Giriş: Groundwater Foundation of Groundwater

Taze su yeraltı depolanır, yeraltında bilinen, dünyanın içme suyunun neredeyse yarısına mal olur ve geniş bölgelere yayılan tarımı korur.Su yöneticileri su alma ve tutma yeteneği doğrudan toprakların fiziksel özelliklerini alır.

Jeolojik malzemeler, su iletme ve depolama yeteneğinde yaygın olarak değişir. Bir kum dune, dakikalar içinde ağır bir düşüşe neden olabilir, yoğun bir kil tabakası neredeyse tüm yağışları tükenebilir. Benzer şekilde, kırık bir limestone oluşumu, çok miktarda su tutabilir, ancak sıkı bir gölgeli yatak yakın bir bariyer olarak çalışır.

Core Concepts: Porosity, Permeability, and Storage

Belirli toprak ve kaya türlerini keşfetmeden önce, bu boşlukların birbirine bağlı olduğunu tanımlamak gerekir:0) Bir malzeme yüksek porosity ve aparameability) Olabilir; Bu pek çok çamurun gerçek.

Yeraltısu depolama kapasitesi, belirli bir verim olarak ifade edilir (Dönergesiz aquifers veya [[D:2) Sınırlı aquiferler ile sınırlı olarak, belirli bir miktar su miktarı, bir miktar doygun maddeye göre yüklenecektir.

Unconfined vs. Confined Aquifers

Bir fark edilmeden önce, su masası, doygun bölgesinin üst sınırıdır ve aquifer doğrudan toprak yüzeyinden filtrasyon ile geri döner. Aşırı toprak doğrudan su masasına ne kadar çok yağmurun olmadığı bölgelere bağlıdır, düşük kapasiteli bir tabakanın etkisi uzun vadeli depolama için daha belirgin hale getirir.

Soil Tipleri ve Onların Yeniden Üretilmesi

Soils, tüm şarjların geçmesi gereken en üst tabakayı oluşturur. dokuları, yapısı, organik madde içeriği ve atıkların infiltrasyon oranları ve daha derin tabakalara yeniden dağıtılması.

Sandy Soils: Hızlı Infil, Low Retention

Sand partikülleri nispeten büyük (0.05-2 mm çapında), tahıllar arasındaki büyük gözenekleri terk eder, çünkü Sandy topraklar genellikle saatte 10 cm'yi aşıyor. Rainwater percolates hızla, hızlı bir şekilde bir altta aquifer üretir, ancak aynı büyük gözenekleri bitkiler için de azaltır.

Çünkü kum, yerçekimine karşı su tutabilir, özellikle de glacialin düzleri ve kıyı düzleri altında su masaları hızla yükselebilir ve kuru büyü sırasında hızla düşer. ABDGS, kum ve mezar yataklarının Amerika Birleşik Devletleri'nde en verimli aquiferler arasında olduğunu belirtir, özellikle de glacial outwashler ve kıyı düzleri.

Clay Soils: Yavaş Infil, High Storage Potansiyel

Clay parçacıkları mikroskobiktir (<0.002 mm) ve kalın kikler veya kök kanalların bozulmadığı bir platy şekli vardır.Infiltre oranları saatte 0.0 cm olarak düşük olabilir, yani ki topraklar yüksek miktarda ısıtılır.Bu su, kapiller veya kök kanalların üzerinden daha az bozulmaz, böylece sular kolayca eklenebilir.

Makul tabakalar bir permeable aquifer olduğunda, konfining ünitesi olarak hareket ederler, hızlı şarjı önlerler, aynı zamanda su kirliliğini yüzey kirliliğinden korumayı da korurlar.Köpekler arasındaki etkileşim karmaşıktır; örneğin, FAO Yayını:0)Irrigation ve Dr.Öğr.

Silty ve Loamy Soils: Dengeli Performans

Silt Parçacıkları (0.002-0.05 mm) orta derecede şeffaflık ve geçirgenlik vardır. Topraklar bitki büyümesi için yeterince nem tutarken, bu topraklar her ikiyüzlü vadi ve selkanlar arasında bir uzlaşma sunar, ki onlar hem de tarımsal üretkenliği hem de güvenilir bir şekilde bir karışım sağlar.

