水文与水资源学
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7.1.5 岩石的水理性质
• 岩石与水接触后表现出的有关性质，即与水分贮 容和运移有关的性质称作岩石的水理性质。它包 括岩石的容水性、给水性、持水性和透水性等。
7.1.5.1容水性
• 容水性是在常压下岩石空隙中能够容纳若干水量的 性能，在数量上以容水度来衡量。容水度（Wn ） 定义为岩石空隙能够容纳水量的体积（ Vn）与岩 石体积（ V）之 比，表达式为：Wn=Vn/V，用百 分数或小数表示。
• 存在于坚硬岩石裂隙和溶隙中的地下水，结合水 及毛细水所占的比例非常小，岩石的给水度可看 作分别等于它们的容水度或空隙度。
7.1.5.4 透水性
• 岩石的透水性是指岩石允许水透过的能力，用渗 透系数（K）表示，渗透系数具有与渗透速度相 同的量纲，即（m／d）或（cm／s）。岩石的渗 透系数越大，渗透性能越好。表7-2是常见松散岩 石的渗透系数参考值。
• 从以上定义中可知，岩石的持水度与给水度之和 等于容水度（或孔隙度），即： Wn=Wr+μ或n=Wr+μ。
图7-3是美国学者D.K.Todd通过实验得出的三者 之间的关系曲线。
• 岩石的给水度与岩石的颗粒大小、形态、排列方 式以及压实程度等有关。均匀沙的给水度可达 30%以上，但大多数冲积含水层的给水度在 10%~20%。给水度是水文地质计算和水资源评 价中很重要的参数，表7-1给出了几种常见松散岩 石的给水度。
• 渗透性好的岩层，不一定都能形成含水层，那些 只能透水而含不住水的岩层称为透水层。在野外 常见到有的岩层空隙大，连通性好，透水性强， 具有很大的泄水能力，但因下部没有托水的隔水 层或水平方向缺乏隔水边界，岩层中却很少含有 地下水。这种岩层称作透水层。
• 透水层与隔水层之间没有严格的界限，一般是用 岩石的渗透系数来区分，将K＜0.001m／d的岩 石划为隔水层，K≥0.001m／d的岩石归入透水层 。
• 岩石透水性能主要取决于岩石空隙的大小和连通程度。设 想一个理想圆管状的纵断面（图7-4）。空隙的边缘上分 布着一般条件下不能运动的结合水，其余为重力水。由于 空隙壁上不运动的结合水对于重力水存在着摩擦阻力，以 及重力水质点之间存在着摩擦阻力，最靠边部的重力水， 流速趋于0，中心部位流速最大。
• 所保持的水不受重力支配，多为结合水和悬挂毛 细水。岩石的持水量多少主要取决于岩石的颗粒 直径和空隙直径的大小，即岩石颗粒越细，空隙 越小，持水度越大。
7.1.5.3 给水性
• 饱和岩石在重力作用下能够自由排出若干水量的 性能称为岩石的给水性。在数量上用给水度来衡 量。给水度（μ）是饱水岩石在重力作用下能排出 水的体积（Vg）与岩石总体积（V）比, μ=Vg/V，用小数或百分数表示。
END
感谢您的关注
谢谢！
• 从定义可知，如果岩石的全部空隙被水所充满， 则容水度在数值上与空隙度相等。但实际上由于 岩石中可能存在一些密闭空隙，或当岩石充水时， 有的空气不能逸出，形成气泡，所以一般容水度 的值小于空隙度。但是对于具有膨胀性的粘土来 说，因充水后体积扩大，容水度可以大于空隙度。
7.1.5.2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水性
• 饱和岩石在重力作用下释水时，在分子力和表面 张力的作用下，能在其空隙中保持一定水量的性 能，称为岩石的持水性。持水性在数量上用持水 度来衡量。持水度（Wr）为饱和岩石经重力排水 后所保持水的体积与岩石体积之比，即Wr=Vr/V 。
• 所以，流速大小与空隙直径有关，空隙直径愈小，结合水 所占的无效空间比例愈大，实际渗透断面就愈小，重力水 所能达到的最大流速便愈小；当空隙直径小于两倍结合水 厚度时，一般条件下，岩石则不能透水。一般说来岩石的 给水性越好，持水性越差，则岩石的透水性能就越好。
• 渗透系数不仅与岩石的性质有关，还与渗透液体 的粘滞性、温度有关。通常情况下，由于水的物 理性质变化不大，可以忽略，因此，可把渗透系 数看成单纯说明岩石渗透性能的参数。
