渗透系数和导水系数
地下水动力学(第一章 渗流理论基础-2-专)
∂2H ∂2ψ ∂2H ∂2ψ −K = ; −K =− 2 ∂x∂y ∂y2 ∂y∂x ∂x
二、流网及其性质
流网：在渗流场内，取一组流线和一组等势线 组成的网格。 流网的性质： 流网的性质： 1. 在各向同性介质中，流线与等势线处处垂直， 故流网为正交网格。 证明：等水头线和流线的梯度为：
gradH = ∇H = ∂H ∂H i+ j ∂x ∂y
一般地下水流都为Darcy流。 思考题
§1—3 岩层透水特征分类和渗透系数张量 一、岩层透水特征分类 据岩层透水性随空间坐标的变化情况，将岩层 分为均质的和非均质的两类。 均质岩层：在渗流场中，所有点都具有相同的 渗透系数。 非均质岩层：在渗流场中，不同点具有不同的 渗透系数。 非均质岩层有两种类型：一类透水性是渐变的， 另一类透水性是突变的。 均质、非均质:指 与空间坐标的关系 与空间坐标的关系， 均质、非均质 指K与空间坐标的关系，即不同位 是否相同； 置K是否相同； 是否相同
K1M1 + K2M2 M1 + M2 Kp − Kv = − M1 M2 M1 + M2 + K1 K2 M1M2 = >0 (K1M1 + K2M2 )(M1 + M2 )
(K1 − K2 )
2
最新专门水文地质学--渗透系数和导水系数
专门水文地质学--渗透系数和导水系数吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§6.2渗透系数和导水系数渗透系数又称水力传导系数，是描述介质渗透能力的重要水文地质参数。
根据达西公式，渗透系数代表当水力坡度为1时，水在介质中的渗流速度，单位是m/d 或cm/s 。
渗透系数大小与介质的结构（颗粒大小、排列、空隙充填等）和水的物理性质（液体的粘滞性、容重等）有关。
导水系数即含水层的渗透系数与其厚度的乘积。
其理论意义为水力梯度为1时，通过含水层的单宽流量，常用单位是m 2/d 。
导水系数只适用于平面二维流和一维流，而在三维流及剖面二维流中无意义。
利用抽水试验资料求取含水层的渗透系数及导水系数方法视具体的抽水试验情况而定，下面就各种情况下的计算公式加以简述，其原理及具体计算步骤可参考地下水动力学相关教材。
一、单孔稳定流抽水试验抽水孔水位下降资料求渗透系数1. 当Q ～s （或2h ∆）关系曲线呈直线时，（1）承压水完整孔：r RsM Q K ln 2π= (6-9)（2）承压水非完整孔： 当M ﹥150r ，l /M ﹥0.1时， )12.1ln (ln 2rMl l M r R sM Q K ππ-+=(6-10) 当过滤器位于含水层的顶部或底部时，)]2.01ln([ln 2rMl l M r R sM Q K +-+=π(6-11) （3）潜水完整孔：rRh H Q K ln )(22-=π (6-12)（4）潜水非完整孔：图6-2 土壤含水率变化曲线当h ﹥150r ，l /h ﹥0.1时，)12.1ln (ln )(22r hl l h r R h H Q K ππ⋅-+-=(6-13) 当过滤器位于含水层的顶部或底部时，)]2.01ln([ln )(22r hl l h rR h H Q K +-+-=π (6-14)式中 K —渗透系数（m/d ）；Q —出水量（m 3/d ）； s —水位下降值（m ）；M —承压水含水层的厚度（m ）；H —自然情况下潜水含水层的厚度（m ）；h —潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度的平均值（m ）； h —潜水含水层在抽水试验时的厚度（m ）；l —过滤器的长度（m ）；r —抽水孔过滤器的半径（m ）； R —影响半径（m ）。
渗透系数
编辑本段正文
表示岩土透水性能的数量指标。亦称水力传导度。可由达西定律求得：q=KI
式中q为单位渗流量，也称渗透速度（米/日）;K为渗透系数（米/日）；I为水力坡度,无量纲。可见,当I=1时，q=K，表明渗透系数在数值上等于水力坡度为1时，通过单位面积的渗流量。岩土的渗透系数愈大，透水性越强，反之越弱。
V = Q*t =ν*A*t
根据达西定律，v = k*i，则
V = k*（△h/L）*A*t
从而得出
k = V*L / A*△h*t
常水头试验适用于测定透水性大的沙性土的渗透参数。粘性土由于渗透系数很小，渗透水量很少，用这种试验不易准确测定，须改用变水头试验。
变水头试验法就是试验过程中水头差一直随时间而变化，其装置如图： 水从一根直立的带有刻度的玻璃管和U形管自下而上流经土样。试验时，将玻璃管充水至需要高度后，开动秒表，测记起始水头差△h1，经时间t后，再测记终了水头差△h2，通过建立瞬时达西定律，即可推出渗透系数k的表达式。
式中：V---地下水的渗流速度（m/d）
K---渗透系数（m/d）
I----水力梯度
根据水流连续原理，应有dVe = dVo，即得到
