对“再论‘单位涌水量就是导水系数’”一文的回应

陈崇希(中国地质大学环境地质研究所，湖北 武汉 430074)

对“再论‘单位涌水量就是导水系数’”一文的回应

陈崇希
(中国地质大学环境地质研究所，湖北 武汉 430074)

论文 《再论‘单位涌水量就是导水系数’”》[1](下简称《单位涌水量》)中，质疑两本地下水动力学教材[2～3]，涉及的是基本理论问题。《单位涌水量》指出：Thiem影响半径稳定井流模型是“假设地下水静水面为水平面，而在自然界几乎没有静水面是水平面的含水层”，这种模型、方程还能应用吗？笔者作为上述两本地下水动力学教材之一的主笔，对质疑做出回应。

(1)《单位涌水量》质疑的是影响半径稳定井流模型、公式。笔者主笔的地下水动力学(P97～P101)[3]强调无界含水层中不可能形成稳定井流, 即明确判定Thiem的“影响半径稳定井流模型”是错误的, 不可与Dupuit圆形定水头边界模型——“圆岛模型”混为一谈[3]。当今的地下水动力学教材中不应再引入“影响半径稳定井流”理论系统, 更不应将它与不稳定井流理论并列为教材的两个重点[4～6]。

(2)虽然《单位涌水量》研究的是稳定井流条件, 但提出了一个很好的问题，即：在自然界几乎没有水头面水平 (处于静水状态) 的含水层，地下水动力学教材理应建立符合自然状态的井流模型。有的地下水动力学教材[2]认为：自然界地下水水头面坡度一般很小, 尤其在平原区, 通常为千分之几到万分之几，因此可以近似使用假设天然水力坡度为零(静止)的含水层中的理想化井流模型。如此论证是缺乏科学性的。运动的地下水与静止的地下水属于质的差别，运动的快与慢属于量的差别，两者怎能混淆？再者，水力坡度的大小仅仅是影响地下水径流量的因素之一，还有含水层导水系数及含水层宽度等因素也影响它。这就是《单位涌水量》对地下水动力学教材提出质疑──缺乏科学依据地“对客观存在的地下水径流量忽略不计”。

(3)就井流基本性质而言，虽然笔者的教材[3]与《单位涌水量》所质疑的“影响半径稳定井流模型”不是同一类型，但就更广泛的地下水井流问题而言, 后者提出的地下水天然径流的存在与最初建立理论井流模型的静水假设条件的矛盾是客观存在的。就此点，笔者于1975年撰写的《地下水不稳定井流计算方法》中对 Theis公式作了系统的分析、讨论, 其第6点已经分析了如何把初始静水状态下的井流公式用于实际水流条件，得到的结论是：一般情况需要进行校正，不得直接应用, 详见文献[7] P59或文献[8] P82或文献[3]P115。

(4)我国有的地下水动力学教材对Dupuit模型、Thiem模型及Theis模型的内涵及称谓仍存在混乱现象。经过二十世纪六十年代至八十年代初的理论分析及历史文献取证，已经得到的结论是：Dupuit模型是圆形定水头边界模型——“圆岛模型”， Thiem模型是无界含水层中“影响半径稳定井流模型”( 如上所述，此条件下不可能形成稳定井流)，而Theis模型是无界含水层的不稳定井流模型。严格区分三个模型极其重要，否则会犯极其严重的原则错误[4,6]。

上述是就《单位涌水量》对笔者的地下水动力学教材(2011)[2]质疑的回应。至今还使用此教材院校的老师们也希望参与学术争鸣，以辨别是非。

[1] 兰太权.再论“位涌水量就是导水系数” [J].水文地质工程地质，2016,43(5):173-175.

[2] 薛禹群, 吴吉春. 地下水动力学[M].3版. 北京:地质出版社,2010:72-78.

[3] 陈崇希，林敏,成建梅.地下水动力学[M].5版. 北京:地质出版社,2011:97-101.

[4] 陈崇希.影响半径稳定井流模型与可持续开采量：地下水动力学一个基本理论问题的分歧——与薛禹群院士商榷[J].水利学报，2010，41(8):1003-1008.

[5] 薛禹群.关于稳定井流模型和Dupuit公式的讨论——对陈崇希教授 “商榷” 一文的答复[J]. 水利学报，2011，42(10):1252—1256.

[6] 陈崇希. 影响半径稳定井流模型与可持续开采量：地下水动力学一个基本理论问题的分歧再讨论——对薛禹群院士讨论的答复[J].水利学报，2014，45(1):117-121.

[7] 陈崇希. 地下水不稳定井流计算方法[M]. 北京:地质出版社,1983:1-6.

[8] 陈崇希,林敏.地下水动力学[M]. 武汉:中国地质大学出版社,1999: 66-69.

10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2017.05.26