Question

岩石的水理性质

Answer 1

岩石空隙的大小、连通程度及其分布的均匀程度，对其储容、滞留、释出、透水能力都有很大的影响。

1.容水度

是指岩石完全饱水时所能容纳最大水的体积（V_n）与岩石总体积（V）之比，用小数或百分数表示。一般来说其数值与孔隙度（岩溶率、裂隙率）相当。膨胀土除外。

生态水文地质学

2.含水量

是描述岩土中实际的含水状态的指标。岩土中所含的水重量（G_w）与干燥岩土重量（G_s）之比称为重量含水量（W_g）：

生态水文地质学

含水的体积（V_w）与包括孔隙在内的岩石体积（V）之比值，称为体积含水量（W_v）：

生态水文地质学

当水的密度为1时，岩石的干密度（单位体积干土重量）为γ_a时，重量含水量与体积含水量之间有：

生态水文地质学

3.持水度

饱水岩石在重力作用下释水后，仍然保持在岩石中的水的体积与岩石体积之比，称为持水度。滞留在岩石中的水有结合水、孔角毛细水或悬挂毛细水。岩土的持水度与颗粒大小有密切关系，大空隙岩石持水度很小，微不足道；而细颗粒岩土中的细颗粒具有较大的比表面积，结合水和毛细水较多，水不容易在重力作用下完全释出，具有较大的持水度，有的粘土的持水度几乎与容水度相等。

4.给水度（μ）

地下水位下降一个单位深度，单位面积岩石柱体中在重力作用下释出水的体积称为给水度，以小数或百分数表示。

给水度是描述岩石给水能力的一个重要水文地质参数，岩石中空隙的多少、空隙大小及地层结构对给水度影响很大。大孔隙的砂砾石层给水能力强，而细颗粒土层虽然含水量较大，但其中的水释出较少，给水能力较弱。尤其是在具有粗细相间结构的地层中，水位下降后，地层中往往出现悬挂毛细水，会降低岩层的给水度。

5.透水性

岩层的透水性是指岩石允许水透过的能力。表征岩石透水性的指标是渗透系数，这一点将在后面讨论，这里仅讨论影响岩石透水的因素。

在松散的孔隙岩石中，水通过岩石中由大小孔隙组成的孔隙网络管道流动。就单一管道而言，管道壁上附着一层不参加运动的结合水层，在孔隙大的条件下，有效孔隙度大，重力水占有较大比例，透水性好。孔隙直径愈小，有效孔隙度相应也小，结合水占有较大比例，而重力水只占很小的比例，因而透水性较差。通常，孔隙的直径越大透水性越好。孔隙大小是透水性好坏的主控因素。在孔隙大小相等的条件下，孔隙度愈大，透水性愈好。颗粒的分选性不仅决定着岩土的孔隙大小，而且还控制着孔隙通道的孔径分布和渗透途径的曲折性。

实际上，孔隙通道是一个孔径变化十分复杂的管道系统，岩石的透水能力并不取决于平均孔隙直径，而在很大程度上取决于最小孔隙直径。水的渗流总是沿水头损失最小的孔隙网络路径流动。