k =（a*L/A*t）㏑（△h1/△h2）
或用常用对数表示，则上式可写为
k = 2.3*（a*L/A*t）㏒（△h1/△h2）
编辑本段渗透系数的应用
渗透系数——精选推荐
渗透系数⽤抽⽔试验确定渗透系数---转⾃青春飞扬搜狐博客1.抽⽔试验资料整理试验期间，对原始资料和表格应及时进⾏整理。
试验结束后，应进⾏资料分析、整理，提交抽⽔试验报告。
单孔抽⽔试验应提交抽⽔试验综合成果表，其内容包括：⽔位和流量过程曲线、⽔位和流量关系曲线、⽔位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复⽔位与时间关系曲线、抽⽔成果、⽔质化验成果、⽔⽂地质计算成果、施⼯技术柱状图、钻孔平⾯位置图等。
并利⽤单孔抽⽔试验资料编绘导⽔系数分区图。
多孔抽⽔试验尚应提交抽⽔试验地下⽔⽔位下降漏⽃平⾯图、剖⾯图。
群孔⼲扰抽⽔试验和试验性开采抽⽔试验还应提交抽⽔孔和观测孔平⾯位置图(以⽔⽂地质图为底图)、勘察区初始⽔位等⽔位线图、⽔位下降漏⽃发展趋势图(编制等⽔位线图系列)、⽔位下降漏⽃剖⾯图、⽔位恢复后的等⽔位线图、观测孔的S－t、S －lg t曲线[注]、各抽⽔孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意：（1）要消除区域⽔位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽⽔要消除河⽔位变化对抽⽔孔⽔位变化的影响。
多孔抽⽔试验、群孔⼲扰抽⽔试验和试验性开采抽⽔试验均应编写试验⼩结，其内容包括：试验⽬的、要求、⽅法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽⽔试验求参⽅法求参⽅法可以采⽤Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽⽔孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井：潜⽔完整井：式中K——含⽔层渗透系数(m/d);Q——抽⽔井流量(m3/d);sw——抽⽔井中⽔位降深(m);M——承压含⽔层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜⽔含⽔层厚度(m);h——潜⽔含⽔层抽⽔后的厚度(m);rw——抽⽔井半径(m)。
(2) 当有抽⽔井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽⽔井中⽔柱⾼度(m);h1、h2——与抽⽔井距离为r1和r2处观测孔（井）中⽔柱⾼度(m)，分别等于初始⽔位H0与井中⽔位降深s之差，h1= H0 –s1；h2= H0 –s2。
第六章水文地质参数的计算
量，用S表示。
潜水层水层的贮水系数等于贮水率与含水层的厚度之积再加 上给水度，潜水贮水系数所释放（贮存）的水量包括两部分， 一部分是含水层由于压力变化所释放（贮存）的弹性水量， 二是水头变化一个单位时所疏干（贮存）含水层的重力水量， 这一部分水量正好等于含水层的给水度，由于潜水含水层的 弹性变形很小，近似可用给水度代替贮水系数。
岩性
粘土 亚粘土 亚砂土 黄土状亚粘土 黄土状亚砂土 粉砂 粉细砂
表 7－1 各中岩性给水度经验值①
给水度
岩性
0.02～0.035 0.03～0.045 0.035～0.06 0.02～0.05 0.03～0.06 0.06～0.08 0.07～0.010
细砂 中细砂 中砂 中粗砂 粗砂 粘土胶结的砂岩 裂隙灰岩
第六章 水文地质参数的计算
吉林大学环境与资源学院 地下水科学与工程系 梁秀娟 水工楼 207
水文地质参数是表征含水介质水文地质性能的数 量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主 要包括含水介质的渗透系数和导水系数、承压含 水层的贮水系数、潜水含水层的重力给水度、弱 透水层的越流系数及水动力弥散系数等，还有表 征与岩土性质、水文气象等因素的有关参数，如 降水入渗系数、潜水蒸发强度、灌溉入渗补给系 数等。
按水均衡原理，抽水前后包气带内湿度之差，应等于潜水位
下降△h时包气带（主要是毛细水带）所给出之水量
（μ△h），
n
Zi (W2i W1i ) h
i 1
故给水度：
n
Zi (W2i W1i )
i1
h
式中：△Zi—包气带天然湿度测定分段长度；△h—抽水产生的潜水面下移深度；
（完整版）地下水动力学试题
（完整版）地下⽔动⼒学试题地下⽔动⼒学《邹⼒芝》部分试题姜太公编⼀、名词解释1.渗透重⼒地下⽔在岩⽯空隙中的运动2.渗流不考虑⾻架的存在，整个渗流区都被⽔充满，不考虑单个孔隙的地下⽔的运动状况，考虑地下⽔的整体运动⽅向，这是⼀个假想的⽔流。
3. 渗流量单位时间通过的过⽔断⾯（空隙、⾻架）的地下⽔的体积。
4. 渗流速度单位通过过⽔断⾯（空隙、⾻架）的渗流量。
