Page 149 - 水文地质勘察技术研究

第四章 供水水文地质勘察

电测地电阻率等方法进行间接测量。地矿部水文地质工程地质研究所，在中国河

北南宫选定区包气带水分运移试验场用中子测水仪就地实测地层的容积含水量。
由于中子和物体相互作用时有两个有关的特征：散射和俘获，从一个放射源发射
出的高能中子当与原子核撞击后就降速（热能慢化），氢与土壤中的许多元素相比，
对快速中子起较大的热能慢化作用，这就产生了测定土壤含水量的基础。此外，

慢化中子俘获时伴随释放能量，利用这一特征就可测定慢中子的浓度。当快速中
子源通过一个适宜的井孔或套管下入地层中时，热能慢化中子云就产生了。如果
制定相应的定标，就可将土壤原子核与氢的慢化效应加以区别，中子热能慢化云
体积的变化将反应含水量的变化。这就是俘获热能慢化中子探测仪的基本原理。

也有试验场还利用中子测水仪，在观测孔中测试地层给水度。其方法是在浅
井抽水孔抽水之前，在两个观测孔中，把中子测水仪放在潜水位以下一定位置，
测饱和含水量，然后抽水使潜水位下降，再继续观测该处含水量的变化，一直观
测到含水量稳定为止。根据抽水前后含水量变化值，即可求得给水度。

确定非饱和土溶液水质，传统的方法是在野外取土样，然后浸水萃取。这种
方法的缺点是土样浸水后，会改变土溶液的水质；当需要连续取样观测时费用也
太高了。中国一些试验场利用进口的盐度传感器测定包气带地下水的矿化度，用
渗水器采取包气带土壤水的水样。

盐度传感器是将电极装入一个多孔陶瓷头中，并和包气带地下水形成一个水
的连续体。以此直接测定土水电导率。通过一个适宜的定标求得包气带水的总矿
化度。
包气带采水样的渗水器结构见图 4-1。它的工作原理是，当渗水器安放在非

饱和地层中，多孔陶瓷头的孔隙成为地层孔隙空间的一部分。在土壤水压力条件
下，地层含水量和陶瓷头相平衡。使用时开动真空泵吸气，这时吸水管关闭。经
过一段时间，非饱和地层水溶液通过陶瓷头进入贮水管，然后真空开释（进气），
吸水管打开，由于气压作用，迫使水样进入采样瓶。

对于包气带地下水均衡参数的研究，中国还处于试验阶段。南宫包气带水分
运移试验场企图通过一系列测试工作，实测或计算潜水位变化幅度内给水度值；
分层取样在实验室测定水力传导度、扩散度及水分特征曲线；通过包气带水分通
量的测试，推求降雨入渗补给量及蒸发损耗；研究和探讨包气带水分通量测试方

法，资料整理方法及评价方法。

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