抽水试验作为地下水水文学家评价含水层，提供地下水开采依据，预防由于地下水水位下降，引起地面沉降、地面开裂和构筑物沉降或倾斜等人为灾害的重要手段，传统研究认为，抽水试验过程中初始水位以上的土壤对抽水试验结果影响很小，并且可以忽略不计。然而，许多研究发现，在非承压含水层中抽水时非饱和带会产生气流。鉴于非饱和带气流对其水流的影响较大，有学者就潮汐，降雨入渗等影响因素对非饱和带气流的变化及其对水流的影响进行了相关的数值模拟，如Jiao and Guo [2009]发现在抽水过程中产生的负的空气压力对降深曲线和随后的含水层参数估计有明显的影响。本文以此为切入点，在总结和归纳非饱和带在各种因素影响条件下因气流（本文中定义为“空气负压”）出现导致的气-水两相流研究进展的基础上，以抽水试验引起的非饱和带气流为例，设计试验室物理模型，采用张力计、土壤水分监测仪、U型管进行测量，研究具有弱透水层盖层非承压含水层中抽水引起的负压机理。并依据试验过程中测定的各项参数，运用TOUGH-MP软件建立数值模型进行模拟，然后将所得模拟结果与试验结果进行对比分析。通过对一系列试验室试验数据和数值模拟数据的统计分析，推出以下结论：(1)在具弱透水层的非承压含水层（砂箱）中进行抽水试验时，非饱和带会有气流产生（本文定义为“空气负压”）。在抽水初期，空气负压很快增大到某一峰值，随后逐渐减小直至恢复为0（大气压力）。(2)空气负压的峰值大小随径向距离的增大逐渐减小，而随初试水位和抽水速度的增大而增大，并且空气负压到达峰值的时间也相应逐渐增大。(3)当非饱和带存在空气负压时，非饱和带重力释水明显滞后，而含水层情况正好相反，其含水量比无空气负压时降低的更快。如果忽略流量Q的微小变化，非饱和带T1和初始水位T2处重力释水的时间仅与初试水位有关，且初试水位越高（本文规定以粘土层为限，初试水位离粘土层越近，相应S0越高），相应位置重力释水时间越久。(4)在等流量抽水条件下，非饱和带有空气负压时，含水层水位下降的比正常情形下的快，并且初试水位越浅相应的降深差越大。(5)水压随含水层水位的不断下降逐渐增大，而随径向距离的增大而逐渐减小。毛细压力与空气负压和水压相关，当存在空气负压时，相应的毛细压力也随之增大。(6)用TOUGH2-MP进行数值模拟所得径向距离、抽水速率与空气负压和初试水位与降深之间的关系曲线的总体趋势跟试验结果较为一致。