透水性( 渗透性)
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发布时间：2022-05-30 06:18
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时间：2023-10-12 08:50
透水性是指多孔介质能够透过水的性能，表征多孔介质透水性能的定量指标是渗透系数(将在2.2.1中进行介绍)。相互连通的空隙才可以允许水在其中透过。不同多孔介质的透水性能差别很大，透水性越好的多孔介质地下水在其中流动越通畅。影响多孔介质透水性能的因素主要是空隙的大小，其次是空隙的多少，以及空隙通道沿程直径的变化和弯曲程度等。
图1.11 理想圆管与流速
设想水在孔隙通道为理想的圆管内的流动，其纵断面如图1.11所示。在圆管内壁面通常分布有结合水，*部分为重力水。由于吸附在壁面上的结合水对于重力水存在摩擦阻力，以及重力水质点之间存在摩擦阻力，结果靠近壁面的重力水流速最小，中心部分重力水流速最大(图1.11a)。可见，圆管直径越大，重力水流速越大;圆管直径越小，结合水占据的空间越大，实际渗流断面越小，透水性越差(图1.11b)。当圆管直径小于两倍结合水层厚度时，在寻常条件下就不透水了(王大纯等，1995)。粗大的砾石组成的孔隙介质和发育粗大裂隙和溶穴的介质，透水性能好;粘土孔隙充满结合水，一般条件下为不透水的;发育闭合裂隙的沉积岩和结晶岩，其透水性也很差。
如果把孔隙介质中的全部孔隙通道概化为沿某一方向延伸的相互平行的等径圆管，则不难推断，当孔隙度越大时，则圆管通道的数量越多，有效渗透断面越大，透水能力越强;反之，孔隙度越小，有效渗透断面越小，透水能力就越差。可见，在孔隙大小达到一定程度时，介质孔隙度越大，透水性越好。
但是，实际孔隙通道并不是等径圆管，而是直径变化、断面形状复杂且频繁分叉的管道系统(图1.7)。多孔介质的透水能力并不取决于通道的最大直径或平均直径，而在很大程度上取决于通道的最小直径。此外，实际孔隙通道也不是直线，而是弯曲曲折的。孔隙通道越曲折，水质点实际流程就越长，水质点流动克服摩擦阻力所要消耗的能量就越大。分选差的孔隙介质，除了孔隙度小以外，孔隙通道沿程直径变化大且曲折明显，其透水能力往往较差。
多孔介质特别是裂隙介质和岩溶介质，由于裂隙和溶穴发育的不均匀性，不同地点以及同一地点的不同方向的透水性可以存在差异。黄土状亚粘土由于存在垂向裂隙和大孔隙，其垂直方向的透水性好于水平方向;砂岩和页岩呈近似水平互层分布时，整体岩层在水平方向的透水性可以好于垂直方向的透水性。
