חדירה מייצגת את אחד התהליכים היסודיים ביותר אך לעתים קרובות להתעלם מהמחזור ההידרולוגי.זה שולט כיצד משקעים ומים השקיה נכנסים לאדמה, ובסופו של דבר לקבוע את הזמינות של מי הקרקע, בריאות המערכות האקולוגיות, ואת החוסן של אספקת מים מקומיים.כאשר מים זורמים מן פני השטח לתוך תת-קרקעית, היא מפתחת ארקייד של השפעות כי כל דבר מן האדמה ממתחים וצמיחה עירונית, במיוחד, לא הבנה של מים חמים, הוא רק על פני השטח של יציבות מקומית, אלא על פני השטח של יציבות חיצונית.

שולחנות מים מקומיים - פני השטח העליון של האזור רווי שבו עצמות אדמה מלאים לחלוטין מים - הם תכונות דינמיות כי עלייה ליפול בתגובה חדירה, מים קרקע טעינה, משאבה, ושחרור טבעי לזרמים או מעיינות. היחסים בין חדירה והתנהגות שולחן מים מורכב, מושפע ממאפיינים אדמה, כיסוי קרקע, טופוגרפיה, והתערבות אנושית.זה חוקר את המאמר של מנגנונים חדירה, ומניעה של מנגנונים פנימיים, ומניעה, כדי לקדם את ההשפעות הפנימיות על הסביבה על הסביבה המקומית, כדי להגן על הסביבה, על הסביבה, כדי לקדם את ההשפעות הישירות על הסביבה, ומניעה על הסביבה, כדי לקדם את ההשפעות הישירות על הסביבה, כדי להגן על הסביבה, על הסביבה, על הסביבה, על הסביבה, על הסביבה, על הסביבה, על הסביבה המקומית, כדי להגן על הסביבה, כדי לקדם את ההשפעות הישירות על הסביבה, על הסביבה, כדי לקדם את ההשפעות הישירות על הסביבה, על הסביבה, כדי לקדם את ההשפעות הישירות על הסביבה, כדי להגן על הסביבה המקומית, כדי להגן על הסביבה, כדי למנוע את ההשפעות הישירות על הסביבה של הסביבה של הסביבה של הסביבה של הסביבה, על הסביבה, על הסביבה, על הסביבה, על הסביבה, על הסביבה של הסביבה, כדי למנוע את ההשפעות הישירות על הסביבה של הסביבה של הסביבה של הסביבה, כדי

מכניקה של Infiltration

חדירה מתחילה ברגע מים עומדים על פני האדמה.הקצב שבו המים נכנסים לאדמה נשלטים על ידי שני כוחות עיקריים: הכבידה, אשר מושך מים מטה, ופעולת כפייה, אשר שואבת מים לתוך מטענים קרקע נגד הכבידה.

יכולת חדירה ועוצמה זמן

יכולת חדירה אינה קבועה.כאשר יורד גשם תחילה, הקרקע היא לעתים קרובות יבשה ו ⁇ , כך מים נכנסים במהירות.לאורך זמן, כמו שפוחיות אדמה ממלאים מים, קצב ההסתננות יורד עד שהיא מגיעה למצב יציב - שיעור ההסתננות הסופי.ירידה זו מתרחשת כי אדמה רטובה יש פחות נקבובות ריקות לספוג מים נוספים, ומכיוון שיתכן שחלקיקים סוגרים, ממרחקים את החללים, מפלסמתקמתק השבר, הוא תיאור של המשוואה זו, היא בעלת רמת השבר.

הפרמטרים המרכזיים המשפיעים על יכולת חדירה כוללים:

  • (ב) [ה]: [ה] [ה]: לקרקעות סנדיות יש עצמות גדולות ומקושרות היטב המאפשרות חדירה מהירה, בעוד שקרקעות חימר עם פוחיות זעירות, מטוות יש שיעורי חדירה איטיים.
  • [01:0] ,[דרוש מקור]: [=][דרוש מקור]] [ב]: [ה] [ב[[1924]]]: [ה[[1924]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]
  • (ב) ⁇ :0) , 000 (בלטינית: אדמה יבשה סופגת מים מהר יותר מאשר אדמה לחה, כי קיים תנאי לחות חד-משמעיים הם גורם קריטי בדור ההמראה.
  • (FLT:0Land Cover and PlanttureFLT:1: יערות יכולים ליירט גשם ולהפחית את האנרגיה של גשמים, הגנה על מבנה הקרקע. Root Systems ליצור מקרו-פוחיות שמצפות מים עמוק לתוך תת-קרקעית.
  • (ב) ⁇ :0) , 000 ⁇ ואורך זמן (FLT:103): אם עוצמת הגשמים עולה על יכולת ההסתננות, הרהורים מתחילים ובורוף נוצר.

