close
تبلیغات در اینترنت
خرید دامنه
سفره آب زیرزمینی (groundwater Table) سفره آب به لایه یا منطقه قابل نفو

علوم زمین و توسعه

GIS یک علم است نه یک نرم افزار

سفره آب زیرزمینی (groundwater Table)

سفره آب به لایه یا منطقه قابل نفوذی در زیر سطح زمین گفته می‌شود که آب در آنمی‌تواند جریان یابد. سفره آب همچنین باید قابلیت آبدهی خوبی داشته‌ باشد. سطحفوقانی سفره آب ، یا سطح ایستایی همواره افقی نیست و به‌طور طبیعی از منطقه تغذیهآن ، یعنی محل و منطقه‌ای که آب زیرزمینی را تامین می‌کند، به طرف محل تخلیه دارایشیب است. بطور کلی شکل سطح استیابی غالبا از شکل سطح زمین پیروی می‌کند. ولیبرآمدگیهای آن هموارتر است. بنابراین ایستایی در نواحی پست در نزدیک سطح زمین و درتپه‌ها و کوه‌ها در عمق زیادتر قرار دارد

بطور معمول در مناطق پرباران و دردشتها سطح ایستایی بالا و در مناطق خشک و کوهستانی پایین است. در مناطق مرطوب سطحایستایی ممکن است تا نزدیک سطح زمین بالا بیاید. در گودیهای چنین نقاطی ، ممکن است «آبگیر» و در صورت وجود پوشش گیاهی ، «باتلاق» بوجود آید. تغییرات ارتفاع سطحایستایی را بر حسب زمان به صورت نمودارهایی به نامهیدروگرافنشان می‌دهند.سفره‌های دارای بازدهیقابل توجه اغلب در رسوبات ناپیوسته شنی و ماسه‌ای تشکیل می‌شوند.

آبرفتها ، یعنیرسوباتی که توسط رودها در دره‌ها و دشتها برجای گذارده می‌شوند، معمولا سفره‌های آبزیرزمینی خوبی تشکیل می‌دهند. رسوبات رسی گرچه از تخلخل زیادی برخوردارند، ولی چونقابلیت نفوذ کمی دارند، با وجود حجم آب زیادی که ممکن است در خود ذخیره کرده‌باشند،سفره آب زیرزمینی تشکیل نمی‌دهند و به عنوان مواد غیر قابل نفوذ در نظر گرفتهمی‌شوند. در سنگهای متراکم نیز آب معمولا در نمونه‌هایی ایجاد می‌شود که از تخلخلثانوی قابل توجه برخوردار باشند. در این میان بهترین سفره آبها معمولا درسنگهایآهکیدرز و شکافدار ایجاد می‌شود.

تقسیم بندی سفره‌های آب زیرزمینی

سفره‌های آزاد

در سفره‌های آزاد سطح ایستایی ، همان سطح فوقانی منطقه اشباع است. مقدار فشار درسطح ایستایی سفره‌های آزاد برابر فشار اتمسفر است. سطح ایستایی بسته به‌مقدار تغذیهیا تخلیه آن ، آزادانه نوسان می‌کند، زیرا لایه غیر قابل نفوذی در بالای ان قرارندارد. حالت خاصی از سفره‌های آزاد «سفره‌های معلق» هستند. این سفره‌ها معمولا درداخل منطقه تهویه یا منطقه اشباع نشدهخاکو در روی لایه‌های نفوذ ناپذیری که گسترش محدودی دارند، مثلا عدسیهای رسی ، تشکیلمی‌شوند. از این سفره‌های مقدار کمی آب و آن هم بطور موقت می‌توان بدست آورد.

