包气带是指从地表到潜水位之间的非饱和带,指位于
地球表面以下、潜水面以上的地质介质。有时人们也把包气带称为非饱和区(unsaturated zone),但是这两个概念的含义不完全相同。非饱和区一般不包括潜水面之上的毛细上升区(capillary fringe)和季节性饱和区域。
在接近地表的上层岩土中,土石的孔隙未被水充满,而含有相当数量的气体,故常将这一岩
土层称为包气带。
包气带是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带,它是岩土颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。其中植物根系活动层与外界有强烈的水分交换。包气带具有吸收水分、保持水分和传递水分的能力。
①近地面处为毛细管悬着水带(有时称土壤水带),它同外界水分交换强烈。降雨的下渗、土壤蒸发和植物散发是导致这个带水分增长与消退的直接因素。水分的垂向分布随时间不同而变化。
③中间包气带,介于上述两个带之间。当地下水埋藏较深时,中间包气带也较厚,在多数情况下,其水量较小,变化缓慢,沿深度分布较均匀。当地下水埋藏较浅时,则由于毛细管支持水带与毛细管悬着水带的相互衔接,中间包气带消失。此时包气带一般比较湿润。
自然
降水或其它地表水向下渗透,在地表以下局部隔水层上汇积起来的重力水,称为上层滞水。上层滞水分布范围很小,受地区性气候影响很大,常是雨季出现,旱季消失,水量一般不大,且分布范围相当有局限性。因其接近地表,常使地表工程地质性质发生变化,能使岩土体强度降低,造成道路翻浆和导致路基稳定性的破坏。
在包气带中,除上层滞水外,还应注意毛细水。毛细水依赖地下水作水源,它的上升高度与地下水位高低和岩土的
物理性质有关。毛细水可对
地基产生毛细水压力,引起基础的附加下沉,路面的冻胀、翻浆将
土层深处的盐分送到地面,引起地表土产生盐渍化病害。因此在设计施工时可采用降低地下水位的方法克服毛细水的危害。