us水文地質(zhì)學(xué)巖石中的隙與水分

1、水體水體水量水量（km3）%地表地表水水海洋水海洋水1 338 000 000 96.54冰川、冰蓋及永久積雪冰川、冰蓋及永久積雪24 064 100 1.74湖泊水湖泊水176 400 0.0127沼澤水沼澤水11 470 0.0008河流水河流水2 120 0.0002地下地下水水重力水重力水（飽水帶水）（飽水帶水）23 400 000 1.69土壤水（包氣帶水）土壤水（包氣帶水）16 500 0.0012地下冰（永久凍土帶固態(tài)水）地下冰（永久凍土帶固態(tài)水）300 000 0.0216大氣水大氣水12 900 0.0009生物水生物水1 120 0.0001合計(jì)合計(jì)1 385 984 61

2、0 100表表1-1 地球淺部層圈水的分布地球淺部層圈水的分布第一章第一章 地球上的水及其循環(huán)地球上的水及其循環(huán)第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1 巖石中的空隙巖石中的空隙意義意義：巖石空隙是地下水：巖石空隙是地下水儲(chǔ)存場(chǎng)所儲(chǔ)存場(chǎng)所和和運(yùn)動(dòng)通道運(yùn)動(dòng)通道。空隙的?？障兜亩喽嗌?、大小、形狀、連通情況和分布規(guī)律少、大小、形狀、連通情況和分布規(guī)律，對(duì)地下水的，對(duì)地下水的分布分布和和運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)具有重要影響。具有重要影響。松散巖石中的松散巖石中的孔隙孔隙分類(lèi)分類(lèi)：將巖石空隙作為地下水：將巖石空隙作為地下水儲(chǔ)存場(chǎng)所儲(chǔ)存場(chǎng)所和和運(yùn)動(dòng)通道運(yùn)動(dòng)通道研究時(shí)，研究時(shí)，可分為可分為三類(lèi)三類(lèi)，即：，即

3、：可溶巖石中的可溶巖石中的溶穴溶穴堅(jiān)硬巖石中的堅(jiān)硬巖石中的裂隙裂隙1.分選良好，排列分選良好，排列疏松疏松的砂；的砂；2.分選良好，排分選良好，排列列緊密緊密的砂的砂3.分選不良的，分選不良的，含泥、含泥、砂砂的礫石；的礫石；4.經(jīng)過(guò)部分經(jīng)過(guò)部分膠結(jié)膠結(jié)的砂巖的砂巖5.5.具有具有結(jié)構(gòu)性孔隙結(jié)構(gòu)性孔隙的的粘土粘土6.6.經(jīng)過(guò)壓密的粘土經(jīng)過(guò)壓密的粘土7.7.具有具有裂隙裂隙的巖石的巖石8.8.具有具有溶隙溶隙及及溶穴溶穴的可的可溶巖溶巖巖石中的各種空隙巖石中的各種空隙第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1.1 孔隙孔隙 定義定義：松散巖石是由大小不等的顆粒組成的，：松散巖石是由

4、大小不等的顆粒組成的，顆粒或顆?；蝾w顆粒集合體粒集合體之間的之間的空隙空隙，稱(chēng)為孔隙。，稱(chēng)為孔隙。意義意義：孔隙：孔隙體積的多少體積的多少是影響巖石儲(chǔ)容地下水能力大小是影響巖石儲(chǔ)容地下水能力大小的重要因素。的重要因素。孔隙度孔隙度：指某一體積巖石（包括孔隙在內(nèi)）中孔隙體積：指某一體積巖石（包括孔隙在內(nèi)）中孔隙體積所占的比例。所占的比例。%100 vvnvvnnn或 其中，其中，n n 表示巖石的表示巖石的孔隙度孔隙度，v v 表示表示包括孔隙在內(nèi)的包括孔隙在內(nèi)的巖石體積巖石體積，v vn n 表示表示巖石中孔隙的體積巖石中孔隙的體積。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1.1

5、 孔隙孔隙 次生孔隙次生孔隙：在碳酸鹽巖層中，除粒間孔隙或晶粒間孔隙：在碳酸鹽巖層中，除粒間孔隙或晶粒間孔隙所構(gòu)成的所構(gòu)成的原生孔隙外原生孔隙外，還有由，還有由孔洞、裂隙、白云巖化所構(gòu)孔洞、裂隙、白云巖化所構(gòu)成成的次生孔隙。的次生孔隙。顆粒形狀顆粒形狀結(jié)構(gòu)孔隙結(jié)構(gòu)孔隙：粘性土顆粒表面帶：粘性土顆粒表面帶有的電荷，在沉積過(guò)程中粘粒聚有的電荷，在沉積過(guò)程中粘粒聚合，構(gòu)成顆粒集合體，形成直徑合，構(gòu)成顆粒集合體，形成直徑比顆粒本身還大的結(jié)構(gòu)孔隙。比顆粒本身還大的結(jié)構(gòu)孔隙。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1.1 孔隙孔隙 孔隙度的影響因素孔隙度的影響因素： 孔隙度的大小主要取決于孔

