Co to jest warstwa wodonośna?
Warstwy wodonośne to podziemne warstwy skalne nasycone wodami gruntowymi. Warstwa wodonośna może być porowata i przepuszczalna i zawierać pęknięty wapień, muł, żwir i piasek. Hydrogeologia to badanie charakterystyki wodonośnej i przepływu wody w warstwie wodonośnej. Złamane skały, jak bazaltowe kolumny, tworzą wielką warstwę wodonośną. Warstwa wodonośna nie jest podziemną rzeką, ale porowatą warstwą skał. Poziomy wodonośne różnią się głębokością, a te bliżej górnej warstwy, która jest najczęściej używana do nawadniania i zaopatrzenia w wodę, są uzupełniane przez wodę deszczową. Niektóre warstwy wodonośne są nadmiernie eksploatowane przez mieszkańców, takich jak warstwy wodonośne wzdłuż wybrzeża krajów takich jak Izrael i Libia. Zwiększone zużycie może obniżyć zwierciadło wody i zanieczyszczenie wód gruntowych słoną wodą z oceanu. W 2013 r. Odkryto wiele wodonośnych warstw wodonośnych w RPA, Chinach, Australii i Ameryce Północnej, które zawierają ponad pół miliona kilometrów sześciennych wody o niskiej zawartości soli.
Różnica między nasyconymi i nienasyconymi warstwami wodonośnymi
Chociaż warstwy wodonośne nie mają słodkiej wody, wody gruntowe są obecne we wszystkich płytkich podwarstwach na Ziemi. Powierzchnia ziemi jest podzielona na dwa obszary, strefę nienasyconą lub strefę wadozy, która jest pełna kieszeni powietrza wypełnionego wodą i strefą Phreatic lub strefą nasyconą, która ma przestrzenie wypełnione wodą. W strefach nasyconych ciśnienie wody jest zwykle wyższe niż ciśnienie atmosferyczne. Stół wodny reprezentuje punkt, w którym ciśnienie wody jest równe ciśnieniu atmosferycznemu. Nienasycone strefy zawsze występują na stole wodnym, gdzie głowica ciśnieniowa jest ujemna, a woda wypełniająca pory materiału wodnego jest zasysana. W regionie nienasyconym woda jest utrzymywana przez siłę przylegania powierzchni i unosi się nad lustrem wody poprzez działanie kapilarne, aby nasycić mniejszą strefę powyżej strefy nasyconej poprzez proces zwany nasyceniem naprężenia. Woda obecna w kapilarze zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości od nasyconego regionu. Ciśnienie w kapilarach zależy od wielkości porów gleby. Głowa naczyń włosowatych jest mniejsza w glebie piaszczystej niż w glebie gliniastej, która ma mniejsze pory.
Różnica między Aquitards a Aquifers
Warstwy wodonośne są strefami nasyconymi podpowierzchni, które wytwarzają odpowiednią ilość wody do źródeł i studni. Aquitard to strefa w skorupie, która uniemożliwia przepływ wody z jednej warstwy wodonośnej do następnej. Aquitard składa się z nieporowatych skał lub gliny o niskiej przewodności hydraulicznej. Nieprzepuszczalny aquitard nazywany jest aquifuge lub aquiciude. W regionach górskich warstwy wodonośne są nieskonsolidowanymi aluwiami złożonymi z poziomych warstw złożonych z licznych materiałów osadzanych przez wodę. W przekroju poprzecznym aluwi wygląda jak naprzemienna warstwa grubych i drobnych materiałów.
Ograniczone warstwy wodonośne
Istnieją dwa rodzaje warstw wodonośnych, nieograniczona warstwa wodonośna i ograniczona warstwa wodonośna z małą, częściowo zamkniętą warstwą między nimi. Nieskończona warstwa wodonośna jest również określana jako warstwy phreatic, ponieważ górna warstwa znajduje się na powierzchni phreatic. Zazwyczaj wszystkie płytkie warstwy wodonośne są nieograniczone, co oznacza, że brakuje im warstwy ograniczającej. Brzoskwinia to woda gruntowa, która gromadzi się nad warstwami. Brzoskwinia i nieograniczona warstwa wodonośna są podobne, jedyną różnicą między nimi jest ich rozmiar; brzoskwinie są znacznie mniejsze. Uwięzione warstwy wodonośne pokrywają się warstwą ograniczającą. Warstwa ograniczająca chroni warstwę wodonośną przed zanieczyszczeniem powierzchni.
