Водопроникність гірських порід — Вікіпедія

Водопрони́кність гірськи́х порі́д (англ. water permeability of rock) — здатність порід пропускати крізь себе воду (через пустоти — пори, тріщини і т.п.) під дією гравітаційної сили, напору або капілярного натягу.

Загальний опис[ред. | ред. код]

Водопроникність – властивість порід пропускати через себе воду внаслідок наявності тріщин, пор та інших порожнин. Ступінь водопроникності породи визначається кількістю та розмірами порожнин. Чим крупніші пори i тріщини в ній, тим легше вода проникає через таку породу, i навпаки. Порода з дуже великою пористістю може бути малопроникною для води або навіть непроникною (водотривкою), наприклад глина. Відмічено, що з підвищенням вологоємності порід знижується їхня водопроникність.

Водопроникність залежить головним чином від величини порожнин, по яких рухається вода, а не від загальної пустотності — пористості. Так, наприклад, глина пористість якої нерідко досягає 60 % є практично водонепроникною (водотривкою), а пісок, пористість якого близько 30 %, має добру водоприникність.

Кількісно водопроникність гірських порід оцінюється об'ємом води, що проходить через одиницю поверхні за одиницю часу при градієнті тиску (коефіцієнт проникності К_п), що дорівнює одиниці, або швидкістю переміщення води в породах (коефіцієнт фільтрації) К_ф (м/с). Водопроникність залежить від розмірів пор та порожнин і характеризується коефіцієнтом фільтрації. Коефіцієнт фільтрації (водопроникності) (Кф) – величина, що характеризує водопропускну властивість гірських порід, яка є постійною для певної породи. Він характеризує швидкість фільтрації за напірного градієнта, що дорівнює одиниці і має розмірність м/доб. або м/с. У породі із високою водопроникністю (галечник, гравій, грубозернистий пісок) коефіцієнт фільтрації часто перевищує 10 м/доб., у слабоводопроникних порід (супіски, суглинки) він не перевищує 0,01–0,001 м/доб. Породи з низьким Кф (нижче 0,001 м/доб.) вважаються водонепроникними, або водотривкими.

За ступенем водопроникності всі породи поділяють на три групи: водопроникні – розсипчасті уламкові породи (галька, гравій, пісок); напівпроникні – глинисті піски, лесоподібні породи, супіски, суглинки, мергелі; непроникні (водотривкі) – глини, дуже розкладений торф, масивні породи без тріщин. Ступінь водопроникності порід визначається їхнім коєфіцієнтом фільтрації. Породи, що пропускають воду, називаються водопроникними.

Класифікація[ред. | ред. код]

За ступенем водопроникності усі гірські породи розрізняють на такі категорії

Водопроникність	Коефіцієнт фільтрації [м/с	Коефіцієнт проникності [Дарсі]
Дуже добре водопроникні: галечники і валунники піски крупнозернисті масивні гірські породи з дуже густою сіткою дрібних відкритих тріщин	> 10⁻³	> 100
Добре водопроникні: піски різнозернисті, середньозернисті пісковики крупнозернисті масивні гірські породи з густою сіткою відкритих тріщин	10⁻⁴-10⁻³	10-100
Середньо водопроникні: піски дрібнозернисті леси	10⁻⁵-10⁻⁴	1-10
Слабо водопроникні: піски глинисті алеврити пісковики сереньодрібнозернисті вапняки масивні гірські породи з рідкою сіткою дрібних відкритих тріщин	10⁻⁶-10⁻⁵	0,1-1
Напівводопроникні: глини суглинки і супіски алевроліти	10⁻⁸-10⁻⁶	0,001-0,1
Водонепроникні: мули аргіліти щільні масивні глини не тріщинуваті глинисті мергелі не тріщинуваті масивні гірські кристалічні породи	<10⁻⁸	<0,001

В. впливає на вибір технології ведення гірничих робіт, методів і схем осушення родов., методів боротьби з раптовими викидами, а також використовується для визначення кількості і потужності насосів для водозниження тощо.

Прилад Нестерова для визначення водопроникності[ред. | ред. код]

Прилад ПВН (прилад водопроникності Нестерова) складається з двох кілець, які вдавлюються в породу на дні шурфа, або закопушки (закопушка – гірнича виробка, призначена для виявлення порід, що залягають безпосередньо під ґрунтово-рослинним шаром на глибині до 0,5 м). Прилад ПВН застосовується для визначення коефіцієнта фільтрації у слабоводопроникних породах (супісках, суглинках).

Інфільтрація води по краях потоку розходиться у вигляді віяла (рис. ). Через це неможливо точно визначити площу фільтрації. В центральній частині потоку вода фільтрується вертикально. Допускаємо, що поперечний переріз інфільтраційного потоку із внутрішнього кільця дорівнює його площі. Підтримуючи однакові рівні води в обох кільцях, визначаємо сталу витрату з ємності, з якої інфільтрується вода із внутрішнього кільця.

Див. також[ред. | ред. код]

Водопроникність матеріалу

Література[ред. | ред. код]

Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
Білецький В. С., Смирнов В. А. Переробка і якість корисних копалин: навчальний посібник. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2005. — 324 с.
Інженерна геологія (з основами геотехніки): підручник для студентів вищих навчальних закладів /Колектив авторів: В. Г. Суярко, В. М. Величко, О. В. Гаврилюк, В. В. Сухов, О. В. Нижник, В. С. Білецький, А. В. Матвєєв, О. А. Улицький, О. В. Чуєнко.; за заг. ред. проф. В. Г. Суярка. — Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. — 278 с.

Посилання[ред. | ред. код]

Водопроникність гірських порід // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 55. — ISBN 978-966-7407-83-4.

Це незавершена стаття з гідрології.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.