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【干货】常见的地下水水质参数(上)
[已有442人关注过] [发布日期: 2019-08-01] 
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文章摘要:

水文地质参数,反映含水层或透水层水文地质性能的指标。如渗透系数、导水系数、水位传导系数、压力传导系数、给水度、释水系数、越流系数等,都是基本的水文地质参数。水文地质参数是进行各种水文地质计算时不可缺少的数据。一般是通过勘探试验测求水文地质参数。  


1、饱和差

指某地空气在一定温度下的饱和水汽压与当时实际水汽压的差值。其单位与气压单位相同,用hPa表示。

2、径流模数

M:单位流域面积上平均产生的流量。M=Q/F,Q为流量,m3/s,F为流域面积。

3、径流深度Y

径流总量均匀分布于流域面积上所得到的平均水层厚度,Y=W/F,W=Q*t。

4、径流系数a

同一时段内流域面积上的径流深度与降水量X的比值。a=Y/X。

5、分选性与级配 

分选性: 

自然界中,碎屑岩很少是由一种粒级的碎屑颗粒组成,常有多种粒级,碎屑岩中碎屑颗粒代销的均匀程度为分选性,一般分为:

分选性好:主要粒级成分含量>75%;

分选性中等:主要粒级成分含量50~75%;

分选性差:主要粒级成分含量<50%;

因此,大小均匀者,分选性好,大小混杂者,分选性差。分选性越好,渗透系数K越大。

级配:级配是指各级的粒径的颗粒分配情况。级配越均匀,渗透系数K越大。

①连续级配:是某一矿料在标准套筛中进行筛分后,矿料的颗粒由大到小连续分布,每一级都占有适当的比例。 

②间断级配:在矿料颗粒分布的整个区间里,从中间剔除一个或连续几个粒级,形成一种不连续的级配。

 ③连续开级配:整个矿料颗粒分布范围较窄,从最大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以连续级配的形式出现,形成所谓的连续开级配。

6、孔隙

颗粒与颗粒集合体之间的空隙称为孔隙。

7、孔隙度n

某一体积岩石(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例,即岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样体积的比值。

自然界中,分选程度愈差,颗粒大小愈悬殊的松散岩石,孔隙度愈小。细小颗粒充填于粗大颗粒之间的孔隙中,会大大降低孔隙度。

当某种岩石由大小不等的颗粒组成,且粗颗粒之间的孔隙完全为细小颗粒填充,则岩石的孔隙度等于由粗颗粒和细颗粒单独组成时的岩石的孔隙度的乘积。即n=n1×n2,n1为单独由粗颗粒组成时岩石的孔隙度,n2为单独由细颗粒组成时岩石的孔隙度。

8、有效孔隙度ne

岩石中互相连通的孔隙的体积与岩石总体积之比。即:有效孔隙度(n)=重力水流动孔隙体积(不包括结合水占据的空间)/岩石体积(V)×100%。孔隙度>有效孔隙度,即n>ne。

9、裂隙

裂隙是指固结的坚硬岩石(沉积岩,岩浆岩和变质岩)在各种应力作用下破裂变形而产生的空隙,以裂隙率表示。

10、裂隙率

岩石中裂隙的体积与包括裂隙在内的岩石体积之比(即体积裂隙率)。

11、浸润与不浸润

液体在与固体接触时,沿固体表面扩展而相互附着的现象,又称为液体浸润固体,也可称为润湿。如果液体在与固体接触时,其接触面趋于缩小而不能附着,则称为液体不浸润固体,简称不浸润或不润湿。

浸润液体在毛细管中上升(如水-玻璃),液面成凹月面型,液体附着在器壁;

不浸润液体在毛细管中下降(如水银-玻璃),液面成凸月面型,液体不附着在器壁,表面张力使其凸出。

12、毛细现象

液体为什么能在毛细管内上升或下降呢?我们已经知道,液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势。因此凹液面对下面的液体施以拉力,凸液面对下面的液体施以压力。浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升,达到平衡。同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象。

13、毛细水

指的是地下水受土粒间孔隙的毛细作用上升的水分。

毛细水的种类:

(1)支持毛细水

由于毛细力的作用,水从地下水面沿着小孔隙上升到一定高度,地下水面以上形成毛细水带,此带的毛细水下部有地下水面支持,故称支持毛细水。毛细水带随地下水面的变化和蒸发作用而变化,但其厚度基本不变。观察表明,毛细带水除了作上述垂直运动外看,由于其性质似重力水,故也随重力水向低处流动,只是运动速度较为缓慢而已。