Loamy topraklarında organik madde içeriği daha da toprak yapısını ve reflektliğini artırır. Dünya solucanı burrows ve kök kanalları, daha yavaş matris akışını hızlandıran makroporasyonlar yaratır.İyi yönetilen tarım arazileri altında, loamy topraklar hala kirleticileri filtrelemekte iken yeniden şarj oranlarına yakın olabilir.

Organik Soils ve Peat

Bekar ve çamur toprakları, yüksek miktarda kısmen ortaya çıkan bitki materyali içeriyor. Çok yüksek bir verandaya sahipler (80'den fazla) ama tarım için drenaj, su tutma ve oksite derecesine bağlı olarak kullanılabilir veya uygulanabilir olabilir, su şarj dinamiklerini büyük ölçüde azaltırlar.

Rock türleri ve onların Depolama ve Akış üzerindeki Etkileri

Toprak bölgesinin altında, kaya türü aquifer mimarisini belirler. Rocks kökeni tarafından sınıflandırılır (zor, igneous, metamorphic) ve hidrolik özellikleri ile.

Sandstone: Klasik Aquifer Material

Sandstone, çimentolu kum tahıllardan oluşan bir sefil kayadır. birincil porosity, Büyük Ovatanlar ve silikat gibi mineral çimentolar arasında yer almaktadır. Ancak, Kuzey Afrika'da birçok kum taşı onları mükemmel bir aquiferler yapmak için yeterli bir araya gelir.

Örneğin, kumstone aquifers'te depolama önemli olabilir. Örneğin, ESFLT:0) British Geological Survey notları[Döneticileri 1 ) İngiltere'nin Sherwood Sandstone aquifer'in kuru yazlar sırasında büyük taleplerle karşılamak için yeterince su depolar.

Limestone ve Dolomite: Karst Aquifers

Karbonat kayalar (limestone ve dolomite) başlangıçta yoğundur ve düşük birincil porosity vardır. Ancak, biraz asitli su ile kimyasal olarak reaktifdir. Zamanla, kırıklar ve yatak uçaklarının dağılmasıyla sona ermektedir.Burçlar ve delikler ile birlikte, biraz filtrasyon ile birlikte.

Karst sistemlerde depolama genellikle bölmeli. Su, dünyanın en üretken karst aquiferlerinden biri olabilir, tedarik suyu Florida'nın çok fazlaına bağlıdır.

Shale: An Aquitard, Not an Aquifer

Shale, özellikle de çamur minerallerinden oluşan iyi bir sefilli kayadır. Onun porosity yüksek olabilir (10-30%), ancak gözenekler çok küçük ve kötü bir şekilde bağlantılıdır. Sonuç olarak, shale çok düşük hidrolik iletkenliği vardır, genellikle ikinci katta nanometers içinde ölçülen. Shale katmanların hareket ettiği gibi, dikey su hareketini kısıtlayan birimlerdir.

Igneous ve Metamorphic Rocks

Granit, basalt ve benzer kristal kayalar uygun olmayan birincil porosity vardır. su depolama ve aktarma yeteneği tamamen ikincil özelliklere bağlıdır: Kuzeyde büyük bir kırık, eklemler ve hava kirliliği bölgeleri vardır.Basit bir kayayı depolarken, altta yatan kırık bir kayanın genellikle bir miktar arsada daha düşük olmasına izin verir.

Lakırlı bir kaya aquifers hakkında ayrıntılı bir tartışma için, [Uygunlar Birliği[[Döneticiler 1], araştırma ve yönetim yaklaşımlarının genel bir bakış açısı sağlar.

Soil ve Rock arasındaki etkileşimler

Toprak tabakası izolasyonda çalışmaz. Toprak altında kayanın doğası, o tabakanın altında ne olacağını güçlü bir şekilde etkiler.Eğer toprak, bir permeable sandstone üstte oturursa, recharge tek bir şekilde ilerlemeye devam edebilir.

