Daha çox

11.8: Yeraltı suları - Geoscience


Yeraltı suları şirin suyun vacib mənbəyidir. Torpağın altındakı bütün yerlərdə tapıla bilər, lakin çıxarıla bilən miqdarı və keyfiyyəti ilə məhdudlaşır.

Xüsusiyyətlər

Keçiricilik və məsaməlik

Əksər süxurlar tamamilə möhkəm deyildir və məsamələr olaraq bilinən dənəciklər və ya kristallar arasında müəyyən miqdarda açıq yer tutur. Məsaməlik qayalardakı açıq məkanın ölçüsüdür - qaya və ya çöküntü materialının ümumi həcmini təşkil edən açıq məkanın faizi ilə ifadə edilir. Gözeneklilik, qayadakı orijinal məsamə boşluqlarını (məsələn, qum dənələri arasındakı boşluq, vulkanik süxurlardakı veziküllər) və ya süxur meydana gəldikdən sonra meydana gələn ikincil məsaməliyi (məs., Qırıqlar, dağılmış qaya hissələri) təmsil edən birincili gözeneklilik kimi meydana gələ bilər. Konsolide olmayan çöküntülərin litifikasiyası məsamələri azaldacaq, çünki dənələri sıxlaşdırır və sement əlavə edir (bax. Fəsil 5.3). Çökmə və litləşmə prosesləri zamanı qayanın əlaqəsiz məsamələrində sıxılmış su adlanır suyu birləşdirin.

Keçiriciliyi qaya və ya çöküntüdəki məsamələrin bir-birinə bağlılığının ölçüsüdür. Məsamələr arasındakı əlaqələr həmin materialın su ötürməsinə imkan verir. Su qoymaq üçün bir yerin (gözeneklilik) və suyun hərəkət qabiliyyətinin (keçiricilik) birləşməsi yaxşı bir şeydir sulu lay—Çıxarıla bilən yeraltı suları olan qaya vahidi və ya çöküntüdür. Yaxşı çeşidlənmiş çöküntülər daha yüksək məsaməliyə malikdir, çünki daha böyük hissəciklər arasındakı boşluqları dolduran daha kiçik çöküntü hissəcikləri yoxdur. Gillər ümumiyyətlə çox yüksək gözeneklidir, lakin məsamələr zəif bir şəkildə bağlanır və bununla da aşağı keçiriciliyə səbəb olur.

Keçiricilik maye ötürmə qabiliyyətinin ölçüsü olaraq vacib olsa da, ümumiyyətlə bu xüsusiyyət üçün geoloqlar arasında ən çox istifadə olunan təsvir edən deyil. Hidravlik keçiricilik məsamə boşluqlarının bağlılığının başqa bir ümumi ölçüsüdür və həm keçiricilik, həm də maye xüsusiyyətlərinin bir funksiyasıdır. Maye xüsusiyyətlərini nəzərə aldığından, hidrolik keçiricilik həm neft geoloqları, həm də hidrogeoloqlar tərəfindən neft anbarlarının və sulu təbəqələrin istehsal qabiliyyətini təsvir etmək üçün istifadə olunur. Yüksək hidravlik keçiricilik mayenin sulu laydan sürətlə ötürülməsini göstərir. Konsolidasiya edilməmiş çınqıllar, yüksək dərəcədə qırıq və əridilmiş süxurlar və yaxşı çeşidlənmiş qum daşları yüksək hidravlik keçiriciliyə malikdir.

Akiferlər və məhdudlaşdırıcı təbəqələr

Bir sulu lay istifadəyə yararlı miqdarda su verə bilən bir geoloji materialdır. Geoloji material hər hansı bir qaya və ya çöküntü ehtiva edir. Bir geoloji materialın bir sulu təbəqə kimi qəbul edilməsi üçün ən azından qismən doymuş, açıq yerlərinin su ilə doldurulduğu və keçiriciliyi, yəni su ötürə bilməsi lazımdır. İçməli su layları üçün su da olmalıdır içməli. Akiferlər bir neçə formanı əhatə etməkdən təpənin kənarındakı kiçik bir əraziyə qədər məhdud miqyasda kəskin şəkildə dəyişə bilər. Su təchizatı üçün kifayət qədər sulu laylar həm keçiricidir, həm də məsaməlidir.