5. 稳定流⾮稳定流渗流要素不随时间的变化⽽变化。
渗流要素随时间⽽变化。
6. 均匀流⾮均匀流渗流速度不随空间⽽变化。
⾮均匀流分为缓变流和急变流缓变流：过⽔断⾯近似平⾯满⾜静⽔压强⽅程。
急变流：流线弯曲程度⼤，流线不能近似看成直线过⽔断⾯不能近似平⾯。
7.渗透系数表征含⽔量的能⼒的参数。
数值上等于⽔⼒梯度为1的流速的⼤⼩8.导⽔系数⽔⼒梯度为1时，通过整个含⽔层厚度的单宽流量。
9.弹性释⽔理论含⽔层⾻架压密和⽔的膨胀释放出来的地下⽔的现象为弹性释⽔现象，反之为含⽔层的贮⽔现象。
10.贮⽔系数《率》当承压含⽔层⽔头下降（上升）⼀个单位时，从单位⽔平⾯积《体积》的含⽔层贮体积中，由于⽔体积的膨胀（压缩）和含⽔层⾻架压密（回弹）所释放（贮存）的地下⽔的体积。
11.重⼒给⽔度在潜⽔含⽔层中，当⽔位下降⼀个单位时，从单位⽔平⾯积的含⽔层贮体中，由于重⼒疏⼲⽽释放地下⽔的体积。
⼆、填空题1.地下⽔动⼒学是研究地下⽔在孔隙岩⽯、裂隙岩⽯、和岩溶岩⽯中运动规律的科学。
通常把具有连通性的含⽔岩⽯称为多孔介质，⽽其中的岩⽯颗粒称为⾻架。
多孔介质的特点是多相性、孔隙性、连通性和压缩性。
2.地下⽔在多孔介质中存在的主要形式有吸着⽔、薄膜⽔、⽑管⽔和重⼒⽔，⽽地下⽔动⼒学主要研究重⼒⽔的运动规律。
3.假想⽔流的密度、粘滞性、运动时在含⽔层的中所受阻⼒以及流量和⽔头都与真实的⽔流相同，假想⽔流充满整个含⽔层的空间。
4.在渗流中，⽔头⼀般是指测压⽔头，不同的数值的等⽔头⾯（线）永远不会相交。
地下水动力学第一章
px = pxxnx + pyxny + pzxnz py = pxynx + pyyny + pzynz pz = pxznx + pyzny + pzznz
7
地下水动力学
第一章 渗流理论基础
⎧ px⎫ ⎧ pxx pyx pzx⎫⎧nx⎫
⎪ ⎨
py
⎪ ⎬
=
⎪ ⎨
渗透系数不仅取决于岩石的性质 （如粒度、成分、颗粒排列、充填状况、裂隙性质及其发育程度等）， 而且与渗透液体的物理性质（容重、粘滞性等）有关。 理论分析表明，空隙大小对K值起主要作用
地下水动力学
第一章 渗流理论基础
通常采用的单位是cm2 或D
D是这样定义的：在液体的动力粘度为0.001Pa·s，压强差为 101325Pa的情况下，通过面积为1 cm2 、长度为1cm岩样的
pxy
pyy
pzy⎪⎬⎪⎨ny来自⎪ ⎬⎪⎩ pz⎪⎭ ⎪⎩ pxz pyz pzz⎪⎭⎪⎩nz⎪⎭
⎡ pxx pxy pxz⎤
p
=
⎢ ⎢
pyx
pyy
pyz
⎥ ⎥
⎢⎣ pzx pzy pzz⎥⎦
地下水动力学
第一章 渗流理论基础
三维
二维
地下水动力学
第一章 渗流理论基础
渗透系数张量是对称张量
虽然总的说来，在各向异性介质中的水力坡度和渗流速度的方向是不一致 的，但在三个方向上两者是平行的，而且这三个方向是相互正交的。这三个 方向称为主方向。
dσ ' = −d p
d (Δz) = Δzα dp dn = (1− n)α dp
渗透系数
亦称水力传导度(hydraulic conductivity)，是岩土透水性能大小的数量指标，在农田排水计算、水工建筑物设计及地下水资源分析中具有重要作用。
岩土透水性能强的渗透系数大，反之则小。
渗透系数在数值上等于水力坡度为1时的渗透速度(见达西定律)。
其测定方法有：①室内测定法，最常见的是用达西渗透仪测定，亦可通过颗粒分析及某些物理指标的测定，由经验公式来计算。
②野外试验法，是由抽水、注水、压水和渗水试验求得，常用的是抽水试验法。
松散岩土渗透系数的经验值见表。
根据渗透系数的大小，岩土的透水性可分为如下几类：良透水(K>10米/昼夜)，透水(K为10～1米/昼夜)，弱透水(K为1～0.01米/昼夜)，极弱透水(K为0.01～0.001米/昼夜)，不透水(K<0.001米/昼夜)。
渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
影响渗透系数大小的因素很多，主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等，要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难，通常可通过试验方法，包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。
通常在空隙度较大时，空隙愈大、空隙连通情况愈好，其渗透系数愈大，反之则小。
但渗透系数的大小，并不完全取决于岩土空隙(指孔隙、裂隙和溶洞)度的绝对数值，例如粘土的空隙度大于砂土，但渗透系数反而小。
由于水中有机物、无机物成分与含量的不同，可使水溶液的粘滞力发生变化，故对渗透系数也有明显的影响。
水中所含物质愈多，粘滞性愈大，渗透系数愈小。
另外，水中所含物质的种类、数量又可受气候因素的影响，尤以气温的影响最为明显。