חדירה לעומת Percolation

חשוב להבחין חדירה של חדירה מפרופיל הקרקע, בסופו של דבר הכניסה של מים לתוך הקרקע מן פני השטח. Percolation היא התנועה מטה של מים בתוך פרופיל הקרקע, בסופו של דבר להגיע לשולחן המים הקרקע.קרקע עשויה להיות בעלת חדירה גבוהה אבל דבקות נמוכה אם היא מכילה שכבה מגבילה כגון חימר או סלע.

גורמים המעצבים את שולחנות המים המקומיים

שולחן המים המקומי אינו משטח שטוח, קבוע.הוא מחק את הטופוגרפיה של הקרקע מעליה אבל הוא מכובש. באזורים לחים, שולחן המים הוא בדרך כלל רדום, לעתים קרובות בתוך כמה מטרים של פני השטח. באזורים צחיחים, זה יכול להיות עשרות או מאות מטרים. infiltration מספק את המקור העיקרי של תשלום מחדש כדי לשמור על רמות מים, במיוחד באזורים לא מזוהים.

המונחים: landwater Recharge Pathways

טעינה מתרחשת דרך שני מסלולים עיקריים: תשלום ישיר מן המשקעים חודרים דרך הקרקע, וטעינה עקיף מפני אובדן זרמים, אגמים, או רטובים. באזורים עם אדמה חד-משמעית ומדרונות נמוכים, לטעון מחדש diffuse שולט. ב karst או שבר הגדרות סלע, recharge מתרחשת באמצעות נתיבים זרימה מועדפת כמו כיור וסדקים, מה שהופך את הקשר בין טבלה משתנה יותר.

התזמון של טעינה מחדש גם חשוב.חורף ובתחילת האביב לעתים קרובות מביאים את שיעורי הטעינה הגבוהים ביותר באקלים ממוזג כי evapotranspiration הוא נמוך ולחות אדמה גבוהה. באקלים הים התיכון, הטעינה מתרחשת בעיקר במהלך הגשמים בחורף, מה שמשאיר טבלאות מים לרדת במהלך הקיץ היבש.

המונחים: cancer Fluctuations

שולחנות מים מקומיים עולים ונפילה בתגובה לדפוסים עונתיים של חדירה וגשמים באביב, למשל, במערב התיכון, טבלאות מים רדודות יכולות לעלות על ידי כמה מטרים באביב לאחר שלג וגשם אביב, ואז לרדת כמה מטרים בסוף הקיץ ליפול כמו יבולים וטעינה מחדש.

עם זאת, כאשר פעילות אנושית להפחית חדירה - באמצעות ריצוף, קומפקטיות אדמה או הסרת צמחייה - הקצב הטבעי של תנודות שולחן המים הוא משבש.טעון פחות מוביל לרמות נמוכות יותר של טבלת מים, אשר יכול להימשך שנים אם לא מצטמצם.

הפחתה של Infiltration

פיתוח עירוני הוא הגורם הדרמטי ביותר של חדירה מופחתת.גגות, כבישים, מגרשי חניה ומדרכות הם משטחים בלתי פתירים המונעים מים להיכנס לקרקע. במקום זאת, הגשמים בורחים במהירות, נושאים אבקות לזרמים וצמצום מי הקרקע לטעון.התוצאה היא מחזור של ירידה בשולחן המים וסיכון הצפה מוגבר.

מים קרקעיים

כאשר הסתננות לקויה, תשלום מים קרקעיים יורד בהדרגה.לאורך זמן, רמות טבלאות מים יורדות, במיוחד באזורים שמבוססים גם על מי קרקע שאיבה לשתייה מים או השקיה. באזורים החוף, חדירה למים מלוחים עלולה להתרחש כמו ראשי מים מתוקים יורדים.

◄

תוצאה בולטת במיוחד של ירידה בשולחן המים היא תת-קרקעית הקרקע.כאשר מי הקרקע מוסר משכבות חימר דחוסות מהר יותר מאשר ניתן לשקוע מחדש, מבנה הקרקע קורס. קומפקטי קבוע זה מקטין את יכולת האחסון של אקוויפר ויכול לגרום לשקוע בלתי צפוי של פני הקרקע. בעמק סן ג'ואקין של קליפורניה, למשל, אדמה זו חתך מעל 8 מטרים רבועים באזורים מסוכנים, כי עלולים להחמימים אחרים עלולים להחמימים מזיקים.

