地下岩土里出现水,并不意味着每一处空隙都完全充水。USGS《General Facts and Concepts about Ground Water》先将地表以下分为非饱和带与饱和带,再引入水位面和毛细过渡带。这些名称描述的是空隙含有什么、边界大致在哪里,而不是为一种瓶装水命名。

在非饱和带,颗粒间的空隙和岩石裂隙里既有空气,也有水。饱和带则不同,其中空隙完全被水充满。因此,“含水”与“完全充水”提供了不同的信息:前者没有排除空气同时存在,后者才将所述空隙的充满状态说清。原文把水位面解释为饱和带近似的上表面,并把水位面以下饱和带中的水称为地下水。这个定义依赖位置与充水状态,不能只凭“在地下看到了水”省去其中条件。

两带之间还有一个值得单独保留的对象。USGS说,非饱和带与水位面之间是毛细带,即capillary fringe。在这个过渡带内,空隙已饱和或接近饱和,水由毛细力保持。它同时出现“接近饱和”和“毛细力”两种描述:前一项说空隙被水占据到什么程度,后一项说这些水怎样被保持。若只把地下简单画成干、湿两部分,这个含水程度很高的过渡带便容易被抹掉。

水位面也不是一条永远水平、位置固定的线。资料明确说,它会随着降水和地表水补给的变化,在季节之间、年份之间波动。从区域尺度看,它的形状通常近似地表地形较平缓的对应形态,深度则随环境改变。因而需要区分两种变化:同一地点可以随时间升降,不同地点又可以具有不同深度。一个水位面的概念并没有要求所有地点、所有时刻共有同一高度。

自然条件下的流动为这些空间关系增加了方向。USGS将地下水路径联系到补给区与排泄区,排泄可出现在泉、溪流、湖泊、湿地及沿海地区。根延伸到水位面附近的植物蒸腾,以及水位面接近地表时的直接蒸发,也列在相关文字中。这里的流动不是一条必须延伸到海边的单一路线,而是在具体补给与排泄位置之间建立联系。

原文随后给“地下水流动系统”一个三维定义:从补给区延伸到排泄区、被流动地下水饱和的地质材料体。系统因此不仅是一段水流的名称,还包含承载这种流动的岩土空间。水位面讲上界,流动系统讲具有补给、运动与排泄联系的三维对象,二者虽相连,所说明的内容却不同。

尺度还会改变系统的划分。一套路径较长的深层区域系统,上方可能覆盖数套较浅、更局地的系统,彼此仍有水力联系。于是,在较小范围中分别命名的局地系统,可以在更大范围的研究里成为相联系的部分。资料据此提醒,流动系统的定义在一定程度上取决于研究尺度,而不是每换一个系统名称,自然界中的水力联系就随之切断。

以上内容来自USGS连续概念文字,未从示意图补路径或计算速度,也不涉及建井、取水、水源认定及饮用安全。它为水源背景资料保留的是空间、边界和尺度之间的关系,不能据这些概念为某个瓶装水产品作类别或质量结论。

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