6、隙度的大小主要取決于分選程度分選程度及及顆粒排列顆粒排列情況，情況，另外另外顆粒形狀顆粒形狀及及膠結(jié)充填情況膠結(jié)充填情況也影響孔隙度。對(duì)于粘性土，也影響孔隙度。對(duì)于粘性土，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及及次生孔隙次生孔隙常是影響孔隙度的重要因素。常是影響孔隙度的重要因素。巖石名稱(chēng)巖石名稱(chēng)礫石礫石砂砂粉砂粉砂粘土粘土孔隙度孔隙度變化區(qū)間變化區(qū)間25%40%25%50%35%50%40%70%松散巖石孔隙度參考數(shù)值松散巖石孔隙度參考數(shù)值 第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.1.2 裂隙裂隙 固結(jié)的固結(jié)的堅(jiān)硬巖石堅(jiān)硬巖石，包括沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖，一般，包括沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖，一般不存在或只保留

7、一部分顆粒之間的孔隙，而主要發(fā)育不存在或只保留一部分顆粒之間的孔隙，而主要發(fā)育各各種應(yīng)力作用下種應(yīng)力作用下巖石破裂變形產(chǎn)生的巖石破裂變形產(chǎn)生的裂隙裂隙。成巖成巖裂隙裂隙構(gòu)造構(gòu)造裂隙裂隙風(fēng)化風(fēng)化裂隙裂隙裂隙率裂隙率：體體裂隙率、裂隙率、面面裂隙率、裂隙率、線(xiàn)線(xiàn)裂隙率裂隙率卸荷卸荷裂隙裂隙第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分 野外研究裂隙時(shí)，應(yīng)注意測(cè)定裂隙的野外研究裂隙時(shí)，應(yīng)注意測(cè)定裂隙的方向方向、寬度寬度、延伸長(zhǎng)延伸長(zhǎng)度度、充填情況充填情況等。因?yàn)檫@些都對(duì)等。因?yàn)檫@些都對(duì)地下水的運(yùn)動(dòng)地下水的運(yùn)動(dòng)具有重要影響。具有重要影響。2.1.3 溶穴溶穴 可溶的沉積巖，如巖鹽、石膏、石灰?guī)r和白

8、云巖等，在地可溶的沉積巖，如巖鹽、石膏、石灰?guī)r和白云巖等，在地下水溶蝕下會(huì)產(chǎn)生空洞，這種空隙稱(chēng)為下水溶蝕下會(huì)產(chǎn)生空洞，這種空隙稱(chēng)為溶穴溶穴（隙）。（隙）。巖溶率巖溶率錄像錄像圖片圖片第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分 孔隙、裂隙、溶穴不是獨(dú)立存在。自然界巖石中空隙孔隙、裂隙、溶穴不是獨(dú)立存在。自然界巖石中空隙的發(fā)育狀況遠(yuǎn)較上面所說(shuō)的復(fù)雜。的發(fā)育狀況遠(yuǎn)較上面所說(shuō)的復(fù)雜。總結(jié)與比較總結(jié)與比較 松散巖石松散巖石固然以固然以孔隙為主孔隙為主，但某些，但某些粘土粘土干縮后干縮后可產(chǎn)生可產(chǎn)生裂隙裂隙，而這些裂隙的水文地質(zhì)意義，甚至，而這些裂隙的水文地質(zhì)意義，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其原有的孔隙。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超

9、過(guò)其原有的孔隙。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分 因此，在研究巖石空隙時(shí)，必須注意觀察，收集實(shí)際因此，在研究巖石空隙時(shí)，必須注意觀察，收集實(shí)際資料，在事實(shí)的基礎(chǔ)上分析資料，在事實(shí)的基礎(chǔ)上分析空隙空隙的的形成原因形成原因及及控制因素控制因素，查明其查明其發(fā)育規(guī)律發(fā)育規(guī)律。 巖石中的空隙，必須以一定方式連接起來(lái)構(gòu)成巖石中的空隙，必須以一定方式連接起來(lái)構(gòu)成空隙、空隙、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)，才能成為地下水有效的，才能成為地下水有效的運(yùn)移通道（）和儲(chǔ)容空間運(yùn)移通道（）和儲(chǔ)容空間和。松散巖石、堅(jiān)硬基巖和可溶巖石中的空隙網(wǎng)絡(luò)具有不和。松散巖石、堅(jiān)硬基巖和可溶巖石中的空隙網(wǎng)絡(luò)具有不同的特點(diǎn)。賦存于不同巖