הקטנת בסיס ב-Frets

במשכיות מים רבות, זרימת זרם במים במהלך תקופות יבשות נמשכת על ידי שחרור מים קרקעיים - כלומר, מים משולחן המים זורם לתוך ערוץ זרם הזרם.זה ידוע כזרימת בסיס. כאשר טבלאות מים יורדות עקב חדירה מופחתת, זרימת בסיס יורדת, וזרמים עשויים להפוך לסירוגין או יבש.זה פוגע במערכת אקולוגית מימית, מקטין את האמינות המים, ומתמקד במזהמים במים הנותרים.

מחקר שפורסם בכתב העת (FLT:0) Hydroלוגי ProcessesFLT ( 1:1) הראה שאפילו אורבניזציה מתונה (10–20% כיסוי לא מזיק) יכולה להפחית את זרימת הבסיס ב -30-50% בהשוואה לתנאים המותקים (ראו:2 זה מחקר FLT 3 עבור פרטים).

הגדלת הסיכון

הפחתת חדירה מגבירה את פני השטח, אשר מעלים את מערכות היתוך מים סערות וגורם שיטפון פלאש.זו בעיה ידועה בערים עם כיסוי לא רציני נרחב, אבל הבעיה מורכבת על ידי ירידה בטבלה המים: כאשר שולחן המים נמוך, יכולת הקרקע לספוג מים עשויה להיות גבוהה יותר עבור אירוע גשם נתון, אבל אם אדמה זו מכוסה על ידי המדרכה, יתרון מופחתת, הוא לעתים קרובות יותר.

פתרונות לשיפור החדירה

למרבה המזל, אסטרטגיות רבות קיימות כדי לשחזר או לשפר את ההסתננות הן במסגרות עירוניות והן כפריות.הגישות הללו נופלות מתחת למטריה של FLT:0 Green InfrastructuresveFLT:1 ו-FLT:2low-impact DevelopmentFLT 3.

אפשרויות לPrimable Fabements

סלולים בולטים (הנטרול מרוצפים בטון, ⁇ asphalt, בטון בולט) מאפשרים למים גשם לעבור ישירות דרך פני השטח המדרכה לתוך מאגר אבן בסיסי, שבו הוא חודר לתוך תת-קרקעי.מערכות אלה יכולות ללכוד ולהסתנן עד 80% של גשם שנתי, להפחית באופן דרמטי את ההמראה ושיקום של טבלת המים.

הסוכנות להגנת הסביבה (FLT:0) מספקת הדרכה נרחבת על עיצוב סללאה ותחזוקתית (ראהFLT:2EPA Permeable פאבלותphementssscioFLT 3: 3).

גני גשם וביוסקופים

גני גשם הם רדודים, נטועים דיכאון לאסוף מגגות, כבישים, משטחים אחרים בלתי מאולתרים.הם נועדו לדחוק מים באופן זמני ומאפשרים לו להתחלחל בתוך 24 עד 48 שעות. צמחים ילידים עם מערכות שורשים עמוקים ליצור מקרופוחיות שמשפרות חדירה.ביוswales הם דומים אך ליניאריים בצורת, לעתים קרובות בשימוש לאורך נתיבים לטיפול בפסת מים סוערים.

גן גשם מעוצב היטב יכול לחדור יותר מים מ דשא קונבנציונלי.מחקרים בצפון מערב האוקיינוס השקט הראו כי גני גשם יכולים להפחית את נפח ההמראה ב 60–90% עבור סופות קטנות, לתרום ישירות לטעינה מים קרקעיים.

שימור טילג וכיסוי Crops

באזורים חקלאיים, העדויות הקונבנציונליות הורסות את מבנה הקרקע ומובילות ל קרום משטח, אשר מפחית את ההסתננות. השימור עד גיל (לא-טיל או מופחת-till) משאיר שאריות יבול על פני השטח, הגנה על פוחיות אדמה וחומר אורגני.כיסוי גידול נוסף משפר את הסתננות על ידי הוספת ערוצי שורש וחומר אורגני.ה היא עלייה של מים בפרופיל הקרקע, פחות ריצה, ועוד מים.

(ב) תועדו כי מערכות שימור משאבי טבע (FLT:0) תועדו כי מערכות ללא נטיל יכולות להגדיל את ההסתננות ב-30–100% בהשוואה לתוספת המקובלת (ראוFLT:2NRCS CoverpsigfLT 3: 3).