Yaxşı bir sulu lay, tələbatı ödəmək üçün kifayət qədər miqdarda su təmin edəcəkdir. Sulu təbəqənin tuta biləcəyi və ötürə biləcəyi suyun miqdarı onun fiziki xüsusiyyətləri ilə tənzimlənir. Ən sadə şəkildə, layın gözenekliliyi və keçiriciliyi (yuxarıda müəyyənləşdirilmişdir) onun hidravlik keçiriciliyini tənzimləyən dəyişənlərdir. saxlayıcılıq.

A məhdudlaşdırıcı qat sulu təbəqəyə və ya suyun axışını məhdudlaşdıran aşağı keçiriciliyi olan geoloji material təbəqəsidir. Məhdudlaşdırıcı təbəqələr daxildir akvlyudlar su keçirməyəcək qədər su keçirməyən (su akifuqları) və aquitards, aşağı keçiriciliyinə görə suyun içərisində keçmə sürətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Yeraltı su axını

Səthdən yerə

Səth suları sızdıqda və ya torpağa sızdıqda, adətən doymamış zonaya (a.q.a. vadoz zonası, a.a. havalandırma zonası) daxil olur. The vadoz zonası quru səthlə doyma zonası arasındakı məsamə boşluqlarının tamamilə su ilə doldurulmadığı geoloji materiallardan ibarət olan material həcmidir [34]. Bitkilərin kökləri yuxarı vadoz zonasında yaşayır. Vadoz zonasında məsamələrdə maye təzyiqi atmosfer təzyiqindən azdır. Vadoz zonasının altında kapilyar saçaq var. Kapilyar saçaq, məsamələrin tamamilə su ilə doldurulduğu (doyma) olduğu, lakin maye təzyiqinin atmosfer təzyiqindən az olduğu vadoz zonasının altındakı adətən nazik zonadır. Kapilyar saçaqdakı məsamələr yuxarıdakı suyun xüsusiyyətləri hissəsində izah edilən kapilyar hərəkətə görə dolur. Kapilyar saçağın altında məsamələrin tamamilə doymuş olduğu və məsamələrdəki mayenin atmosfer təzyiqi altında və ya daha çox olduğu doymuş zona (yəni phreatic zone) var [34]. Kapilyar saçaq ilə doymuş zona arasındakı interfeys su qatının yerini göstərir.

Su masası

Wqarğıdalılar sulu təbəqədən çıxarıb ölçmək və bəzən su əlavə etmək üçün sulu təbəqələrə açılan yerlə uzanan kanallardır. Quyular ümumiyyətlə geoloqların və hidroloqların quru səthindən yeraltı sulara qədər dərinliyi ölçmək və sulu təbəqələrdən suyu çıxarmaq üsuludur.

Su çöküntülərdə və təməl daşlarda gözeneklilik boyunca tapılır. The su masası məsamələrin su ilə tam doymuş olduğu yerdir. Su təbəqəsinin ən sadə vəziyyəti, səthin sərhədsiz olmasıdır, yəni üstündə məhdudlaşdırıcı təbəqə yoxdur. Məhdudlaşdırıcı təbəqələr, məhdudlaşdırıcı təbəqənin altındakı daha yüksək bir səviyyədə doldurulmuş suyu tutaraq sulu təbəqəyə təzyiq göstərə bilər və potensiyometrik səthə sulu təbəqənin yuxarı hissəsindən daha yüksək, bəzən də quru səthindən daha yüksək ola bilər. The potensiometrik səth suyun təzyiqli sulu sistemə nüfuz edən bir quyuda yüksələcəyi hündürlüyü təmsil edir. Xətalar və ya quyular kimi təzyiqli sulu sistemdəki pozuntular səbəb ola bilər bulaqlar və ya axan quyular, başqa adla artezian quyuları.

Hidrostatik təzyiq suyun səthi boyunca atmosfer təzyiqinə bərabər olduğundan su tablası ümumiyyətlə səth topoqrafiyasını əks etdirəcəkdir. Su təbəqəsi yer səthi ilə kəsişərsə, nəticə qazanan axın, bulaq, göl və ya bataqlıq şəklində səthdə su olacaqdır. Su qatı kanal üçün kəsişir axınlar qazanmaq daha sonra su qatından su qazanır. Üçün kanallar axınları itirmək su hövzəsinin altında yatmaq, beləliklə itirən axınlar su hövzəsinə su itirmək Axın itirmək quru mövsümdə və ya mövsümi ola bilər müvəqqəti normalda quru ola biləcəyi quru iqlimlərdə və yalnız yağışdan sonra su daşıyırlar. Efemer çaylar quru iqlimlərdə fəlakət daşqınlarına ciddi təhlükə yaradır.

