在干旱半干旱地区，由于包气带较厚且降水入渗补给量有限，包气带储存了过去几十年到上万年入渗补给的水分，而地下水的水化学、同位素则储存了其接受补给时的信息。由于气候变化及人类活动导致的补给量变化不足以立即影响到浅层地下水，因此研究包气带的水文过程及补给历史，对于评价干旱区地下水补给具有重要意义。

中科院地质地球所工程地质与水资源研究室黄天明副研究员、庞忠和研究员、牛津大学水资源研究中心原主任Mike Edmunds教授等人，将包气带和饱和带结合起来，利用多种环境示踪剂综合评价了鄂尔多斯西部某草原带过去3万年以来古水文情势。他们通过研究包气带（剖面最深21 m）和地下水，基于氯质量平衡原理得出现今平均补给量为0.11–0.32 mm/yr，包气带13 m以浅土壤水氯含量在2842–7856 mg/L，代表了近2500年的累积补给；而潜水（埋深30–70 m）是2900年以前补给的（¹⁴C校正年龄在4327–29708年），氯含量为95–351 mg/L（图1），显著区别于包气带浅部氯含量。这显示了近2500年以来的干旱化过程，该结果与西北干旱区的湖泊沉积记录等得出的结果相吻合。此外，研究发现，现今的水文过程与浅层地下水远未达到平衡，他们认为在干旱区地下水补给的研究中应得到重视。