飽和帶

飽和帶（saturated zone），又稱飽水帶，是土壤顆粒和水分組成的二相系統，位於地下水面以下。飽和帶中的地下水連續分布，能夠傳遞靜水壓力，因此在水頭差的作用下，可以發生連續運動。

基本介紹

• 中文名：飽和帶
• 外文名：Saturated zone
• 別稱：飽水帶
• 特點：土壤處於飽和含水狀態
• 組成：土壤顆粒和水
• 領域：水文地質學

簡介

流域上沿垂向的土柱結構如右圖所示。可以看出，以地下水面為界，土柱被劃分為兩個不同的土壤含水帶：地下水面以下，土壤處於飽和含水狀態，是土壤顆粒和水分組成的二相系統，稱為飽和帶或飽水帶；地下水面以上，土壤含水量未達飽和，是土壤顆粒、水分和空氣同時存在的三相系統，稱為包氣帶或非飽和帶。在包氣帶中，水壓力小於大氣壓力，而在飽和帶中則相反，只有在地下水面處，水壓力才等於大氣壓力。

土柱結構

性質

地下水位以下是飽和帶。地下水位是指這樣一個面，在這個面上，土體的孔隙水壓力或流體的壓力水頭都正好等於零。從這個定義出發，飽和帶有以下性質：

（1）它存在於地下水位以下；

（2）土體的孔隙被水充滿，因此，土的體積含水量ω等於土的孔隙度n；

（3）隨著深度增加，流體壓力大於大氣壓力，壓力水頭大於零；

（4）水力水頭可以用地下水位計或者孔壓計來量測；

（5）對於同一種土來說，滲透係數是一個常量。

飽和帶水流

飽和帶水流指的是飽和壤中流，在水文循環中起到了重要作用。在乾旱缺水期，它能以基流的形式向河流供水補給；而在暴雨期，它有助於形成暴雨徑流，並且影響由於地下水位的上升而產生的坡面流的大小。

地下水水頭的時空變化通過求解三維地下水流的偏微分方程得到，如下所示：

式中：h（x_i）—地下水水頭；

x_i—空間坐標；

K（i,j）—水力傳導率；

Ss（X_ij）—貯水係數；

R(X_ij)—單位面積上的源漏項。