Videoda qeyd edilən USGS Yeraltı Suyu İzləmə saytıdır. Həmin saytın bağlantısı budur: groundwaterwatch.usgs.gov/

Geoloqlar quyuların köməyi ilə su qatının və potensiometrik səthin hündürlüyünü ölçürlər. Zamanla yeraltı suya qədər dərinliyin qrafikləri bilinir hidroqraflar. Hidroqraflar zamanla su qatındakı dəyişiklikləri göstərə bilər. Bir quyudakı su səviyyəsi çox tez-tez (hər dəqiqədə), mövsümi və uzun müddət dəyişə bilər və bir çox qüvvə tərəfindən idarə olunur.

Darcy Qanunu

Darcy Qanunu, 1856-cı ildə Henry Darcy tərəfindən qurulmuş, gözenekli bir mühitdən necə axıdılmanın keçiricilik, təzyiq və kəsişmə sahəsi ilə idarə olunduğunu göstərən empirik bir əlaqə idi. Darcy təcrübəsində, içərisindən axan su ilə dolu çöküntü borularından istifadə etdi. Darcy Qanunu ilə təsvir olunan münasibətlər istilik keçiriciliyi sahəsində Fourier qanunu, elektrik şəbəkələri sahəsində Ohm qanunu və ya diffuziya nəzəriyyəsində Fick qanunu ilə yaxın oxşarlıqlara malikdir. Darcy Qanunu hidravlik keçiricilik və boşalmanın kəmiyyət ölçüsünü təmin edir.

[Q = K * A * frac {Δh} {L} ]

  • Q = axın (həcm / vaxt)
  • K = hidravlik keçiricilik (uzunluq / vaxt)
  • A = axının kəsik sahəsi (sahə)
  • Δh = təzyiq başlığındakı dəyişiklik (təzyiq fərqi)
  • L = təzyiq (h) ölçüləri arasındakı məsafə (uzunluq)
  • Δh / L adətən hidravlik qradiyent adlanır

Depresyon Konusu

Bir sulu laydan suyun vurulması quyunun ətrafındakı su qatını və ya potensiometrik səthi aşağı salır. Qeyri-məhdud bir sulu layda, quyunun yaxınlığındakı sulu təbəqədən su çıxarıldıqca su hövzəsi endirilir. Məhdud bir sulu layda quyunun ətrafındakı təzyiq azalır. Nasosdan əvvəl nasos səviyyəsinə qədər dəyişmə miqdarı azalma adlanır. Çökmə quyuya ən yaxın olanıdır və nəticədə konsentrik bir çəkmə nümunəsi adlandırılır depressiya konusu.

Bir depressiya konusu başqa bir depressiya konusunu və ya su keçirməyən dağ bloku kimi bir maneə xüsusiyyətini kəsdikdə, çəkmə güclənir. Bir depressiya konusu bir şarj zonası ilə kəsişdikdə, depressiya konusu azalır.

Şarj edin

The doldurun sahə səth suyunun sızma prosesi ilə bir akiferifə daxil olduğu yerdir. Yenidən doldurulma sahələri ümumiyyətlə sulu təbəqənin topoqrafik baxımdan ən yüksək yeridir. Onlar yeraltı sızmağa imkan verən axınları və çöküntüləri və ya süxurları itirməklə xarakterizə olunur. Enerji doldurma sahələri yeraltı su axın yollarının başlanğıcını göstərir.

Hövzə və silsilə bölgəsində, vadi ərazilərinin konsolidasiya edilməmiş sulu layları üçün enerji doldurma zonaları vadi kənarları boyunca, dağların ətəklərinə yaxın ərazilərdədir. Duz Gölü Vadisində dağ axınları dağlıq ərazilərdən ayrıldıqca qədim Bonnevil gölünün çınqıl ilə zəngin deltaik yataqlarına suyunu itirirlər.

Yenidən doldurulma sulu layların saxlanması və bərpası sulu layların idarəedilməsi praktikası ilə həyata keçirilə bilər. Enjeksiyon quyuları və infiltrasiya qalereyaları (hövzələri) insanlara bir akifer sisteminə doldurulma sürətini artırmağa imkan verir [35]. Enjeksiyon quyuları suyu bir lay layına vurur. Enjeksiyon quyuları əyalət və federal hökumətlər tərəfindən tənzimlənir ki, vurulan suyun sulu qatdakı mövcud yeraltı suyun keyfiyyətinə və ya tədarükünə mənfi təsir göstərməsin. Bəzi sulu təbəqələr əhəmiyyətli miqdarda su saxlaya bilir və su menecerlərinə səth anbarı kimi sulu sistemdən istifadə etməyə imkan verir. Su az su tələbatı və yüksək su təchizatı dövrlərində su layında saxlanılır və daha sonra yüksək su tələbatı və az su təchizatı dövründə çıxarılır.