10、層中的地下水，具有不同的分布同的特點(diǎn)。賦存于不同巖層中的地下水，具有不同的分布與運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。與運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。 孔隙水孔隙水、裂隙水裂隙水和和巖溶水巖溶水固結(jié)程度不高的固結(jié)程度不高的沉積巖沉積巖，往往，往往既有孔隙既有孔隙，又有裂隙又有裂隙?？扇軒r石，由于溶蝕不均一，有的部分可溶巖石，由于溶蝕不均一，有的部分發(fā)育溶穴發(fā)育溶穴，而有，而有的部分則為的部分則為裂隙裂隙，有時(shí)還可保留，有時(shí)還可保留原生的孔隙與裂縫原生的孔隙與裂縫。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.2 巖石中水的存在形式巖石中水的存在形式氣態(tài)水固態(tài)水毛細(xì)水重力水液態(tài)水弱結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水礦物表面結(jié)合水結(jié)合水巖石空隙中的水結(jié)構(gòu)水

11、結(jié)晶水沸石水礦物結(jié)合水中的水骨架巖石地殼中巖石的水”“地殼巖石中存在著以下各種形式的水：地殼巖石中存在著以下各種形式的水：第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.2.1 結(jié)合水結(jié)合水結(jié)合水與重力水結(jié)合水與重力水橢圓形小粒代表水分子，結(jié)合水部橢圓形小粒代表水分子，結(jié)合水部分的水分子帶正電荷一端朝向顆粒分的水分子帶正電荷一端朝向顆粒箭頭代表水分子所受合力方向箭頭代表水分子所受合力方向第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分定義定義：受固相表面的引力受固相表面的引力大于大于水分子自身重力水分子自身重力的那部分水，此的那部分水，此部分水束縛于固相表面，不能在自身重力影響下運(yùn)動(dòng)。

12、部分水束縛于固相表面，不能在自身重力影響下運(yùn)動(dòng)。固相表面的引力固相表面的引力（靜電引力）（靜電引力）：松散巖石的顆粒表面及堅(jiān)硬巖：松散巖石的顆粒表面及堅(jiān)硬巖石空隙壁面均帶有石空隙壁面均帶有電荷電荷，水分子又是，水分子又是偶極體偶極體，由于靜電吸引，由于靜電吸引，固相表面具有吸附水分子的能力。固相表面具有吸附水分子的能力。庫(kù)倫定律庫(kù)倫定律2rqke 離固相表面離固相表面近近的水分子受到的靜電引力的水分子受到的靜電引力大大；隨著；隨著距離增距離增大，引力減弱大，引力減弱，受重力的影響就愈顯著。，受重力的影響就愈顯著。 由于固相表面對(duì)水分子的吸引力自?xún)?nèi)向外逐漸減弱，結(jié)由于固相表面對(duì)水分子的吸引力自?xún)?nèi)

13、向外逐漸減弱，結(jié)合水的物理性質(zhì)也隨之發(fā)生變化。因此，將最接近固相表面合水的物理性質(zhì)也隨之發(fā)生變化。因此，將最接近固相表面的結(jié)合水稱(chēng)為的結(jié)合水稱(chēng)為強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水，其外層稱(chēng)為，其外層稱(chēng)為弱結(jié)合水弱結(jié)合水。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水（又稱(chēng)吸著水）：厚度，不同研究者說(shuō)法不一，（又稱(chēng)吸著水）：厚度，不同研究者說(shuō)法不一，一般認(rèn)為相當(dāng)于幾個(gè)一般認(rèn)為相當(dāng)于幾個(gè)水分子的厚度水分子的厚度；也有人認(rèn)為，可達(dá)幾；也有人認(rèn)為，可達(dá)幾百個(gè)水分子厚度。水分子百個(gè)水分子厚度。水分子排列緊密排列緊密，其密度平均達(dá)，其密度平均達(dá)2g/cm3左右。左右。弱弱結(jié)合水結(jié)合水（又稱(chēng)薄膜水又稱(chēng)薄膜

14、水）：）：處于強(qiáng)結(jié)合水的外層，受到固處于強(qiáng)結(jié)合水的外層，受到固相表面的引力比強(qiáng)結(jié)合水弱，但仍存在相表面的引力比強(qiáng)結(jié)合水弱，但仍存在范德華爾斯引力范德華爾斯引力和和強(qiáng)結(jié)合水最外層水分子的靜電引力的合力的影響，不同學(xué)強(qiáng)結(jié)合水最外層水分子的靜電引力的合力的影響，不同學(xué)者認(rèn)為其者認(rèn)為其厚度厚度為幾十、幾百或幾千個(gè)水分子厚度。為幾十、幾百或幾千個(gè)水分子厚度。 水分子水分子排列排列不如強(qiáng)結(jié)合水規(guī)則和緊密，不如強(qiáng)結(jié)合水規(guī)則和緊密，溶解鹽類(lèi)的能力溶解鹽類(lèi)的能力較低較低。弱結(jié)合水的外層能被植物吸收利用。弱結(jié)合水的外層能被植物吸收利用。水分子厚度水分子厚度：1.92510-9m（認(rèn)為水分子是球體，其直徑）（認(rèn)為水

