包气带

包气带 地面以下潜水面以上的地带。也称非饱和带。它是大气水、地水同地下水进行水分交换的地带，也是地表污染物进入的通道。包气带由固相(矿物颗粒、有机质)、液相(液态水)及气相(各种气体及气态水)物质构成。此带的液态水，受到吸附力(固相表面对水的吸引)、内聚力(水分子之间的吸引力)及重力的影响。岩土空隙壁面吸附有结合水，细小的毛管空隙中保持着毛管水，空隙中的水超过吸附力和毛管力所能支持的数量时，剩余的水即以重力水形式下渗。 包气带自上而下可分为 3部分:土壤水带、过渡带(中间带)及毛管水带(见图[包气带])包气带上部常存在土壤，并发育植物根系。此带的水称作土壤水。土壤质地细腻，富含有机质，能大量保持水分。植物通过根系吸收土壤水分以维持生长。土壤含水量过低时，根系吸水不足以供应叶面蒸发时，植物便枯萎。改良土壤结构,减少毛管蒸发,促使作物根系向深处扩展，是保证农业丰产的重要措施。也有人把土壤及其母质层中的水统称为土壤水。这一广义的土壤水与包 气带水相当。过渡带分布于土壤水带与毛管水带之间，当地下水埋藏较浅时，此带消失，土壤水带直接和毛管水带相接。水从地下水面沿着岩土的毛管空隙上升到一定高度，构成毛管水带。由于底部有地下水面支持，这部分毛管水也称作支持毛管水。毛管水带下部有时接近饱和，构成毛管饱水带。由于毛管力的作用，此带的水所承受的压强小于大气压强，打井达到此带时，井壁虽然湿润饱水，但却没有水流入井中。 包气带中重力水和毛管水的运动符合。但与饱水带水的运动有以下不同:第一，液体压强小于大气压强，具有负的压力水头;第二，水力传导率不是定值，随含水量降低而变小;第三，水力梯度不仅取决于重力，还受毛管力的影响。 降雨时,表层土壤吸收降水,大于土壤吸收能力的水分则下渗到更深的层次。下渗水流到达毛管水带后，通过压力传递到达潜水面，使潜水面升高。 雨后，表层土壤水分蒸发耗失，使紧接其下处的水分上升;而在地面以下一定深度上，水分仍继续下渗;直到剩余水分全部流走后，整个包气带中的水均作上升运动，不断补充表层蒸发耗失的水分。 包气带中水分的运移伴随着盐分运移。雨季，下渗水流溶解并带走岩土中一些盐分，淋洗到饱水带，使包气带脱盐。旱季，上升水流携带盐分到浅部，水分蒸发，盐分积聚于地表，在干旱地区则导致土壤盐渍化。 包气带中富含有机质与生物成因的孔隙介质，能够过滤、吸附并降解某些污染物质，使地下水净化。因此，松散土粒组成的包气带是良好的天然滤水器。 掌握包气带水的知识，有助于解决地下水天然及人工补给的机制、地下水化学成分形成机制及防治、制定合理灌溉制度、土壤改良、径流分析、地基基础变形等一系列理论和实际问题。 张人权