水温的变化引起水的粘滞系数发生变化，故对渗透系数的影响很大。
影响渗透系数的因素复杂，现行测定方法难以测定某一点的渗透系数，只能测得近似平均值。
第一章 渗流理论基础
第一章渗流理论基础一、名词解释1. 渗透速度：表示水流在过水断面上的平均流速，不能代表任何真实水流的速度。
2. 实际速度：表示地下水在孔隙中的真实速度。
3. 水力坡度：把大小等于梯度值，方向沿着等水头面的法线，指向水头降低方向的矢量称为水力坡度。
4. 贮水系数：当水头变化1m时，从单位水平面积，高度为承压含水层厚度的柱体中释放或贮存的水量。
5. 贮水率：当水头下降1m时，单位体积承压含水层释放出来的水量。
6. 渗透系数：也称水力传导系数，当水力坡度J=1时，渗透系数在数值上等于渗透速度。
7. 渗透率：表示多孔介质能使气体或液体通过介质本身的能力，只与岩石性质有关，与液体性质无关。
8. 导水系数：T=KM，是一个水文地质参数，即水力坡度J=1时，通过整个含水层厚度上的单宽流量。
二、填空题1．地下水动力学是研究地下水在、、和中运动规律的科学。
（孔隙岩石、裂隙岩石、岩溶岩石）2.通常把具有连通性的孔隙岩石称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为。
（骨架）3.地下水在多孔介质中存在的主要形式有、薄膜水、毛管水和重力水，而地下水动力学主要研究的运动规律。
（吸着水、重力水）4.在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是，但对贮水来说却是。
（无效、有效）5.地下水的过水断面包括空隙和固体颗粒所占据的面积，渗透流速是上的平均速度，而实际速度是的平均速度。
（过水断面、空隙面积）6.在渗流场中，把大小等于，方向沿着的法线，并指向水头降低方向的矢量，称为水力坡度。
（梯度值、等水头面）7.渗流运动要素包括流量Q、、压强p和等。
（渗流速度v、水头H）8.根据地下水与的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。
（运动方向、空间坐标轴）9.渗透率是表征的参数，而渗透系数是表征岩层的参数。
（岩层渗透性能、透水能力）10.影响渗透系数大小的主要因素是以及。
（岩石性质、渗透液体的物理性质）11.导水系数是描述含水层的参数，它是定义维流中的水文地质参数。
水文地质参数的计算 降水入渗补给系数—概念
1.3 渠系渗漏补给系数 —计算
m渠 (1 )
消耗水量包括湿润渠道两岸包气带土壤（称 浸润带――下同）和浸润带蒸发的水量、渠系水 面蒸发量、渠系退水量和闸门漏水量
0.3～0.9
1.4 灌溉入渗补给系数 —概念
Q入渗 Q灌
可根据灌水后地下水 水位的平均升幅与变 幅带给水度计算
可采用引灌水量或根 据次灌溉定额与年灌 溉次数计算
影响因素主要是包气带岩性、地下水埋深、 灌溉定额及耕地的平整程度。
1.4 灌溉入渗补给系数 —计算
根据野外灌溉试验资料，确定不同土壤岩 性、地下水埋深、次灌溉定额时的值 在缺乏地下水水位动态观测资料和有关试 验资料的地区，可采用降水前土壤含水量 较低、次降水量大致相当于次灌溉定额情 况下的次降水入渗补给系数值近似地代表 灌溉入渗补给系数值
1.1 降水入渗补给系数—水均衡法
在浅层地下水开采强度大、地下水埋藏较深且已形成地 下水水位持续下降漏斗的平原区（又称超采区），可采用水量 平衡法及多元回归分析法推求降水入渗补给系数值。
1.1 降水入渗补给系数—经验值
分区 包气带岩性 中砂、粗砂 细砂、粉砂 冲洪积 平原区 粉土 粉质粘土 水位埋深（m） <2 0.28—0.30 0.26—0.28 0.14—0.23 0.11—0.16 2 —4 0.35—0.45 0.28—0.32 0.23—0.33 0.16—0.24 4—6 6 —8 0.30—0.35 0.28—0.30 0.28—0.25 0.18—0.16 >8
在侧向径流较微弱、地下水埋藏较浅的平原区，可根
据降水后地下水水位升幅、变幅带相应埋深段给水度值 的乘积与降水量的关系计算值。计算公式为：
年
渗透系数
简介
又称水力传导系数（hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：κ=kρg/η，式中k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，κ为渗透系数；η为动力粘滞性系数；ρ为流体密度；g为重力加速度。在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大，岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜；弱透水的亚砂土渗透系数为1～0.01米/昼夜；不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地.
