渗透系数
渗透系数(hydraulic conductivity)是指在各向同性介质中,单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,是综合反映土体渗透能力的一个指标,又称水力传导系数,符号为K。
渗透系数正确确定数值对渗透计算有着非常重要的意义,其大小主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等。
基本信息
- 中文名
渗透系数
- 表达式
κ=kρg/η
- 决定于
土壤质地
- 影响因素
主要取决于土体颗粒的形状、大小
- 学科
地质学1
渗透系数
又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大,岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数〉10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地.
意义及计算方法
渗透系数K是综合反映 土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、 不均匀系数和水的 粘滞性等,要建立计算渗透系数K的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法(包括实验室测定法和现场测定法)或经验估算法来确定K值。
测定影响
渗透系数k 是一个代表土的渗透性强弱的定量指标,也是渗流计算时必须用到的一个基本参数。不同种类的土,k 值差别很大。因此,准确的测定土的渗透系数是一项十分重要的工作。
计算方法
渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法,包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。
测定方法
渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
1.实验室测定法
目前在实验室中测定渗透系数 k 的仪器种类和试验方法很多,但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数。 如图:
试验时,在透明塑料筒中装填截面为A,长度为L的饱和试样,打开水阀,使水自上而下流经试样,并自出水口处排出。待水头差△h和渗出流量Q稳定后,量测经过一定时间 t 内流经试样的水量V,则
V = Q*t = ν*A*t
根据达西定律,v = k*i,则
V = k*(△h/L)*A*t
从而得出
k = q*L / A*△h=Q*L /( A*△h)