地下水水文學groundwaterhydrology(編輯修改稿)
2025-08-14 18:24 本頁面
【文章內容簡介】 業(yè)要求 (1) 含水率 (?)的計算： 將各孔試樣計算的含水率逐一填入表 1— 1。 (2) 繪制剖面水分分布曲線 h～ ? ， 首先分別測得取樣各孔至釋水后最終靜止水位的距離 h(cm)， 設水位為原點 ， 以距離 h為縱座標 ， 以含水率 (?)為橫座標 ， 繪制 h— ?曲線 。 曲線上 ?值變化不大的孔段范圍內 ， ?的平均值即為持水度 (Sr ) 。 (3) 分析 h— ?曲線的特征和拐點 ， 確定持水度 (最大分子持水度 )、 毛管水及支持毛管水帶的分布高度 (cm)。 %1000221 ???? gg gg?實驗二、三 持水度 /含水率的測定 4. 作業(yè)要求 剖面水分分布曲線 h～ ? 實驗四、五 給水度 /孔隙度的測定 （ 1） 通過實驗 ， 加深對巖土容水性 /容水度 /孔隙度 、 給水性 /給水度概念的理解 ， 以及給水度與容水度的區(qū)別 。 （ 2） 掌握實驗室測定容水度 /孔隙度 /給水度的基本方法和步驟 。 給水度是衡量潛水含水層給水性能大小的一個重要指標 。 早在四十年代 ， 蘇聯(lián)學者提出：在重力作用下 ， 單位體積飽水巖石所排出重力水的體積 ， 稱為 重力給水度 。 七十年代 ， 著名的地下水水力學家 —— 潛水水位下降單位深度時下降水位以上單位橫截面積土柱所排除的水量 ， 稱為給水度 。 模擬試驗結果表明 ， 前者僅適用于理想的砂礫石 （ 很少見 ） ， 這就限制了它的廣泛應用 。 后者不僅適用于任何粒度的孔隙巖石 ， 而且還能把下降水位以上的水位變動帶與非飽和水帶做為統(tǒng)一體考慮 ， 反映出飽和流和非飽和流之間的內在聯(lián)系 ， 應用范圍廣 。 實驗四、五 給水度 /孔隙度的測定 近年來 , 在上述研究成果基礎上 ， 應用水文地質力學觀點 ，分析作用在潛水含水層上界面 —— 自由水面處土自重壓力變化對含水層釋水的作用 ， 經多次模擬試驗得知：潛水水位下降 ，不僅會引起下降水位以上 (包括水位變動帶在內 )的整個非飽水帶的排水 ， 而且還能引起下降水位以下整個飽水帶 (含水層 )的壓縮變形 ， 部分孔隙被擠出而稱為 釋水 。 潛水含水層的給水度 ， 不能僅視為由水位變動帶的巖性和包氣帶的水分再分配而決定的物理參數(shù) ， 而是與包括包氣帶與飽水帶在內的整個含水柱體有關的經驗參數(shù) . 實驗四、五 給水度 /孔隙度的測定 潛水含水層的給水度 sHTW mm ???)(式中 m —— 給水度 ( 無量綱 ) ； V? —— 在重力作用下，飽水巖石排出重力水體積 [L3] ； V —— 飽水巖石總體積 [L3] ； )( TW —— 水位下降H?時，下降水位以下單位橫截面積土柱在最終排水時間 T 內所排出的水量，以水層厚度計 [ L ] ； H? —— 潛水位下降幅度； sm 一含水層釋水系數(shù)，其表達式為； iZZZ iias ZZe ZappH mi????? ????? 1 )(1)()lg( l g1012m式中 P 1 ， P 2 ――潛水位下降所引起的自重壓力變化值； )(0 Ze ――潛水含水層 Z 深度處土體的天然孔隙比； )( Za a ――潛水含水層 Z 深度處土體壓縮指數(shù)； iZ? ――計算單元 I 的土體高度。 實驗四、五 給水度 /孔隙度的測定 容水度 /孔隙度 實驗四、五 給水度 /孔隙度的測定 — 持水度與給水度 實驗四、五 給水度 /孔隙度的測定 2儀器設備 土柱儀 馬氏瓶 供水夾 排 水夾 實驗四、五 給水度 /孔隙度的測定 — (1) 裝樣 ：最好原狀試樣 ； 擾動試樣要分層裝 ， 每裝 3— 5cm厚時 ， 均用搗棒輕擊數(shù)次 ， 并測定試樣的孔隙度或容重使其結果盡量符合實地的狀態(tài) 。 重復上述過程直至試樣與土柱儀筒口一樣高為止 。 (2) 飽水 ：打開供水夾 ， 向土柱中充水 。 待試樣表面出觀水膜時立即停止供水 ；量測并記錄飽和干燥試樣所用的水體積 Vn。 (3) 釋水 ： 充分飽水 后 ， 打開 排 水夾開始釋水 ， 排盡 土 柱儀中自由重力水 ， 采用量杯量測并記錄所排出的水體積 Vw。 測量土柱儀直徑 D(半徑 r)、 偶數(shù)編號各孔高度 (hi)、 土柱高度(Hw)。 實驗四、五 給水度 /孔隙度的測定 — (1) 計算巖土的孔隙度 n： n=Vn/Vt, Vt=r2Hw 式中 Vn— 飽和干燥試樣所用的水體積； Vt— 土柱儀中土柱的總體積； (2) 計算巖土的給水度 m： m =Vw/Vt, Vt=r2Hw 式中 Vw— 飽和土柱在重力作用下完全排水所排出的重力水體積； Vt— 土柱儀中土柱的總體積； (3) 成果檢驗： m + Sr =n （砂土）； m + nd+Sr =n （粘土） 若測得飽和重量含水量 ? s和干容重（干密度） gd，則有 n= gd ? s (4) 分析給水度 /容水度的影響因素。 實驗六 毛細上升高度的測定 — 的意義 (1) 掌握實驗室測定巖石毛細上升高度的方法； (2)加深對毛細現(xiàn)象和毛細水的認識 。 毛細水上升高度是水在疏松巖石孔隙中因毛管力的作用 。以 — 定的速度上升 ， 直至達到毛管水上升最大高度 。 測定毛細水上升高度 ， 對研究地下水的蒸發(fā)消耗以及土壤鹽漬化的形成 ， 改良等有著重要的意義 。 地下水的入滲和蒸發(fā)都是毛管水通過靜水壓力來傳遞的 。 因此有必要對包氣帶中毛管水的上升高度 、 賦存 ， 運移特征及其影響因素進行研究 。 實驗六 毛細水上升高度的測定 — 2．基本原理 卡明斯基毛管上升高度測定儀 是根據(jù)土中發(fā)生毛管水現(xiàn)象
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