编辑本段意义及计算方法
渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素很多，主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等，要建立计算渗透系数K的精确理论公式比较困难，通常可通过试验方法(包括实验室测定法和现场测定法)或经验估算法来确定K值
编辑本段渗透系数的测定方法
渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
1.实验室测定法
目前在实验室中测定渗透系数k的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数。如图：
试验时，在透明塑料筒中装填截面为A，长度为L的饱和试样，打开水阀，使水自上而下流经试样，并自出水口处排出。待水头差△h和渗出流量Q稳定后，量测经过一定时间t内流经试样的水量V，则
渗透系数的大小主要不取决于岩土空隙度的值，而取决于空隙的大小、形状和连通性，也取决于水的粘滞性和容量，因此，温度变化，水中有机物、无机物的成分和含量多少，均对渗透系数有影响。
水的渗透系数
水的渗透系数通常是指水在土壤或其他多孔介质中渗透的速度，也被称为土壤水分渗透率。
这个参数对于理解土壤水分运动、设计排水系统以及水文模型等方面都非常重要。
渗透系数的单位通常是长度/时间，例如米/小时。
土壤渗透系数受到多种因素的影响，包括土壤类型、土壤湿度、土壤结构、土壤有机质含量等。
以下是一些常见的影响土壤渗透系数的因素：
1.土壤类型：不同类型的土壤具有不同的渗透性。
例如，沙土通常比黏土具有更高的
渗透性。
2.土壤湿度：土壤湿度越高，通常渗透系数越低。
当土壤已经饱和时，水分很难进一
步渗透。
3.土壤结构：土壤结构影响土壤孔隙度和连通性，从而影响渗透性。
有机质的添加通
常有助于改善土壤结构。
4.土壤有机质含量：有机质的存在可以改善土壤的保水性和透水性，对渗透系数有一
定的影响。
5.土壤压实度：土壤压实度增加会导致孔隙减小，从而影响渗透性。
6.土壤温度：土壤温度的变化也会对渗透系数产生影响。
渗透系数的测定通常使用实地测试、实验室试验或数学模型进行。
在实地测试中，一些常用的方法包括渗透计法、坡度法、单孔法等。
在实验室中，常用的方法包括土柱渗透试验、室内土槽试验等。
数学模型也常用于模拟和预测渗透系数。
地质参数确定方法
水文地质参数确定方法水文地质参数，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。
表征岩石(土)的水文地质性能的数量指标。
是供水水文地质勘察中进行水文地质计算和地下水资源评价的数据。
表征岩土储存、释出和输运水、溶质或热的特性的定量指标。
水文地质参数主要包括渗透系数、导水系数、释水系数、压力传导系数、越流系数、降水入渗系数、给水度、影响半径和弥散系数等。
常用的水文地质参数有下列各种：1、渗透系数，又称水力传导系数，是水力坡度为1时，地下水在介质中的渗透速度。
为表征介质导水能力的重要水文地质参数。
渗透系数不仅与介质性质有关，还与在介质中运动的地下水的粘滞系数、比重及温度等物理性质有关。
根据达西定律：V＝－KH／I式中，V为渗透速度；H为地下水水头；I为渗透距离；K为介质的渗透系数，量纲为（L／T）。
其与渗透率的关系为K＝r?k／μ（K为渗透系数；k为渗透率；r为地下水的比重；μ为地下水动力粘滞系数）。
从关系式中可知渗透系数与水的粘滞系数成反比，而后者随温度的升高而减小，因此，渗透系数随温度的升高而增大。
在地下水温度变化较大时，应作相应的换算。
在地下水矿化度显著增高时，水的比重和粘滞系数均增大，渗透系数则随之而变化。
在这种情况下，一般采用与液体性质无关的渗透率较为方便。
渗透系数是水力坡度为1时，水在介质中的渗透速度(以m／d表示)。
是描述地下水在岩石(土)中导水性能的重要参数。
又称水力传导系数。
渗透系数的大小由岩石(土)中连通的孑L隙大小决定。
岩石(土)中的孔隙大，则其渗透系数也大。
同时渗透系数还与地下水在岩石(土)中运动时所溶物质、粘滞度、密度和温度等物理性质有关。
由于地下水的密度和粘滞度等变化极小，对这些因素的变化常忽略不计。
水文地质计算K、R值公式选择
水文地质计算K 、R 值公式选择一、 承压水完整井K 值计算 1、承压完整井rR S M Q K lg 366.0⋅= 裘布依2、承压完整井有一个观测孔3、承压完整孔二、 承压水非完整井K 值计算 1、承压非完整井 SM QK ⋅=π2 用于潜水时将M 换成H2、承压水非完整井（井壁进水）式中r —过滤器半径，长度L<0.3m3、承压水非完整井（井壁、井底进水）4、 承压水非完整孔（GB50027—规范）当M>150r, L/M>1时三、 潜水完整井K 值计算 1、实用于潜水—承压水完整井及非完整井2、潜水完整井()rRS S H Q K lg2733.0-=裘布依3、潜水完整井四、 潜水非完整孔K 值计算 1、潜水非完整孔当1.0,150>>h L r h 时： 式中：H —自然情况下，潜水含水层厚度（m ）；h —潜水含水层在自然情况下和抽水时的厚度的平均值（m ）；h —潜水含水层在抽水时的厚度（m ）；Q —抽水孔大降深时的流量（m 3/d ）。