15、分子是球體，其直徑）第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.2.1 結(jié)合水結(jié)合水 結(jié)合水區(qū)別于普通液態(tài)水的最大特征是結(jié)合水區(qū)別于普通液態(tài)水的最大特征是具有抗剪具有抗剪強(qiáng)度強(qiáng)度，即必須施一定的力方能使其，即必須施一定的力方能使其發(fā)生發(fā)生變形。結(jié)合水變形。結(jié)合水的抗剪強(qiáng)度由內(nèi)層向外層減弱。當(dāng)?shù)目辜魪?qiáng)度由內(nèi)層向外層減弱。當(dāng)施加的外力超過(guò)其施加的外力超過(guò)其抗剪強(qiáng)度時(shí)，外層結(jié)合水發(fā)生流動(dòng)，施加的外力愈大，抗剪強(qiáng)度時(shí)，外層結(jié)合水發(fā)生流動(dòng)，施加的外力愈大，發(fā)生流動(dòng)的水層厚度也加大。發(fā)生流動(dòng)的水層厚度也加大。 剪應(yīng)力剪應(yīng)力（單位：帕斯卡）：物體由于外因（受力）（單位：帕斯卡）：物體由于外因（受力

16、）而變形時(shí)，在物體內(nèi)而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以以抵抗這種外因抵抗這種外因的作用，并的作用，并力圖使物體從變形后的位力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置置回復(fù)到變形前的位置。在所考察的截面某一點(diǎn)單位。在所考察的截面某一點(diǎn)單位面積上的內(nèi)力稱(chēng)為應(yīng)力。同面積上的內(nèi)力稱(chēng)為應(yīng)力。同截面相切截面相切的稱(chēng)為剪應(yīng)力或的稱(chēng)為剪應(yīng)力或切應(yīng)力。切應(yīng)力。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分定義定義：距離固體表面更遠(yuǎn)的那部分水分子，重力對(duì)它：距離固體表面更遠(yuǎn)的那部分水分子，重力對(duì)它的影響的影響大于大于固體表面對(duì)它的吸引力，因而能在自身重固體表面對(duì)它的

17、吸引力，因而能在自身重力影響下運(yùn)動(dòng)，這部分水就是力影響下運(yùn)動(dòng)，這部分水就是重力水重力水。靠近靠近固體表面的那一部分，仍然受到固體引力的影響，固體表面的那一部分，仍然受到固體引力的影響，水分子的排列較為整齊。這部分水在流動(dòng)時(shí)呈水分子的排列較為整齊。這部分水在流動(dòng)時(shí)呈層流層流狀態(tài)，狀態(tài)，而不作而不作紊流紊流運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離固體表面的重力水，不受固體引力的影響，只受固體表面的重力水，不受固體引力的影響，只受重力控制。這部分水在流速較大時(shí)容易轉(zhuǎn)為重力控制。這部分水在流速較大時(shí)容易轉(zhuǎn)為紊流紊流運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.2.2 重力水重力水 紊流紊流：流體力學(xué)中

18、的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，：流體力學(xué)中的一個(gè)術(shù)語(yǔ)， 是指流體從一種穩(wěn)是指流體從一種穩(wěn)定狀態(tài)向另一種穩(wěn)定狀態(tài)變化過(guò)程中的一種定狀態(tài)向另一種穩(wěn)定狀態(tài)變化過(guò)程中的一種無(wú)序狀態(tài)無(wú)序狀態(tài)。具體是指流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)間的慣性力占主要地位，流具體是指流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)間的慣性力占主要地位，流體各質(zhì)點(diǎn)不規(guī)則地流動(dòng)。體各質(zhì)點(diǎn)不規(guī)則地流動(dòng)。 層流層流：當(dāng)流體：當(dāng)流體速度足夠小速度足夠小時(shí)，流體將作時(shí)，流體將作分層平行流分層平行流動(dòng)動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡（一般說(shuō)它隨原始空間坐標(biāo)，流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡（一般說(shuō)它隨原始空間坐標(biāo) x、y、z和時(shí)間和時(shí)間 t 而變）是有規(guī)則的光滑曲線(xiàn)（最簡(jiǎn)單的情形而變）是有規(guī)則的光滑曲線(xiàn)（最簡(jiǎn)單的情形是直線(xiàn)）在流動(dòng)過(guò)

19、程中，相鄰質(zhì)點(diǎn)的軌跡線(xiàn)彼此僅稍有是直線(xiàn)）在流動(dòng)過(guò)程中，相鄰質(zhì)點(diǎn)的軌跡線(xiàn)彼此僅稍有差別，不同流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡線(xiàn)不相互混雜，這樣的流動(dòng)差別，不同流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡線(xiàn)不相互混雜，這樣的流動(dòng)稱(chēng)為層流。稱(chēng)為層流。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.2.3 毛細(xì)水毛細(xì)水第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.2.4 氣態(tài)水、固態(tài)水氣態(tài)水、固態(tài)水固態(tài)水固態(tài)水：巖石的溫度低于：巖石的溫度低于0，空隙中的液態(tài)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)，空隙中的液態(tài)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)水。在水。在高緯度地區(qū)高緯度地區(qū)和和中低緯度的高海拔地區(qū)中低緯度的高海拔地區(qū)，由于氣候寒，由于氣候寒冷，地下都存在著冷，地下都存在著多年凍土多

