2015年環境影響評價師《技術方法》考點:常用的水文地質參數


常用的水文地質參數
(1)孔隙度與有效孔隙度。
松散巖石是由大小不等的顆粒組成的。顆粒或顆粒集合體之間的空隙,稱為孔 隙。巖石中孔隙體積的多少是影響其儲容地下水能力大小的重要因素。孔隙體積的多少可用孔隙度表示。孔隙度是指某一體積巖石(包括孔隙在內)中孔隙體積所占 的比例。
若以〃表示巖石的孔隙度,F表示包括孔隙在內的巖石體積,表示巖石中孔 隙的體積,貝IJ:
n = &xlOO% (3-24)
V
孔隙度是一個比值,可用小數或百分數表示。
孔隙度的大小主要取決于分選程度及顆粒排列情況,另外顆粒形狀及膠結充填 情況也影響孔隙度。對于黏性土,結構及次生孔隙常是影響孔隙度的重要因素。巖石孔隙是地下水儲存場所和運動通道。孔隙的多少、大小、形狀、連通情況和分布 規律,對地下水的分布和運動具有重要影響。
表3-16列出自然界中主要松散巖石孔隙度的參考數值。
表3-16主要松散巖石孔隙度的參考數值
巖石名稱 |
礫石 |
砂 |
粉砂 |
黏土 |
孔隙度變化區間 |
25% ?40% |
25% ?50% |
35% ?50% |
40% ?70% |
由于多孔介質中并非所有的孔隙都是連通的,于是人們提出了有效孔隙度的概
念。有效孔隙度為重力水流動的孔隙體積(不包括結合水占據的空間)與巖石體積之比。顯然,有效孔隙度小于孔隙度。
(2)給水度與貯水系數。
若使潛水地下水面下降,則下降范圍內飽水巖石及相應的支持毛細水帶中的 水,將因重力作用而下移并部分地從原先賦存的空隙中釋出。我們把地下水位下降 一個單位深度,從地下水位延伸到地表面的單位水平面積巖石柱體,在重力作用下釋出的水的體積,稱為給水度,用//表示。
對于均質的松散巖石,給水度的大小與巖性、初始地下水位埋藏深度以及地下水位下降速率等因素有關。表3-17給出了常見松散巖石的給水度。
表3-17常見松散巖石的給水度 單位:%
巖性 |
最大 |
最小 |
平均 |
黏土 |
5 |
0 |
2 |
亞黏土 |
12 |
3 |
7 |
粉砂 |
19 |
3 |
18 |
細砂 |
28 |
10 |
21 |
中砂 |
32 |
15 |
26 |
粗砂 |
35 |
20 |
27 |
礫砂 |
35 |
20 |
25 |
細礫 |
35 |
21 |
25 |
中礫 |
26 |
13 |
23 |
粗礫 |
26 |
12 |
21 |
對于承壓含水層,我們可以比照潛水含水層給水度定義其貯水系數。
承壓含水層的貯水系數(S)是指其測壓水位下降(或上升)一個單位深度, 單位水平面積含水層釋出(或儲存)的水的體積。
我們可以看出,在形式上,潛水含水層的給水度與承壓含水層的貯水系數非常 相似,但是在釋出(或儲存)水的機理方面是很不相同的。水位下降時潛水含水層所釋出的水來自部分空隙的排水。而測壓水位下降時承壓含水層所釋出的水來自含 水層體積的膨脹及含水介質的壓密(從而與承壓含水層厚度有關)。顯然,測壓水 位下降時承壓含水層以此種形式釋出的水,遠較潛水含水層水位下降時釋出的為 小。承壓含水層的貯水系數一般為0.005?0.000 05 (Freez and Cherry, 1979),常 較潛水含水層小1?3個數量級。由此不難理解,開采承壓含水層往往會形成大面積測壓水位大幅度下降。
(3)滲透系數。
巖石的透水性是指巖石允許水透過的能力。表征巖石透水性的定量指標是滲透
系數,一般?用m/d或cm/s為單位。
滲透系數又稱水力傳導系數。在各向同性介質中,它定義為單位水力梯度下的 單位流量,表示流體通過孔隙骨架的難易程度。在各向異性介質中,滲透系數以張量形式表示。滲透系數愈大,巖石透水性愈強。
滲透系數尤是綜合反映巖石滲透能力的一個指標。影響滲透系數大小的因素很多,主要取決于介質顆粒的形狀、大小、不均勻系數和水的黏滯性等。不過,在 實際工作中,由于不同地區地下水的黏性差別并不大,在研究地下水流動規律時, 常常可以忽略地下水的黏性,即認為滲透系數只與含水層介質的性質有關,使得問題簡單化。要建立計算滲透系數欠的精確理論公式比較困難,通常可通過試驗方法 (包括實驗室測定法和現場測定法)或經驗估算法來確定尤值。表3-18給出了松散 巖石滲透系數的參考值。
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