第3讲_岩石的水理性质.ppt

第二章地下水的赋存本节内容一、与水的储容及运移有关的岩石性质岩土的水理性质1.容水性（容水度）
定义：
岩石的容水性是指岩石容纳一定水的能力。表征指标：
容水度——指岩土完全饱水时所容纳的最大水体积与岩土总体积之比，即
θ=100%或θ=100%
容水度数值上一般与空隙度（裂隙率、岩溶率）相等，但膨胀土的容水度大于孔隙度。2.含水性（含水量）
概念：
含水量——松散岩石实际保留水分的状况。
重量含水量（Wg）：松散岩石孔隙中所含水的重量与干燥岩石重量的比值。
体积含水量（Wv）：含水的体积与包括孔隙在内的岩石体积的比值。饱和含水量Ws：
孔隙充分饱水时的含水量称作饱和含水量Ws。
饱和含水量与实际含水量之间的差值称为饱和差。
实际含水量与饱和含水量之比称为饱和度。3.给水性（给水度）
给水性：
地下水位下降时，其下降范围内饱水岩石及相应的支持毛细水带中的水，在重力作用下从原先赋存的空隙中释出，这一现象称为岩石的给水性（μ）。表征指标：给水度μ
在单位水平面积岩层柱体中，当潜水位下降一个单位时，在重力作用下所释出的水量。以小数或百分数表示。
μ=（V出水/V砂样容水）100%
含水率影响因素：
重力释水不是瞬时完成，往往滞后于水位下降。对于均质的松散岩石，给水度的大小与岩性、初始地下水位埋藏深度、地下水位下降速率等因素有关。表2-2常见松散岩石的给水度[Fetter,1980]4、持水性（持水度）
持水性：
岩石依靠分子引力和毛细力，在重力作用下其岩石仍能保持一定水的性能。
表征指标
持水度：在重力作用下，岩石所保持的水体积与岩石体积的比值。残留含水量（W0）：
包气带充分重力释水而又未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量称作残留含水量（W0），数值上相当于最大的持水度。5、透水性（渗透系数）
岩石的透水性：
指岩石允许水透过的能力。
表征指标：
表征岩石透水性的定量指标——渗透系数。实例分析——以松散岩石为例，分析一个理想孔隙通道中水的运动情况。图2-9表示圆管状孔隙通道的纵断面，孔隙的边缘上分布着在寻常条件下不运动的结合水，其余部分是重力水。
由于附着于隙壁的结合水层对于重力水，以及重力水质点之间存在着摩擦阻力，最近边缘的重力水流速趋于零，中心部分流速最大。
分析可见：孔隙直径愈小，结合水所占据的无效空间愈大，实际渗流断面就愈小；孔隙直径越小，透水性越差。分析可见：
决定透水性好坏的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小达到一定程度，孔隙度才对岩石的透水性起作用，孔隙度愈大，透水性愈好。实际的孔隙通道并不是直径均一的圆管，而是直径变化、断面形状复杂的管道系统（图a）CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogowww.themegallery.com总结：CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogo2.2上层滞水的特征CompanyLogoCompanyLogo3.3潜水的补给、径流、排泄
潜水的补给：
潜水含水层上面不存在完整的隔水或弱透水顶板,与包气带直接连通,其全部分布范围都可以通过包气带接受大气降水、地表水的补给。潜水的径流：
潜水在重力作用下由水位高的地方向水位低的地方径流。潜水的排泄：
除了流入其它含水层以外,泄入大气圈与地表水圈的方式有两类:
一类是径流到地形低洼处,以泉、泄流等形式向地表或地表水体排泄,即径流排泄。
另一类是通过土面蒸发或植物蒸腾的形式进入大气,即蒸发排泄。①潜水与大气圈及地表水圈联系密切,影响显著。动态有明显的季节变化特点；
②潜水积极参与水循环,资源易于补充恢复,但受气候影响,且含水层厚度一般比较有限,其资源通常缺乏多年调节性。
③潜水的水质主要取决于气候、地形及岩性条件。潜水容易受到污染。3.5潜水面的形状：
自由表面；
因其埋藏条件的差异，潜水面的形状呈倾斜的、水平的、抛物线型的，或各种形状的组合；
潜水面的区域轮廓与地形的变化基本一致而较缓和。
—绘制潜水等水位线图—
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