水力梯度滲透系數(shù)

滲透系數(shù)也稱水力傳導系數(shù)， 是指飽和多孔介質(zhì)單位水力梯度時的滲流速度。滲透系數(shù)不僅取決于巖石的性質(zhì)（如粒度成分、顆粒排列、充填狀況、裂隙性質(zhì)及其發(fā)育程度等， 而且與滲透液體的物理性質(zhì)（容重、黏滯性等） 有關(guān)。滲透系數(shù)可以通過數(shù)值模擬反演以及室內(nèi)實驗等方法求得。實驗室測定滲透系數(shù)可以通過達西定律等方法進行計算。達西定律也稱線性滲透定律， 是研究滲流和介質(zhì)滲透性與水力梯度之間的數(shù)量關(guān)系的重要定律 。一般說來， 根據(jù)達西定律，滲透系數(shù)與水力梯度之間無相關(guān)關(guān)系， 但從一些實驗研究中發(fā)現(xiàn)， 水力梯度在一定的條件下對滲透系數(shù)是有影響的。當水力梯度較小時，隨著水力梯度的增大，滲透系數(shù)逐漸減?。粷B透系數(shù)的變化速率隨著水力梯度的不同而不斷變化，水力梯度小于0.25時滲透系數(shù)的改變較大， 當水力梯度大于0.25時滲透系數(shù)基本穩(wěn)定；粗砂介質(zhì)中水力梯度對滲透系數(shù)的影響最大， 中砂次之， 細砂對滲透系數(shù)的影響最小 。

水力梯度是指沿水流方向上單位滲透途徑上的水頭損失。地下水在運動過程中要克服摩擦阻力，不斷消耗機械能，產(chǎn)生水頭損失，沿流線方向水頭損失最大，水頭值下降最快，水頭線永遠是一條下降的曲線，水頭線上某點的曲率，即為該點的水力梯度?；蛘哒f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 。在土力學或水力學中，滲透系數(shù)、潛蝕破壞等都與水力梯度有著十分密切的關(guān)聯(lián)。

潛蝕破壞是指水流在一定水力梯度下產(chǎn)生的較大的動水壓力沖刷、挾走細小顆?；蛉芪g巖土體，使巖土體中的孔隙逐漸增大，甚至形成洞穴，導致巖土體松動或破壞，以致產(chǎn)生地表裂縫、塌陷、影響建筑工程的穩(wěn)定。在黃土和巖溶等地區(qū)的巖、土層中最易發(fā)生潛蝕作用。潛蝕作用有機械潛蝕和化學潛蝕。潛蝕產(chǎn)生的條件主要有兩點：一是有適宜的巖土顆粒組成；二是有足夠的水動力條件。潛蝕作用的結(jié)果是導致巖石土體結(jié)構(gòu)松動甚至破壞。機械潛蝕和化學潛蝕一般是同時進行的，且二者相互影響，相互促進的。

水力梯度化學潛蝕

化學潛蝕是指潛蝕作用的一種。是水流從巖土中溶濾并帶走可溶鹽類，削弱巖石內(nèi)部聯(lián)結(jié)，使巖土松散的現(xiàn)象。例如，在水庫工程中，庫水作為一種溶液, 在向壩基移動的過程中會產(chǎn)生水與壩基巖石之間、水與帷幕之間、混凝土之間的相互作用，壩基水質(zhì)特征的形成是這些作用共同作用的結(jié)果，但它可能引起壩基軟弱巖層的化學潛蝕 (包括對帷幕、混凝土的侵蝕)。化學潛蝕常為機械潛蝕創(chuàng)造了流通條件。

水力梯度機械潛蝕

地下水滲流產(chǎn)生的動水壓力小于土顆粒的有效重度，即滲流水力坡度小于臨界水利坡度，雖然不會發(fā)生流砂，但是土中細小顆粒仍有可能穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流攜帶而走。時間長了，將在土中形成管狀空洞，使土體結(jié)構(gòu)破壞，強度降低，壓縮性增加，這種現(xiàn)象稱之為機械潛蝕。2100433B

水力梯度法就是通過人為加大地下水水力梯度，提高地下水的流動速度并使水流方向發(fā)生改變，最終迫使被污染的地下水流出水源開采區(qū)。人為改變地下水水力梯度可視不同的地質(zhì)條件通過排水或注水兩種方式來實現(xiàn)。

地下水排水點的位置應設(shè)置在污染源處，以盡量把濃度高的污水抽出并在地面進行凈化處理。注水點的位置應設(shè)置在污染源下游方向并盡可能靠近污染源，通過抬高地下水水位來阻斷污染物繼續(xù)向下游方向運移。排水或注水的深度和寬度應與地下水在垂直方向和水平方向上污染帶的寬度相匹配，以提高治理效果。排水量和注水量的確定則以滿足一定的水力梯度的要求為宜。應該注意的是,注水水質(zhì)必須符合要求，以免引起不可逆的副作用。2100433B