地下水污染控制与修复_Part2_基本概念汇总

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1、岩石中的空隙与水分岩石中的岩石类型复杂多样，按岩石形成的自然作用类型，可将它们分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类。岩石空隙是地下水储存的场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，都对地下水的分布和运动具有重要影响。岩石空隙包括：孔隙(松散岩石)、裂隙(坚硬岩石)、溶隙(可溶岩石)。岩石中孔隙体积的多少是影响其储存地下水能力大小的重要因素。孔隙体积的多少用孔隙度(n)来表示，即单位体积岩石(Vb)(包括孔隙在内)中孔隙(Vv)所占的体积。裂隙率(Kf)是指包括裂隙在内的单位体积岩石中裂隙的体积(Vf)。溶穴(隙)的多少以岩溶率来表示。溶穴的体

2、积(Vk)与包括溶穴在内的岩石体积的比值称为岩溶率(Kk)。容水度指岩石能够容纳一定水量的性能。在数量上，可用岩石中所能容纳水的体积与岩石总体积之比（小数或百分数）来表示。含水量常用来说明松散岩石实际保留水分的状况，可分别用重量和体积来表征。松散岩石孔隙中所含水的重量(Gw)与干燥岩石重量(Gs)的比值，称为重量含水量(Wg)松散岩石孔隙中所含水的体积(Vw)与包括孔隙在内的岩石总体积(Vb)之比值，称为体积含水量(Wv)给水度(μ)是指当水位下降1个单位时，从地下水面延伸到地表面的单位面积含水层柱体中，在重力作用下所排出的水的体积。透水性是指岩石允许水透过

3、的能力。岩石透水性的好坏，首先取决于岩石空隙的大小和连通程度，其次与空隙的多少和空隙的形状有关。孔隙度与透水性并没有直接的关系。地下水的赋存地表以下一定深度上存在着连续的具有自由表面的地下水。在该地下水面以上，称为包气带；地下水面以下，称为饱水带岩层按其渗透性可分为透水层和不透水层。含水层(Anaquiferisanundergroundlayerofrock,sand,orgravelthatcontainswaterinsufficientquantitiestosupplyawell)指能够透过并给出相当数量水的岩层，即饱含水的透水层。含水层不但可贮水

4、而且水还可以在其中自由运动。如砾石、砂土、裂隙和溶穴发育的坚硬岩石。隔水层(Aquiclude)是指不能透过并给出水，或是透过与给出的水量微不足道的岩层。还有一种半隔水层或称弱透水层（Anaquitardisanunderground,saturatedzoneoflowpermeablerock,sand,orgravelthatwillnotprovidesignificantquantitiesofwatertoawellorspring.）与含水层相比，它能透过并给出的水量较少，而与隔水层相比它又不是完全不透水，也能透过一定量的水。弱透水层如粉质粘土

5、、粉质砂土等。饱水带中第一个具有自由表面的含水层称为潜水。潜水没有隔水顶板或只有局部的隔水顶板，从潜水面到隔水顶板的含水层成为潜水含水层(Phreaticaquiferorwatertableaquifer)。位于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层称为承压含水层（Aconfinedaquiferisanaquiferwedgedbetweenlayersofrelativelyimpermeablematerialmaterialsandconsequentlyunderpressure.Alsoknowasanartesianaquifer）。承压水指充满

6、于地表以下两个隔水层（或弱透水层）之间的具有承压性质的重力水。上层滞水当包气带存在局部隔水层(弱透水层)时，局部隔水层(弱透水层)上就会积聚具有自由水面的重力水，称为上层滞水。地下水运动的基本规律地下水在岩石空隙中的运动称为渗流（或渗透）。发生渗流的区域称为渗流场。层流是指渗流水质点作有秩序的、互不混杂的运动；紊流是指水的质点作无秩序的、互相混杂的运动。水在渗流场内运动，如果水质点通过空间点时，所有运动要素（水位、流速、流向等）不随时间改变时，称为稳定流(SteadyStateFlow)。运动要素随时间变化的水流运动，称为非稳定流(TransientFlow

7、)。当地下水沿一个方向流动时，即只有一个方向的速度分量（其余方向的分速度为零），这类运动称为一维运动(One-dimensionalFlow)（单向流）；如果地下水的流动有两个方向的分速度，则称为二维运动(two-dimensionalFlow)（平面流）；如果地下水的流动方向沿空间三个坐标轴的分量均不等于零，称为三维运动(three-dimensionalFlow)（空间流）。Darcy定律由于则在Darcy定律中，公式中的v称为渗透流速(渗流速度)(DarcyVelocity,DarcyFlux)。水力梯度J(HydraulicGradient)为沿渗透

8、途径水头损失与相应渗透途径长度的比值。渗透系数K(H