2、潜水非完整孔 五、影响半径计算公式1、 承压水概略计算K S R 10= 吉哈尔特KHIQR 2=凯尔盖 2、潜水概略计算K H S R ⋅=2 对直径大的和单井算出的R 值偏大3μKHtR = 威伯六、 利用观测孔水位下降值计算R值1、承压水完整井、两个观测孔211221lg lg lg S S r S r S R --=裘布依2、潜水完整井注： S 1，S 2—观测孔降深（m ）r 1,r 2—观测孔至抽水孔距离（m ）H —潜水含水层厚度（m ） R —影响半径（m ） t —时间（日）μ—给水度I —地下水水力坡度在2221,h h ∆∆—在2h ∆—lgr 关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值（m 2）。
七、 给水度、释水系数、渗透系数、导水系数、传导系数1、潜水含水层的给水度（μ）：又叫延迟储水系，即水能从岩层中自由流出的能力，数值等于流出的水体积和岩石体积之比。
水文地质计算KR值公式选择
水文地质计算K 、R 值公式选择2、承压水非完整井（井壁进水）K 值计算一、 承压水完整井 1、 承压完整井 K2、 承压完整井有一个观测孔3、 承压完整孔 二、 承压水非完整井K 值计算 1、承压非完整井 Q 03叭Rr裘布依式中r —过滤器半径，长度 L<0.3m3、 承压水非完整井（井壁、井底进水）4、 承压水非完整孔（GB5002—规范）当 M>150r, L/M>1 时三、潜水完整井K 值计算1、 实用于潜水一承压水完整井及非完整井2、 潜水完整井0.733Q 1 R冬七宀Klg裘布依2H S S r用于潜水时将M 换成H3、潜水完整井四、潜水非完整孔K值计算1、承压水概略计算1、潜水非完整孔当h 150r,% 0.1 时：式中：H—自然情况下，潜水含水层厚度（m）;h—潜水含水层在自然情况下和抽水时的厚度的平均值（m）；R 10S K 吉哈尔特2KHI2、潜水概略计算凯尔盖R 2SH K 对直径大的和单井算出的R值偏大威伯h—潜水含水层在抽水时的厚度（m）；Q —抽水孔大降深时的流量（m/d）o六、利用观测孔水位下降值计算R值1、承压水完整井、两个观测孔2、潜水非完整孔lg R S i lga S1S2 lgnS2裘布依五、影响半径计算公式七、给水度、释水系数、渗透系数、导水系数、传导系数注：S i, s—观测孔降深（mr i,r 2—观测孔至抽水孔距离（m）H—潜水含水层厚度（mR—影响半径（m）t —时间（日）—给水度I —地下水水力坡度在h2, h；—在h2—lgr关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值（m）。
1、潜水含水层的给水度（）：又叫延迟储水系，即水能从岩层中自由流出的能力，数值等于流出的水体积和岩石体积之比。
对裂隙岩石，可用裂隙率或岩溶率近似代替给水度。
计算公式：式中：Q c —钻孔抽水稳定之前消耗的全部贮存量（静储量）；v —稳定降落漏斗的体积（m）；H—钻孔抽水前含水层的厚度（m）；h o —抽水稳定时孔内水柱高度（m ；—取决于降落漏斗的形状，畔和2值的系数2、潜水完整井可查河北水文地质手册P552表8-1-24经验值：裂隙灰岩给水度为0.008〜0.12、承压含水层的释水系数（s）叫弹性储水系数：当含水层水头变化一个单位降深时，从单位面积的含水层中释放出来的水量，称弹性储水系数（释水系数）用S表示,（对潜水含水层，储水系数在数值上等于给水度值）。
专门水文地质学复习知识重点
专门水文地质学复习知识重点预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制专门水文地质学复习知识点一、地下水资源的特点：系统性、流动性、可恢复性、可调节性二、水文地质调查的目的:1.查明地下水的形成、赋存和运移特征；2.查明地下水水量、水质的变化规律；3.为地下水资源评价、开发利用、管理和保护以及环境问题防治提供水文地质依据。
三、水文地质调查的任务：1查明地下水的赋存条件；2查明地下水的运动特征；3查明地下水的动态特征；4查明地下水的水文地球化学特征。
四、水文地质调查的方法常用的方法：1.水文地质测绘（地下水资源地面调查）；2.水文地质钻探；3.水文地质物探；4.水文地质(现场)试验；5.地下水动态观测；6.室内分析、鉴定、模拟试验和实验。
新技术与新方法（1）遥感技术（2）同位素技术（3）GIS技术（4）核磁共振技术五、水文地质调查工作的类型：区域水文地质调查、专门性水文地质调查六、区域水文地质调查（1）目的：掌握区域水文地质条件与地下水基本特征，为区域水资源规划、综合利用、水环境保护等奠定基础，为国民经济远景规划或专门性水文地质调查提供具体的水文地质背景资料。
