ในสาขาอุทกธรณีวิทยาคุณสมบัติการกักเก็บน้ำคือคุณสมบัติทางกายภาพที่บ่งบอกถึงความสามารถของชั้นหินอุ้มน้ำในการปล่อยน้ำใต้ดินคุณสมบัติเหล่านี้ได้แก่ความสามารถใน การกักเก็บน้ำ (S) ปริมาณ การกักเก็บน้ำจำเพาะ (S _s ) และผลผลิตจำเพาะ (S _y ) ตามหนังสือ Groundwaterโดย Freeze และ Cherry (1979) ปริมาณการกักเก็บ น้ำจำเพาะ [m ⁻¹ ] ของชั้นหินอุ้มน้ำอิ่มตัวถูกกำหนดให้เป็นปริมาตรน้ำที่ปริมาตรหนึ่งหน่วยของชั้นหินอุ้มน้ำปล่อยออกมาจากการกักเก็บภายใต้การลดลงของระดับน้ำหนึ่งหน่วย^{[ 1 ]}${\displaystyle S_{s}}$

โดยทั่วไปจะกำหนดโดยใช้การทดสอบภาคสนาม (เช่นการทดสอบชั้นหินอุ้มน้ำ ) และการทดสอบในห้องปฏิบัติการกับตัวอย่างวัสดุชั้นหินอุ้มน้ำ เมื่อไม่นานมานี้ คุณสมบัติเหล่านี้ยังได้รับการกำหนดโดยใช้ ข้อมูล การสำรวจระยะไกลที่ได้จาก เรดาร์สังเคราะห์ รูรับแสงแบบอินเตอร์เฟอโรเมตริก อีกด้วย ^{[ 2 ] [ 3 ]}

ค่า การกักเก็บน้ำหรือสัมประสิทธิ์การกักเก็บน้ำคือปริมาณน้ำที่ถูกปล่อยออกมาจากแหล่งกักเก็บต่อหน่วยการลดลงของระดับน้ำใต้ดินในชั้นหินอุ้มน้ำ ต่อหน่วยพื้นที่ของชั้นหินอุ้มน้ำ ค่าการกักเก็บน้ำเป็นปริมาณที่ไม่มีหน่วย และมีค่ามากกว่า 0 เสมอ

${\displaystyle S={\frac {dV_{w}}{dh}}{\frac {1}{A}}=S_{s}b+S_{y}\,}$

• ${\displaystyle V_{w}}$คือปริมาตรน้ำที่ปล่อยออกมาจากแหล่งเก็บ ([L ³ ]);
• ${\displaystyle h}$คือหัวไฮดรอลิก ([L])
• ${\displaystyle S_{s}}$คือที่เก็บข้อมูลเฉพาะ
• ${\displaystyle S_{y}}$คือผลผลิตจำเพาะ
• ${\displaystyle b}$คือความหนาของชั้นหินอุ้มน้ำ
• ${\displaystyle A}$คือพื้นที่ ([L ² ])

สำหรับชั้นหินอุ้มน้ำหรือชั้นหินกันน้ำที่ถูกปิดล้อม ค่าการกักเก็บน้ำจำเพาะ (storativity) คือค่าการกักเก็บน้ำจำเพาะที่คำนวณจากปริมาตรที่รวมกันในแนวตั้ง ค่าการกักเก็บน้ำจำเพาะคือปริมาตรน้ำที่ปล่อยออกมาจากปริมาตรหนึ่งหน่วยของชั้นหินอุ้มน้ำภายใต้การลดลงของระดับน้ำหนึ่งหน่วย ซึ่งเกี่ยวข้องกับทั้งค่าการอัดตัวของชั้นหินอุ้มน้ำและค่าการอัดตัวของน้ำเอง โดยสมมติว่าชั้นหินอุ้มน้ำหรือชั้นหินกันน้ำเป็นเนื้อเดียวกัน :

${\displaystyle S=S_{s}b\,}$

สำหรับชั้นหินอุ้มน้ำที่ไม่มีขอบเขตจำกัด ค่าการกักเก็บน้ำจะเท่ากับค่าผลผลิตจำเพาะโดยประมาณ ( ) เนื่องจากปริมาณการปลดปล่อยจากแหล่งกักเก็บจำเพาะ ( ) โดยทั่วไปจะน้อยกว่าหลายเท่า ( ) ${\displaystyle S_{y}}$${\displaystyle S_{s}}$${\displaystyle S_{s}b\ll \!\ S_{y}}$

${\displaystyle S=S_{y}\,}$

ปริมาณการกักเก็บจำเพาะคือปริมาณน้ำที่ส่วนหนึ่งของชั้นหินอุ้มน้ำปล่อยออกมาจากแหล่งกักเก็บ ต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของชั้นหินอุ้มน้ำ ต่อหน่วยการเปลี่ยนแปลงของระดับความดันไฮดรอลิก ในขณะที่ชั้นหินอุ้มน้ำยังคงอิ่มตัวเต็มที่

อัตราการกักเก็บน้ำจำเพาะต่อมวลคือ มวลของน้ำที่ชั้นหินอุ้มน้ำปล่อยออกมาจากแหล่งกักเก็บ ต่อมวลของชั้นหินอุ้มน้ำ ต่อหน่วยการลดลงของระดับน้ำใต้ดิน:

${\displaystyle (S_{s})_{m}={\frac {1}{m_{a}}}{\frac {dm_{w}}{dh}}}$

ที่ไหน

${\displaystyle (S_{s})_{m}}$คือการจัดเก็บเฉพาะมวล ([L ⁻¹ ]);

${\displaystyle m_{a}}$คือมวลของส่วนของชั้นหินอุ้มน้ำที่น้ำไหลออกมา ([M])

${\displaystyle dm_{w}}$คือมวลของน้ำที่ปล่อยออกมาจากแหล่งเก็บ ([M]); และ

${\displaystyle dh}$คือการลดลงของระดับหัวไฮดรอลิก ([L])

ปริมาณ การกักเก็บจำเพาะเชิงปริมาตร (หรือปริมาณการกักเก็บจำเพาะตามปริมาตร ) คือปริมาณน้ำที่ชั้นหินอุ้มน้ำปล่อยออกมาจากแหล่งกักเก็บ ต่อปริมาตรของชั้นหินอุ้มน้ำ ต่อหน่วยการลดลงของระดับน้ำใต้ดิน (Freeze and Cherry, 1979):

${\displaystyle S_{s}={\frac {1}{V_{a}}}{\frac {dV_{w}}{dh}}={\frac {1}{V_{a}}}{\frac {dV_{w}}{dp}}{\frac {dp}{dh}}={\frac {1}{V_{a}}}{\frac {dV_{w}}{dp}}\gamma _{w}}$

ที่ไหน

${\displaystyle S_{s}}$คือความจุจำเพาะเชิงปริมาตร ([L ⁻¹ ]);

${\displaystyle V_{a}}$คือปริมาตรโดยรวมของส่วนของชั้นหินอุ้มน้ำที่น้ำถูกปล่อยออกมา ([L ³ ]);

${\displaystyle dV_{w}}$คือปริมาตรน้ำที่ปล่อยออกมาจากแหล่งเก็บ ([L ³ ]);

${\displaystyle dp}$คือการลดลงของความดัน ( N •m ⁻²หรือ [ML ⁻¹ T ⁻² ]) ;

${\displaystyle dh}$คือการลดลงของระดับหัวไฮดรอลิก ([L] และ

${\displaystyle \gamma _{w}}$คือน้ำหนักจำเพาะของน้ำ ( N •m ⁻³หรือ [ML ⁻² T ⁻² ])

ในสาขาอุทกธรณีวิทยา ปริมาณการกักเก็บน้ำจำเพาะ ( volumemetric specific storage)พบได้บ่อยกว่าปริมาณการกักเก็บน้ำจำเพาะ (mass specific storage ) มาก ดังนั้น คำว่า ปริมาณการกักเก็บน้ำจำเพาะ (specific storage ) โดยทั่วไปจึงหมายถึง ปริมาณการกักเก็บน้ำจำเพาะ

ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพที่วัดได้ ความจุในการเก็บกักจำเพาะสามารถแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle S_{s}=\gamma _{w}(\beta _{p}+n\cdot \beta _{w})}$

ที่ไหน

${\displaystyle \gamma _{w}}$คือน้ำหนักจำเพาะของน้ำ ( N •m ⁻³หรือ [ML ⁻² T ⁻² ])

${\displaystyle n}$คือค่าความพรุนของวัสดุ (อัตราส่วนไร้หน่วยระหว่าง 0 ถึง 1)

${\displaystyle \beta _{p}}$คือค่าการอัดตัวของวัสดุชั้นหินอุ้มน้ำโดยรวม (m ² N ⁻¹หรือ [LM ⁻¹ T ² ]) และ

${\displaystyle \beta _{w}}$คือค่าการอัดตัวของน้ำ (m ² N ⁻¹หรือ [LM ⁻¹ T ² ])

เงื่อนไขการบีอัดตัวเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของความเค้นที่กำหนดกับการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร (ความเครียด) เงื่อนไขทั้งสองนี้สามารถนิยามได้ดังนี้:

${\displaystyle \beta _{p}=-{\frac {dV_{t}}{d\sigma _{e}}}{\frac {1}{V_{t}}}}$

${\displaystyle \beta _{w}=-{\frac {dV_{w}}{dp}}{\frac {1}{V_{w}}}}$

ที่ไหน

${\displaystyle \sigma _{e}}$คือความเค้นประสิทธิผล (N/m² ^หรือ [MLT⁻² ^/ L² ^] )

สมการเหล่านี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงปริมาตรทั้งหมดหรือปริมาตรน้ำ ( หรือ) ต่อการเปลี่ยนแปลงความเค้นที่ใช้ (ความเค้นประสิทธิผลหรือความดันรูพรุน) ต่อหน่วยปริมาตร ค่าการอัดตัว (และดังนั้น S _s ด้วย ) สามารถประมาณได้จากการทดสอบการอัดตัวในห้องปฏิบัติการ (ในอุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องวัดการอัดตัว) โดยใช้ทฤษฎีการอัดตัวของกลศาสตร์ดิน (พัฒนาโดยKarl Terzaghi ) ${\displaystyle V_{t}}$${\displaystyle V_{w}}$${\displaystyle \sigma _{e}}$${\displaystyle p}$

การวิเคราะห์ การทดสอบชั้นหินอุ้มน้ำจะให้ค่าประมาณของ สัมประสิทธิ์การกักเก็บน้ำของระบบชั้น หินอุ้มน้ำโดยการตรวจสอบการลดลงและการฟื้นตัวของระดับน้ำในบ่อน้ำต่อแรงกดดันที่ใช้ ซึ่งโดยทั่วไปเกิดจากการสูบน้ำจากบ่อน้ำใกล้เคียง^{[ 4 ]}

สัมประสิทธิ์การกักเก็บโครงกระดูกแบบยืดหยุ่นและไม่ยืดหยุ่นสามารถประมาณได้โดยใช้วิธีกราฟิกที่พัฒนาโดย Riley ^{[ 5 ]}วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการพล็อตความเค้นที่ใช้ ( หัวไฮดรอลิก ) บนแกน y เทียบกับความเครียดหรือการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง (การอัดแน่น) บนแกน x ความชันผกผันของแนวโน้มเชิงเส้นที่เด่นชัดในวิถีการอัดแน่น-หัวเหล่านี้บ่งชี้ถึงสัมประสิทธิ์การกักเก็บโครงกระดูก การเคลื่อนที่ที่ใช้ในการสร้างเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดสามารถกำหนดได้โดยเครื่องวัดความยืด [ ^{5 ] [ 6 ]} InSAR ^{[ 7 ]}หรือ^การปรับระดับ^{[ 8 ]}