20、年凍土，其凍結(jié)層上部有地下冰，冰，其凍結(jié)層上部有地下冰，冰層厚度由幾十厘米到三五米不等。有一部分巖石賦存其中層厚度由幾十厘米到三五米不等。有一部分巖石賦存其中的地下水的地下水多年中保持固態(tài)多年中保持固態(tài)，這就是所謂的多年凍土。，這就是所謂的多年凍土。 地球上多年凍土面積有地球上多年凍土面積有3500萬(wàn)平方千米，水量約占地球萬(wàn)平方千米，水量約占地球總水量的萬(wàn)分之二。在我國(guó)，凍土主要分布在東北及青藏總水量的萬(wàn)分之二。在我國(guó)，凍土主要分布在東北及青藏高原。高原。氣態(tài)水氣態(tài)水：在在包氣帶包氣帶空隙中存在著氣態(tài)水。氣態(tài)水可以隨空空隙中存在著氣態(tài)水。氣態(tài)水可以隨空氣流動(dòng)而流動(dòng)。另外，即使空氣不流動(dòng)，它也能

21、從水汽壓氣流動(dòng)而流動(dòng)。另外，即使空氣不流動(dòng)，它也能從水汽壓力（絕對(duì)濕度）大的地方向小的地方遷移。氣態(tài)水在一定力（絕對(duì)濕度）大的地方向小的地方遷移。氣態(tài)水在一定溫度、壓力條件下，與液態(tài)水相互轉(zhuǎn)化，兩者之間保持動(dòng)溫度、壓力條件下，與液態(tài)水相互轉(zhuǎn)化，兩者之間保持動(dòng)平衡。平衡。 第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3 與水的儲(chǔ)容及運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì)與水的儲(chǔ)容及運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì) 巖石巖石空隙空隙的的多少多少、大小大小、連通程度連通程度及其及其分布的均勻分布的均勻程度程度，都對(duì)其儲(chǔ)容、滯留、釋出以及透過(guò)水的能力有影，都對(duì)其儲(chǔ)容、滯留、釋出以及透過(guò)水的能力有影響。響。2.3.1 容水度容

22、水度定義定義：容水度是指巖石：容水度是指巖石完全飽水完全飽水時(shí)所能容納的最大的水時(shí)所能容納的最大的水體積與巖石總體積的比值。體積與巖石總體積的比值。 一般說(shuō)來(lái)容水度在數(shù)值上與孔隙度（裂隙率、巖溶一般說(shuō)來(lái)容水度在數(shù)值上與孔隙度（裂隙率、巖溶率）相當(dāng)。但是對(duì)于具有率）相當(dāng)。但是對(duì)于具有膨脹性的粘土膨脹性的粘土，充水后體積擴(kuò)，充水后體積擴(kuò)大，容水度可大于孔隙度。大，容水度可大于孔隙度。 第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.2 含水量含水量 含水量含水量說(shuō)明松散巖石實(shí)際保留水分的狀況。說(shuō)明松散巖石實(shí)際保留水分的狀況。 重量含水量重量含水量：松散巖石孔隙中所含的水量（：松散巖石孔隙

23、中所含的水量（gw）與干燥巖）與干燥巖石重（石重（gs）的比值）的比值%100gsgwwg體積含水量體積含水量：含水體積（：含水體積（vw）與包括孔隙在內(nèi)的巖石體積）與包括孔隙在內(nèi)的巖石體積（v）的比值的比值%100vvwwv若水的若水的比重比重為為1，巖石的干容重（單位體積干土的重）為，巖石的干容重（單位體積干土的重）為重量含水量與體積含水量的關(guān)系重量含水量與體積含水量的關(guān)系awvwg第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.2 含水量含水量飽和含水量飽和含水量ws：孔隙充分飽水時(shí)的含水量：孔隙充分飽水時(shí)的含水量飽和差飽和差：飽和含水量與實(shí)際含水量之間的差值：飽和含水量與實(shí)際

24、含水量之間的差值飽和度飽和度：實(shí)際含水量與飽和含水量之比：實(shí)際含水量與飽和含水量之比 比比重重：也稱(chēng)：也稱(chēng)相對(duì)密度相對(duì)密度，固體和液體的比重是該物質(zhì)的，固體和液體的比重是該物質(zhì)的密度與在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，密度與在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，3.98時(shí)時(shí)純純h2o的密度（的密度（999.972 kg/m3）的比值。氣體的比重是指該氣體的密度與標(biāo)準(zhǔn)狀況）的比值。氣體的比重是指該氣體的密度與標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣密度的比值。液體或固體的比重說(shuō)明了它們?cè)诹硪幌驴諝饷芏鹊谋戎?。液體或固體的比重說(shuō)明了它們?cè)诹硪环N流體中是下沉還是漂浮。種流體中是下沉還是漂浮。 比重是無(wú)量綱量，即比重是無(wú)單位的值，一般情形下比重是無(wú)量綱量，即比重是無(wú)單位

