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Fundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础 第五章 包气带水的运动 本章内容 5.1 毛细负压与毛细压力水头 5.2 毛细压力水头的测定方法 5.3 毛细上升高度与速度 5.4 包气带水的下渗运动 5.5 包气带岩石的渗透系数 5.1 毛细负压与毛细压力水头 包气带特点——复习 毛细水中：讨论过毛细现象、毛细力、毛细水的存在形式 毛细负压 （毛细水头），毛细上升高度，毛细上升速度 毛细负压与毛细压力水头 §液体表面有一个张力（相互吸引，如同一个薄薄的膜）液面 就会发生弯曲，当弯曲呈半圆形时（ 细小） §弯液面上，表面张力的合力称为毛细力 （f ） §作用在弯液面（半圆）上，称为毛细压强 f 1 1 p c (  ) s R1 R2 Company Logo 5.1 毛细负压与毛细压力水头 当弯曲液面为半圆时（湿润角β=0 ），R1=R2 1 1 2α 4α pc α(  ) 直径 R R R D 1 2 α为液体的表面张力系数，R1与R2为弯曲液面的2个曲率 半径 毛细压强是有方向的，对液面来说（是水），这是个 负压强——又称毛细负压 （pc ） 毛细负压 压强转化为水柱高度表示（hc ） (下面继续介绍) 5.1 毛细负压与毛细压力水头 压强转化为水柱高度表示（hc ） pc pc 0.03 hc  ρg γw D ρ取1g/cm3 ; g= 981cm/s2 , α=74dyh/cm=74 ×10-3N/m D——毛细管直径（用mm表示） hc——毛细压力水头 （m ）又称毛细压头 毛细压头 毛细压力水头，又称毛细压头 HA= ZA+hA HB= ZB+hB HA =0 HB = ？ HC = ？ Company Logo 5.2 毛细压力水头的测定方法： 在饱水带中（用水力学原理）：测量任一点的压力水头—用 测压管（压力计） HA=ZA+hA 在包气带中（测负压）：张力计 （tensionmeter ） 张力计 前端装上多孔陶瓷头（捧）；插入土中；张力计管中充满了 水，在非饱和土中，空隙中的负压与张力计液面高度平衡 后，张力计形成的负压与所测点B相等时，张力计上的-hBc 即 为测点的负压 例：HB=ZB+hBc=ZB+(-hBc)=HB