饱和带与包气带：水文学概论中的下渗

下渗是指降落到地面的雨水从土壤表面渗入土壤的过程，渗入土壤的雨水变成为土壤水。下渗和土壤水运动都是径流形成的重要环节，它们的变化直接影响和决定径流过程的基本特征，是水文学和水资源学科研究的重要内容，也是水文生产中面对的重要课题，例如流域洪水预报模型都要处理下渗问题。

土壤是由土粒和团聚体构成的疏松多孔体，颗粒之间彼此存在着孔隙，因而，地表土层为多孔介质，它能吸水、蓄水和向任何方向输送水分。土壤水是指吸附于土粒和存在于土壤孔隙中的水分。土壤中所含水分的多少，称为土壤含水率。当土层中水分充满所有的土壤空隙时，土壤含水率达到饱和，此时称该土层区域为饱和带；相反，称之为包气带。一般来说，潜水面以下的土层为饱和带，地面与潜水面之间的土层为包气带，如图6.1所示。土层蓄水构成巨大的“蓄水库”，对降水起着调节作用，并对水量进行空间（主要是垂向）和时间上的再分配。土壤水是土壤内的土粒、水、气三相物质复合系统的组成部分。土壤水的增长、消退及动态变化同降水、蒸散发、地下水和径流有密切联系。土壤水是自然界中水循环的一个重要环节，土壤水的存在形式、运动和变化规律是认识水文现象和进行定量计算的重要环节。

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图6.1　土层中包气带与饱和带示意图

下渗受土壤水分运动规律的制约，它是水在分子力、毛管力和重力的综合作用下在土壤中发生的物理过程，也是在各种力综合作用下寻求平衡的过程，它是径流形成过程的重要环节之一。下渗不仅直接决定地表径流量的生成及大小，同时也影响土壤水和潜水的增长，影响壤中流、地下径流的生成和大小，因而分析下渗的物理过程和规律对认识径流形成过程的物理机制有着重要的意义。