地下水水文學(xué)groundwaterhydrology(編輯修改稿)
2024-08-14 18:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 業(yè)要求 (1) 含水率 (?)的計(jì)算： 將各孔試樣計(jì)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(cè)得取樣各孔至釋水后最終靜止水位的距離 h(cm)， 設(shè)水位為原點(diǎn) ， 以距離 h為縱座標(biāo) ， 以含水率 (?)為橫座標(biāo) ， 繪制 h— ?曲線 。 曲線上 ?值變化不大的孔段范圍內(nèi) ， ?的平均值即為持水度 (Sr ) 。 (3) 分析 h— ?曲線的特征和拐點(diǎn) ， 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(shí)驗(yàn)二、三 持水度 /含水率的測(cè)定 4. 作業(yè)要求 剖面水分分布曲線 h～ ? 實(shí)驗(yàn)四、五 給水度 /孔隙度的測(cè)定 （ 1） 通過實(shí)驗(yàn) ， 加深對(duì)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(shí)驗(yàn)室測(cè)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(gè)重要指標(biāo) 。 早在四十年代 ， 蘇聯(lián)學(xué)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(xué)家 —— 潛水水位下降單位深度時(shí)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(yàn)結(jié)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(yīng)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(dòng)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(nèi)在聯(lián)系 ， 應(yīng)用范圍廣 。 實(shí)驗(yàn)四、五 給水度 /孔隙度的測(cè)定 近年來(lái) , 在上述研究成果基礎(chǔ)上 ， 應(yīng)用水文地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn) ，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(duì)含水層釋水的作用 ， 經(jīng)多次模擬試驗(yàn)得知：潛水水位下降 ，不僅會(huì)引起下降水位以上 (包括水位變動(dòng)帶在內(nèi) )的整個(gè)非飽水帶的排水 ， 而且還能引起下降水位以下整個(gè)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(dòng)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(nèi)的整個(gè)含水柱體有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù) . 實(shí)驗(yàn)四、五 給水度 /孔隙度的測(cè)定 潛水含水層的給水度 sHTW mm ???)(式中 m —— 給水度 ( 無(wú)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(shí)，下降水位以下單位橫截面積土柱在最終排水時(shí)間 T 內(nèi)所排出的水量，以水層厚度計(jì) [ L ] ； H? —— 潛水位下降幅度； sm 一含水層釋水系數(shù)，其表達(dá)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(jì)算單元 I 的土體高度。 實(shí)驗(yàn)四、五 給水度 /孔隙度的測(cè)定 容水度 /孔隙度 實(shí)驗(yàn)四、五 給水度 /孔隙度的測(cè)定 — 持水度與給水度 實(shí)驗(yàn)四、五 給水度 /孔隙度的測(cè)定 2儀器設(shè)備 土柱儀 馬氏瓶 供水夾 排 水夾 實(shí)驗(yàn)四、五 給水度 /孔隙度的測(cè)定 — (1) 裝樣 ：最好原狀試樣 ； 擾動(dòng)試樣要分層裝 ， 每裝 3— 5cm厚時(shí) ， 均用搗棒輕擊數(shù)次 ， 并測(cè)定試樣的孔隙度或容重使其結(jié)果盡量符合實(shí)地的狀態(tài) 。 重復(fù)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(shí)立即停止供水 ；量測(cè)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(cè)并記錄所排出的水體積 Vw。 測(cè)量土柱儀直徑 D(半徑 r)、 偶數(shù)編號(hào)各孔高度 (hi)、 土柱高度(Hw)。 實(shí)驗(yàn)四、五 給水度 /孔隙度的測(cè)定 — (1) 計(jì)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(jì)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(yàn)： m + Sr =n （砂土）； m + nd+Sr =n （粘土） 若測(cè)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(shí)驗(yàn)六 毛細(xì)上升高度的測(cè)定 — 的意義 (1) 掌握實(shí)驗(yàn)室測(cè)定巖石毛細(xì)上升高度的方法； (2)加深對(duì)毛細(xì)現(xiàn)象和毛細(xì)水的認(rèn)識(shí) 。 毛細(xì)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(dá)到毛管水上升最大高度 。 測(cè)定毛細(xì)水上升高度 ， 對(duì)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(lái)傳遞的 。 因此有必要對(duì)包氣帶中毛管水的上升高度 、 賦存 ， 運(yùn)移特征及其影響因素進(jìn)行研究 。 實(shí)驗(yàn)六 毛細(xì)水上升高度的測(cè)定 — 2．基本原理 卡明斯基毛管上升高度測(cè)定儀 是根據(jù)土中發(fā)生毛管水現(xiàn)象
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