(2)悬挂毛细水

地下水由细颗粒层次快速降到粗颗粒层次中时,由于上下弯液面毛细力的作用,在细土层中会保留与地下水面不相连接的毛细水,这种毛细水称为悬挂毛细水。

(3)孔角毛细水

在包气带中颗粒接触点上或许多孔角的狭窄处,水是个别的点滴状态,在重力作用下也不移动,因为它与孔壁形成弯液面,结合紧密,将水滞留在孔角上。

14、包气带

地面与地下水面之间与大气相通的含有气体的地带,也称非饱和带。是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带,它是岩土颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。包气带具有吸收水分、保持水分和传递水分的能力。

15、饱水带

地下水面以下,岩石的空隙全部被水充满的地带。

16、含水层

能够给出并透过相当数量重力水的岩层或土层。构成含水层的条件,一是岩石中要有空隙存在,并充满足够数量的重力水;二是这些重力水能够在岩石空隙中自由运动。含水层一般分为潜水含水层、承压含水层。

17、潜水含水层

埋藏在地表以下第一个稳定隔水层之上,具有自由表面的重力水称为潜水。

18、潜水位

潜水的自由表面称为潜水面,潜水面的绝对标高(海拔高度)称为潜水位。

19、潜水埋藏深

潜水面至地面的距离称为潜水埋藏深度,即地面海拔高度与潜水面海拔高度之差。

20、潜水含水层的厚度

自潜水面向下到隔水层顶面的距离,称为含水层的厚度。

21、承压含水层

是充满两个隔水层之间的含水层中的地下水,其承受压力大于大气压力。

22、隔水层

重力水流不能透过的土层或岩层。

22、弱透水层

允许地下水以极小速度流动的弱导水岩层。

23、地下水补给

是指通过降雨、灌溉、地下径流、渠道或河道渗漏等多种途径对地下水量的补充。地下水的主要补给来源有降水入渗、地表水补给、其他含水层的补给以及人工补给等。

(1)降水入渗补给。是地下水主要的补给来源,与降水强度、降水总量、土层的蓄水能力有关。

(2)地表水入渗补给。

(3)含水层的补给。分为两种情况,一种是同一含水层通过侧向排泄补给下游含水层;另一种情况是两个含水层之间的补给。两个含水层之间的补给有两个条件,一是两个含水层之间具有水头差,二是含水层之间具有水力联系通道。两个含水层之间可通过天窗、导水断裂、弱透水层越流、不整合接触面等途径补给。

(4)地下水的人工补给。如修建水库、渠道、引水灌溉农田、人工回灌等。

25、地下水排泄

地下水排泄是合水层或含水系统失去水量的过程。地下水排泄方式主要有泉的排泄、蒸发排泄、泄流排泄、向含水层排泄、人工排泄。

26、水文地质单元

根据水文地质条件的差异性(包括地质结构、岩石性质、含水层和隔水层的产状、分布及其在地表的出露情况、地形地貌、气象和水文因素等)而划分的若干个区域,是一个具有一定边界和统一的补给、径流、排泄条件的地下水分布的域。

27、等水位线图

将潜水位海拔高度或承压水头标高相等的点连成的线称作等潜水位线,其随地形起伏而起伏。主要用途有:

(1)确定地下水流向。在等水位线图上,垂直于等水位线的方向,即为地下水的流向。

(2)计算地下水的水力坡度。在流动方向上,取任意两点的水位高差,除以两点间在平面上的实际距离,即为此两点间的平均水力坡度。 

(3)确定潜水与地表水间的相互关系。如果潜水流向指向河流,则潜水补给河水;如果潜水流向背向河流,则潜水接受河水补给。

(4)确定潜水面埋藏深度。潜水面的埋藏深度等于该点的地形标高减潜水位。

(5)确定泉或沼泽的位置。在潜水等水位线与地形等高线高程相等处,潜水出露,即是泉或沼泽的位置。

(6)推断给水层的岩性或厚度的变化:在地形坡度变化不大的情况下,若等水位线由密变疏,表明含水层透水性变好或含水层变厚;相反,则说明含水层透水性变差或厚度变小。

(7)确定富水带位置:在含水层厚度大、渗透性好、地下水流汇集的地方即为地下水富集区。

(8)判断潜水的流速。等潜水位线越密集的地方,潜水面坡度越陡,潜水流速越快;等潜水位线越稀疏的地方,潜水面坡度越缓,潜水流速越慢。

(9)确定给水和排水工程的位置。一般应沿等水位线布设水井和排水沟。

即水井应布置在地下水流汇集的地方,即水井应选在潜水汇集区;排水沟应布置在垂直水流的方向上。


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