地下水流系统的空间上的立体性,是地下水与地表水之间存在的主要差异之一。而地下水垂向的层次结构,则是地下水空间立体性的具体表征。典型水文地质条件下,地下水垂向层次结构的基本模式。自地表面起至地下某一深度出现不透水基岩为止,可区分为包气带和饱和水带两大部分。其中包气带又可进一步区分为土壤水带、中间过渡带及毛细水带等3个亚带;饱和水带则可区分为潜水带和承压水带两个亚带。从贮水形式来看,与包气带相对应的是存在结合水(包括吸湿水和薄膜水)和毛管水;与饱和水带相对应的是重力水(包括潜水和承压水)。
以上是地下水层次结构的基本模式,在具体的水文地质条件下,各地区地下水的实际层次结构不尽一致。有的层次可能充分发展,有的则不发育。如在严重干旱的沙漠地区,包气带很厚,饱和水带深埋在地下,甚至基本不存在;反之,在多雨的湿润地区,尤其是在地下水排泄不畅的低洼易涝地带,包气带往往很薄,甚至地下潜水面出露地表,所以地下水层次结构亦不明显。至于象承压水带的存在,要求有特定的贮水构造和承压条件。而这种构造和承压条件并非处处都具备,所以承压水的分布受到很大的限制。但是上述地下水层次结构在地区上的差异性,并不否定地下水垂向层次结构的总体规律性。这一层次结构对于人们认识和把握地下水性质具有重要意义,并成为按埋藏条件进行地下水分类的基本依据。
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