水位如何测量(打井人如何找到地下水？了解含水介质的水理性质，轻松找水)

Posted 2023-05-30

篇首语：不磨不炼，不成好汉。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了水位如何测量(打井人如何找到地下水？了解含水介质的水理性质，轻松找水)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

水位如何测量(打井人如何找到地下水？了解含水介质的水理性质，轻松找水)

含水层是指贮存有地下水(主要是重力水)并在天然条件或人为条件下，能流出水来的岩石，由于含水岩石大都是呈层状的，所以叫做含水层。

研究含水层，首先必须了解含水介质的水理性质。含水介质的水理性质：岩石与水接触后有关的性质即与水分贮容和运移有关的岩石性质，可称为含水介质的水理性质.它包括容水性和给水性，贮水性和释水性，持水性，透水性以及毛细性等。

贮水性或释水性

上次我们讲述的容水性和给水性对于埋藏不深、厚度不大的潜水(无压水)来说是适合的，但对于埋藏较深的承压含水介质则不适宜。

在早些时候，人们对这点认识不足，以为岩石的压缩性很小，即使有，可压缩性也是在地质年代中早已完成，孔隙的体积已经固化.水的压缩性也很小，可视为不可压缩的。

因此认为从承压含水介质中开采出来的水，是从远方补给区流来的，或从该含水介质上下岩石中，通过顶底板的缺口而流来的。后来人们详细地研究了一些采水的过程，才发现在某些地区弹性释放不可忽略。

例如我国华北平原的深部承压水，距补给区很远，所开采的水量主要来自含水介质的弹性释放.又如据美国迈因策尔和哈德的研究，在南达科他州埃伦代尔地区达科他砂岩中的自流井井群，在38年内平均排水量达3000加仑/分，仅有约500加仑/分来自补给区，而其余的2500加仑/分是由于承压水头降低使支持负载的压力逐渐降低，而从含水介质的弹性贮存中排出来的。

据现代的理论，认为承压含水介质中释放出来的水，除了承压含水介质本身的弹性释放以外，还有来自水的弹性膨胀，以及来源于含水介质内部或其附近粉砂、粘土透镜体与夹层的非弹性压缩而释放出的水.因此，承压含水介质贮存水或从中释放水的性能与潜水或无压水含水介质不同，埋藏愈深，承受压力愈大则差别就愈显著。

衡量承压含水介质贮水性能的数量指标是贮水系数或释水系数，首先是由泰斯在解地下水非稳定运动的微分方程时，对承压含水介质的贮水性能作了定量的解释(1935年)，泰斯的定义是：当水头变化为一个单位时，从单位面积含水介质柱体中释放出来(或存入)的水体积数称为释水(或贮水)系数，它是一个无量纲的参数，常用符号S表示(这与一般的水位降深符号S容易混淆，所以也有用 μ* 表示的).单位厚度含水介质的释水(或贮水)系数称为释水(或贮水)率Ss，量纲为 L⁻¹, 两者的关系是：

S=SsM，这里M为含水介质的厚度。

无压含水介质也有释水性，与其给水性相比是很小的.因为绝大部分的水量是由重力作用从含水介质的贮存中排出来的，仅有极少部分水来源于含水介质的弹性释放和水本身的膨胀，只有巨厚的无压水层才必须考虑它。

大部分承压含水介质的释水系数大约从 10⁻⁵ 变化到 10⁻³, 对于单位厚度的含水介质来说(即贮水率)，大约为 10⁻⁶. 而大部分无压含水介质的给水度约为0.1~0.3之间，平均为0.2.对比起来相差3~4个数量级。

贮水系数的组成可用雅柯布公式(1940年)来表示，假定由承压含水介质顶底板释放出来的水量很小可以忽略不计时，贮水系数S可表示为：

式中θ为孔隙度；γ为单位面积的比重，吨/立方米；b为厚度，米；Ew 为水的体积弹性模量，吨/平方米；Es为承压含水介质固体格架的体积弹性模量，吨/平方米；C为无量纲比值，在非胶结的粒状岩石中该比值为1，在坚硬岩石含水层中，例如在具有管状溶沟的石灰岩中C等于空隙度.对于砂岩，C值变化在孔隙度和1之间，其具体数值与砂岩的胶结程度有关。

贮水系数是水文地质计算中不可少的重要参数之一，一般都要用野外抽水试验来测定.当要求不高时也可以取经验数值。