專(zhuān)利名稱：：非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及含水介質(zhì)滲透性的測(cè)量技術(shù)，具體地說(shuō)是一種非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
：在很多情況下，自然界的含水介質(zhì)是非均質(zhì)的，但為了研究問(wèn)題的方便起見(jiàn)，常常在宏觀上把它們近似地概化為均質(zhì)的介質(zhì)來(lái)處理。在一些情況下或?qū)τ谝恍┨厥鈫?wèn)題(例如含水介質(zhì)的堵塞、含水介質(zhì)的水敏感性等)的研究，必須考慮含水介質(zhì)的非均質(zhì)性。目前，在室內(nèi)測(cè)量含水介質(zhì)滲透性的裝置是達(dá)西滲透儀。該裝置主要包括一個(gè)土柱、一個(gè)供水水源、一個(gè)溢水口、一個(gè)出水口、一套濾板和2-3支測(cè)壓管。對(duì)于均質(zhì)的含水介質(zhì)，通過(guò)達(dá)西滲透實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定含水介質(zhì)的滲透系數(shù)，主要包括以下幾個(gè)步驟(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)含水介質(zhì)的密度進(jìn)行分層裝柱；(2)緩慢地濕潤(rùn)土柱，并保持出水口流量或測(cè)壓管之間的水頭差恒定；(3)以不同的或一定的時(shí)間間隔測(cè)定出水的體積，并計(jì)算其流量；(4)采用達(dá)西公式(公式1)計(jì)算含水介質(zhì)的滲透系數(shù)。尺=(公式l)其中，Q為流量；A為過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣e；dH/dx為水力坡度；K為滲透系數(shù)。該方法的特點(diǎn)是試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，操作方便。但是，這種方法只能測(cè)定均質(zhì)含水介質(zhì)的滲透系數(shù)，而無(wú)測(cè)定法非均質(zhì)含水介質(zhì)的滲透系數(shù)。因此，目前亟待研發(fā)一種非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法，可用于對(duì)非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法簡(jiǎn)單，測(cè)定精度高。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法，其特征在于包括如下步驟(1)根據(jù)需要在水平土柱上設(shè)置至少3根測(cè)壓管，并用馬利歐特瓶控制入水端的水位，將填充土柱與定水頭裝置連接，在定水頭條件下，將滲濾液通入土柱中；(2)各測(cè)壓管中的水位穩(wěn)定后，讀取各測(cè)壓管中的水位，同時(shí)測(cè)量一定時(shí)間段內(nèi)流出液的體積，計(jì)算出土柱的滲流量；(3)利用達(dá)西公式，分別分段計(jì)算各滲流單元的滲透系數(shù)；(4)根據(jù)等效滲透性的原理，利用公式2計(jì)算整個(gè)非均質(zhì)含水介質(zhì)的等效滲透系數(shù)；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，Xi為每個(gè)滲流單元的長(zhǎng)度，&為各滲流單元的滲透系數(shù)，Krff為整個(gè)含水介質(zhì)的等效滲透系數(shù)。對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)所述的測(cè)壓管在水平土柱上均勻設(shè)置，測(cè)壓管的間距為5-20cm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是(1)與現(xiàn)有的方法相比，本發(fā)明將非均質(zhì)含水介質(zhì)分為若干個(gè)滲透性相同的、小的滲流單元，從而把非均質(zhì)含水介質(zhì)滲流問(wèn)題用一組均質(zhì)滲流單元來(lái)替代。測(cè)定方法簡(jiǎn)單，測(cè)定精度高。(2)解決了非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性直接測(cè)定的技術(shù)難題，為微觀研究非均質(zhì)含水介質(zhì)滲流問(wèn)題提供了科學(xué)依據(jù)。