3.水文地质学基础-地下水的赋存
地下水的赋存和分布
Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
2.冲积物中的地下水：
水平不足，恳请老师和各 位同学批评指正！
谢谢！！
Ⅰ 、地下水的赋存
3.含水系统：
Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
潜水：具有自由表面 最大特点：水质，水量变化大，因为与大气圈和地表水 圈联系紧密
承压水：两个隔水层之间 最大特点：受隔水层的限制，联系较弱，较稳定。
Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
二、不同地貌下的地下水分布 ——以洪积物和冲积物为例
1.洪积物中的地下水：
？ =孔隙度
透水性：岩石允许水透过的能力→渗透系数K（矢量） 区别：渗透率k(标量）
Ⅰ 、地下水的赋存 二、地下水的赋存：
1.岩石中的空隙：
松散岩石中的孔隙 坚硬岩石中的裂隙 可溶岩石中的溶隙 2.岩石中水的存在形式： 结合水：静电引力、固相表面、吸附水分子 毛细水：支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水 重力水：主研究对象
Ⅰ 、地下水的赋存
3.容水度： ①是个比值 ②水体积／岩石总体积 ③水体积源自岩石完全饱水时所能容纳的最大水体积
持水度： ①。。 ②。。 ③水体积→重力释水之后，岩石中 所保持的水的体积 ④结合水+毛细水
给水度： 地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石 柱体（高为地下水位到地表面）在重力作用下释 水体积。
地下水的赋存和分布
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Ⅰ 、地下水的赋存
一、一些概念
1.含水层： ①含有水 ②一般自然条件下允许大量水通过 隔水层： ①含有水 ②············不能通过大量水 弱透水层： ①虽允许，但速度慢 ②在大面积范围内，允许 不透水层：既不含水，也不允许水通过。
2.饱水带：所有空隙全被水占据 包气带：空隙被水和气体两种物质占据。
水文地质学基础课件中国地质大学武汉3地下水赋存
包气带水的特点
包气带水的来源：大气降水的入渗，地表水体的 渗漏，由地下水面通过毛细上升输送的水分，地 下水蒸发形成的气态水。 包气带水的赋存和运移受毛细力和重力的共同影 响：重力使得水分下移，毛细力则将水分输向空 隙细小的与含水量低的地方。 包气带的水、溶质的时空分布及迁移转化规律受 边界条件影响很大：气象因素，天然和人工植被、 人类的生活和生产。
水文地质学基础
24
潜水含水层的给水度和承压含水层的给水度存在很大的区别， 你知道为什么吗？ 在地下水的补给、径流、排泄上，承压含水层具有哪些特点？ 在无入渗补给而有蒸发排泄的条件下，如果潜水含水层地下水 水位逐渐下降，其上部包气带的含水量将 ，而地下水 蒸发强度将 。
水文地质学基础
25
这组地层是含水层还是隔水层？
A B
为布设引水、排水工程的 位置提供依据。
水文地质学基础 15
3.5 承压水(Confined Water)
3.5.1 定义： 充满于2个隔水层（弱透水层）之间含水层中的水。
承压水 水文地质学基础 16
3.5.2 基本要素
承压含水层：赋存承压水的岩层； 隔水顶板；
隔水底板；
承压含水层厚度(M)； 承压高度(H)：含水层某点的承压高度等于该点的测压高度； 测压水位线(面)：测压水位的连线(面)，此线是虚拟的； 补给区和排泄区；
理解不同埋藏条件的地下水的相互转化。
水文地质学基础
23
(1)对比概念：
毛细水带与包气带； 隔水层与弱透水层； 排泄区与补给区； 上层滞水与潜水。 (2)辨析：
思考
在排泄区，地下水不接受大气降水的补给；
只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水； 地面的污染物可以通过包气带扩散到潜水中，但不 会影响承压水。
水文地质学基础(第六版)第4章 地下水的赋存
中间带（过渡带） 支持毛细水带，毛 细饱和水带
包气带是饱水带中地下水参与水文循 环的一个重要通道；“重力水”通过 包气带获得降水、地表水的入渗补给 （补充），部分水又通过包气带将水 分传输，蒸发，消耗出去。
饱水带
岩石空隙被水完全充满 →→是二相介质（固相+液相水）
空隙中水的存在形式：
①重力水
②结合水
承压水埋藏类型：
承压水的形成主要取决于地质构造，不同的地质构造决定了承压水埋藏 类型的不同。这是与潜水形成的主要区别。 构成承压水的地质构造大体上可以分为：盆地或向斜构造和单斜构造
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动态特征：
承压水参与水循环不如潜水积极，气象、水文因素对于 承压水的影响较小，承压水动态比较稳定，资源不容易补 充和恢复，但是由于其含水层厚度通常较大，资源具有多 年调节性。
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可解决的问题：
潜水与地表水的相互关系：根据水位确定潜水与地表水的相互补给关系。
•
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可解决的问题：
潜水与地表水的相互关系：根据水位确定潜水与地表水的相互补给关系。
•
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承压水的水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度。 与外界联系紧密，参加水循环积极，承压水的水质就越接 近入渗的大气降水和地表水，通常为含盐量低的淡水；如 果与外界联系差，水循环缓慢，水的含盐量就越高。
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水压面特征：
概念：测压水位即测压水的水压面，非实际存在，只是一个
可解决的问题：
合理布设取水井和排水沟：根据水位合理布设取水井和排水沟。
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4.3.4 承压水
水文地质学基础第三章
水文地质学§3.1包气带与饱水带§3.1包气带与饱水带§3.1包气带与饱水带§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层区别区别：：含水层与透水层、隔水层与弱透水层含水层、§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层§3.3地下水分类§3.3地下水分类§3.3地下水分类§3.3地下水分类表3－1 地下水分类表组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的岩溶化岩层中的水组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的各类裂隙岩层中水山间盆地及平原松散沉积物深部的水承压水裸露于地表的岩溶化岩层中的水裸露于地表各类裂隙岩层中的水各类松散沉积物浅部的水潜水裸露岩溶化岩层上部岩溶通道中季节性存在的重力水裂隙岩层潜部季节性存在的重力水及毛细水土壤水，局部粘性土隔水层上季节性存在的重力水（上层滞水）、过路重力水及悬留毛细水包气带水岩溶水裂隙水孔隙水含水介质类型埋藏条件§3.4上层滞水二、形成上层滞水的条件二、形成上层滞水的条件§3.4上层滞水§3.4上层滞水§3.5潜水潜水示意图§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.6 承压水§3.6 承压水图3—6 基岩自流盆地中的承压水2005.5.3趵突泉胜景§3.6 承压水潜水和承压水对比潜水承压水1、基本定义在饱水带中第一个具有自由水面的含水层中的地下水的含水层中的地下水。
充满于两个隔水层之间含水层中的地下水的地下水。
2、要素一个隔水底板一个隔水底板一个隔水底板，，一个隔水顶板一个隔水顶板。
潜水面测压面潜水位测（承）压水位含水层厚度含水层厚度：：水面水面～～隔水底板含水层厚度含水层厚度：：隔水顶底板之间距离。
水文地质学基础练习及答案 (2)
第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：2．地下水：3．矿水：4．自然界的水循环：5．水文循环：6．地质循环：7．大循环：8．小循环：9．绝对湿度：10．相对湿度：11．饱和差：12．露点：13．蒸发：14．降水：14．径流：15．水系：二、填空1．水文地质学是研究的科学。
它研究、、、及人类活动相互作用下地下水和的时空变化规律。
2．地下水的功能主要包括：、、、、或。
3．自然界的水循环分为循环和循环。
4．水文循环分为循环和循环。
5．水循环是在和作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
6．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以、和等方式周而复始进行的。
7．主要气象要素有、、、、。
8．在水文学中常用、、、和等特征值说明地表径流。
三、判断题1．地下水是水资源的一部分。
（）2．海洋或大陆内部的水分交换称为大循环。
（）3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。
（）4．水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。
（）5．水通过不断循环转化而水质得以净化。
（）6．水通过不断循环水量得以更新再生。
（）7．水文循环和地质循环均是H2O分子态水的转换。
（）8．降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。
（）9．蒸发是指在100℃时水由液态变为气态进入大气的过程。
（）10．蒸发速度或强度与饱和差成正比。
（）四、简答题1．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？2．水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分支有哪些？3．水文循环与地质循环的区别？4．简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？5．大循环与小循环的区别？6．水循环的作用？五、论述题自然界水循环的意义？第二章岩石中的空隙与水分一、名词解释1．岩石空隙：2．孔隙：3．孔隙度：4．裂隙：5．裂隙率：6．岩溶率：7．溶穴：8．结合水：9．重力水：10．毛细水：11．支持毛细水：12．悬挂毛细水：13．容水度：14．重量含水量：15．体积含水量：16．饱和含水量：17．饱和差：18．饱和度：19．孔角毛细水：20．给水度：21．持水度：22．残留含水量：23．岩石的透水性：24．有效应力：二、填空1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。
地质大水文地质学课件第4章 地下水的赋存
4.1.2.1 包气带的特点
>>岩石空隙未被水充满；
>>固、液、气三相介质并存；
>>水的存在形式多样：结合水、毛 细水、重力水(过路重力水、上层滞 水)等。以各种形式存在于包气带中 的水统称为包气带水。
>>包气带的垂直分带：土壤水带、 中间带(过渡带)，毛细水带。
4.1.2.2 饱水带的特点：
图3-1 包气带与饱水带
地下水位
包气带水
上层滞水
饱水带水
潜水
承压水
图3-3 地下水的赋存示意图
地下水位
4.2.3 小结
任何分类都不可能不带有某些人为性， 因而不可能完全概括复杂的自然现象。削足 适履，力图将一切客观的事物套到简单的分 类中，是不足取的！
第四章 地下水的赋存
4.1 岩层依渗透性分类 4.2 地下水分类 4.3 包气带水 4.4 潜水 4.5 承压水 4.6 本章小结
降雨
泉 含水层
潜水面
潜水埋深
潜水
河 含水层厚度
隔水层
图3-4 潜水
>>埋藏在地表以下第一个稳定隔水层之上，饱水带中第一
个具有自由表面的含水层称为潜水含水层。
降雨
泉 含水层
潜水面
潜水埋深
潜水
河 含水层厚度
隔水层
图3-4 潜水
>>埋藏在地表以下的第一个稳定隔水层称为隔水底板。潜
水只有隔水底板。
降雨
泉 含水层
>>岩石空隙被水完全充满，是固、液二相介质； >>空隙中水的存在形式：①重力水，②结合水。
4.1.3 包气带水的特点
>>包气带水的来源：大气降水的入渗，地表水体的渗漏，由地 下水面通过毛细上升输送的水分，地下水蒸发形成的气态水。
C.考研-水文地质学基础(3-4)
6．潜水主要接受大气降水和地表水的补给。 （ √ ）
7．潜水位是指由含水层底板到潜水面的高度。 （ × ）
8．潜水的流向是垂直等水位线由高水位到低水位。 （ √ ）
9．潜水积极参与水循环，资源易于补充恢复。 （ √ ）
(4)包气带水的运移受毛细力和重力的共同影响。
2．简述饱水带特征？
(1) 饱水带一般含有重力水和结合水。
(2) 饱水带的水体是连续分布的，能传递静水压力。
(3) 饱水带水在水头差的作用下可以发生连续运动。
3．潜水的水位动态一般随季节如何变化？
丰水季节或年份，潜水接受的补给量大于排泄量，潜水面上升、含水层厚度增大、水位埋深变浅。干旱季节排泄量大于补给量，潜水面下降、含水层厚度变小、水位埋深变大。
15．流线是渗透场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹。 （ × ）
16．在均质各向同性介质中，流线与等水头线构成正交网格。 （ √ ）
17．在隔水边界附近，平行隔水边界为流线。 （ √ ）
18．地下水分水岭是一条流线。 （ √ )
19．如果我们规定相邻两条流线之间通过的流量相等，则流线的疏密可以反映地下径流强度，等水头线的疏密则说明水力梯度的大小。 （ √ ）
4．地下水运动时的有效孔隙度等于给水度。 （ × ）
5．渗透流速是指水流通过岩石空隙所具有的速度。 （ × ）
6．实际流速等于渗透流速乘以有效空隙度。 （ × ）
7．水力坡度是指两点间的水头差与两点间的水平距离之比。 （ × ）
8．决定地下水流向的是水头的大小。 （ √ ）
9．符合达西定律的地下水流，其渗透速度与水力坡度呈直线关系，所以渗透系数或渗透系数的倒数是该直线的斜率。 （ √ ）
《水文地质学基础》试题库及详解
第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。
2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。
8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。
11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。
20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。
21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。
2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
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3.5 承压水
承压水（confined water ）是指充满于两个隔水层（弱 透水层）之间的含水层中的水，具有承压性质。
3.5 承压水
隔水顶板（upper confining bed）是承压含水层上部的隔 水层。 隔水底板（lower confining bed）是承压含水层下部的隔 水层。 承压含水层的厚度（thickness of confined aquifer）为隔 水顶板、底板之间的距离。 测压水位(piezometric water level)是井孔中静止水位的高 程。 自流区（artesian zone）是测压水位高于地表面的范围，又 称为承压水的自溢区。 自流水（artesian water ）是承压水位高于当地地面能自行 喷出或溢出地表的地下水。
Tc912
Tc18T1c1315 Tc13T0Tc2c99115T4c916
Tc1316
青 冈 县 Tc913Tc928
Tc147
Tc91T7c918
Tc924
Tc919
Tc1311 Tc146
Tc829 Tc838 Tc1283Tc830
Tc839
Tc840
Tc1296 Tc877 Tc871
充满的地带。
饱水带特点： 1 空隙完全被水充满 2 水体分布连续，可传递静水压力 3 水的运动在水头差作用下可连续运动。 其中的重力水是开发利用或排泄的主要对象。
3.2含水层、隔水层与弱透水层
3.2.1含水层
含水层(Aquifer)是指饱水并能传输与给出相当数量水的岩层。 构成含水层的三个条件是： （1）有储存水的空间（储水构造）。 （2）周围有隔水岩石。 （3）有水的来源，含有重力水为主。
3.2含水层、隔水层与弱透水层
3.2.2隔水层
相对性：空间尺度、时间尺度
3.2含水层、隔水层与弱透水层
含水层、隔水层与弱透水层关系图
3.2含水层、隔水层思与考弱题透水层
1.这组地层是含水层还是隔水层？ 2.煤层开采，巷道(矿坑)会否有水？ 3.如果需要修水库，建坝后库水是否渗漏？
C
D A-粉砂岩，B-页岩，C-断裂，D-矿道
将某一承压含水层测压水位相等的各点连线得到等水位 线图，可用于确定承压水流向和水力梯度。
松 嫩 平 原 等 水 压 线 图
3.5 承压水
嫩 江 县 Tc609
Tc607
Tc614
Tc722 Tc724
5400000 5300000 5200000 5100000
突泉县
5000科0尔00沁 右 翼 中 旗 4900000
3.4 潜水
思考：潜水与地表水的相互转化关系？
潜水补给河流
河流补给潜水 河流单侧补给潜水
3.4 潜水
河流补给潜水
潜水补给河流
潜水面的形状受下列因素影响： 1.地形 潜水面起伏与地形大体一致，但比地形起伏缓。 2.水文网 地表水位与潜水位之差控制潜水面的凹凸。
3.4 潜水
潜水等水位线图：潜水位相等的各点连线。 作用：1 判断地下水流向；2计算水力坡度；3结合地形图与等水位线 计算水位埋深；4确定潜水与地表水补排关系
下水。
注意：
自由表面—与大气直接相通，除大气压强外不受其它力。 稳定—具有一定的空间连续性（范围）以示区分上层滞水
3.4 潜水
赋存潜水的岩层
3.4 潜水 基本要素
潜水面—潜水表面的自由水面 潜水埋深D—潜水面至地面的距离 潜水水位H—潜水面上任意一点的标准高程(以黄海海平面为基准) 含水层厚度M—潜水面至隔水底板的距离
3.4 潜水
潜水面坡度指相邻两条等水位线的水位差除以其水平距 离。当其值很小时，可视为水力梯度。
水力坡度（I）—单位距离上的水头损失，是沿渗流途径上 的水头损失与相应的渗流长度之比。
I=(HA-HB) /△L
3.4 潜水
潜水的主要特征 1.补给来源：潜水直接与
大气相通，可通过包气带 接受降水、地表水等补给。 2.动态特征：受气象、水 文因素影响明显，变化快 （水量、水位季节性变 化）。受人为因素影响也 显著，易污染。 3.循环交替：水循环周期 短，更新恢复速度快。
Tc822 Tc836
Tc845
Tc827
Tc3701 Tc372
Tc537 Tc536
