1、第一章 渗流理论基础肖 长 来吉林大学环境与资源学院 2009-91.3 岩层透水特征及水流折射定律1.3.1 岩层透水特征分类（1）均质与非均质根据岩层透水性随空间坐标的变化情况划分，若渗流场中，任意点都具有相同的渗透系数，或渗透系数不随空间坐标的变化而变化，则该岩层是均质的，反之则为非均质。岩石的非均质分两类，一类是渐变的，另一类是突变的。均质岩层（Homogeneous strata/aquifer）：渗流场中所有点都具有相同参数的岩层。非均质岩层（inhomogeneous /heterogeneous strata /aquifer）：渗流场中所有点不都具有相同参数的岩层，渗透系数K
2、=K(x,y,z)，为坐标的函数。非均质分为两类，即渐变的和突变的。 Homogeneity Characteristic of a medium in which material properties are identical throughout. A material is homogeneous if its hydrologic properties are everywhere identical. Heterogeneity Characteristic of a medium in which material properties vary from point to p
3、oint. Contrast with Homogeneity. If hydraulic conductivity is consistent throughout a formation, regardless of position, the formation is homogeneous. If hydraulic conductivity within a formation is dependent on location, the formation is heterogeneous. （2）各向同性与各向异性根据岩层透水性与渗流方向的关系划分，若渗流场中，某一点的K与渗流方向
4、无关，则该岩层是各向同性的，反之则为各向异性。各向同性岩层（isotropic strata /aquifer）：渗流场中某一点的渗透系数不取决于方向，即不管渗流方向如何都具有相同渗透系数的岩层。各向异性岩层（anisotropic strata /aquifer）：渗流场中某一点的渗透系数取决于方向，渗透系数随渗流方向不同而不同的岩层。 Isotropy That condition in which a medium has the same properties in all directions. Anisotropy (1) The condition of having diffe
5、rent properties in different directions. (2) The condition under which one or more of the hydraulic properties of an aquifer vary according to the direction of the flow. 1.3.2 渗透系数张量岩石的透水性是用渗透系数来衡量的。渗透系数实际上是个张量。(1）对于各向同性介质，其中任一点的渗透系数值与渗流方向无关，是一个标量，水力坡 与渗流方向是一 的。， 为如 ：zHKyHKxHKzyx ,(2)对于各向异性介质，K与渗流方向
6、有关，K不 是标量，水力坡 与渗流方向一 是不一 的。 ， 为如 ：即 （1-23）zzzyzxyzyyyxxzxyxxKKKKKKKKKK（1-24a）（1-23）（1-24a）zHKyHKxHKzHKyHKxHKzHKyHKxHKzzzyzxzyzyyyxyxzxyxxx图1-13空间中，即有 v =KJ 渗透系数是对 张量，即Kxy=Kyx，Kxz=Kzx，Kyz=Kzy。各向异性介质中，水力坡 与渗流方向不一 ， 个方向上两 是 的，而 个方向 为 方向。渗透系数（ 值）是 方向 的渗透系数，用 K1 K2 K3 ，有Kxx=K1，Kyy=K2，Kzz=K3， ：yyyxxyxxKKKKK （1-24b）（1-25）321000000KKKK （1-26）Isotropic Anisotropic Homogeneous ; ; ; ; Heterogeneous ; ; ; ;
