二级建造师包气带水特征

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大财891088

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在无蒸发与下渗以及包气带由均质土组成的理想条件下，包气带内水分分布稳定，垂向含水量分布如图（4-2）所示。包气带上部一定深度内，由于均质土持有的孔角毛细水和薄膜水量稳定，含水量接近于常量。向下随着深度增加，土层中支持毛细水逐渐增加，含水量渐渐增大，到潜水面附近，支持毛细水占绝对优势，孔隙网络中完全被毛细水占据，含水量达到饱和，含水量达到饱和的地段称为毛细饱和带。通常包气带由多层不同岩性的地层构成，粗颗粒地层的持水量较小，含水量较低；细颗粒地层持水量较大，含水量较高。粗颗粒地层对水作用的毛细负压小于细颗粒地层对水作用的负压，因此，粒度相差较大的地层交界面往往能有效地阻隔毛细水作用。包气带中重力势和毛细势同时并存，有时粒度差异造成的毛细负压差也会改变水在包气带中的渗流方向。在细颗粒土中，水在重力势作用下向下渗流，途中遇到粗颗粒透镜体或空洞时，由于粗颗粒透镜体或空洞的空隙大，对水作用的毛细负压远小于周围细颗粒地层的毛细负压，界面上存在较大毛细负压差，在其作用下，水流不会进入其中，而是绕过粗颗粒透镜体或空洞，继续向下渗流。许兆义（1993）曾用试验证明了这一现象。这就是为什么雨季时黄土层中的砾石透镜体和窑洞仍能保持干燥的重要原因。图4-2 均质土包气带水分分布降水被植物冠层截留等除损后，穿透到达地表，一部分转为地表径流，另一部分渗入包气带，当含水量达到持水度（田间持水度）后，多余的水才会向下渗流，进入潜水含水层。包气带中渗流分为饱和流动和非饱和流动两种形式。饱和渗流多出现在河、渠底部的垂直入渗时，该处包气带厚度较大，河、渠渗漏水通过包气带直接补给地下水，水的渗流遵循达西定律。大气降水入渗补给均质包气带时，在地表形成很薄的水层，湿润层与干层之间的湿润锋面在向下推进过程中，会在推进路径上滞留部分水分，使锋面含水量降低，锋面推进便暂时停止下来，进行第二次蓄水，待含水量超过持水度后，锋面又会向前推进，呈现活塞式下渗的特征。大部分包气带结构是非均质的，是由不同直径孔隙组成的网络构成，水流总是选择渗透阻力最小的通道运移，当网络中存在阻力最小的通道时，部分水便会经过通道，直接下渗，进入潜水含水层中，这种入渗方式称为捷径式入渗。因此，捷径式入渗和活塞式入渗是水在包气带中运移的两种重要类型。若不考虑土水势对渗流的影响，包气带中非饱和流动也可用达西定律来描述。垂直向下一维流动的渗流速度可用下式表示：生态水文地质学式中：VZ为渗流速度；K（W）为渗透系数与含水量的关系函数；H为水头高度；Z为包气带厚度。在包气带中非饱和流动时，渗透系数K是含水量的函数，随含水量的降低迅速变小，而且水头压力也是含水量的函数。包气带中水呈非饱和渗流时，水受到土水势的作用。土水势由基质势（由吸附和毛细作用引起）ψM、重力势ψG、溶质势ψS、压力势ψP、温度势ψC五个分势构成，因此，水的非饱和渗流过程十分复杂。为简化问题起见，认为溶质势、压力势、温度势对渗流影响很小，可忽略不计，土水势则有以下的表达式：生态水文地质学上述的简化是有条件的，因溶质势是由不同浓度溶液之间的渗透势引起的，通常水中溶质均匀分布，溶质势可忽略不计，但在植物根系附近，考虑到植物根系的吸水作用时，溶质势便显得重要，不能忽略；包气带中孔隙网络连通性好，水在运移过程中对孔隙中的气体无明显压缩的情况下，可以忽略压力势，但在考虑气体压缩对水运移的影响时，应将压力势考虑在内；包气带内地温差较小时，温度势很小，可以忽略，但若出现冻结或内外温差较大的情况，温度势则不容忽视。

275 评论（8） 2小时前发布

馋死宝宝啦

包气带是指位于地球表面以下、重力水面以上的地质介质，多为吸着水或薄膜水，而重力水较少。如果下渗水多时，可出现较多的重力水。运动特性：主要作垂直方向上的运动，如重力水常由上向下运动、毛细水由下向上运动。主要包括：土壤水、上层滞水、沼泽水、沙漠及滨海沙丘中的水及基岩风化壳（粘土裂隙）中季节性存在的水等。一般水量不大，易受污染，故不易作工农业供水水源，但对于植物生长具有重要意义。包气带水对农业有很大意义，对工程建筑有一定影响。

263 评论（12） 12小时前发布

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