11.5. Влажность

Любая порода всегда имеет определенное количество воды, сумма которой называется влажностью. Различают весовую и объемную влажность.

Весовая влажность – отношение веса воды к весу сухой породы, %

где, q_в – вес породы, с естественной влажностью.

q_с – вес породы, высушенной при 105-106⁰С.

Объемная влажность – объем воды в 1см³ влажной породы, %

W_о = W_в·δ

где, δ – объемный вес сухой породы, г/см³.

Кроме этого определяется относительная влажность (коэффициент насыщения породы) и дефицит насыщения водой.

Коэффициент насыщения

где, n = коэффициент пористости

При абсолютно сухой породе К_W = 0.

В зависимости от величины К_W песчаные породы разделяются на 3 типа:

1) сухие пески (0< К_W<1/3); 2) влажные (1/3< К_W<2/3); 3) мокрые до насыщения (2/3< К_W<1);

Дефицит насыщения – разность между полной влагоемкостью (см. ниже) и естественной влажностью.

d_n=W_п.в.-W_в, %

11.6 Влагоемкость и водоотдача

Влагоемкость – способность горных пород принимать, вмещать и удерживать в себе определенное количество воды. Выражается она коэффициентом влагоемкости в весовых или объемных %%.

В весовых – отношение веса воды к весу сухой породы; в объемных %% -объема воды к объему образца.

Их взаимосвязь выражается следующей формулой:

W_о.в.=Wв.в.·δ

где, W_о.в – коэффициент объемной влагоемкости, %

Wв.в. – коэффициент весовой влагоемкости, %

δ – объемный вес сухой породы, г/см³.

В зависимости от типа воды в горных породах различают влагоемкость: гигроскопическую, молекулярную, капиллярную и полную.

Все это более подробно излагается в курсе «грунтоведение».

Водоотдача – способность горных пород, насыщенных до полной влагоемкости, отдавать часть воды путем свободного стекания под влиянием силы тяжести.

µ_в = W_п.в. – W_м.в.

где, µ_в – коэффициент водоотдачи, доли ед.,

W_п.в. – полная влагоемкость,

W_м.в. – максимальная молекулярная влагоемкость.

Она определяется лабораторным путем, по данным режимных наблюдений и опытных откачек. По режимным наблюдениям определяется:

где, Qеt – средний расход подземного потока в зоне стока грунтового водоносного горизонта за время t.

∆V – объем пласта, осушенного за это же время.

Qеt – можно определить как ∑Q источников или ∑ подземного питания реки.

∆V – определяется по данным режимных наблюдений в пределах площади, ограниченной водоразделом грунтовых вод, который устанавливается по карте гидроизогипс.

По результатам наблюдений за понижением уровня воды в наблюдательных скважинах при опытных откачках водоотдача определяется по формуле:

где, Q – дебит центральной скважины, м³/сутки r – расстояние наблюдательных скважин от центральной по лучу, м. t – продолжительность откачки, сутки;

S₁-S₂ – понижение уровня воды в наблюдательных скважинах, м.

Величина µ_в зависит от гранулометрического состава пород, вязкости воды и продолжительности дренирования горных пород. В табл. 3 приведено среднее значение µ_в по О.Б. Скиргелло.

Таблица 3.

Величина коэффициента водоотдачи (μ_в) для различных

типов пород

Порода	Коэффициент водоотдачи(μв)
тонкие пески и супеси мелкие и глинистые пески средние пески крупные и гравелистые пески песчаники на глинистом цементе бурые угли известняки трещиноватые	0,10-0,15 0,15-0,20 0,20-0,25 0,25-0,35 0,02-0,03 0,02-0,05 0,008-0,10