سفره‌های تحت فشار

سفره‌های تحت فشار یا محصور یاآرتزیندرمحلی تشکیل می‌شود که آب زیرزمینی بوسیله لایه‌ای نسبتا نفوذناپذیر از بالا محدودشود و در نتیجه تحت فشاری بیش ازاتمسفراست. علت آنکه در سفره‌های تحت فشار آب از محل خود بالاتر می‌آید آن است که محلتغذیه سفره ، یعنی منطقه‌ای که از طریق آن آب سفره تامین می‌شود، در ارتفاعی بالاتراز سطح فوقانی منطقه اشباع در محلحفر چاهقرار دارد.در سفره‌های تحتفشار به‌جای سطح ایستایی سطح پیرومتریک را در نظر می‌گیرند و آن عبارت از سطحی فرضیاست که در هر منطقه با ارتفاع فشار هیدروستاتیک آب در سفره تحت فشار مطابقت دارد. به زبان ساده‌تر منظور سطحی است که اگر چاهی در هر نقطه از سفره تحت فشار حفر کنیمارتفاع صعود یا فوران آب چاه را در آن نقطه نشان می‌دهد.

تئوری های مربوط به منشأ آب های زیرزمینی

برای منشأ آب های زیرزمینی تئوری هایمتعددی بیان گردیده است که از همه مهمتر تئوری نفوذ آب در زمین است. قسمتبزرگی از آبی که به صورت برف و باران به زمین می رسد در زمین نفوذ کرده و پس ازبرخورد با سنگ ها و طبقات غیر قابل نفوذ مخازن آب های زیرزمینی را می سازند . اینتئوری اولین بار در قرن 18 میلادی توسط یک نفر فیزیکدان فرانسوی به نام ماریوتعنوان گردیده و بعد توسط لومونوسوف مورد تأیید واقع شد . با این توصیف که ترکیبشیمیایی این آب ها پس از نفوذ در زمین ثابت نمی ماندو بر حسب سنگی که در آن جریانیافته است تغییر می یابد .

تئوری فوق مدتی مورد قبول واقع شد ولی در مورد آبهایی که در مناطق مختلف زیرزمینی محبوس بودند بدون این که در آنجا نزولات آسمانیقابل توجهی دیده شده باشد ، صادق نبود . لذا در اواخر قرن 20 تئوری جدیدی توسط ولگرارائه گردید . این تئوری منشأ آب های زیرزمینی را از طریق آب های نفوذی قابل قبولنمی داند بلکه تشکیل آن ها را از تراکم بخار آب موجود در هوا که در بین ذرات و خللو فرج سنگ ها نفوذ می کند استنباط می نماید . بنابراین تئوری جدیدی به نام تئوریتراکم آب به وجود می آید .

این تئوری به شدت از طرف اکثر دانشمندان انتقاد میشود و آن را غیر واقعی اعلام می دادند زیرا که بخار آب موجود در فضا به اندازه کافینیست که بتواند مستقلاً منابع عظیمی از آب های زیرزمینی را تشکیل دهند .

دراوایل قرن 20 تئوری دیگری به نام تئوری آب های ابتدایی توسط یک نفر دانشمند اتریشیبه نام E-  Suess ارائه داده می شود که از طرف بسیاری از آبشناسان استقبال می گردد . طبق این تئوری بخارها و گازهایی که از ماگما در اعماق زمین برمی خیزد با نزدیک شدنبه سطح زمین متراکم شده و به صورت آب ابتدایی ظاهر می گردند . تجربیات کافی امروزهاین نظریه را نیز رد می کند .

بالاخره تئوری آب های فسیل مطرح می شود . تئوریمذبور آب های زیرزمینی نواحی عمیق را به باقی مانده آب های حوضه های قدیمی که درزیر رسوبات مدفون شده اند ربط می دهد . پس از اظهار نظر آبشناسان ممالک مختلف وبررسی تئوری های فوق ، قریب به اتفاق متخصصین تئوری اول یعنی تئوری آب های نفوذی رادر مورد آب های زیرزمینی قابل قبول می دانند .

نفوذ آب در زمین تا برخورد بهقشرهای نفوذ ناپذیر ادامه می یابد . به محض این که آب ها به این قبیل لایه هارسیدند و جریان آنها از هر طرف متوقف گردید در خلال حفره های سنگ ها جمع شده و سفرههای آبدار و یا مخازن زیرزمینی آب را تشکیل می دهند .