• 岩石与水接触后表现出的有关性质，即与水分贮 容和运移有关的性质称作岩石的水理性质。它包 括岩石的容水性、给水性、持水性和透水性等。
7.1.5.1容水性
• 容水性是在常压下岩石空隙中能够容纳若干水量的 性能，在数量上以容水度来衡量。容水度（Wn ） 定义为岩石空隙能够容纳水量的体积（ Vn）与岩 石体积（ V）之 比，表达式为：Wn=Vn/V，用百 分数或小数表示。
• 存在于坚硬岩石裂隙和溶隙中的地下水，结合水 及毛细水所占的比例非常小，岩石的给水度可看 作分别等于它们的容水度或空隙度。
7.1.5.4 透水性
• 岩石的透水性是指岩石允许水透过的能力，用渗 透系数（K）表示，渗透系数具有与渗透速度相 同的量纲，即（m／d）或（cm／s）。岩石的渗 透系数越大，渗透性能越好。表7-2是常见松散岩 石的渗透系数参考值。
• 从以上定义中可知，岩石的持水度与给水度之和 等于容水度（或孔隙度），即： Wn=Wr+μ或n=Wr+μ。
图7-3是美国学者D.K.Todd通过实验得出的三者 之间的关系曲线。
• 岩石的给水度与岩石的颗粒大小、形态、排列方 式以及压实程度等有关。均匀沙的给水度可达 30%以上，但大多数冲积含水层的给水度在 10%~20%。给水度是水文地质计算和水资源评 价中很重要的参数，表7-1给出了几种常见松散岩 石的给水度。
• 渗透性好的岩层，不一定都能形成含水层，那些 只能透水而含不住水的岩层称为透水层。在野外 常见到有的岩层空隙大，连通性好，透水性强， 具有很大的泄水能力，但因下部没有托水的隔水 层或水平方向缺乏隔水边界，岩层中却很少含有 地下水。这种岩层称作透水层。
• 透水层与隔水层之间没有严格的界限，一般是用 岩石的渗透系数来区分，将K＜0.001m／d的岩 石划为隔水层，K≥0.001m／d的岩石归入透水层 。
• 岩石透水性能主要取决于岩石空隙的大小和连通程度。设 想一个理想圆管状的纵断面（图7-4）。空隙的边缘上分 布着一般条件下不能运动的结合水，其余为重力水。由于 空隙壁上不运动的结合水对于重力水存在着摩擦阻力，以 及重力水质点之间存在着摩擦阻力，最靠边部的重力水， 流速趋于0，中心部位流速最大。
• 所保持的水不受重力支配，多为结合水和悬挂毛 细水。岩石的持水量多少主要取决于岩石的颗粒 直径和空隙直径的大小，即岩石颗粒越细，空隙 越小，持水度越大。
7.1.5.3 给水性
• 饱和岩石在重力作用下能够自由排出若干水量的 性能称为岩石的给水性。在数量上用给水度来衡 量。给水度（μ）是饱水岩石在重力作用下能排出 水的体积（Vg）与岩石总体积（V）比, μ=Vg/V，用小数或百分数表示。
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• 从定义可知，如果岩石的全部空隙被水所充满， 则容水度在数值上与空隙度相等。但实际上由于 岩石中可能存在一些密闭空隙，或当岩石充水时， 有的空气不能逸出，形成气泡，所以一般容水度 的值小于空隙度。但是对于具有膨胀性的粘土来 说，因充水后体积扩大，容水度可以大于空隙度。
7.1.5.2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水性
• 饱和岩石在重力作用下释水时，在分子力和表面 张力的作用下，能在其空隙中保持一定水量的性 能，称为岩石的持水性。持水性在数量上用持水 度来衡量。持水度（Wr）为饱和岩石经重力排水 后所保持水的体积与岩石体积之比，即Wr=Vr/V 。
• 所以，流速大小与空隙直径有关，空隙直径愈小，结合水 所占的无效空间比例愈大，实际渗透断面就愈小，重力水 所能达到的最大流速便愈小；当空隙直径小于两倍结合水 厚度时，一般条件下，岩石则不能透水。一般说来岩石的 给水性越好，持水性越差，则岩石的透水性能就越好。
• 渗透系数不仅与岩石的性质有关，还与渗透液体 的粘滞性、温度有关。通常情况下，由于水的物 理性质变化不大，可以忽略，因此，可把渗透系 数看成单纯说明岩石渗透性能的参数。