Водно-физические свойства горных пород и почв

Условия залегания подземных вод, их запасы и качество в значительной степени определяются водно-физическими свойствами горных пород. Пористость – наличие малых пустот – капиллярных пор; скважность – наличие в породе крупных некапиллярных промежутков; общая пористость – пористость вместе со скважностью определяется как отношение объема всех пор к объему всей породы в сухом состоянии, выраженному в долях или процентах. Например, пористость галечников составляет 15-20%, песка – 30-35%, глины – 40-50%, торфов – 90%; водоотдача – способность породы, насыщенной водой, отдавать путем свободного стекания то или иное количество воды. Водоотдача характеризуется коэффициентом, то есть отношением объема стекающей воды к объему всей породы и выражается в долях единицы или в процентах; водопроницаемость способность породы пропускать через себя воду. Водопроницаемость и водоотдача зависят от пористости. Водопроницаемость пород делится на две группы:

1. водопроницаемые - грубозернистые, грубообломочные породы (галечник, песок, гравий, массивные трещиноватые породы - мрамор, гранит, известняк);

2. водоупорные, которые практически не пропускают через себя воду - плотные массивные, монолитные породы (мрамор, гранит, базальт) или осадочные мелкозернистые породы (глинистые сланцы).

К полупроницаемым породам относятся песчаники, известняки, лесс.

Водоудерживающая способность (влагоемкость) заключается в количестве воды. удерживаемом в почвах или породах при определенных условиях. Выражается водоудерживающая способность как отношение объема воды в породе к весу сухой породы.

Породы делятся на несколько групп:

_* сильно влагоемкие – торф, глина, суглинки;

_* слабо влагоемкие – известняки, мел, рыхлые песчаники, лесс;

_* невлагоемкие – галька, песок, гравий, массивно изверженные породы.

10.2 Естественная влажность - означает содержание воды в почвах илимв породах в весовых или объемных единицах на какой-либо момент времени.

Р₁ – Р₂

а = ------------ ^. 100%, где

Р₂

Р₁ – вес или объем породы до высушивания;

Р₂ - -//- -//- -//- после высушивания;

а – влажность.

Поле сил в порах

В почве и породах вода находится под влиянием нескольких сил:

1. Сила тяжести;

2. Силы молекулярного взаимодействия между молекулами воды и молекулами и ионами частиц породы, вызывающие явление сорбции – то есть поглощения влаги частицами породы;

1. Капиллярные силы – проявляются в местах скопления воды в капиллярных порах вследствие влияния поверхностного натяжения;

2. Осмотические силы – проявляются в местах соприкосновения растворов с разной концентрацией;

3. Десукция силы – сосущая сила корней растений, под ее влиянием вода из почвы выводится обратно в атмосферу.

Постоянно действующей выступает сила тяжести, соотношение других сил зависит от количества воды в порах.

Виды воды в порах

Всю влагу в порах можно разделить на ряд видов, для которых в данный момент характерны передвижения под преобладающим влиянием той или иной силы:

1. химически связанная вода – та, которая входит в состав молекулы (Fе(ОН3).Удалить химические связи возможно только при прокаливании и разрушении минералов;

2..кристаллизационная – входит в состав некоторых минералов, удаляется при нагревании свыше 100 ° – 200 ° С (СаSО₄ ^. 2Н₂О);

3. парообразная - находится в порах и пустотах и перемещается под действием диффузных сил;

4. гигроскопическая – вода, абсорбированная частицами породы из воздуха, прочно связана с частицами грунта;

5. пленочная – вода, которая обволакивает частицы породы сверх максимальной гигроскопичности, абсорбируется из жидкой фазы, менее прочно связана с минеральными частицами;

6. капиллярная – заполняет сравнительно мелкие поры породы, удерживается и передвигается в грунтах под действием капиллярных сил из зоны большего увлажнения в менее увлажненную;

7. гравитационная (свободная) – заполняет некапиллярные пустоты породы, под влиянием силы тяжести просачивается в породу сверху вниз.

Вода бывает в твердом состоянии в составе мерзлых пород.

Внутриклеточная вода содержится в неразложившихся полностью остатках растений.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: