سفره‌های آب زیرزمینی

سفره‌های آب زیرزمینی

 سفره‌های آب زیرزمینی چگونه پدید می‌آیند؟

در اثر بارش‌های آسمانی (باران، برف و تگرگ) و نفوذ آن در زمین و نیز در اثر نفوذ بخشی از آب رودخانه‌ها و دریاچه‌ها به زمین، جریان‌های آب زیرزمینی پدید می‌آیند. این جریان‌ها سبب پرشدن بخشی از فضای خالی میان ذرات جامد زمین می‌شوند. حرکت آب در نتیجه تاثیر نیروی ثقل زمین بوده و همیشه به سوی سطوح پایین‌تر، جریان می‌یابد. سرعت حرکت آب به فضای خالی موجود میان ذرات خاک و نوع آنها بستگی دارد.

برای نمونه، سرعت جریان آب در زمین‌های ماسه‌ای نزدیک به یک و در زمین‌های نرم نزدیک به ده متر در شبانه روز است. بدین جهت در چنین زمین‌هایی می‌توان جریان آب زیرزمینی را از نوع آرام دانست. در زمین های سنگی و در شیارهای موجود میان قطعه سنگ، ممکن است سرعت‌های بیشتری پدید آید و جریان آشفته برقرار شود. مبنای تشخیص آرام یا آشفته بودن جریان عدد بی بعد رینولدز است. در لوله‌ها زمانی که عدد رینولدز کمتر از ۲۳۰۰ باشد، جریان از نوع آرام شکل می‌گیرد. در غالب موارد در جریان آب‌های زیرزمینی عدد رینولدز کمتر از یک و در نتیجه جریان آرام است.

 

انواع سفره‌های آب زیرزمینی

سفره‌های آب زیرزمینی به دو نوع آزاد و تحت فشار تقسیم می‌شوند. هنگامی که جریان آب زیرزمینی به یک لایه نفوذ ناپذیر مانند خاک رس برخورد کند، از حرکت قائم باز می‌ایستد و در روی لایه نفوذناپذیر انبار می‌شود. بر اساس تعریف اداره احیای اراضی امریکا، لایه نفوذ ناپذیر به لایه‌ای اطلاق می‌گردد که هدایت هیدرولیکی آن برابر یا کمتر از ۰/۱ هدایت هیدرولیکی وزنی طبقات روی خود باشد.

این نوع انبارهای آب را سفره‌های آب زیرزمینی می‌نامند. در طبیعت غالبا چند سفره آب روی هم قرار می‌گیرند که بوسیله لایه‌های نفوذ ناپذیر از یکدیگر جدا می‌شوند. سطح آب در سفره‌های زیرزمینی بالایی معمولا ثابت نبوده و ارتفاع آن با بارندگی‌های فصلی تغییر می‌کند.

بنابراین استفاده از سفره‌های آبی عمیق‌تر، مطمئن‌تر و پر هزینه‌تر است. افزون بر این، سفره های عمیق‌تر بیشتر از آلودگی‌های سطحی زمین در امان هستند. چرا که زمین خاصیت صاف کنندگی داشته و آب هنگام گذر از آن تصفیه شده، مواد معلق خود را از دست می‌دهد و تنها نمک‌های محلول‌های در آن باقی می‌مانند. درجه حرارت آب نیز در اثر تماس با لایه‌های عمیق‌تر زمین تقریبا ثابت و پیرامون ۸ تا ۱۲ درجه است.

 

 

در سفره آب زیرزمینی آزاد، سفره آب همانند یک مخزن آب در محیط متخلخل عمل نموده و هیچ گونه لایه نفوذناپذیری در سطح آن وجود ندارد. سطح بالایی لایه آبدار که فشار آن نیز معادل فشار هوا است، سطح ایستابی نامیده می‌شود و چاه‌های حفر شده در این سفره‌ها، به چاه آزاد موسومند.

هنگامی که سفره آب زیرزمینی در دره‌ای، از سمت بالا نیز محدود به لایه نفوذناپذیری باشد، آب موجود در لایه نفوذ ناپذیر زیر فشار استاتیکی قرار می‌گیرد و در صورت کندن چاهی در این دره، آب در اثر فشار درونی خود به بیرون پرتاب می‌شود. این‌گونه چاه‌ها را مانند چاه آرتزین می‌نامند.

در صورتی که خط فشار استاتیکی پایین‌تر از دهانه بیرونی چاه قرار گیرد، چاه را نیمه آرتزین می‌نامند.

 

تغذیه مصنوعی سفره‌های آب زیرزمینی

برای افزایش حجم سفره‌های آب زیرزمینی و بالابردن سطح آب در آن‌ها از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. در تمامی این روش‌ها سعی بر آن است که با مهار آب‌های جاری روی زمین، نفوذ آن‌ها را در زمین افزایش دهند.

 

مهم‌ترین روش‌های تغذیه مصنوعی عبارتند از:

تغذیه مصنوعی در واقع کمک به طبیعت در نفوذ دادن بیشتر آب به سفره‌های زیرزمینی بوده و می‌تواند به طور مستقیم و غیر مستقیم صورت گیرد:

  • ایجاد سد که سبب افزایش عمق آب رودخانه در دریاچه پشت سد و در نتیجه بالارفتن فشار استاتیکی آب می‌شود. این امر خود سبب افزایش نفوذ آب در خلل و فرج زمین می‌گردد.
  • ایجاد گودال در دشت‌های واقع در دامنه کوه‌ها که در فصل‌هایی از سال سیلاب‌هایی در آن‌ها جریان می‌یابد. گودال‌ها را به صورت شیارهای عرضی عمود بر امتداد جریان آب حفر می‌کنند تا آب سیلاب‌ها در آن‌ها باقی بماند و کم‌کم در زمین نفوذ کند. این گودال‌ها ممکن است به صورت استخرهایی بزرگ و دریاچه‌هایی مصنوعی نیز ساخته شوند.
  • استفاده از چاه‌های جذب کننده قائم با کوره‌های افقی و جریان دادن آب‌های سطحی اضافی به درون آن‌ها یکی از روش‌های تغذیه مصنوعی سفره‌های آب زیرزمینی است.
  • در پاره‌ای موارد با منحرف کردن آب سیلاب‌ها به گودال‌های طبیعی موجود در نزدیکی مسیر سیلاب‌ها، دریاچه‌های موقتی ایجاد می‌شود تا آب به مرور زمان در زمین نفوذ کند. این روش و روش‌های مشابه سبب می‌شوند که به جز افزایش آب سفره‌های زیرزمینی در نقاط مورد نظر، روستاها و شهرهای اطراف نیز از آسیب‌های سیل موسمی در امان بمانند و نیز ممکن است از اب این دریاچه‌ها برای کشاورزی و یا آبرسانی شهرها استفاده شود.

 

 

اگر به دنبال سرمایه گذاری با بیشترین سود دریافتی هستید، روی دانش خود سرمایه گذاری کنید!

دانش آب
مقاله های مرتبط :

دیدگاه خود را بیان کنید :

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *