水文地质学基础：包气带地下水.docx

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1、3.2包气带地下水包气带水是指储存在包气带（含有空气的岩土层）中以各种形式存在的水，位于地下水 面以上的地带称为包气带，包气带中的水主要有土壤水和上层滞水。3.2.1 土壤水土壤水是指土粒外表靠分子引力从空气中吸附的气态水并保持在土粒外表的水分，它 主要靠大气降水的渗入、水汽的凝结及潜水补给。土壤学中所指的土壤水是指在一个大气压 下，在105条件下能从土壤中别离出来的水分，是包气带水的一种。包气带土壤孔隙中存 在的和土壤颗粒吸附的水分。通常有以下四种形式：吸附在土壤颗粒外表的吸着水（又称 强结合水），土壤颗粒对它的吸力很大，离颗粒外表很近的水分子，排列十分紧密，受到的 吸引力相当于10000个

2、大气压，这一层水溶解盐类能力弱，一78时仍不冻结，具有固态水 性质，不能流动，但可转化为气态水而移动。在吸着水外表形成的薄膜水。又称弱结合水。 土粒对它的吸引力减弱，受吸力为316.25个大气压，与液态水性质相似，能从薄膜较厚 处向较薄处移动。依靠毛细管的吸引力被保持在土壤孔隙中的毛细管水。所受的吸力为 6.250.08个大气压。毛细管水可传递静水压力，被植物根系全部吸收。受重力作用而移 动的重力水，具一般液态水的性质。除上层滞水外不易保持在土壤上层。土壤水的增长、消 退和动态变化与降水、蒸发、散发和径流有密切关系。广义的土壤水是土壤中各种形态水分的总称，有固态水、气态水和液态水三种，主要来

3、源于降雨、雪、灌溉水及地下水。固态水为土壤水冻结时形成的冰晶。汽态水即存在于土壤 空气中的水蒸汽。液态水根据其所受的力一般分为吸湿水、毛管水和重力水，分别代表吸附 力、弯月面力和重力作用下的土壤水。土壤水是土壤的重要组成，是影响土壤肥力和自净能 力的主要因素之一。影响土壤水分状况的因素主要有:气候，降雨量和蒸发量是两个相互矛盾的重要因素， 在一定条件下，难以人为控制。植被，植被的蒸腾消耗土壤的水分，而植被可以通过降低 地表径流来增加土壤水分。地形和水文条件，地形地势的高低，影响土壤的水分。在园林 绿化生产中，要注意平整土地。对易遭水蚀的地方，要注意修成水平梯田。土壤的物理性 质：土壤质地、土壤

4、结构、土壤松紧度、有机质含量都对土壤水分的入渗、流动、保持、排 除以及蒸发等，产生重要的影响。在一定程度程度上，决定着土壤的水分状况。与气候因素 相比，土壤物理性质是比拟容易改变的而且是行之有效的。人为影响：主要是通过灌溉、 排水等措施，调节土壤的水分含量。3. 2. 2上层滞水上层滞水是存在于包气带中局部隔水层之上的重力水，是大气降水或地表水沿岩石孔隙、 裂隙渗入到地下局部隔水层或弱透水层之上停滞而形成的，一般分布不广（图3-3）,但在 不同类型的第四纪松散沉积物或坚硬岩层风化壳上部都可遇见。图3-3上层滞水埋藏图厂透水层;2-隔水层;3-含水层（B-上层滞水;r-潜水）由于上层滞水的分布最

5、接近于地表，因而它和气候、水文条件的变化密切相关。上层滞 水主要接受大气降水与地表水的补给，而消耗于蒸发和逐渐向下渗透补给潜水，其补给区与 分布区一致。由于分布范围很小，故水量随季节有较大变化，一般仅在补给量较多的季节水 量较多，而在干旱季节枯竭，动态变化极不定。上层滞水与土壤水有明显区别，上层滞水底部有不透水的隔水层存在，故可容纳重力水, 以作为村民供水水源;而土壤水是没有隔水底板的，它多以悬挂毛细水的状态存在于土壤中, 一般仅能作垂直方向运动（渗入和蒸发），不能保持重力水，无供水意义，仅对植物生长有 作用。上层滞水形成条件（见图3-4）的一个主耍因素是岩性。在坚硬岩层分布区的某些风化 裂隙

6、及构造裂隙中，由于局部岩性变化或裂隙的闭合，可形成上层滞水。在可溶岩分布区区， 当可溶岩层中夹有非可溶性岩层透镜体（或透镜层）时，那么在上下两层可溶性岩层中各自发 育一套溶洞系统，其上层的岩溶水常具有上层滞水的性质。在松散沉积物中，上层滞水与岩 性密切相关，在冲积、洪积的粗碎屑的沉积物中，常夹有粘土层或亚粘土层透镜体，此时就 可能形成上层滞水。上层滞水形成的另一个因素是地形。一般地形坡度较大的地区，地表径 流较强，大气降水多以地表水的形式排走，因而不易形成上层滞水；在地形坡度较平缓，尤 其是能汇集雨水或保存融雪的低洼地区，最易形成上层滞水。有时在坡度较陡峻的山区，由 于岩性的突变及人为因素的影

7、响，也可形成上层滞水。如滑坡、坡积物下部及由于矿山开采 而堆积的废石堆下部存在的水，也具有上层滞水性质。图3-4上层滞水形成条件示意图石灰岩;2-泥质灰岩;3-裂隙发育的岩层;4-裂隙不发育的岩层;5-页岩;6-粘土; 7-潜水面;8-上层滞水上层滞水的动态主要决定于气候和隔水层的位置、分布范围、厚度及透水性等条件。当 隔水层的分布范围小，厚度不大，隔水性不强及离地表较近时，上层滞水可因逐渐向四周流 散、蒸发而在短时期内消失；随着隔水层深度加深，范围和厚度加大，其存在的时间也随之 延长：在降水量较大、蒸发量小的地区，其水量也较大，存在时间也较长。由于上层滞水是随季节性的降水及地表水而存在，所以一般矿化度较低，由于其上直接 与地表相通，故最易受到污染，在以它作为小型供水水源时，应加以注意。同时，由于它接 近地表，有时对工程建筑有妨害（如地下室反潮等）。