Test wodonośny może być użyty do odróżnienia zamkniętej warstwy wodonośnej od nieograniczonej. Ograniczone mają niższe wartości składowania, co oznacza, że warstwa ta przechowuje wodę przy użyciu mechanizmu rozszerzania macierzy wodonośnych i ściśliwości wody. Wartość przechowywania w strefie nieograniczonej wynosi ponad 0, 01%, co oznacza, że pomagają uwolnić zmagazynowaną wodę.
Źródło wód podziemnych
Wody podziemne występują w podziemnych rzekach, które zwykle powstają w jaskiniach, gdzie woda może swobodnie przepływać. Rzeki te tworzą erozyjne obszary wapienne zwane topografią krasową, która stanowi niewielki procent skorupy. Porowate przestrzenie skał są zwykle wypełnione wodą, która jest wypompowywana do celów komunalnych, rolniczych lub przemysłowych. Pęknięty zespół skalny o niskiej porowatości może stworzyć niezawodną warstwę wodonośną, pod warunkiem, że ma wystarczającą przewodność hydrauliczną, aby wspomóc ruch wody. Porowatość ma kluczowe znaczenie, ale bez przewodnictwa hydraulicznego skała nie może być warstwą wodonośną. Skały w pułapkach Dekanu w środkowo-zachodnich Indiach mają wysoką porowatość i niską przepuszczalność, co sprawia, że kamienie te są ubogimi warstwami wodonośnymi. Mikroporowata kreda w południowo-wschodniej Anglii ma niską przepuszczalność i wysoką porowatość. Proces szczelinowania i mikro-szczelinowania, przez który przechodzą, daje im ogromne właściwości plonowania wody.
Eksploatacja zbiorników wodnych przez ludzi
Ogromny procent ziemi na Ziemi ma pod sobą głębokie warstwy wodonośne, a te warstwy wodonośne są w bardzo wysokim stopniu wyczerpywane przez ludność zamieszkującą ten region. Zbiorniki wodonośne świeżej wody, które są ładowane przez deszcz lub śnieg, zwane także wodą meteorytową, są nadmiernie eksploatowane i mogą wciągać słoną wodę z powierzchniowych ciał wodnych lub połączonych warstw wodonośnych. Istotnym problemem jest wyczerpywanie się wód podziemnych, zwłaszcza na obszarach, gdzie odbywa się nadmierne pompowanie lub w regionach przybrzeżnych. W innych miejscach woda może być zanieczyszczona przez liczne trucizny mineralne, takie jak arsen. Na suchych obszarach ludzie używają głębokich warstw wodonośnych do celów nawadniania i celów przemysłowych. Liczne wioski i duże miasta czerpią wodę ze studni w warstwach wodonośnych. Warstwy wodonośne są kluczowe w rolnictwie i osadach ludzkich. Ogromne studnie zaopatrują w wodę przemysłową, komunalną i przemysłową. Liczne studnie jednego źródła wody, zwane studniami, czerpią wodę z nieograniczonych i zamkniętych warstw wodonośnych. Korzystanie z wody z głębokich warstw wodonośnych chroni wody gruntowe przed zanieczyszczeniem. Inne studnie zwane studniami kolektorowymi powodują infiltrację wód powierzchniowych z rzek.
Warstwy wodonośne zapewniające miastom zrównoważoną słodką wodę, a także wodę do celów nawadniania znajdują się blisko ziemi i są ładowane przez rzeki i wodę meteorytową, która przedostaje się do warstw wodonośnych przez nienasycone materiały. Kopalne warstwy wodonośne dostarczają wodę pitną do wielu obszarów miejskich. W Libii największa rzeka stworzona przez człowieka pompowała wody gruntowe z warstw wodonośnych na Saharze do wszystkich zaludnionych miast w kraju. Wielki projekt rzeczny mógł uratować państwo dużo pieniędzy, ale warstwy wodonośne wyschną w niecałe sto lat.