چون غالباً در اعماق زمینطبقات نفوذ پذیر و غیر قابل نفوذ متناوباً قرار دارند ، لذا ممکن است در ناحیه ایاز زیرزمین چندین سفره آبدار بر روی یکدیگر وجود داشته باشند . بالاترین سفره هایآبدار زمین را که نزدیک به سطح زمین است و چاه های معمولی به آن می رسد سفره های آبسطحی و یا مخزن چاه ها می نامند و سفره های زیرین را آب های عمیق و مخصوصاً آن هاییکه در اعماق زیادتر قرار دارند آب های محصور و یا سفره های محاط می خوانند . مخازنسطحی آب های زیرزمینی با تغییر نزولات و درجه گرمای بیرون بسیار تغییر می کند . بههمین جهت مقدار آب چاه هایی که از این مخازن تغذیه می نمایند سریعاً کم و زیاد میشود .

در صورتیکه چاه های عمیق که از مخازنعمیق تر زمین ( منطقه اشباعی دائم ) آب می گیرند مقدار آبشان چندان تغییر نمی نماید . به علاوه از نظر بهداشت هم آب چاههای عمیق ( مخصوصاً در نواحی مسکونی ) پاک تر از آب چاه هایی است که به مخازن سطحیمربوط می شوند .عوارض خارجی سطح زمین باعث می شود که سطح ایستایی آب هایزیرزمینی افقی نباشد . آنانکه در مجاورت دره ها که نیروی جذب سنگ های مخزن کمتر استو از مقاومت در مقابل مسیر جریان آب در داخل زمین کسر می شود سطح ایستایی پایین ترقرار می گیرد ، بدین ترتیب سطح ایستایی آب های زیرزمینی عموماً در کنار دره هاانحنا پیدا می کند و تحدب سطح مزبور به سمت بالا می رود .همانطوریکه برجستگیهای سطح زمین باعث تقسیم آب های سطحی از یکدیگر است ، چین خوردگی لایه های غیر قابلنفوذ در اعماق زمین هم وسیله جدا بودن حوضه هایی از سفره های آبدار زیرزمین می گرددو باعث می شود تغییرات آب یک مخزن در مخزن مجاور مؤثر نباشد .

حالت های مختلف آب ها در قشر جامد زمین

قسمت عمده از آبی که بصورت برف و باران بهزمین می رسد پس از نفوذ در زمین و رسیدن به طبقات زیرین کلیه درزها و شکاف ها و خللو فرج بین ذرات سنگ ها را اشغال می نماید و پس از برخورد به سنگ های غیر قابل نفوذمخازن آب های زیرزمینی را می سازد. آب های زیرزمینی به صورت زیر دیده می شوند:

1) آب محبوس ، 2) آب ثقلی یا آب آزاد  ، 3) آب اشباع

1) آب محبوس: آبی است که به وسیله نیروی چسبندگی مولکول ها در حجم سنگ نگاهداری می شود و ایننیرو همیشه بزرگتر از نیروی ثقل است.

2) آب آزاد: عبارت از مقدار آبی استکه در داخل خلل و فرج و یا فضاهای آزاد سنگ ها تحت تأثیر نیروی ثقل جریان می یابدمشروط بر اینکه سنگ مزبور از آب اشباع شده باشد .

3) آب اشباع: حداکثر مقدارآبی است که سنگ قابل نفوذ می تواند در خود نگاهدارد . آب های محبوس از نظر کانیشناسی و سنگ شناسی بسیار حائز اهمیت می باشند . در صورتیکه آب های آزاد چون درداخل سنگ ها جریان می یابند و یا ذخیره می شوند از نقطه نظر آب های زیرزمینی قابلتوجه هستند .

پیشرفت اقتصاد و صنعت هر کشوری با مقدار آب های زیرزمینی رابطهمستقیم دارد بطوریکه آب مصرفی اکثر کارگاه های صنعتی بوسیله این آب ها تأمین میگردد.آب های زیرزمینی به علت داشتن عناصر مفید در فعل و انفعالات شیمیاییوارد می شوند . به علت خاصیت انحلال بعضی از مواد موجود در داخل سنگ ها از قبیل سنگطعام و آهک و غیره را به حالت محلول در می آورند و بدین نحو تغییراتی در ترکیب وساختمان سنگ روی می دهد.با داشتن قدرت حمل و رسوب گذاری تشکیلاتی از کانی هایمفید را در زمین ایجاد می نمایند مانند معادن مس ، منگنز ، کربنات ژیپس و غیره .