25、的值，一般情形下隨溫度、壓力而變。密度是有量綱的量，比重是無(wú)量綱的隨溫度、壓力而變。密度是有量綱的量，比重是無(wú)量綱的量。量。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.3 給水度給水度定義定義：我們把地下水位下降一個(gè)單位深度，從地下水位：我們把地下水位下降一個(gè)單位深度，從地下水位延伸到地表面的單位水平面積巖石柱體，延伸到地表面的單位水平面積巖石柱體， 在重力作用下在重力作用下釋出的水的體積，釋出的水的體積， 稱(chēng)為給水度稱(chēng)為給水度 。 例如，地下水位下降例如，地下水位下降 2m，1m2水平面積巖石柱體，在重力作水平面積巖石柱體，在重力作用下釋出的水的體積為用下釋出的水的體積為0.2

26、m3（相當(dāng)于水柱高度（相當(dāng)于水柱高度0.2m），則給水），則給水度為度為 0.1或或 10。影響因素影響因素：對(duì)于均質(zhì)的松散巖石，給水度的大小與：對(duì)于均質(zhì)的松散巖石，給水度的大小與巖性巖性、初始地下水位埋藏深度初始地下水位埋藏深度以及以及地下水位下降速率地下水位下降速率等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。單位單位體積體積飽水飽水巖石體在重力作用下自由釋出的水的體積巖石體在重力作用下自由釋出的水的體積第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.3 給水度給水度巖性巖性對(duì)給水度的影響主要表現(xiàn)為對(duì)給水度的影響主要表現(xiàn)為空隙的大小與多少空隙的大小與多少。 例如，例如，顆粒顆粒粗粗大大的的松散松散巖石

27、，巖石，裂隙裂隙比較寬比較寬大大的堅(jiān)硬的堅(jiān)硬巖石，以及具有溶穴的巖石，以及具有溶穴的可溶巖可溶巖，空隙寬大空隙寬大，重力釋水時(shí)，重力釋水時(shí)，滯留滯留于巖石空隙中的于巖石空隙中的結(jié)合水結(jié)合水與與孔角毛細(xì)水較少孔角毛細(xì)水較少， 理想條理想條件下給水度的值接件下給水度的值接近孔近孔隙度、隙度、 裂隙率與巖溶率。裂隙率與巖溶率。 相反，相反，若若空隙細(xì)小空隙細(xì)?。ㄈ缯承酝粒?，重力釋水時(shí)大（如粘性土），重力釋水時(shí)大部分水以結(jié)合水與懸掛毛細(xì)水形式滯留于空隙中，給部分水以結(jié)合水與懸掛毛細(xì)水形式滯留于空隙中，給水度往往很小。水度往往很小。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.3 給水度給水

28、度當(dāng)當(dāng)初始地下水位埋初始地下水位埋藏深度藏深度小于小于最大毛細(xì)最大毛細(xì)上升高度時(shí)上升高度時(shí)，地下水，地下水位下降后，重力水的位下降后，重力水的一部分將轉(zhuǎn)化為支持一部分將轉(zhuǎn)化為支持毛細(xì)水而保留于地下毛細(xì)水而保留于地下水面之上，從而使給水面之上，從而使給水度偏小。水度偏小。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.3 給水度給水度可能的原因可能的原因 1）重力釋水重力釋水并非瞬時(shí)并非瞬時(shí)完成，而往往完成，而往往滯后滯后于水位下于水位下降；降； 2）迅速釋水時(shí)迅速釋水時(shí)大大、小小孔道釋水不同步孔道釋水不同步，大的孔道，大的孔道優(yōu)先釋水，在小孔道中形成優(yōu)先釋水，在小孔道中形成懸掛毛細(xì)水

29、而不能釋出。懸掛毛細(xì)水而不能釋出。地下水位下降速率地下水位下降速率第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.4 持水度持水度定義定義：地下水位下降一個(gè)單位深度，單位水平面積巖：地下水位下降一個(gè)單位深度，單位水平面積巖石柱體反抗重力而保持于巖石空隙中的水量，稱(chēng)作持石柱體反抗重力而保持于巖石空隙中的水量，稱(chēng)作持水度。水度。s 包氣帶包氣帶充分重力釋水而又未受到蒸發(fā)、蒸騰消耗充分重力釋水而又未受到蒸發(fā)、蒸騰消耗時(shí)的含水量稱(chēng)作時(shí)的含水量稱(chēng)作殘留含水量殘留含水量數(shù)值上相當(dāng)于最大的持水?dāng)?shù)值上相當(dāng)于最大的持水度。度。ns 給水度、持水度與孔隙度的給水度、持水度與孔隙度的關(guān)系關(guān)系p影響因素影響

