野外现场渗水试验的目的是测定（）。

野外现场渗水试验的目的是测定（）。

A 、含水层孔隙度

B 、包气带孔隙度

C 、含水层垂向渗透系数

D 、包气带垂向渗透系数

参考答案:

【正确答案：D】

环境水文地质实验是地下水环境现状调查中不可缺少的重要手段，许多水文地质资料皆需通过环境水文地质实验才能获得。其中渗水试验是一种在野外现场测定包气带土层垂向渗透系数的简易方法，在研究地面入渗对地下水的补给时，常需进行此种试验。

渗水试验

渗水试验是一种在野外现场测定包气带土（岩）层垂向渗透性的简易方法。在研究大气降水、灌水、渠水、暂时性表流对地下水的补给量时，常需进行此种试验。

试验方法主要有试坑法、单环法和双环法，其中，前两种方法多用于粗粒岩石和砂性土，后一种方法主要用于粘性土和其他松散岩层。

（1）试坑法：其方法是在试验层中开挖一个截面积不大（0.3～0.5m2）的方形或圆形试坑，不断将水注入坑中，并使坑底的水层厚度保持一定（一般为10cm 厚，图5-11），当单位时间注入水量（即包气带岩层的渗透流量）保持稳定时，则可根据达西渗透定律计算出包气带土层的渗透系数（K），即：

专门水文地质学

其中：

专门水文地质学

式中：Q为稳定渗入流量（m3/d）；V为渗透水流速度（m/d）；ω为渗水坑的底面积，即过水断面面积，m2；I为垂向水力坡度；Hk为包气带岩土层的毛细上升高度（m），可直接测定或用经验数据；Z为渗水坑内水层厚度（m）；L为水从坑底向下渗入的深度（m），可通过试验前在试坑外侧3～4m外和试验后在坑中钻两个小径钻孔取土样，测定其不同深度岩土的含水量（湿度）值的变化，经对比后确定之。

在通常情况下，当渗入水到达潜水面后，Hk=0，又因Z小于L，故由（5-9）式计算求得的水力坡度近似等于1（即I≈1）。于是（5-8）式可写成：

专门水文地质学

（5-10）式说明，在通常条件下，包气带土层的垂向渗透系数（K），实际上等于渗入水在包气带土层中的渗透速度（V），即等于试坑底单位面积上的渗透水量。

由于试坑法直接从试坑中渗水，未考虑渗入水向试坑以外土层中侧向渗入的影响（图5-11），故所求得的K值常常偏大。

（2）环渗法：为了克服试坑法侧向渗水的影响，常采用环渗法，环渗法有单环法和双环法。其中单环法是在试坑中嵌入一个铁环（直径约35.75cm，高一般为0.5m），以减少侧渗，提高精度，双环法的渗水试验装置如图5-12所示，整个装置置于试坑中，装置由内、外圆环及马氏瓶组成。内外环间水体下渗所形成的环状水围幕即可阻止内环水向侧向渗透，使其竖直渗入，以便用内环渗水资料更精确的计算渗透系数（K），马氏瓶为定水头自动给水装置，为防止冲刷，环内还应铺设2cm厚的砾石层。试验时用两瓶分别向内、外环注水，并记录渗水量，直至流量稳定并延续2～4h，即可停止注水，此时通过内环的稳定渗透速度，就是包气带岩石的渗透系数，即K=V。一般双环法的精度高于单环法。

在野外进行渗水试验时，为了说明试验过程和渗透速度的变化情况，一般要求在试验现场绘制渗透速度（V）随时间（t）变化的过程线（图5-13），其稳定后的V值，即为包气带岩土层的渗透系数（K）。

图5-11 试坑渗水试验示意图

图5-12 双环法试坑渗入试验装置图

1—内环；

2、—外环；

3、—自动补充水瓶；

4、—水量标尺（单位为m）

由于水体下渗时常常不能完全排出岩层中的空气，对渗水试验结果有一定影响。

试坑渗水试验

试坑渗水试验是野外测定包气带非饱和松散岩层的渗透系数的一种简易方法。利用这个试验资料研究区域性水均衡以及水库、灌区、渠道渗漏量等都是十分重要的。最常用的是试坑法、单环法和双环法。

试坑法：在松散表层土中挖一圆形试坑，为便于计算坑底的直径可取35.75cm。坑底水平并铺上约2cm厚的砂砾石层作为缓冲层，坑内插上一个小标尺（图13-13），用其控制水层的厚度。试验开始后先往坑内注水，要控制流量连续均衡，并保持坑内水层厚度为一常值，一般不要大于10cm。当注水达到稳定并延续稳定2h，即可结束试验。

单环法：在试坑底嵌入一高为20cm的铁环，其直径可取35.75cm（图13-14）。用单环法可以适当地控制水的侧向扩散，所以试验精度稍好。

图13-13 试坑法渗水试验示意图

图13-14 单环法渗水试验示意图

图13-15 双环法渗水试验示意图

双环法：在试坑底嵌入两个铁环，外环直径可取0.5m，内环直径可取0.25m。试验时同时往内、外铁环内注水（图13-15）控制外环与内环的水柱都保持在同一高度上，并以0.1m为宜。由于外环渗透场的约束作用使内环中的水只能垂向渗入，因而排除了侧向渗流的误差，因此它比试坑法和单环法的精度都高。

复习参考题

1. 井（孔）抽水试验的目的与任务及其基本原理是什么？

2. 稳定流与非稳定流抽水试验在作法和效果方面有何差别？单孔与多孔抽水试验有什么不同？