水文地質參數(shù)是表征巖土水文地質性能大小的數(shù)量指標,是地下水資源評價的重要基礎資料,主要包括含水層的滲透系數(shù)和導水系數(shù)、承壓含水層貯水系數(shù)、潛水含水層的給水度、弱透水層的越流系數(shù)及含水介質的水動力彌散系數(shù)。
確定這些水文地質參數(shù)的方法可以概括為兩類:一類是用水文地質試驗法(如野外現(xiàn)場抽水試驗、注水試驗、滲水試驗及室內滲壓試驗、達西試驗、彌散試驗等),這種方法可以在較短的時間內求出含水層參數(shù)而得到廣泛應用;另一類是利用地下水動態(tài)觀測資料來確定,是一種比較經濟的水文地質參數(shù)測定方法,并且測定參數(shù)的范圍比前者更為廣泛,可以求出一些用抽水試驗不能求得的一些參數(shù)。
1.水動力彌散系數(shù)
在研究地下水溶質運移問題中,水動力彌散系數(shù)是一個很重要的參數(shù)。水動力彌散系數(shù)是表征在一定流速下,多孔介質對某種污染物質彌散能力的參數(shù),它在宏觀上反映了多孔介質中地下水流動過程和空隙結構特征對溶質運移過程的影響。水動力彌散系數(shù)是一個與流速及多孔介質有關的張量,即使幾何上均質,且有均勻的水力傳導系數(shù)的多孔介質,就彌散而論,仍然是有方向性的,即使在各向同性介質中,沿水流方向的縱向彌散和與水流方向垂直的橫向彌散不同。一般地說,水動力彌散系數(shù)包括機械彌散系數(shù)與分子擴散系數(shù)。當?shù)叵滤魉佥^大以至于可以忽略分子擴散系數(shù),同時假設彌散系數(shù)與孔隙平均流速呈線性關系,這樣可先求出彌散系數(shù)再除以孔隙平均流速便可獲取彌散度。
2.貯水率和貯水系數(shù)
貯水率和貯水系數(shù)是含水層中的重要水文地質參數(shù),它們表明含水層中彈性貯存水量的變化和承壓水頭(潛水含水層中為潛水水頭)相應變化之間的關系。
貯水率表示當含水層水頭變化一個單位時,從單位體積含水層中,應水體積膨脹(或壓縮)以及介質骨架的壓縮(或伸長)而釋放(或貯存)的彈性水量,用從表示,它是描述地下水三維非穩(wěn)定流或剖面二維流中的水文地質參數(shù)。
貯水系數(shù)表示當含水層水頭變化一個單位時,從底面積為一個單位、髙等于含水層厚度的柱體中所釋放(或貯存)的水量,用^表示。潛水層水層的貯水系數(shù)等于貯水率與含水層的厚度之積再加上給水度,潛水貯水系數(shù)所釋放(貯存)的水量包括兩部分,一部分是含水層由于壓力變化所釋放(貯存)的彈性水量,二是水頭變化一個單位時所疏干(貯存)含水層的重力水量,這一部分水量正好等于含水層的給水度,由于潛水含水層的彈性變形很小,近似可用給水度代替貯水系數(shù)。承壓含水層的貯水系數(shù)等于其貯水率與含水層厚度之積,它所釋放(或貯存)的水量完全是彈性水量,承壓含水層的貯水系數(shù)也稱為彈性貯水系數(shù)。
貯水系數(shù)是沒有量綱的參數(shù),其確定方法是通過野外非穩(wěn)定流抽水試驗,用配線法、直線圖解法及水位恢復等方法進行推求,具體步驟詳見地下水動力學相關書籍。
3.越流系數(shù)和越流因素
表示越流特性的水文地質參數(shù)是越流系數(shù)和越流因素。越流補給量的大小與弱透水層的滲透系數(shù)f及厚度y有關,即f愈大愈小,則越流補給的能力就愈大。當?shù)叵滤闹饕_釆含水層底頂板均為弱透水層時,開釆層和相鄰的其他含水層有水力聯(lián)系時,越流是開采層地下水的重要補給來源。