آب های زیرزمینی در تشکیل گازهای کانی ساز مخصوصاً مخازن آب های گرم و معدنی درعمل دگرگونی سنگ ها بسیار مؤثر هستند .

خواص فیزیکی آب های زیرزمینی

خواص فیزیکی آب های زیرزمینی شامل زلالیت ، رنگ ، بو،‌طعم و درجه حرارت است که در ذیل به طور خلاصه به هر یک می پردازیم:

زلالیت : آب های طبیعی به دو حالت صاف ( زلال ) و در ( تیره ) یافت میشوند . آب موقعی کدر است که مقدار مواد معدنی و یا سایر مواد معلق در آن وجود داشتهباشند . بنابراین کم و یا زیاد بودن مواد فوق در شدت تیرگی آب بسیار مؤثر است.

رنگ: آب آشامیدنی معمولاً بی رنگ است ولی در محیط های وسیع به رنگ آبیدیده می شود . رنگ آب های زیرزمینی به علت وجود مواد خارجی تغییر می کند . املاحآهن و یا هیدروژن سولفوره آب را به ترتیب به رنگ های قرمز و آبی درمی آورند . آبهایی که دارای ترکیبات منگنز هستند سیاه رنگ است در صورتی که آب باتلاق ها به علتزیاد بودن اسید هومیک زرد رنگ است .

بو:  به طور کلی آب های زیرزمینیبدون بو هستند . وجود بوی مخصوص در آب نماینده این است که آب مزبور به وسیله چاههای مختلف تغذیه می شود و یا اینکه در آن بعضی از مواد شیمیایی داخل گردیده است .مثلاً بوی گندیده بعضی از آنها مربوط به اسید هومیک است

طعم یا مزه:طعم آب بسته به ترکیب مواد مختلفی است که در آن محلول هستند . اگر مقدارکلرورها ( نمک طعام و غیره ) آن حدود 300 میلی گرم در لیتر باشد مزه شور دارد . چنانکه مقدار سولفات های محلول در آن از 400 تا 450 میلی گرم در لیتر برسد مزهکاملاً تلخ می دهد . اگر ازمناطقی که ژیزمان های سولفوره دارند عبور کند مزه اسیدبه خود می گیرد . بنابراین مقدار مواد محلول و نوع بستری که آب در آن جریان می یابدو یا ذخیره می شود در طعم آن مؤثر است .

حرارت: درجه حرارت آب هایزیرزمینی با عمق سفره ، وجود کانون آتشفشانی و موقعیت جغرافیایی محل فرق می کند . لذا از روی درجه حرارت می توان آنها را به چند دسته به شرح زیر تقسیم کرد :

- آبخیلی سرد ( حداکثر تا 5 درجه سانتی گراد(

- آب سرد ( 10 درجه سانتی گراد(

- آب نسبتاً ملایم ( 18 درجه سانتی گراد(

- آب ملایم ( 25 درجه سانتی گراد(

- آب ولرم ( 37 درجه سانتی گراد)

- آب گرم ( بالاتر از 40 درجه سانتی گراد)

درجه حرارت آب در اثر نمک یا گازهای محلول در آن تغییر می نماید .

ساختمان شیمیایی آب های زیرزمینی

بطوریکه می دانیم آب از یون های هیدروژن H+ و هیدروکسیل OH- ترکیب یافته و مقدار یون های مزبور در آب معمولی در درجه حرارت معین ثابت است . چنانکه مقدار هر یک از این یون ها تغییر یابد آب حالت اسیدی ( یون هیدروژن زیادتر ) و یا حالت قلیایی ( هیدروکسیل بیشتر ) به خود می گیرد.از نظر PH آب را می توانبه سه دسته تقسیم کرد:

- آب های خنثی که PH آنها در حدود 7 است

- آب هایاسیدی که PH آنها کمتر از 7 است .

- آب های قلیایی که PH آنها بیشتر از 7 است .

