Гидравлическая проводимость пористых материалов: методы определения и факторы влияния
Hydraulic conductivity
Гидравлическая проницаемость: свойство грунтов и горных пород пропускать воду. Зависит от проницаемости, насыщенности и свойств жидкости. Оценка с помощью ПТФ.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Способность воды просачиваться через пористый материал
Ability of water to flow through a porous material
В науке и технике гидравлическая проводимость (K, в единицах СИ – метры в секунду) – это характеристика пористых материалов, почв и горных пород, определяющая легкость, с которой жидкость (обычно вода) может перемещаться через пористое пространство или сеть трещин. Она зависит от собственной проницаемости (k, единица измерения: м) материала, степени насыщения, а также от плотности и вязкости жидкости. Насыщенная гидравлическая проводимость (Ksat) описывает движение воды через насыщенные среды. По определению, гидравлическая проводимость – это отношение объемного расхода к гидравлическому градиенту, которое количественно оценивает способность насыщенной почвы пропускать воду при воздействии гидравлического градиента.
In science and engineering, hydraulic conductivity (K, in SI units of meters per second), is a property of porous materials, soils and rocks, that describes the ease with which a fluid (usually water) can move through the pore space, or fracture network. It depends on the intrinsic permeability (k, unit: m) of the material, the degree of saturation, and on the density and viscosity of the fluid. Saturated hydraulic conductivity, Ksat, describes water movement through saturated media. By definition, hydraulic conductivity is the ratio of volume flux to hydraulic gradient yielding a quantitative measure of a saturated soil's ability to transmit water when subjected to a hydraulic gradient.
Функция педотрансфера
Функция педотрансфера (PTF) — это специализированный эмпирический метод оценки, применяемый главным образом в почвоведении, но всё чаще используемый в гидрогеологии. Существует множество различных методов ПТФ, однако все они направлены на определение свойств почвы, таких как гидравлическая проводимость, на основе нескольких измеренных свойств почвы, например, гранулометрического состава и плотности сложения.
A pedotransfer function (PTF) is a specialized empirical estimation method, used primarily in the soil sciences, but increasingly used in hydrogeology. There are many different PTF methods, however, they all attempt to determine soil properties, such as hydraulic conductivity, given several measured soil properties, such as soil particle size, and bulk density.
Определение экспериментальным подходом
Существуют относительно простые и недорогие лабораторные испытания, которые можно провести для определения гидравлической проницаемости грунта: метод постоянного напора и метод переменного напора.
There are relatively simple and inexpensive laboratory tests that may be run to determine the hydraulic conductivity of a soil: constant head method and falling head method.
Методы in-situ (полевые)
По сравнению с лабораторными методами, полевые методы предоставляют наиболее достоверную информацию о проницаемости грунта с минимальными возмущениями. В лабораторных методах степень нарушений влияет на достоверность определяемого значения проницаемости грунта.
In compare to laboratory method, field methods gives the most reliable information about the permeability of soil with minimum disturbances. In laboratory methods, the degree of disturbances affect the reliability of value of permeability of the soil.
Испытание на насосе
Насосный тест является наиболее надежным методом для определения коэффициента фильтрации грунта. Этот тест подразделяется на испытание при откачке и испытание при нагнетании.
Pumping test is the most reliable method to calculate the coefficient of permeability of a soil. This test is further classified into Pumping in test and pumping out test.