Tc195
Tc197
TTcc261581
Tc794
Tc245
Tc817 Tc373
Tc820 海 伦Tc8市44
Tc833
Tc81T9cT8c48849
Tc1016
Tc374
龙江县
Tc321
齐齐哈尔市
Tc570
Tc54T6c5T6c0562
裂隙水（fissure-water）是存在于岩层裂隙中的地下水。 风化裂隙水（weathering-fissure water）是岩石风化裂隙带
中的地下水。 构造裂隙水（structure-fissurቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ water ）是存在于岩石构造
裂隙中的地下水。 裂隙岩溶水（fissure karst water）是存在于可溶性岩层的裂
3.4 潜水
绘图注意：1等水位线穿越河流 2分水岭 3冲沟 4地貌单元 5断层两侧水位
实习一 编制潜水等水位线图
一、实习目的
1．熟悉潜水等水位线图的编制方法。 2．初步学会阅读和利用潜水等水位线图。
二、实习内容
1．根据有关资料，在附图一上编制沙河地区潜水等水位线图(水位等高距 2m，取偶数)。
2．用箭头标出AB、CD 两处的潜水流向，并计算水力梯度的近似值。 3．根据平面图上的资料，在剖面图上绘出潜水位线及潜水流向。 4．阅读沙河地区潜水等水位线图，回答下列问题： (1)根据所作潜水等水位线图及所提供的有关资料，总结影响潜水面形状与潜
3.4 潜水
4.潜水面形态：潜水面形状受地形影响，潜水水位与地 形的起伏相一致而较缓和。
400
390
磨盘山
大椅子山
380
永宁河
磐
水
石
孤顶子
370
位
挡石河
仙人洞
河
七七 个个顶顶子 子
360
标
磐石市
高
350
（ m)
挡石河
340
拐子炕河
330
320
310
N
300
图 1-4
磐石市地势立体图
3.4 潜水
隙、溶孔(洞)中的地下水。 岩溶水（karst water）是赋存于岩溶化岩体中的地下水的总称。
3.3地下水
地下水分类表
地下水分类表
3.4 潜水
❖
潜水（phreatic water, unconfined water）
是指饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模的含水层
中的重力水。
稳定
亦即地表以下第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地
5.水化学特征：水的矿化度与地形、水的交替有关。湿润气 候区，地形切割强烈、水交替强烈地区地下水矿化度低。干 旱气候区细颗粒组成的盆地平原易形成咸水。
3.4 潜水
小结：潜水的基本特征 • 无隔水顶板 • 积极参与水循环（补给、排泄） • 动态随季节变化明显 • 重力释水 • 易受污染 • 一般情况下，潜水面与地形起伏相一致 •补给区、排泄区和分布区是一致的 • 不适宜作为地震前兆观测对象
水文地质学基础 Fundamentals of Hydrogeology
地下水科学与工程教研室
第三章 地下水赋存
3.1 包气带和饱水带 3.2 含水层、隔水层与弱透水层 3.3 地下水分类 3.4 潜水 3.5 承压水 3.6 上层滞水
3 .1 包气带和饱水带
包气带和饱水带的划分：
3 .1 包气带和饱水带
Tc565
Tc198 Tc194
Tc652
Tc172
Tc653 Tc170
Tc171 Tc169 Tc253 Tc257 Tc256
Tc657 Tc1335
Tc1343
Tc814
Tc847
Tc818 TTc1c828531
Tc834
Tc852
Tc1012 Tc1010
Tc841
Tc851 绥 棱 县
3.3地下水
3.3.1地下水 地下水（groundwater）广义上是指赋存于地面以
下岩石空隙中的水；狭义上仅指赋存于饱水带岩土空隙 中的水。
3.3.2地下水埋藏条件 地下水的埋藏条件是指含水层在地质剖面中所处的
部位及受隔水层（弱透水层）限制的情况。
3.3地下水
含水介质类型 埋藏条件
地下水分类表
Tc601
五大连池市
Tc600Tc597
莫 力 自 治 旗讷 河 县 Tc684
德都县
Tc670 Tc666
Tc747
Tc335
甘南县
Tc337 Tc333
TTc3c31230
Tc202 Tc205
Tc587
Tc639
Tc589
Tc640
Tc233
Tc634
Tc633 Tc631
Tc630
Tc586
3.1.1包气带(非饱和带Unsaturated zone, vadose Zone) 是指地下水面以上至地表面之间的地带。
包气带是饱水带中地下水与大气圈、地表水圈联系（参与水文 循环）必经的通道， “重力水”通过包气带获得降水、地表水 的入渗补给（补充），部分水又通过包气带将水分传输、蒸发， 消耗出去。 包气带含水量及其水盐运移受气象因素影响极为显著。
TcT1c52859 Tc160
Tc262