שיקום Wetlandשיקום

Wetlands הם נקודות חמות סינון טבעי.קרקעות רוויות, חומר אורגני בשפע, צמחייה צפופה מאפשרים להם ללכוד ולאחסן מים, לאט לשחרר אותו אל תוך aquifer הבסיסית. Re אחסן או בניית רטובות במקומות אסטרטגיים יכול לשפר באופן משמעותי את המטען המקומי.לדוגמה, פרויקט שיקום הנהר טרבור בפלורידה כבר קיבל קרדיט עם הרמת טבלאות מים מקומיות ושיפור זרימתם של Everglades.

מחקר: העיר הירוקה של פילדלפיה, תוכנית מים נקיים

פילדלפיה מיושמת אחת מתוכניות התשתית הירוקות השאפתניות ביותר בארצות הברית.ה-FLT:0Green City, נקייה ווטרסFLT:1 שואפת ללכוד 85% ממטוסי מים זורמים מאזורי תפירה משולבים באמצעות כלים ירוקים כמו גינות גשם, ריצוף ועמודי עץ משופרים.התוכנית כבר הפחיתה יותר מ-1.5 מיליארד גלונים בשנה ותרמה לשמירת טבלאות מים מקומיות בשכונות מסוימות של 3.

ניתוח ומודל של Infiltration

כדי לנהל חדירה ביעילות, עלינו למדוד אותה.שיטות שדה כוללות:

  • (ב) [ה]: שתי טבעות קונצנטריות מונעות באדמה וממלאות מים.קצב הירידה ברמת המים בטבעת הפנימית מספק מדידה ישירה של יכולת חדירה.
  • (ב) [ה]: [ה], [ה], [ה],] [ה], [ה], [ה],] [ה], [ה],]][ה]]]], [המכונה [התחילה] [ה], [ה], [ה]], [התחילה] [ה]] היא] לערעורר את ההשפעות של המאקרו-פוחיות.
  • (FLT:0)Time-domain Reflectometry (TDR)BuildFLT:1 וחיישנים לחות הקרקע: אלה יכולים לפקח על שינויים בתוכן מים הקרקע לאורך זמן, באופן עקיף מצביע על שיעור סינון כאשר בשילוב עם נתוני משקעים.

מודלים נומריים כמו FLT:0 [HYDRUS-1DigFLT] 1 ו- (FLT:2SWATFLT 3) סימולציה של חדירה באמצעות משוואה של ריצ'רדס לזרימה בלתי רוויה.

המונחים: Broader hydroלוגי Context

חדירה היא רק חתיכה אחת של הפאזל ההידרולוגי, אבל זה חתיכת המחברת את פני הקרקע אל תת-קרקעי עמוק. על ידי התחדשות מי הקרקע, הסתננות מחזיקה בזרימת בסיס בנהרות, תומכת במערכות אקולוגיות קרועות, ומסייעת לטבול נגד בצורת.זה גם משפיע על איכות המים: כמו מים חודרים דרך הקרקע, הוא מסונן ומזהמים רבים הם הוסרו או מעיין, אך בסופו של דבר לא רק מגביר את המים.

שינויי האקלים הופכים לחדירה עוד יותר חשובה.אירועים אינטנסיביים יותר – מונעים על ידי אווירה התחממות – ובכך מגבירים את הסיכון להצפות. Soils עם יכולת חדירה גבוהה יכול לספוג את הגשמים העזים האלה מהר יותר, להפחית את הפלט העליון. ניגודיות, לחשים יבשים ארוכים יותר מקשים את פני השטח, להפחית את החמצון כאשר הגשמים מגיעים בסופו של דבר.

מסקנה

ההשפעה ההידרולוגית של חדירה על טבלאות מים מקומיות היא עמוקה ורבת פנים. חדירה קובעת האם המשקעים הופכים למשאב שמשחזר מים קרקעיים, חיזרומים, ותומכת במערכות אקולוגיות, או הופך לריצה הנושאת את המזונאים ותורמים להצפות.הגנה ושיפור הסתננות היא אבן הפינה של ניהול מים בר קיימא.

מקנה המידה של גן גשם יחיד לרשת תשתיות ירוקות בעיר, כל מאמץ לשחזר חדירה מסייע לייצב טבלאות מים מקומיות.עבור קהילות העומדות בפני טיהור מים, תת-קרקעי, או הצפה מוגברת, השקעה בתרגול הסתננות אינה רק מועילה - זה חיוני הבנה מדעית, בשילוב עם יישום מעשי, יכול להפוך את המגמה של טבלאות מים ירידה ועתיד בטוח יותר.