Зона аэрации , также называемая зоной ненасыщенности , представляет собой часть Земли между поверхностью земли и верхней частью фреатической зоны , положением, в котором грунтовые воды (вода в порах почвы) находятся под атмосферным давлением («vadose» происходит от латинского слова «неглубокий»). Таким образом, зона аэрации простирается от верхней части поверхности земли до уровня грунтовых вод .
Вода в зоне аэрации имеет напор ниже атмосферного давления и удерживается за счет сочетания адгезии ( фуникулярные грунтовые воды ) и капиллярного действия ( капиллярные грунтовые воды ). Если зона аэрации охватывает почву , содержащаяся в ней вода называется почвенной влагой . В мелкозернистых почвах капиллярное действие может привести к тому, что поры почвы будут полностью насыщены выше уровня грунтовых вод при давлении ниже атмосферного. Зона аэрации не включает область, которая все еще насыщена выше уровня грунтовых вод, часто называемую капиллярной каймой . [1]
Движение воды в зоне аэрации изучается в рамках физики почв и гидрологии , в частности гидрогеологии , и имеет важное значение для сельского хозяйства , переноса загрязняющих веществ и контроля наводнений . Уравнение Ричардса часто используется для математического описания потока воды, которое частично основано на законе Дарси . Пополнение подземных вод , которое является важным процессом, который пополняет водоносные горизонты, обычно происходит через зону аэрации за счет осадков.
Зона аэрации — это недонасыщенная часть недр, которая находится выше уровня грунтовых вод. Почва и горные породы в зоне аэрации не полностью насыщены водой; то есть поры внутри них содержат как воздух, так и воду. Часть зоны аэрации, которая заселена почвенными микроорганизмами, грибами и корнями растений, иногда можно назвать почвенной углеродной губкой .
В некоторых местах зона аэрации отсутствует, как это часто бывает там, где есть озера и болота, а в некоторых местах ее толщина составляет сотни метров, как это часто бывает в засушливых регионах. [2]
В отличие от водоносных горизонтов нижележащей водонасыщенной фреатической зоны , вадозная зона не является источником легкодоступной воды для потребления человеком. Она имеет большое значение в обеспечении водой и питательными веществами, которые жизненно важны для почвенной углеродной губки и биосферы . Она интенсивно используется для выращивания растений, строительства зданий и утилизации отходов. [2]
Зона аэрации часто является основным фактором, контролирующим движение воды с поверхности земли в водоносный горизонт. Таким образом, она сильно влияет на скорость пополнения водоносного горизонта и имеет решающее значение для использования и управления подземными водами. Скорости потока и химические реакции в зоне аэрации также контролируют, попадают ли загрязняющие вещества в запасы подземных вод, где и как быстро. Поэтому понимание процессов в зоне аэрации имеет решающее значение для определения количества и качества подземных вод, доступных для использования человеком. [2]
В спелеологии пещерные проходы , образованные в зоне аэрации, как правило, имеют форму каньона, поскольку вода растворяет коренную породу на дне прохода. [3] Проходы, образованные в условиях полного заполнения водой, называются фреатическими проходами и, как правило, имеют круглое поперечное сечение. [4]