Vadose Bölgesi ve Doymamış Akış

Vadose bölgesi (Su masasına yüzeyden) genellikle toprak ve havali kayanın bir karışımı içerir.Birçok ortamda, recharge için en önemli porselenlik, birkaç metre havali malzemeye kadar uzanır. Havalama süreçleri, her iki veranda ve geçirgenlik içinde bir su masası yaratır.

Tercihli Akış Paths

Her iki toprak ve kaya, konsantre aktı içeren özellikleri içerebilir: kök kanalları, hayvan tomurcukları, desiccation çatlakları, kayadaki kırıklar ve geleneksel modeller ile tahmin etmek için yüksek derecede epizodik ve zor olabilir.Bu tercihli yol yolları, sadece matrix akışına çok daha hızlı bir şekilde su sağlayabilir.

Yeraltısu Yönetimi için Implikasyonlar

Jeolojik etkileri yeniden şarj ve depolama üzerindeki anlayış akademik bir egzersiz değildir - modern su yönetiminin temelidir.

Sürdürülebilir Enerjinin Sayılanması

Sürdürülebilir verim, yüksek kapasiteli topraklar ve kayalar tarafından geri alınabilir, çünkü omurtluk veya çevresel zararlar hızla tamamlanabilir. Uzun vadeli bir aquifer depolama, ortalama şarj ve deşarj arasındaki dengeye bağlıdır. yüksek pompalanabilir topraklar ve kayalar, geri çekilmeler hızla gerçekleşir ve bu yüzden, ogalla Aquifer'in düşük maliyetli zeminlerle (kırıklar) veya daha sıkı bir pompalar (kırıklar) veya daha uzun süre boyunca patlamalar.

Recharge Zones'ı korumak

Recharge bölgeleri su birquifer'e girer. Birçok durumda, bu kontraseptif topraklar (kalpıntıları) veya göz ardı edilen kaya (karst limestone) gibi zararlı yüzeylere yardımcı olur.

Yapay Recharge ve Yönetilen Aquifer Recharge (MAR)

Su-karce bölgelerinde, yöneticiler, sabit olmayan yüzeylere su yayarak veya yüzeye çok yakın olan arazileri tamamen altyüzlü jeolojiye bağlı olarak, kumlu topraklara yerleştirilen en iyi şekilde şarj ederler.

Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü, arid ve yarı-arid bölgelerindeki Aquifer Recharge'i (FLT:1) öngören ve siteye özgü jeolojinin önemini vurgular.

Groundwater Modeling

Numerical ⁇ modelleri (örneğin, MODFLOW) hidrolik iletkenlik, özel verim ve depolama katımı model domainin karşısındaki depolama katını gerektirir. Bu parametreler tahıl büyüklüğünde analizlerden, pompalama testlerinden ve geofiziksel anketlerden elde edilir. Bir gerçek toprak ve kaya tabakalama, aquiferin pompalanmasına ve iklim değişkenliğine nasıl cevap verdiğini basitleştirmek için gereklidir.

İklim Kısıtlığı

İklim değişikliği yağış modelleri değiştiriyor, yoğun fırtınalar sırasında hızlı bir şekilde şarj edilebilir. Yüksek depolama kapasitesi ve hızlı geri dönüş akışları ile Aquifers (örneğin, kumlu tümuvial aquifers) daha kısa vadeli yağışlara karşı daha az yanıt verebilir.Su kaynakları planlayıcıları, ayrıca daha hızlı bir şekilde yüklenebilir.

Sonuç: Yeraltısu Sessiz Arbiter olarak Jeoloji

Soil ve kaya türleri pasif konteyner değildir; aktif olarak yeraltınları ve permeable kum taşları hızlı şarj sağlar ancak bu geologic kontrolleri göz ardı etmek için, su kalitesini koruyabilir ve uzun vadeli depolamayı garanti altına alabilir.

Sürekli yeraltı kaynakları yerel jeolojinin sağlam bir kavrayışı gerektirir, su seviyelerini ve kalitesini devam eden izleme ile çiftleşir. toprak ve kaya türlerini bir araya getirerek, topluluklar suların gelmesini sağlayacak önceden bilgilendirilmiş kararlar verebilir.