河水下悬挂饱水带及非饱水带水分布与运移特征试验研究

高宗军; 丁子祺; 刘久潭; 王贞岩; 王姝; 刘文悦

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.06.001

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 42 ›› Issue (06) : 1 -10. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.06.001

河水下悬挂饱水带及非饱水带水分布与运移特征试验研究

高宗军, 丁子祺, 刘久潭, 王贞岩, 王姝, 刘文悦

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摘要

地球陆地表层非饱和带是自然界水循环的枢纽，研究其水分布与运移特征具有重要意义。本研究通过室内砂箱试验，开展不同河水深和地下水埋深的河水渗漏补给地下水模拟试验。结果表明：河水渗漏过程中，随地下水埋深的增加，河水下渗水流由饱水状态逐渐转化为非饱水状态，河水与地下水发生脱节。脱节后，河水下保留悬挂饱水带，悬挂饱水带与地下水饱水带之间为非饱水状态，具有负压，且负压值随着与饱水带距离的增大而增大。靠近饱水带的支持毛细水，可以在水头差驱动下形成连续水流流出。悬挂饱水带大小与河水深成正比，非饱水带流动水的空间分布不均，可传导水压，在重力及压力共同作用下运动，并发生弥散作用和横向运动。示踪试验显示，河水补给地下水时垂向水流速度大于横向。综上，脱节型河水下存在悬挂饱水带，大气降水或地表水可经由非饱水带形成持续的下渗水流补给地下水。该研究可以加深对降水、地表水与地下水相互作用的理解。