Boşalma

Boşalma sahələr yeraltı suların quru səthində çıxdığı yerlərdir. Potensiometrik səth və ya su təbəqəsi quru səthini kəsdikdə yeraltı sular quru səthində əmələ gəlir. Bu sahələr bulaqlar, axan (artezian) quyular, axınlar və playalar ilə xarakterizə olunur. Atqı sahələri yeraltı su axın yollarının sonunu göstərir. ABŞ-ın qərbindəki hövzədə və silsilədə, axıdma zonaları ümumiyyətlə vadi hövzələrinin ortasındadır, burada playa gölləri, bulaqlar və qazanan axınlar quru səthində yaranan yeraltı suyunu göstərir.

Yeraltı Sularda Mədən və Çökmə

Məhdud bir qaynaq olaraq yeraltı sular

Planetimizin digər təbii sərvətləri kimi, şirin və içməli suyun da miqdarı son dərəcədir. Quruda yeganə təbii su mənbəyi göydən yağış şəklindədir. Yavaş bir səyahət sürəti, məhdud şarj bölgələri və hasilatı və tələbi gücləndirdiyindən bir çox yeraltı suları doldurulandan daha sürətli çıxarılır. Yeraltı suların doldurulmasından daha sürətli çıxarıldığı zaman onu yeniləyə bilər, yeraltı suyun səviyyələri (potensiometrik səthlər) azalır və axıdma sahələri tamamilə azalır və ya quruya bilər. Regional nasosla əlaqəli yeraltı suyunun azalması olaraq bilinir yeraltı sular və ya yeraltı su overdraft. Yeraltı suyun hasilatı quru quyulara, yay və axın azalmasına və çökməyə səbəb ola bilər. Bir ərazidə su səviyyəsinin davamlı enməsi olduğu yerlərdə, məsələn. Pompalama ilə hasilat yağıntı ilə doldurulmaqdan daha böyükdür, yeraltı sularda mədən baş verir.

Çökmə

Bir çox yerdə su əslində bir sulu təbəqədəki dənələrə tətbiq olunan su təzyiqi ilə sulu təbəqənin skeletini saxlamağa kömək edir. Yeraltı suların hasilatı səbəbindən məsamə təzyiqi azalırsa, səth sıxlaşaraq yerin səthinin batmasına səbəb ola bilər. Bu təsirə xüsusilə həssas olan sahələr, konsolidasiya olunmamış çöküntülərdən hazırlanmış sulu təbəqələrdir. Bir neçə qat gil və digər incə dənəli materialdan ibarət olan konsolidasiya olunmamış çöküntülər daha yüksək risk altındadır, çünki gil suyun boşaldılması zamanı xeyli sıxlaşa bilər [36, 37].

Bir çox halda, bir ərazidə sıxılma miqdarı bitişik ərazidə sıxılma miqdarından çox olacaqdır. Bir-birinin yanında olan ərazilərdəki fərqli miqdarda sıxılma, torpağın ofsetinə və çatlar və çatlaqların inkişafına səbəb ola bilər.

Çökmə yeraltı suların çıxarılması, Utahın cənub-qərbində, xüsusən də Utahın Dəmir İlçesi olan Cedar Vadisində sənədləşdirilmişdir. Cedar Vadisinin müəyyən yerlərində yeraltı suyun səviyyələri 100 futdan çox azaldı, nəticədə torpaq çatlaqları və ölçülə bilən torpaq çöküşünə səbəb oldu.

Fotoşəkildə Kaliforniyanın Mərkəzi Vadisində yeraltı suların suvarılması üçün vurulmasından çökmə sənədləri göstərilir. Qütbdə qeyd olunan tarixlər keçmişdə ərazinin yüksəkliyini göstərir.


11.8: Yeraltı suları - Geoscience

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal dünya miqyasında təqdim olunur. Rəqəmlər və cədvəllər daxil olmaqla MDPI tərəfindən dərc olunmuş məqalənin hamısını və ya bir hissəsini yenidən istifadə etmək üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq girişli Creative Common CC BY lisenziyası ilə nəşr olunan məqalələr üçün orijinal məqalənin açıq şəkildə göstərilməsi şərtilə məqalənin hər hansı bir hissəsi icazəsiz yenidən istifadə edilə bilər.

