包气带水分运动在线视频

各位同学大家好

欢迎来到桂林理工大学MOOC课程《水文学》

我是水文与水资源工程专业的徐勤学

这节课主要介绍包气带水分运动的相关知识

那我们这节课主要包括两个内容

第一是包气带的水分特性

第二个是包气带水分的运移

在讲包气带水分特性之前

我请大家回顾一下

什么是包气带

我们在第一节的时候学过包气带

那么包气带的定义主要是指

地下水自由水面以上的土层称为包气带

那么以上的土层是包气带

以下的土层称为什么呢

请大家思考一下回顾一下

那么包气带的水分特性是由它的结构特性决定的

我们首先看一下包气带的结构特性

包气带土壤结构分为五个层

第一层是残积层

残积层主要是包括枯枝落叶

还有枯枝落叶形成的腐殖质

下面一层是A层

A层称为溶提层

溶提层的意思就是在这一层发生溶提作用

小的土壤颗粒和物质通过下渗水

下渗到下面

留下的是颗粒比较粗的土壤颗粒

然后溶提层的孔隙也比较大

在溶提层以下

就是我们刚刚下渗水所带下来的细小物质

进行淀积形成淀积层

淀积层的颗粒比较细

孔隙比较小

这个层为B层

在B层以下的话是C层

也是母质层

所谓的母质层就是没有受到溶提作用

也没有受到淀积作用的影响

在C层以下是D层

就是没有风化的基岩

这是我们包气带的土壤结构

土壤结构决定了土壤包气带水分的分层

那么包气带水分主要是分为下面三个

明显不同的水分带

第一个是毛管悬着水带

第二个是包气带

第三个是毛管上升水带

那么我们可以看这个图片

从上到下依次是毛管悬着水带 包气带 毛管上升水带

我们先来看一下第一个分带毛管悬着水带

所谓的毛管悬着水带就是

位于包气带上部于地表的土层相连接的部分

那么水分主要以悬着水的形式

存在于土壤里面

水分主要来源于降雨

它的消耗主要来自于蒸散发

毛管悬着水带的水分分布主要受

气象因素和土壤特性的影响

土壤水分增长和消退影响比较大

毛管悬着水带的厚度大概在一米左右

第二个是我们的包气带

包气带是在毛管悬着水带和毛管上升水带之间的水带

它的厚度与地理位置与地下水埋深相关

这个带的水分是不与其他的水分发生交换

水分变化比较小

主要受年降水量的影响

那么厚度也是在不同的地区

它的厚度不一样

在湿润地区包气带是几米左右

在干旱地区包气带的厚度能达到几十米

第三个带是毛管上升水带

毛管上升水带主要是在地下水面以上

因为我们整个包气带就是在地下水面以上的土层

地下水面以上水分受

土壤孔隙所形成的毛管力作用

沿着孔隙上升到地下水面以上的土层中

这一层的厚度一般在1-2米

土壤的含水量的话是自下而上

逐渐减少

为什么自下而上逐渐减少

因为它的水分来源于

毛管从地下水水面吸取水分

那么这是我们包气带的水分特征

在讲完我们包气带的土壤结构特征

和包气带水分特征

我们来看一下包气带水分的运动

包气带水分的运动主要包括两个方面

一个是土壤水分的垂向运移

土壤水分的垂向运行它有不同的条件

不同的土壤结构

在均质土壤水分的话

垂向运行主要服从达西定律

那么它的方程主要是

非饱和水流的运动微分方程

常用的入渗方程包括菲利普入渗方程等

那么垂向运动的时候

还有一些土层比较特殊

它并不是均质的

有的时候是上粗下细

有的时候是上细下粗

那么这种不同分层土壤水下运动的时候

他不是完全受菲利普入渗方程的控制

它有独特的特性

这是我们的垂向运动

第二个包气带水分的运动是水平运动

就是壤中流

壤中流发生在土壤内部上下两层透水性不同

且下层透水性较弱的界面上

在下渗过程中

由于下层阻水造成界面上的给水

如果在界面上有一定的坡度

这时水分就会产生侧向移动

形成壤中流

那么这就是我们包气带水分的两个主要运动

一个是垂向运动

一个是侧向运动

我们这节课的主要内容就是包括这个方面

我们现在进行简单的小节和思考

那么我们首先这节课主要讲包气带的概念

包气带就是地下水自由水面以上的土层就是包气带

然后我们讲了包气带的结构和水分特征

那么这里面包括土壤结构

包括我们水分的分带

最后还讲了包气带水分的运移

包括垂向运移也包括侧向壤中流的运动

在这个小知识点请大家思考一下

就是包气带土壤的分层的结构

怎么样决定了包气带土壤水分的分带特性

我们这节课的内容就是这么多

谢谢大家