30、因素第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.5 透水性透水性巖石允許水透過(guò)的能力巖石允許水透過(guò)的能力以松散巖石為例，分析以松散巖石為例，分析一個(gè)一個(gè)理想孔隙通道理想孔隙通道中水的運(yùn)動(dòng)情況中水的運(yùn)動(dòng)情況第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.3.5 透水性透水性巖石允許水透過(guò)的能力巖石允許水透過(guò)的能力 圓管狀孔隙通道的縱斷面，孔隙的圓管狀孔隙通道的縱斷面，孔隙的邊緣上邊緣上分布著在尋分布著在尋常條件下不運(yùn)動(dòng)的常條件下不運(yùn)動(dòng)的結(jié)合水結(jié)合水，其余部分是重力水其余部分是重力水。由于附著。由于附著于隙壁的結(jié)合水層對(duì)于重力水，以及重力水質(zhì)點(diǎn)之間存在于隙壁的結(jié)合水層對(duì)于重力水

31、，以及重力水質(zhì)點(diǎn)之間存在著著摩擦阻力摩擦阻力，最近邊緣的重力水流速趨于零，中心部分流，最近邊緣的重力水流速趨于零，中心部分流速最大。速最大。 結(jié)論結(jié)論：孔隙直徑愈小，結(jié)合水所占據(jù)的無(wú)效空間愈大，：孔隙直徑愈小，結(jié)合水所占據(jù)的無(wú)效空間愈大，實(shí)際滲流斷面就愈??；同時(shí)，孔隙直徑愈小，可能達(dá)到的實(shí)際滲流斷面就愈??；同時(shí)，孔隙直徑愈小，可能達(dá)到的最大流速最大流速愈小。愈小。 因此因此，孔隙直徑愈小，透水性就愈差孔隙直徑愈小，透水性就愈差。當(dāng)孔隙直徑小。當(dāng)孔隙直徑小于兩倍結(jié)合水層厚度時(shí)，在尋常條件下就不透水。于兩倍結(jié)合水層厚度時(shí)，在尋常條件下就不透水。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分2.

32、3.5 透水性透水性 把松散巖石中的把松散巖石中的全部孔隙全部孔隙通通道道概化概化為一束相互平行的等徑圓為一束相互平行的等徑圓管，則不難管，則不難推知推知： 當(dāng)當(dāng)孔隙度一定孔隙度一定而而孔隙直徑愈孔隙直徑愈大大， 則圓管通道的數(shù)量愈少，則圓管通道的數(shù)量愈少， 但但有效滲流斷面愈大，有效滲流斷面愈大，透水能力就透水能力就愈強(qiáng)愈強(qiáng)；反之反之，孔隙直徑愈小，透，孔隙直徑愈小，透水能力就愈弱。水能力就愈弱。 由此可見(jiàn)，由此可見(jiàn)，決定透水性好壞的決定透水性好壞的主要主要因素因素是孔隙大??；是孔隙大?。恢挥性诳紫洞笮∵_(dá)到一定程度，孔隙度才對(duì)巖石的透水只有在孔隙大小達(dá)到一定程度，孔隙度才對(duì)巖石的透水性起作用

33、，孔隙度愈大，透水性愈好。性起作用，孔隙度愈大，透水性愈好。第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分b概化為沿程等經(jīng)的圓管概化為沿程等經(jīng)的圓管a孔隙通道原型孔隙通道原型c概化為沿程不等徑圓管概化為沿程不等徑圓管第二章第二章 巖石中的空隙與水分巖石中的空隙與水分 實(shí)際的孔隙通道并不是直徑均一的圓管，而是直徑變實(shí)際的孔隙通道并不是直徑均一的圓管，而是直徑變化、斷面形狀復(fù)雜的管道系統(tǒng)（圖化、斷面形狀復(fù)雜的管道系統(tǒng)（圖a）。巖石的透水能力）。巖石的透水能力并并不取決不取決于平均孔隙直徑（圖于平均孔隙直徑（圖b），而在很大程度上取決），而在很大程度上取決于最小的孔隙直徑（圖于最小的孔隙直徑（圖

34、c）（木桶原理）（木桶原理） 實(shí)際的孔隙通道也不是直線(xiàn)的，而是曲折的（實(shí)際的孔隙通道也不是直線(xiàn)的，而是曲折的（圖圖a）。）?？紫锻ǖ烙鷱澢?，水質(zhì)點(diǎn)實(shí)際流程就愈長(zhǎng)，克服摩擦阻孔隙通道愈彎曲，水質(zhì)點(diǎn)實(shí)際流程就愈長(zhǎng)，克服摩擦阻力所消耗的能量就愈大。力所消耗的能量就愈大?？紫犊紫洞笮〈笮】紫锻ǖ姥爻讨睆降目紫锻ǖ姥爻讨睆降淖兓颓坌宰兓颓坌灶w顆粒粒分分選選程程度度孔孔隙隙度度低面背景簡(jiǎn)約商務(wù)風(fēng)低面背景簡(jiǎn)約商務(wù)風(fēng)ppt模板模板2015logo所涉及提供的ppt模板、ppt圖片、ppt圖表等ppt素材大多 來(lái)自ppt設(shè)計(jì)大師（ppt原創(chuàng)作者個(gè)人）授權(quán)發(fā)布作品、ppt設(shè)計(jì)公司免費(fèi)作品、互聯(lián)網(wǎng)免費(fèi)共享資

