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滲流速度
流體通過(guò)巖層橫截面積的速度
多孔介質(zhì)中，流體通過(guò)整個(gè)巖層橫截面積的流動(dòng)速度叫做滲流速度；或滲流速度代表單位橫截面積通過(guò)的比流量。滲流速度等于連續流體真實(shí)速度與孔隙度的乘積。由于流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)非常復雜，細致地研究流體在其中的流動(dòng)是非常復雜、非常困難的，因此當前普遍的研究方法都是假想流體充滿(mǎn)整個(gè)多孔介質(zhì)的空間，包括固體骨架所占據的空間，通過(guò)定義滲透率、孔隙率來(lái)表達其與真正純流體特征的區別。這時(shí)，這種假想的流體通過(guò)整個(gè)過(guò)流截面的流速就被稱(chēng)為滲流速度。
基本信息
| 外文名 | seepage velocity |
基本介紹
滲流是指流體在多孔介質(zhì)（如巖層）中的流動(dòng)。由于組成多孔介質(zhì)的裂縫和孔隙的微觀(guān)結構極其復雜而又很不規則，通常在研究滲流問(wèn)題時(shí)只是從宏觀(guān)上采用統計學(xué)方法，即主要研究滲流截面（與流體流動(dòng)方向垂直的地層截面）上流體流動(dòng)的平均流速和壓力，而不是研究個(gè)別裂縫和孔隙中流動(dòng)的情況。
滲流速度是滲流流量與過(guò)水斷面面積的比值。計算時(shí)，把在巖土空隙中運動(dòng)的真實(shí)水流假想為充滿(mǎn)整個(gè)滲流區（包括空隙和巖土顆粒）的連續穩定和均勻的水流。它的流量與通過(guò)同一斷面空隙的真實(shí)水流的流量相等，它在斷面上的水頭和阻力與真實(shí)水流的水頭和阻力相等?？梢酝ㄟ^(guò)以下公式計算：
滲流速度
滲流速度
式中：滲流截面積A包括孔隙面積和顆粒面積；Q為通過(guò)截面的體積流量。滲流速度V是一假想速度，它相當于地層內沒(méi)有孔隙介質(zhì)，流體充滿(mǎn)整個(gè)地層周界流動(dòng)時(shí)得到的速度。實(shí)際上，流體流動(dòng)時(shí)僅通過(guò)截面A的孔隙部分φA（φ為孔隙度）。真實(shí)速度 應為：
滲流速度
有關(guān)術(shù)語(yǔ)
滲透系數
滲透系數又稱(chēng)水力傳導系數（hydraulic conductivity)。在各向同性介質(zhì)中，它定義為單位水力梯度下的單位流量，表示流體通過(guò)孔隙骨架的難易程度，表達式為：κ=kρg/η，式中k為孔隙介質(zhì)的滲透率，它只與固體骨架的性質(zhì)有關(guān)，κ為滲透系數；η為動(dòng)力粘滯性系數；ρ為流體密度；g為重力加速度。在各向異性介質(zhì)中，滲透系數以張量形式表示。滲透系數愈大，巖石透水性愈強。強透水的粗砂礫石層滲透系數>10米/晝夜；弱透水的亞砂土滲透系數為1～0.01米/晝夜；不透水的粘土滲透系數<0.001米/晝夜。據此可見(jiàn)土壤滲透系數決定于土壤質(zhì)地。滲透系數K是綜合反映土體滲透能力的一個(gè)指標，其數值的正確確定對滲透計算有著(zhù)非常重要的意義。影響滲透系數大小的因素很多，主要取決于土體顆粒的形狀、大小、不均勻系數和水的粘滯性等，要建立計算滲透系數k的精確理論公式比較困難，通?？赏ㄟ^(guò)試驗方法，包括實(shí)驗室測定法和現場(chǎng)測定法或經(jīng)驗估算法來(lái)確定k值。
水力坡度是指沿水流方向上單位滲透途徑上的水頭損失。地下水在運動(dòng)過(guò)程中要克服摩擦阻力，不斷消耗機械能，產(chǎn)生水頭損失，沿流線(xiàn)方向水頭損失最大，水頭值下降最快，水頭線(xiàn)永遠是一條下降的曲線(xiàn)，水頭線(xiàn)上某點(diǎn)的曲率，即為該點(diǎn)的水力梯度?；蛘哒f(shuō)水力梯度就是沿地下水流方向上單位滲透途徑上的水頭損失。在土力學(xué)或水力學(xué)中，滲透系數、潛蝕破壞等都與水力梯度有著(zhù)十分密切的關(guān)聯(lián)。
滲流速度對多孔介質(zhì)中懸浮顆粒影響
多孔介質(zhì)中懸浮顆粒遷移特性的研究在地下污染物擴散、核廢料處置、石油開(kāi)采、地下水回灌和水工結構的內部侵蝕破壞等方面有很重要的研究意義。過(guò)去人們認為，在地下滲流環(huán)境中污染物只能通過(guò)液體和氣體進(jìn)行傳輸，近幾十年的研究發(fā)現污染物也可吸附在細小顆粒上隨水流進(jìn)行流動(dòng)。地下環(huán)境中大量賦存的黏土礦物、氧化物和腐殖質(zhì)等細小顆粒（直徑<1 μm）由于其特殊的性質(zhì)（比表面積大、吸附特性強、對化學(xué)和物理環(huán)境敏感等）引起了學(xué)術(shù)界廣泛的關(guān)注。細小顆粒對污染物有強烈的吸附作用，并且可以隨水流進(jìn)行流動(dòng)，從而加速了污染物的擴散。滲流速度是影響懸浮顆粒遷移的重要因素，當滲流速度增大時(shí)，作用于懸浮顆粒的水動(dòng)力隨之增大，同時(shí)多孔介質(zhì)中懸浮顆粒的沉積作用逐漸減少，從土柱底部流出的懸浮顆粒的數量增多，所以流出液中懸浮顆粒的濃度峰值逐漸增大。但是，在較大的滲流速度下，懸浮顆粒和孔隙碰撞的機會(huì )增多，與每次試驗時(shí)的水流速度相比的懸浮顆粒相對速度逐漸減小，表現為較大的滲流速度下的懸浮顆粒的濃度峰值所對應的孔隙體積較大。在同一滲流速度下，隨著(zhù)懸浮顆粒中位粒徑的增大，其對應的回收率隨之減小，此時(shí)懸浮顆粒在多孔介質(zhì)中的沉積量逐漸增多。其次，在同一粒徑條件下，滲流速度越大，回收率越大，對應的沉積量越小。但是，滲流速度越小，回收率隨顆粒粒徑的變化范圍越大。
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