Xüsusiyyət sənədləri, sahədəki yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala sahib olan ən inkişaf etmiş tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorların fərdi dəvəti və ya tövsiyəsi ilə təqdim olunur və dərc olunmadan əvvəl həmyaşıdlar tərəfindən nəzərdən keçirilir.

Xüsusiyyət Sənədi ya orijinal bir tədqiqat məqaləsi, ya da tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı ehtiva edən əhəmiyyətli bir yeni tədqiqat işi və ya bu sahədəki son inkişafa dair qısa və dəqiq yeniləmələri əks etdirən hərtərəfli bir araşdırma sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağızlar gələcək tədqiqat istiqamətləri və ya mümkün tətbiqetmələr haqqında bir fikir təqdim edir.

Editor’s Choice məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar, bu yaxınlarda jurnalda dərc olunan müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı olacağına və ya bu sahədə əhəmiyyətli olacağına inandıqları az sayda məqalə seçirlər. Məqsəd, jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc olunmuş ən həyəcan verici əsərlərin bir hissəsini təqdim etməkdir.


11.8: Yeraltı suları - Geoscience

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal dünya miqyasında təqdim olunur. Rəqəmlər və cədvəllər daxil olmaqla MDPI tərəfindən dərc olunmuş məqalənin hamısını və ya bir hissəsini yenidən istifadə etmək üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq girişli Creative Common CC BY lisenziyası ilə nəşr olunan məqalələr üçün orijinal məqalənin açıq şəkildə göstərilməsi şərtilə məqalənin hər hansı bir hissəsi icazəsiz yenidən istifadə edilə bilər.

Xüsusiyyət sənədləri, sahədəki yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala sahib olan ən inkişaf etmiş tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorların fərdi dəvəti və ya tövsiyəsi ilə təqdim olunur və dərc olunmadan əvvəl həmyaşıdlar tərəfindən nəzərdən keçirilir.

Xüsusiyyət Sənədi ya orijinal bir tədqiqat məqaləsi, ya da tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı ehtiva edən əhəmiyyətli bir yeni tədqiqat işi və ya bu sahədəki son inkişafa dair qısa və dəqiq yeniləmələri əks etdirən hərtərəfli bir araşdırma sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağızlar gələcək tədqiqat istiqamətləri və ya mümkün tətbiqetmələr haqqında bir fikir təqdim edir.

Editor’s Choice məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar, bu yaxınlarda jurnalda dərc olunan müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı olacağına və ya bu sahədə əhəmiyyətli olacağına inandıqları az sayda məqalə seçirlər. Məqsəd, jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc olunmuş ən həyəcan verici əsərlərin bir hissəsini təqdim etməkdir.


11.8: Yeraltı suları - Geoscience

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal dünya miqyasında təqdim olunur. Rəqəmlər və cədvəllər daxil olmaqla MDPI tərəfindən dərc olunmuş məqalənin hamısını və ya bir hissəsini yenidən istifadə etmək üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq girişli Creative Common CC BY lisenziyası ilə nəşr olunan məqalələr üçün orijinal məqalənin açıq şəkildə göstərilməsi şərtilə məqalənin hər hansı bir hissəsi icazəsiz yenidən istifadə edilə bilər.

Xüsusiyyət sənədləri, sahədəki yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala sahib olan ən inkişaf etmiş tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorların fərdi dəvəti və ya tövsiyəsi ilə təqdim olunur və dərc olunmadan əvvəl həmyaşıdlar tərəfindən nəzərdən keçirilir.

Xüsusiyyət Sənədi ya orijinal bir tədqiqat məqaləsi, ya da tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı ehtiva edən əhəmiyyətli bir yeni tədqiqat işi və ya bu sahədəki son inkişafa dair qısa və dəqiq yeniləmələri əks etdirən hərtərəfli bir araşdırma sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağızlar gələcək tədqiqat istiqamətləri və ya mümkün tətbiqetmələr haqqında bir fikir təqdim edir.

Editor’s Choice məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar, bu yaxınlarda jurnalda dərc olunan müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı olacağına və ya bu sahədə əhəmiyyətli olacağına inandıqları az sayda məqalə seçirlər. Məqsəd, jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc olunmuş ən həyəcan verici əsərlərin bir hissəsini təqdim etməkdir.


Videoya baxın: Kaynak çubuğu yani elektrod ile yeraltı suyu arama. bulma (Sentyabr 2021).