数学模型的方法与步骤，谁学模型的求解方法，明确数学解的水文地质意义。
3．学会渗流计算的基本方法和主要试验模拟方法。
四、教学安排
教学内容与学时分配（包括习题课和讨论课，共42学时）：
1．渗流的基本理论（4学时）： 掌握典型单元体、运动要素（渗透流速、孔隙平均流速等）概念，深入领会渗流基本定律（达西定律）的实质和应用条件，了解各项异性介质中地下水运动规律和渗流折射现象，掌握流网的绘制方法及在水文地质问题分析中应用。
2．地下水运动的基本微分方程及定解条件（4学时）： 理解水和多孔介质的压缩性及弹性储存的概念，理解各种条件下承压水和潜水运动基本微分方程的建立方法及定解条件的数学表述。
3．均质和非均质含水层中地下水向河渠运动（8学时）：掌握无入渗条件下潜水二维稳定运动、承压水一维稳定运动、均匀稳定入渗条件下潜水二维稳定运动的计算方法及应用，深入理解Dupuit假定的实质并能灵活运用Dupuit微分方程，掌握分段法。
4．裘布依（Dupuit)稳定井流（3学时）：掌握Dupuit稳定井流的特点和计算方法，了解Dupuit稳定井流与齐姆井流模型的本质区别。
5．泰斯不稳定井流（8学时）：深入理解泰斯不稳定井流的假设条件、井流特点、应用条件及与Dupuit井流的区别，掌握泰斯不稳定井流、井群干扰、直线边界附近井流、变流量井流的计算方法并能灵活运用处理实际问题。
6．井流试验求含水层参数（6学时），掌握利用抽水试验资料（标准曲线配比法、直线图解法）和水位恢复试验资料求水文地质参数的常用方法。
7．无越流潜水含水层中的完整井流（4学时）：深入理解潜水井流的特点，掌握考虑滞后给水的博尔顿法和考虑垂向分流速和弹性储量的纽曼法及其计算方法。
8．越流系统中的承压完整井流（3学时）：掌握第一类越流系统中定流量井流的计算方法和抽水试验求参数的方法，了解第二类越流系统中定流量井流的计算方法。
9．研究地下水运动的物理模拟方法（2学时）：了解研究地下水运动物理模拟方法，掌握利用水电比拟方法绘制流网、求解水头和流速分布、计算渗流量的方法。
实验要求与学时分配（8学时）：
1．不稳定流达西实验（2学时）：通过实验进一步认识到达西定律既适用于稳定流条件也适用于不稳定流条件。
2．渗流槽剖面二维渗流实验（2学时）：进一步理解潜水二维稳定流的特征、掌握运用实际资料求降水入渗强度和渗透系数的方法。
3．裘布依型稳定井流实验（2学时）：进一步理解裘布依潜水稳定井流的特征、掌握运用抽水实验资料求含水层渗透系数的方法。
4．利用计算机处理试验资料求水文地质参数（2学时）:在手工处理抽水试验资料的基础上，进一步学习利用计算机处理试验资料求水文地质参数的方法。
五、教材与参考资料
推荐教材：
陈崇希，林敏，地下水动力学，中国地质大学出版社，1999年10月
靳孟贵，陈刚，地下水动力学实验与习题，中国地质大学出版社，1999年3月
推荐参考书：
薛禹群等，地下水动力学原理，地质出版社，1986。
Bear, J. Hydraulics of groundwater, McGraw-Hill, 1979.
Bear, J.著，李竞生等译，多孔介质流体动力学，中国建筑工业出版社，1983。
