Лекции для студентов

Тема 7. Гидрология подземных вод — Водные свойства

Пористость почв и пород определяет важные водные свойства: водопроницаемость, водоотдачу и водоудерживающую способность.

1. Водоудерживающая способность характеризуется влагоемкостью, т. е. тем количеством воды, которое удерживается в почвах и горных поро­дах при определенных условиях. Она выражается в % отноше­нием веса или объема воды, содержащейся в породах, соответст­венно или к весу сухой породы, или к ее объему. В зависимости от степени насыщенности почв и пород водой и тех сил (капил­лярных, адсорбционных), которые удерживают в них воду, влагоемкость подразделяется на несколько категорий. Наиболее часто употребляются следующие понятия:

- полная влагоемкость (ПВ), или водовместимость, характеризуется наибольшим количеством влаги, которое может вмещать порода при полном заполнении всех пор;

- капиллярная влагоемкость (KB) — наибольшее количество капиллярно-подпертой влаги, которое может содержаться в по­роде. Это величина переменная, зависящая от высоты слоя, для которого она определяется, над уровнем свободной воды;

- наименьшая влагоемкость (НВ), или полевая влагоемкость, характеризуется количеством влаги, которое почва или грунт спо­собны удержать в подвешенном состоянии силами капиллярного и адсорбционного действия; соответствует ка­пиллярной подвешенной влаге.

Горные породы подразделяются на:

- сильновлагоемкие — торф, глина, суглинки;

- слабовлагоемкие — мер­гели, мел, рыхлые песчаники, глинистые мелкие пески, лёсс;

- невлагоемкие — крупнообломочные породы: галька, гравий, песок и массивные изверженные и осадочные породы.

Содержание воды в почвах и породах в весовых или объемных единицах на какой-либо момент времени называется естествен­ной влажностью. Обычно естественную влажность выра­жают отношением (в %) веса воды к весу минеральной части породы:

где Р₁ и Р₂ — соответственно вес образца породы до и после высу­шивания.

Влажность почв часто выражают в миллиметрах слоя воды А, содержащейся в почве:

где g — удельный вес почвы; Н — мощность почвенного слоя в сантиметрах. Объем воды слоем 1 мм на площади 1 гектар составит 10 м³.

2. Водоотдача — способность породы, насыщенной водой, отда­вать путем свободного стенания то или иное количество воды. Ха­рактеризуется коэффициентом водоотдачи, т. е. отношением объема стекающей из насыщенной породы воды к объему всей породы, и выражается либо в долях от единицы, либо в процентах.

3. Водопроницаемость — способность породы пропускать че­рез себя воду.

Водопроницаемость и водоотдача зависят от по­ристости, от размера и формы пор породы. Чем больше диаметр пор, тем лучшей водопроницаемостью и большей водоотдачей об­ладают породы.