重介質選

[拼音]:shuiwen dizhi canshu

[英文]:hydrogeological parameter

表徵地層含水特性的數量指標。最基本的水文地質引數是滲透係數和釋(儲)水系數。滲透係數用來衡量含水層傳輸地下水的能力,釋(儲)水系數則反映含水層釋水和儲水的能力。

滲透係數

單位水力坡度作用下(水力坡度是指單位距離內的水位差),從單位面積含水層通過的流量。常用釐米/秒或米/日表示。滲透係數的大小主要取決於含水層中相連通的空隙的尺度。具有較大空隙的含水層必具較大的滲透係數。但又和在其中流動的液體的容重、粘滯度等有關。在同一含水層中若換以容重比水小、粘滯度比水大的他種液體,如石油,則此含水層的滲透係數即變小。因此它是一個兼及地層和流體特性的綜合性引數。由於地下水的水溫比較恆定,水的容重和粘滯度變化極微,故流體的因素可以忽略。但在研究鹽水、滷水的滲流和地下水汙染的問題時,則必須考慮流體的質的變化。

滲透係數有線性和非線性的區別。在水力坡度變化的情況下,一定地層的滲透係數始終保持為常數,稱線性滲透係數。若滲透係數的值,隨著水力坡度的增大而變小,則稱非線性滲透係數。一般在空隙度小的地層中,滲透係數常保持為線性的,而在空隙度大的地層中,滲透係數則常為水力坡度的函式。

非飽和地層的滲透係數,與飽和地層不同,它的值隨地層飽和度的變小而減少。

釋(儲)水系數

分給水度和彈性釋水系數。

(1)給水度。含水層被疏干時,所釋出的水體積與該含水層體積之比。給水度的值取決於含水層的孔隙率,但由於水分子的吸附作用,其值總是小於孔隙率。孔隙越小,水的吸附作用越大,兩者的差也越大。

(2)彈性釋水系數。承壓含水層中降低單位水頭時,從一單位面積含水層柱體中所釋出的水體積與該柱體的體積之比。由於承壓含水層水頭的降低,將原來由此水頭承擔的上覆地層的自重壓力轉嫁給含水層,從而使具有一定彈性的含水層受到擠壓,孔隙或裂隙度相應減少而釋出一部分水。與此同時,因水本身也屬彈性體,水頭的降低促成水的膨脹,增加一部分水體積,兩者提供了彈性釋水系數的物質基礎。給水度和彈性釋水系數都是體積比,故是無量綱數;又因含水層和水的彈性模量都是極小的數,故彈性釋水系數只及給水度的1/1000或1/10000。

其他引數

從滲透係數和釋(儲)水系數還可以派生出表徵其他特徵的引數,如導水系數(含水層的滲透係數與厚度的乘積);導壓係數〔滲透係數和釋(儲)水系數之比〕,它反映含水層中任一點的水位或壓力有所變動(升或降)時,在一定距離外的其他地點受到影響所需時間的長短;影響半徑,表徵由單井抽水造成水位下降的範圍,其值的平方與滲透係數成正比,與釋(儲)水系數成反比,如抽水量超過補給量,則與時間成正比,由於該引數不僅和地層性質有關,又涉及抽水流量等非地層因素,故嚴格地說不屬水文地質引數。但習慣上水文地質工作人員仍把它當作水文地質引數。

引數的測定

可採取試樣,在室內用滲透儀完成,但因試樣的代表性差,且不易保持原狀結構,據此測定的引數往往不準,故在實際工作中常通過從野外取得水位和流量資料,利用數學模型進行反推,也稱引數反演。例如通過抽水試驗或通過地下水位的長期觀測,可以算得滲透係數和釋(儲)水系數。