（2）任务：查明区域地下水的基本类型及各类地下水埋藏分布条件，地下水的水量与水质形成条件，地下水资源的概括数量，地下水与区域地表水的关系，以及与区域环境条件的关系。
（3）调查方法的特点：小比例尺（一般小于l：10万），注重以地下水资源与流域及行政区域单元结合划界，应用区域地质、水文、气象、遥感、GIS等技术和资料，采用均衡法进行地下水量概算。
七、专门性水文地质调查（1）目的：为某项具体工程建设项目的设计提供所需要的水文地质资料，同时也可以为地下水某方面研究提供依据。
（2）任务：详查水文地质条件，有针对性地进行某个专门项目或具体亟待解决问题的调查，提供工程项目设计所要求的水文地质资料。
（3）调查方法的特点：比例尺根据工作任务而定，一般要求大于1：5万。
地下水思考题
1）扇形含水层有两条边界，对于某一条边界而言，不仅映出井的像，而且也映出另一条边界的像。这样就要连续映像，直到虚井和虚边界布满整个平面为止；
2）井必须是整数，所以在扇形含水层应用镜像法时，对其夹角有一定的要求，即扇形的夹角θ必须能整除360。当含水层中只有一口实井时，平面上总井数为360/θ；
非均质介质：如果在渗流场中，所有点不都具有相同的渗透系数，则称该岩层是非均质的。
地下水稳定性运动和非稳定性运动；完整井和非完整井；
①地下水稳定运动：是指含水层各要素（如水位、水量、水温、水质等）不随时间的变化而变化.简单说就是水位,源、汇项不随时间变化,没有时间因素.相反就是非稳定运动.
②完整井：贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
②由弱透水层和含水层组成的承压含水系统，含水层之间可通过越流发生联系，将弱透水层称之为越流含水层或半承压含水层。
实井和虚井；孔隙度与有效孔隙度；
①实井：实际的抽水井或注水井。
虚井：虚构的抽（注）水井，用以代替边界的作用。
②孔隙度：是指岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样体积的比值，称为该岩石的总孔隙度，以百分数表示。
hw—井中水柱高度，m；
sw—井中水位降深，m；
Q—抽水井流量，m3/d；
M—含水层厚度，m；
K—渗透系数，m/d；
rw—井半径，m。
对于无限含水层，可以当作似稳定处理，R取从抽水井到明显观测不出水位降深处的径向距离。
但是，对于无限含水层，难以确定R。当有一个观测孔时，可用一个观测孔的水位或降深。
试述抽水井渗出面（水跃）存在的必然性？
hw=H0-s=17.4-3.71=13.69m（2分）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学
§6.2渗透系数和导水系数
渗透系数又称水力传导系数，是描述介质渗透能力的重要水文地质参数。
根据达西公式，渗透系数代表当水力坡度为1时，水在介质中的渗流速度，单位是m/d 或cm/s 。
渗透系数大小与介质的结构（颗粒大小、排列、空隙充填等）和水的物理性质（液体的粘滞性、容重等）有关。
导水系数即含水层的渗透系数与其
厚度的乘积。
其理论意义为水力梯度为1时，通过含水层的单宽流量，常用单位
是m 2/d 。
导水系数只适用于平面二维流和一维流，而在三维流及剖面二维流中无意义。
利用抽水试验资料求取含水层的渗透系数及导水系数方法视具体的抽水试验情况而定，下面就各种情况下的计算公式加以简述，其原理及具体计算步骤可参考地下水动力学相关教材。
一、单孔稳定流抽水试验抽水孔水位下降资料求渗透系数
1. 当Q ～s （或2
h ∆）关系曲线呈直线时， （1）承压水完整孔：r
R
sM Q K ln 2π= (6-9) （2）承压水非完整孔：
当M ﹥150r ，l /M ﹥0.1时， )12.1ln (ln 2r
M
l l M r R sM Q K ππ-+= (6-10) 当过滤器位于含水层的顶部或底部时，)]2.01ln([ln 2r
M
l l M r R sM Q K +-+=π(6-11)
（3）潜水完整孔：r
R h H Q K ln )(22-=π (6-12)
（4）潜水非完整孔： 当h ﹥150r ，l /h ﹥0.1时，)12.1ln (ln )
(2
2r h
l l h r R h H Q K ππ⋅-+-=
(6-13) 图6-2 土壤含水率变化曲线
当过滤器位于含水层的顶部或底部时，)]2.01ln([ln )(2
2r h
l l h r
R h H Q K +-+-=π (6-14)
式中 K —渗透系数（m/d ）； Q —出水量（m 3/d ）； s —水位下降值（m ）；
M —承压水含水层的厚度（m ）；
H —自然情况下潜水含水层的厚度（m ）；
h —潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度的平均值（m ）； h —潜水含水层在抽水试验时的厚度（m ）； l —过滤器的长度（m ）； r —抽水孔过滤器的半径（m ）； R —影响半径（m ）。