越流系數(shù)C7表示當抽水含水層和供給越流的非抽水含水層之間的水頭差為一個單位時,單位時間內通過兩含水層之間弱透水層的單位面積的水量。顯然,當其他條件相同時,越流系數(shù)越大,通過的水量就愈多。
確定這些水文地質參數(shù)的方法可以概括為兩類:一類是用水文地質試驗法(如野外現(xiàn)場抽水試驗、注水試驗、滲水試驗及室內滲壓試驗、達西試驗、彌散試驗等),這種方法可以在較短的時間內求出含水層參數(shù)而得到廣泛應用;另一類是利用地下水動態(tài)觀測資料來確定,是一種比較經濟的水文地質參數(shù)測定方法,并且測定參數(shù)的范圍比前者更為廣泛,可以求出一些用抽水試驗不能求得的一些參數(shù)。
1.水動力彌散系數(shù)
在研究地下水溶質運移問題中,水動力彌散系數(shù)是一個很重要的參數(shù)。水動力彌散系數(shù)是表征在一定流速下,多孔介質對某種污染物質彌散能力的參數(shù),它在宏觀上反映了多孔介質中地下水流動過程和空隙結構特征對溶質運移過程的影響。水動力彌散系數(shù)是一個與流速及多孔介質有關的張量,即使幾何上均質,且有均勻的水力傳導系數(shù)的多孔介質,就彌散而論,仍然是有方向性的,即使在各向同性介質中,沿水流方向的縱向彌散和與水流方向垂直的橫向彌散不同。一般地說,水動力彌散系數(shù)包括機械彌散系數(shù)與分子擴散系數(shù)。當?shù)叵滤魉佥^大以至于可以忽略分子擴散系數(shù),同時假設彌散系數(shù)與孔隙平均流速呈線性關系,這樣可先求出彌散系數(shù)再除以孔隙平均流速便可獲取彌散度。
2.貯水率和貯水系數(shù)
貯水率和貯水系數(shù)是含水層中的重要水文地質參數(shù),它們表明含水層中彈性貯存水量的變化和承壓水頭(潛水含水層中為潛水水頭)相應變化之間的關系。
貯水率表示當含水層水頭變化一個單位時,從單位體積含水層中,應水體積膨脹(或壓縮)以及介質骨架的壓縮(或伸長)而釋放(或貯存)的彈性水量,用從表示,它是描述地下水三維非穩(wěn)定流或剖面二維流中的水文地質參數(shù)。
貯水系數(shù)表示當含水層水頭變化一個單位時,從底面積為一個單位、髙等于含水層厚度的柱體中所釋放(或貯存)的水量,用^表示。潛水層水層的貯水系數(shù)等于貯水率與含水層的厚度之積再加上給水度,潛水貯水系數(shù)所釋放(貯存)的水量包括兩部分,一部分是含水層由于壓力變化所釋放(貯存)的彈性水量,二是水頭變化一個單位時所疏干(貯存)含水層的重力水量,這一部分水量正好等于含水層的給水度,由于潛水含水層的彈性變形很小,近似可用給水度代替貯水系數(shù)。承壓含水層的貯水系數(shù)等于其貯水率與含水層厚度之積,它所釋放(或貯存)的水量完全是彈性水量,承壓含水層的貯水系數(shù)也稱為彈性貯水系數(shù)。
貯水系數(shù)是沒有量綱的參數(shù),其確定方法是通過野外非穩(wěn)定流抽水試驗,用配線法、直線圖解法及水位恢復等方法進行推求,具體步驟詳見地下水動力學相關書籍。
3.越流系數(shù)和越流因素
表示越流特性的水文地質參數(shù)是越流系數(shù)和越流因素。越流補給量的大小與弱透水層的滲透系數(shù)f及厚度y有關,即f愈大愈小,則越流補給的能力就愈大。當?shù)叵滤闹饕_釆含水層底頂板均為弱透水層時,開釆層和相鄰的其他含水層有水力聯(lián)系時,越流是開采層地下水的重要補給來源。
越流系數(shù)C7表示當抽水含水層和供給越流的非抽水含水層之間的水頭差為一個單位時,單位時間內通過兩含水層之間弱透水層的單位面積的水量。顯然,當其他條件相同時,越流系數(shù)越大,通過的水量就愈多。