给水度表达为:潜水水位下降1个单位时,单位底面积饱和含水层柱体在重力作用下释出水的体积。在数值上,给水度等于释出的水的体积与释水的饱和岩土体总体积之比。
表征土或岩石给水能力的重要水文地质参数。又称重力疏干给水度。
给水度表达为:潜水水位下降1个单位时,单位底面积饱和含水层柱体在重力作用下释出水的体积。在数值上,给水度等于释出的水的体积与释水的饱和岩土体总体积之比。
给水度不仅和含水层的岩性有关,而且随潜水埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。松散岩土介质的给水度取决于其矿物成分,以及颗粒大小、磨圆度、级配与分选性等(见表)。
岩石名称 | 给水度 | 岩石名称 | 给水度 |
黏土 | 0 | 中砂 | 0.20~0.35 |
粉质黏土 | 近似于0 | 粗砂 | 0.20~0.30 |
砂质粉土 | 0.08~0.14 | 砾石 | 0.20~0.35 |
粉砂 | 0.10~0.15 | 砂砾石 | 0.20~0.30 |
细砂 | 0.15~0.20 | 卵砾石 | 0.20~0.30 |
给水度与吸附能力成反比,不同矿物成分对水分子的吸附能力不同,进而影响着给水度。给水度还与岩土颗粒有关,颗粒的大小、级配及分选程度影响着空隙的大小,级配愈不均匀,给水度则愈小;颗粒愈小,吸附水量愈多,则给水度愈小。
对于潜水含水层水位波动带,其给水度受毛细水上升高度的影响。潜水位在毛细水上升高度范围内,含水层重力疏干排水过程完成后,土中除保持结合水、孔角毛细水、悬挂毛细水外,还有毛细上升水。因此,重力水疏干过程结束后,含水层实际持水量大于其最大的田间持水量。地下水水位埋深愈浅,保持在其中的毛细上升水量就愈多,则给水度愈小;反之,地下水水位埋深愈大,水位变幅带内毛细上升水就保持得愈少,给水度相应越大。
对于潜水含水层,其给水度可在保持含水层的天然结构的前提下,采用野外试验或室内试验的方法确定,还可利用单孔非稳定流抽水试验过程中,观测孔中的水位下降资料进行计算。①筒测法。使用一种特制的简易测筒,筒内盛入原状土并使之达到水饱和,随后在重力作用下自由排水,测定排出的水量,以推求原状土的给水度。②试坑法。挖掘大小适当的试坑,露出欲求给水度的土层,用环刀采取土样,测定土样的干容重,将试坑内待测土壤泡水一定时间,使其孔隙被水饱和,再舀干余水,采取土样测定重量含水率,将土层用湿物覆盖,防止土层水分蒸发。这时,饱和含水量中的重力水下渗,每隔一定时间取土测定土样的重量含水率,将测得的重量含水率换算成体积含水率;根据体积含水率与时间曲线可得出田间容水度和田间持水度。③非稳定流抽水试验法。根据抽水试验获得的曲线,采用配线法(
)或直线图解法(
),进行解析求出给水度(见图)。④漏斗疏干法。在潜水面平缓、天然地下径流量很小的地区,抽水井所抽出的水主要来自降落漏斗疏干的水量,随着抽水时间的延长,降落漏斗不断扩展,只要将某一时刻以前抽出的水量
,除以该时段的降落漏斗体积
,即可得到给水度
,公式为
,式中,t
为时间。降落漏斗一般为不规则的漏斗形。当观测孔较多时,可根据实测的降落漏斗形状和漏斗范围内降深等值线,计算求取漏斗体积
。