35、源精選以及部分原創(chuàng)作品，分享給ppt愛(ài)好者交流學(xué)習(xí) 之用，我們并未授權(quán)您將這些ppt模板、素材、圖片用于任何商業(yè)及其他用途，如果要使用請(qǐng)聯(lián)系原作者并征求作者同意。36372011年年15月份各類(lèi)事故對(duì)比月份各類(lèi)事故對(duì)比分析說(shuō)明：分析說(shuō)明：1. 1月月tzb酯化崗位員工在分層提取時(shí)，未關(guān)閉通往排污池的排污閥，導(dǎo)致酯化崗位員工在分層提取時(shí)，未關(guān)閉通往排污池的排污閥，導(dǎo)致500l料液跑料液跑掉，直接經(jīng)濟(jì)損失掉，直接經(jīng)濟(jì)損失30000元，占總損失元，占總損失77%。2. 3月份月份tzb員工白班交接班不到位，導(dǎo)致在回收車(chē)間的回收酒精操作一晚無(wú)人管，致員工白班交接班不到位，導(dǎo)致在回收車(chē)間的回收酒精操作一

36、晚無(wú)人管，致玻璃冷凝器次日破裂，冰鹽損失玻璃冷凝器次日破裂，冰鹽損失16公分，乙醇損失公分，乙醇損失500kg，直接經(jīng)濟(jì)損失，直接經(jīng)濟(jì)損失6000元，占元，占總損失總損失85%。3. 5月份回收車(chē)間員工燒傷（月份回收車(chē)間員工燒傷（6222元）、倉(cāng)儲(chǔ)員工手壓傷（元）、倉(cāng)儲(chǔ)員工手壓傷（3448元）、元）、sba車(chē)間員工腦車(chē)間員工腦部受傷（部受傷（7330元），元），pla跑料（跑料（5000元）、回收車(chē)間跑冰鹽（元）、回收車(chē)間跑冰鹽（5000元）、中試車(chē)間元）、中試車(chē)間跑冰鹽（跑冰鹽（5000元）。元）。382011年國(guó)內(nèi)事故摘錄年國(guó)內(nèi)事故摘錄1、 2011年5月28日晚上9點(diǎn)31分，位于淄博市桓

37、臺(tái)縣唐山鎮(zhèn)境內(nèi)的山東寶源化工股份有限公司一車(chē)間發(fā)生爆燃事故，造成2人死亡，8人受傷。 2、2011年5月12日1時(shí)40分，位于山西運(yùn)城市鹽湖區(qū)龍居鄉(xiāng)二十里店村的山西三維豐?；び邢薰景l(fā)生火災(zāi)并伴隨小規(guī)模的爆炸。3、2011年5月10日13時(shí)許，位于廣州市黃埔區(qū)的中石化廣州分公司203號(hào)汽油罐灌頂呼吸閥著火爆炸。據(jù)介紹，爆炸事故是由氣泄漏發(fā)生閃燃所致，導(dǎo)致7名施工人員受傷，其中3人傷勢(shì)嚴(yán)重。4、2011年5月2日中午12時(shí)52分，位于浙江省衢州市的巨化集團(tuán)北二道的錦綸廠發(fā)生火災(zāi)，熊熊的火光借著風(fēng)勢(shì)躥到空中達(dá)數(shù)十米之高。衢州消防支隊(duì)接到報(bào)警后，立即調(diào)集市區(qū)三個(gè)消防中隊(duì)以及巨化集團(tuán)專(zhuān)職消防隊(duì)共13輛消防車(chē)100多名官兵展開(kāi)滅火戰(zhàn)斗。5、2011年4月13日22時(shí)12分，黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)喇嘛甸鎮(zhèn)富鑫化工廠非法生產(chǎn)偶氮二異丁腈過(guò)程中發(fā)生爆炸燃燒?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員共計(jì)14人，9人當(dāng)場(chǎng)死亡（6男3女）。6、2011年4月12日凌晨5時(shí)47分，位于榆林錦界工業(yè)園區(qū)的神木化學(xué)工業(yè)公司一期20萬(wàn)噸甲醇裝置因一處管線(xiàn)開(kāi)裂，氫氣泄露，引發(fā)閃爆并起火，事故未造成人員傷亡。392011年國(guó)內(nèi)事故摘錄年國(guó)內(nèi)事故摘錄7、 2011年4月1日晚上20時(shí)35分，位于縉云縣