2. 当Q ～s （或2
h ∆）关系曲线呈曲线时，采用插值法得出Q ～s 代数多项式，即： n
n Q a Q a Q a s +++= 2
21 (6-15)
式中 a 1、a 2……a n —待定系数。
a 1宜按均差表求得，可相应地将公式中的Q/s 和公式中
的
2
2h
H Q
-以1/ a 1代换，分别进行计算。
3. 当Q s /（或Q h /2
∆）～Q 关系曲线呈直线时，可采用作图截距法求出a 1后，按上
述方法计算。
二、单孔稳定流抽水试验观测孔水位下降资料求渗透系数
当利用观测孔中的水位下降资料计算渗透系数时，若观测孔中的值s （或2
h ∆）在s （或
2h ∆）～r lg 关系曲线上连成直线，可采用下列公式：
1.承压水完整孔：1
221ln )(2r r s s M Q
K ⋅-=
π (6-16)
2.潜水完整孔：122
221ln )
(r r h h Q
K ⋅∆-∆=
π (6-17) 式中 s 1、s 2 —在s ～r lg 关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值（m ）；
21h ∆、2
2h ∆—在2h ∆～r lg 关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值（m 2）；
r 1、s 2 —在s （或2h ∆）～r lg 关系曲线上纵坐标为s 1、s 2（或2
1h ∆、2
2h ∆）的两点
至抽水孔的距离（m ）；
三、在没有补给条件下单孔非稳定流抽水水位下降资料求渗透系数
单孔非稳定流抽水试验，在没有补给条件下，利用抽水孔或观测孔的水位下降资料计算渗透系数时，可采用下列公式：
1. 配线法
（1）承压水完整孔：
)(08.0u W Ms
Q
K =
t
r KM S u 2
4⋅=
（2）潜水完整孔：
)(159.02
u W h Q K ∆=
或
)(08.0u W s h Q
K =
t r KH u 24⋅=μ
t
r h K u 2
4⋅=μ
式中 W(u)—井函数；
S —承压水含水层的释水系数； μ—潜水含水层的给水度。
2. 直线法
当KMt S r 42（或t
h K r 42μ
）<0.01时，可采用公式或下列公式： （1）承压水完整孔：1
212ln )(4t t s s M Q
K ⋅-=
π (6-20)
（2）潜水完整孔：12212
2ln )
(2t t h h Q
K ⋅∆-∆=
π (6-21) 式中 s 1、s 2 —观测孔或抽水孔在s ～t lg 关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值（m ）；
21h ∆、2
2h ∆—观测孔或抽水孔在2h ∆～t lg 关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标
值（m 2）；
r 1、s 2 —在s （或2h ∆）～t lg 关系曲线上纵坐标为s 1、s 2（或21h ∆、2
2h ∆）两点相
应的时间（min ）。
四、有越流补给条件下单孔非稳定流抽水水位下降资料求渗透系数
单孔非稳定流抽水试验中，在有越流补给（不考虑弱透水层水的释放）条件下，利用s ～
t lg 关系曲线上拐点处的斜率计算渗透系数时，可采用下式：
B
r i e m M Q
K /43.2⋅⋅⋅=
π (6-22)
式中 r —观测孔至抽水孔的距离（m ）；
B —越流参数；
m i —s ～t lg 关系曲线上拐点处的斜率。
注：1. 拐点处的斜率，应根据抽水孔或观测孔中的稳定最大下降值的1/2确定曲线的拐点位置及拐点处的水位下降值，再通过拐点作切线计算得出。
(6-18)
(6-19)
2. 越流参数，应根据i
i
B
r B
r m s K e
3
.2/0
/=⋅，从函数表中查出相应的r /B ，然后确定越流参数B 。
五、利用抽水试验水位恢复资料求渗透系数
1. 停止抽水前，若动水位已稳定，可采用公式 计算，式中的m i 值应采用恢复水位的s ～⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛+
T
k
t t 1lg 曲线上拐点的斜率。
2. 停止抽水前，若动水位没有稳定，仍呈直线下降时，可采用下列公式计算： (1)承压水完整孔： )1ln(4T
k t t Ms Q
K +=
π (6-23) (2)潜水完整孔： )1ln()
(222T k t t h H Q
K +-=
π (6-24)
式中 t k —抽水孔从开始到停止的时间（min ）；
t T —抽水停止时算起的恢复时间（min ）； s —水位恢复时的剩余下降值（m ）； h —水位恢复时的潜水含水层的厚度（m ）。
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。