含水层

含水层是含水的、可渗透的岩石、岩石裂缝或松散物质（砾石、沙子或淤泥）的地下层。 可以使用水井从含水层中抽取地下水。 含水层的特征差异很大。 对含水层水流和含水层特征的研究称为水文地质学。 相关术语包括隔水层，它是沿着含水层的低渗透床，以及隔水层（或隔水层），它是含水层下方或上方的固体不透水区域，其压力可能会形成承压含水层。 含水层的分类如下：饱和与不饱和； 含水层与弱透水层； 受限与不受限； 各向同性与各向异性； 多孔、岩溶或断裂； 跨界含水层。

使用地下水的挑战包括：超采（抽取地下水超过含水层的平衡产量）、与地下水相关的土地沉降、地下水变成咸水、地下水污染。

含水层发生在近地表到 9,000 米（30,000 英尺）以上的深度。 那些离地表较近的地方不仅更有可能被用于供水和灌溉，而且也更有可能被当地的降雨补充。 尽管含水层有时被描述为地下河流或湖泊，但它们实际上是充满水的多孔岩石。

许多沙漠地区内部或附近有石灰岩丘陵或山脉，可以作为地下水资源开采。

2013 年，大陆架下发现了大型淡水含水层。 它们含有大约 50 万立方公里的低盐度水，可以经济地加工成饮用水。 这些储备是在海平面较低时形成的，雨水进入陆地区域的地下，这些区域直到 20,000 年前冰河时代结束才被淹没。 据估计，该水量是 1900 年以来从其他含水层抽取的水量的 100 倍。

弱透水层是地球内限制地下水从一个含水层流向另一个含水层的区域。 如果透水层完全不透水，有时可以称为隔水层或隔水层。 弱透水层由粘土层或水力传导率低的无孔岩石层组成。

地下水几乎可以在地球浅层地下的每个点找到，在某种程度上，尽管含水层不一定含有淡水。 地壳可分为两个区域：饱和区或潜水区（例如含水层、弱透水层等），所有可用空间都充满水，以及非饱和区（也称为渗流带） ，那里仍然有一些空气袋，其中含有一些水，但可以充满更多的水。

饱和意味着水的压头大于大气压（它的表压＞0）。 地下水位的定义是压力水头等于大气压力的表面（表压= 0）。

不饱和条件发生在地下水位上方，压头为负（绝 对压力永远不会为负，但表压可以）并且不完全填充含水层材料孔隙的水处于抽吸状态。

非饱和区的水含量通过表面粘附力保持在适当位置，并通过毛细作用上升到地下水位（零表压等压线）以上，使潜水面（毛细管边缘）以上的小区域饱和 比大气压力。 这称为张力饱和度，与基于含水量的饱和度不同。 毛细管边缘的水含量随着与潜水面距离的增加而减少。 毛细管头取决于土壤孔隙大小。 在孔隙较大的沙质土壤中，扬程低于孔隙非常小的粘土。 粘土中的正常毛细上升小于 1.8 米（6 英尺），但范围在 0.3 到 10 米（1 到 33 英尺）之间。

小直径管中水的毛细管上升涉及相同的物理过程。 地下水位是水在大直径管道。