圖1為本發(fā)明采用的非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參見(jiàn)圖l，本發(fā)明一種非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法實(shí)施方式，包括如下步驟(1)根據(jù)需要在水平土柱上設(shè)置4根測(cè)壓管3，并用馬利歐特瓶控制入水端的水位，將填充土柱2與定水頭裝置1連接，在定水頭條件下，將滲濾液通入土柱2中；(2)各測(cè)壓管3中的水位穩(wěn)定后，讀取各測(cè)壓管3中的水位，同時(shí)測(cè)量一定時(shí)間段內(nèi)流出液的體積，計(jì)算出土柱2的滲流量；(3)利用達(dá)西公式，分別分段計(jì)算各滲流單元的滲透系數(shù)；(4)根據(jù)等效滲透性的原理，利用公式2計(jì)算整個(gè)非均質(zhì)含水介質(zhì)的等效滲透系數(shù)；&#=J''(公式2)其中，Xi為每個(gè)滲流單元的長(zhǎng)度，&為各滲流單元的滲透系數(shù)，Krff為整個(gè)含水介質(zhì)的等效滲透系數(shù)。上述的測(cè)壓管3在水平土柱2上均勻設(shè)置，相鄰測(cè)壓管3的間距為5-20cm。下面為本發(fā)明具體的實(shí)施例[OO36](1)試驗(yàn)材料供試砂樣采集于大沽河下游受咸水入侵危害的潛水含水層。采集砂樣后，自然風(fēng)干、除雜、研碎，并過(guò)2mm篩，然后罐裝儲(chǔ)存。樣品的粒度分析方法是，對(duì)于粒徑大于0.075mm的砂樣采用篩分法，而粒徑小于0.075mm的顆粒采用比重計(jì)法來(lái)測(cè)定，其具體理化性質(zhì)為見(jiàn)表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法，其特征在于，包括如下步驟(1)根據(jù)需要在水平土柱上設(shè)置至少3根測(cè)壓管，并用馬利歐特瓶控制入水端的水位，將填充土柱與定水頭裝置連接，在定水頭條件下，將滲濾液通入土柱中；(2)各測(cè)壓管中的水位穩(wěn)定后，讀取各測(cè)壓管中的水位，同時(shí)測(cè)量一定時(shí)間段內(nèi)流出液的體積，計(jì)算出土柱的滲流量；(3)利用達(dá)西公式，分別分段計(jì)算各滲流單元的滲透系數(shù)；(4)根據(jù)等效滲透性的原理，利用公式2計(jì)算整個(gè)非均質(zhì)含水介質(zhì)的等效滲透系數(shù)；<mrow><msub><mi>K</mi><mi>eff</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></msubsup><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mrow><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></msubsup><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>/</mo><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac></mrow>(公式2)其中，xi為每個(gè)滲流單元的長(zhǎng)度，Ki為各滲流單元的滲透系數(shù)，Keff為整個(gè)含水介質(zhì)的等效滲透系數(shù)。2.按照權(quán)利要求1所述的非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法，其特征在于所述的測(cè)壓管在水平土柱上均勻設(shè)置，測(cè)壓管的間距為5-20cm。全文摘要本發(fā)明提供一種非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的測(cè)定方法，其特點(diǎn)是包括如下步驟(1)根據(jù)需要在水平土柱上設(shè)置至少3根測(cè)壓管，并用馬利歐特瓶控制入水端的水位，將填充土柱與定水頭裝置連接，在定水頭條件下，將滲濾液通入土柱中；(2)各測(cè)壓管中的水位穩(wěn)定后，讀取各測(cè)壓管中的水位，同時(shí)測(cè)量一定時(shí)間段內(nèi)流出液的體積，計(jì)算出土柱的滲流量；(3)利用達(dá)西公式，分別分段計(jì)算各滲流單元的滲透系數(shù)；(4)根據(jù)等效滲透性的原理，利用公式2計(jì)算整個(gè)非均質(zhì)含水介質(zhì)的等效滲透系數(shù)?？捎糜趯?duì)非均質(zhì)含水介質(zhì)滲透性的進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法簡(jiǎn)單，測(cè)定精度高，為非均質(zhì)含水介質(zhì)的滲透性的時(shí)空變化的研究提供新思路。文檔編號(hào)G01N15/08GK101788450SQ201010106990公開(kāi)日2010年7月28日申請(qǐng)日期2010年2月1日優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日發(fā)明者周駿,宋帥,張俊杰,李永霞,林國(guó)慶,鄭西來(lái)申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)