渗透系数的测定方法主要包括实验室测定和野外现场测定两大类。其中,实验室测定法主要依据"常水头法"和"变水头法"进行。
在实验室中,常水头法是通过保持水头恒定来测量渗透系数k。实验步骤如下:在一个装有饱和试样的透明塑料筒内,水自上而下流动,测得稳定后的水头差△h,流量Q和流出水量V。利用达西定律,通过公式k = QL / A△ht,可计算出渗透系数。这种方法适用于透水性较大的沙性土,而对于粘性土,由于渗透系数小,建议使用变水头法。
变水头法则是水头差随时间变化,例如在带有刻度的玻璃管和U形管中进行。试验开始时,记录起始水头差△h1,经过一段时间后测得终了水头差△h2。根据瞬时达西定律,k = (aL/At) ln(△h1/△h2),其中a为玻璃管断面积,L和A分别为试样长度和断面积。通过水流连续原理,计算得出渗透系数。
扩展资料
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。