به طورکلی ساختمان شیمیایی آب های زیرزمینی بر حسب مصارف مختلف فرق می کند.ساختمان شیمیایی آب آشامیدنی غیر از ساختمان شیمیایی آب است که در صنعت از آناستفاده می شود . بنابراین در استخراج و بهره برداری از آب های زیرزمینی می بایستشرایط زمین شناسی و هیدرولوژیکی محل مورد نظر کاملاً بررسی و مطالعه گردد.اگراز آب های زیرزمینی برای تأمین مصارف شهری مخصوصاً آشامیدن بهره برداری نماید بایددقت شود که آب مزبور به وسیله مواد آلی و یا سایر مواد زیان آور آلوده نگردد . اصطلاح سنگینی آب هم در مقوله ساختمان شیمیایی آب مطرح می شود . آب موقعی سنگین استکه دارای کلسیم ( Ca ) و منیزیم ( Mg ) باشد . معمولاً هر 5 میلی گرم کربنات کلسیممحلول در یک لیتر آب را یک درجه سختی می نماید.سنگینی تمام آب های طبیعی ممکناست منوط به وجود بیکربنات ها ، سولفات ها ،‌کلرورها یا نیترات های کلسیم و منیزیمو آهن و یا عناصر معدنی دیگر باشد . ایجاد فلس های نامحلول روی دیواره مخازن و قشرسفید ابری در لیوان مربوط به سنگینی آب است .

مشکلات و آلودگی آبهای زیرزمینی

به دلیل عدم شناخت صحیح و یا عدم درک میزان آسیب پذیری سریع آبهای زیرزمینی ،سهل‌انگاری های زیادی صورت گرفته است. اجازه داده‌ایم که بنزین و سایر مایعات مضراز مخازی زیرزمینی به درون سفره‌های آبهای زیرزمینی نفوذ کند. آلاینده‌ها ، ازمحل‌های دفن زباله یا سیستم های فاضلاب که بطور غلطی ساخته شده‌اند، به داخل آنتراوش می‌‌کنند. آبهای زیرزمینی از طریق زهاب حاصله از مزارع کشاورزی کود داده شدهو مناطق صنعتی ، آلوده می‌شوند. صاحبان خانه‌ها با ریختن مواد شیمیایی به داخلفاضلاب یا روی زمین ، آبهای زیرزمینی را آلوده می‌کنند


+ نوشته شده در21 / 11 / 1395ساعت 1:31توسط GIS&RS | | تعداد بازدید : 16

مطالب قبلی

» دریافت رایگان ارزدیجتال ملی
» ‌قانون مربوط به اصلاحات اراضي ‌مصوب 24 اسفند ماه 1338 ‌فصل اول - تعاریف
» کسب درامد از اولین سایت ارز دیجیتالی ایرانی
» نقشه های GIS حوزه آبخیز رودخانه شاهرود چای
» نقشه های GIS حوزه آبخیز رودخانه گلپایگان
» پایان نامه مدل‌سازی حوادث بحرانی مترو شهر تبریز در محیط GIS مطالعه موردی: خط 1 مترو
» کتاب سنجش از دور حرارتی
» مدل های رقومی ارتفاع 12.5 متری
» رنگ خاک
» آبخيزداري 2
» اهمیت زهکشی و استفاده بهینه از
» اشکال فرسایش بادی
» پدیده جهانگرمایی
» Thermal Remote Sensing in Land Surface Processes
» دانلود نرم افزار آرک هیدرو ArcHydroTools
» دانلود رایگان فیلم آموزشی سنحش از دور دکتر ولیزاده
» دانلود نقشه GIS کاربری اراضی، کیفیت مصالح، تراکم ساخت، مساحت قطعات شهر بجنورد
» دانلود دفترچه سوالات آزمون دکتری سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی
» منابع آزمون دکتری سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی
» مقطع دکتری رشته سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی
» سنجش از دور راداری
» از کدام تصاویر ماهواره ای می توان DEM استخراج کرد؟
» مقایسه تصاویر لندست ۸ و ۷
» تفاوت DEM، DTM، DSM چیست؟
» مدل رقومی زمین (DTM) چیست؟
» سنجش از دور حرارتی
» کاربرد های سنجش از دور

صفحات وبلاگ

جلوگیری از کپی کردن مطالب