การทดสอบการรวมตัวในห้องปฏิบัติการให้ผลการวัดค่าสัมประสิทธิ์การรวมตัวในช่วงที่ไม่ยืดหยุ่นและให้ค่าประมาณการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกแนว ตั้ง ^{[ 9 ]}สามารถกำหนดปริมาณการเก็บกักเฉพาะโครงกระดูกที่ไม่ยืดหยุ่นของตัวอย่างได้โดยการคำนวณอัตราส่วนของการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกแนวตั้งต่อค่าสัมประสิทธิ์การรวมตัว

การจำลองการทรุดตัวของพื้นดินจะรวมข้อมูลเกี่ยวกับการกักเก็บน้ำในระบบชั้นหินอุ้มน้ำและค่าการนำไฟฟ้าทางไฮดรอลิกการปรับเทียบแบบจำลองเหล่านี้สามารถนำไปสู่การประมาณค่าสัมประสิทธิ์การกักเก็บน้ำและค่าการนำไฟฟ้าทางไฮดรอลิกใน แนวดิ่งที่เหมาะสมที่สุด ^{[ 8 ] [ 10 ]}

ผลผลิตจำเพาะหรือที่รู้จักกันในชื่อ ความพรุนที่ระบายน้ำได้ คือ อัตราส่วนและเศษส่วนปริมาตรของปริมาตรทั้งหมดของ ชั้น หินอุ้มน้ำที่ชั้นหินอุ้มน้ำนั้นจะให้ผลผลิตเมื่อน้ำทั้งหมดระบายออกไปภายใต้แรงโน้มถ่วง:

${\displaystyle S_{y}={\frac {V_{wd}}{V_{T}}}}$

ที่ไหน

${\displaystyle V_{wd}}$คือปริมาณน้ำที่ระบายออก และ

${\displaystyle V_{T}}$คือปริมาตรทั้งหมดของหินหรือวัสดุ

โดยหลักแล้วจะใช้สำหรับการกักเก็บน้ำในชั้นหินอุ้มน้ำแบบไม่จำกัด เนื่องจากส่วนประกอบการกักเก็บแบบยืดหยุ่น ( ) มีค่าค่อนข้างน้อยและมักมีส่วนร่วมที่ไม่สำคัญ ค่าผลผลิตจำเพาะอาจใกล้เคียงกับค่าความพรุนที่มีประสิทธิภาพ แต่ความซับซ้อนหลายประการทำให้ค่านี้ซับซ้อนกว่าที่คิด น้ำบางส่วนจะยังคงอยู่ในชั้นหินแม้หลังจากระบายออกไปแล้ว เพราะน้ำจะเกาะติดกับเม็ดทรายและดินเหนียว นอกจากนี้ ค่าผลผลิตจำเพาะอาจไม่ปรากฏให้เห็นอย่างเต็มที่ในระยะเวลานานมากเนื่องจากความซับซ้อนที่เกิดจากการไหลในชั้นหินที่ไม่อิ่มตัว ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการไหลในชั้นหินที่ไม่อิ่มตัวจะจำลองโดยใช้การแก้สมการริชาร์ดส์ ด้วยวิธีเชิงตัวเลข ซึ่งต้องมีการประมาณค่าผลผลิตจำเพาะ หรือการแก้สมการความเร็วความชื้นในดินด้วยวิธี เชิง ตัวเลข ซึ่งไม่จำเป็นต้องประมาณค่าผลผลิตจำเพาะ ${\displaystyle S_{s}}$

• การทดสอบชั้นหินอุ้มน้ำ
• กลศาสตร์ดิน
• สมการการไหลของน้ำใต้ดินอธิบายวิธีการใช้คำศัพท์เหล่านี้ในบริบทของการแก้ปัญหาการไหลของน้ำใต้ดิน