[科普中國]-巖石透水性

介紹

對灰?guī)r、白云巖及之間的過渡灰?guī)r石，在構(gòu)造不發(fā)育、巖溶不發(fā)育的情況下，其本身不透水；其透水性的強弱主要取決于巖石中裂隙的發(fā)育程度及溶蝕化程度，當可溶巖巖體不完整、巖溶發(fā)育強烈時巖石透水性強，反之微弱。因此，對碳酸鹽巖來說，其透水性主要指巖體的透水性。

透水機理巖體的透水性主要取決于結(jié)構(gòu)面的透水性，受原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面以及次生結(jié)構(gòu)面發(fā)育規(guī)律的控制。

(1)原生結(jié)構(gòu)面。如層面或?qū)永砹严兜?，是在巖石形成過程中產(chǎn)生的。在構(gòu)造變動微弱的地臺區(qū)，層面或?qū)永砹严秾r石透水性起著決定性作用。

(2)構(gòu)造結(jié)構(gòu)面。如構(gòu)造裂隙，是巖石受構(gòu)造應(yīng)力作用而產(chǎn)生的裂隙。其特點是延伸遠，成組分布，是水對碳酸鹽巖作用的主要通道。其方向、性質(zhì)及密度，在很大程度上決定于該區(qū)的褶皺與斷裂錯動的關(guān)系，以及巖層的產(chǎn)狀等。在背斜頂部張裂隙帶(常常寬而深)、向斜軸部下方張裂隙帶，以及大型斷裂帶與交匯部位，巖石破碎，或裂隙密集分布，巖石透水性均較好，是巖溶強烈發(fā)育地區(qū)。

(3)次生結(jié)構(gòu)面。如邊坡剪切裂隙、風化裂隙等，由邊坡卸荷與風化作用在邊坡表層或巖石圈上層構(gòu)造裂隙或?qū)永砹严蹲儗捫纬?。這些岸剪裂隙帶、風化裂隙帶巖石透水性亦較強，巖溶較為發(fā)育。

透水性分類巖溶含水層組按巖石可溶性與非可溶巖的組合關(guān)系以及可溶巖或非可溶巖能否構(gòu)成獨立的含水層或具有可靠的隔水性能等劃分為以下5種基本類型：①均勻狀的巖層組合的強巖溶含水層組；②中等巖溶含水層組；③弱巖溶含水層組；④相對隔水層組；⑤可溶巖與非可溶巖為問互狀巖層組合的多層次含水層組。

可溶巖夾非可溶巖、可溶巖與非可溶巖互層、非可溶巖夾可溶巖等3種間互狀巖層組合，當非可溶巖被構(gòu)造、侵蝕、巖溶塌陷等破壞不起隔水層的作用情況下，可單獨構(gòu)成強、中等、弱巖溶含水層組，其類型需視非可溶巖的連續(xù)性與百分含量，以及可溶巖的可溶性強弱來確定。如可溶巖為強可溶巖，非可溶巖不連續(xù)、厚度百分含量小于5%，可定為強巖溶含水層。

巖溶透水層組巖溶透水層組類型與巖溶含水層組類型基本對應(yīng)，一般情況下強巖溶含水層組即為強巖溶透水層組，弱巖溶含水層組即為弱巖溶透水層組。但其差別在于某些巖溶含水層組的透水性具有方向性，即垂直與平行巖層層面方向的透水性能不同，甚至相差懸殊。通常建于水平狀巖溶層組的水庫很有可能發(fā)生滲漏，而且難于治理，而建于巖溶層組傾角陡傾的橫向谷水庫發(fā)生滲漏的可能性相對較小。2

滲透系數(shù)通常以滲透系數(shù)(指 單位時間內(nèi)水透過巖石的距離)來表示透水性的大小。滲透系數(shù)愈大， 巖石透水性愈強，反之，則透水性弱。一般巖石內(nèi)部總有裂隙和孔隙，故不存在絕對不透水的巖石。大多數(shù)巖石透水性不高，且因地而異，差別較大。幾種常見巖石的滲透系數(shù)如下表。3

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在水的重力作用下，巖石內(nèi)容許水流通過的性能。通常用滲透系數(shù)衡量其指標。根據(jù)其大小，將巖石分為強透水、良透水、半透水、弱透水和不透水五類。巖石的透水性是指巖石允許水透過本身的能力。