Снижение уровня воды в скважине с течением времени
В гидрологии существуют два похожих, но различных определения слова « снижение уровня» :
В любом случае понижение уровня воды представляет собой изменение гидравлического напора или уровня воды относительно начальных пространственных и временных условий системы. Понижение уровня воды часто отображается в виде поперечных диаграмм водоносных горизонтов. Запись гидравлического напора или скорости потока ( разряда ) в зависимости от времени обычно называется гидрографом (как в подземных, так и в поверхностных водах). Основным фактором понижения уровня подземных вод с 1960-х годов является чрезмерная эксплуатация ресурсов подземных вод. [2]
Снижение происходит в ответ на:
- откачка из скважины
- помехи от соседней насосной скважины
- в ответ на местную интенсивную откачку грунтовых вод
- региональный сезонный спад из-за превышения сброса над пополнением [3]
Терминология
- Водоносный горизонт — это подземный слой проницаемой породы или песка, который удерживает или передает грунтовые воды ниже уровня грунтовых вод, обеспечивая значительный запас воды в скважине. [4]
- Испытание водоносного горизонта (или испытание на откачку) представляет собой полевой эксперимент, в ходе которого скважина откачивается с контролируемой скоростью, а реакция водоносного горизонта (падение уровня) измеряется в одной или нескольких наблюдательных скважинах. [5]
- Воронка депрессии — это коническое углубление, которое образуется в грунтовых водах в результате откачки воды из скважины с заданной скоростью. [4]
- Подземные воды — это воды, находящиеся под поверхностью земли в порах и трещинах почвы и горных пород. [6]
- Гидравлический напор (или пьезометрический напор) — это определенная мера потенциала воды над вертикальной точкой отсчета. [7] Это высота свободной поверхности воды над заданной точкой под поверхностью. [4]
- Уровень откачки — это уровень воды в скважине во время откачки. [8]
- Удельная мощность – это дебит скважины на единицу депрессионной нагрузки. [8]
- Статический уровень — это уровень воды в скважине, когда вода из скважины не откачивается. [8]
- Уровень грунтовых вод — это верхний уровень зоны насыщения, подземная поверхность, в которой почва или горная порода постоянно насыщены водой. [9]
- Дебит скважины — это объем воды за единицу времени, который добывается скважиной в результате откачки. [8]
Методы измерения просадки
- Датчики используются для измерения уровня воды в скважинах с грунтовыми водами, реках, ручьях, резервуарах, открытых каналах и подъемных станциях. [10]
- Акустические скважинные зонды или эхолоты — это простые, экономически эффективные и минимально интрузивные инструменты, используемые для измерения подземного давления и уровней. [11]
- Электрические зонды — практичный и экономически эффективный метод измерения уровня воды в колодцах. [12] Этот метод использует груз, прикрепленный к многожильному изолированному проводу, и амперметр для индикации замкнутой цепи. Ток, подаваемый от небольшой батареи, протекает через цепь, когда кончик провода соприкасается с поверхностью воды. [13]
- Метод воздушной линии — это удобный и неинвазивный метод измерения уровня воды, который часто применяется для повторного тестирования скважин глубиной более 300 футов. [13] Этот метод позволяет получить глубину уровня грунтовых вод с помощью манометра и вытеснения воды. [14]
- Метод смоченной ленты — это широко используемый метод измерения уровня воды на глубине до 90 футов. Этот метод использует свинцовый груз, прикрепленный к стальной измерительной ленте. [13]
Экологические последствия понижения уровня грунтовых вод
Понижение уровня грунтовых вод из-за чрезмерного забора воды может иметь неблагоприятные экологические последствия. Грунтовые водные среды часто имеют высокое биоразнообразие , однако понижение уровня изменяет количество и типы питательных веществ, высвобождаемых в окружающие организмы. [15] Кроме того, близлежащие водно-болотные угодья, рыбные хозяйства, наземные и водные среды обитания могут быть изменены с уменьшением количества воды, доступной для этих экосистем, иногда изменяя экофизиологию видов . [16]
Извлечение грунтовых вод со скоростью, которая быстрее, чем они могут быть естественным образом восполнены, часто называют перерасходом . Перерасход может уменьшить количество грунтовых вод, которые естественным образом питают окружающие водоемы, включая водно-болотные угодья, озера, реки и ручьи. [17] Кроме того, когда конус депрессии образуется вокруг насосной скважины из-за извлечения грунтовых вод, близлежащие источники грунтовых вод могут течь к скважине, чтобы пополнить конус, забирая воду из местных ручьев и озер. Это может привести к плохому качеству воды в этих местных водоемах, поскольку поступление воды в базисный сток уменьшается, что может привести к тому, что многолетние водотоки станут более прерывистыми, а прерывистые водотоки станут более эфемерными . Наконец, отток от извлечения грунтовых вод может привести к повышенной чувствительности экосистемы к изменению климата и может быть фактором, способствующим повышению уровня моря и проседанию земли . [17]
Связанный
Ссылки
- ^ "Глоссарий гидрологических терминов". www.nws.noaa.gov . Получено 19.03.2019 .
- ^ Мирнезами, С.Дж.; Багери, А.; Малеки, А. (2018). «Бездействие общества по истощению ресурсов грунтовых вод: исследование на примере равнины Рафсанджан в Иране». Водные альтернативы . 11 (3): 725–748 – через Content Server.
- ^ Лайтл, Майкл Дж.; Марковски, Пол (1989). «Введение в просадку скважин» (PDF) . Получено 17 марта 2019 г.
- ^ abc "Глоссарий гидрологических терминов". www.nws.noaa.gov . Получено 19.03.2019 .
- ^ "Испытания откачки:. Испытание водоносного горизонта 101". www.aqtesolv.com . Получено 17.03.2019 .
- ^ Термины и определения грунтовых вод (PDF) , Goulbourn-Murray Water, стр. 34 , получено 17.03.2019
- ^ "Потенциальная энергия и гидравлический напор | ЗЕМЛЯ 111: Вода: наука и общество". www.e-education.psu.edu . Получено 18.03.2019 .
- ^ abcd Lytle, Michael J.; Markowski, Paul (1989). "Введение в просадку скважин" (PDF) . Получено 17 марта 2019 г.
- ^ "Уровень грунтовых вод | гидрология". Encyclopedia Britannica . Получено 2019-03-18 .
- ^ "Датчик уровня воды или погружной датчик давления". www.globalw.com . Получено 19 октября 2019 г.
- ^ "Acoustic Well Sounders". www.fekete.ca . Архивировано из оригинала 2019-04-13 . Получено 2019-04-01 .
- ^ Альберта Сельское хозяйство Продовольствие и развитие сельских районов (2012). «Создание и использование электрического эхолота для мониторинга скважин» (PDF) . Правительство Альберты .
- ^ abc wellcare®. "Определение статического уровня воды в колодце" (PDF) . Совет по водным системам .
- ^ Хенгелер, Джо. "УСТАНОВКА НЕДОРОГОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ ВОДЫ В СКВАЖИНАХ" (PDF) . Руководство по ресурсам для выращивания сельскохозяйственных культур в Миссури . Архивировано из оригинала (PDF) 2019-04-01.
- ^ Департамент окружающей среды и энергетики (2018). «Каковы экологические последствия понижения уровня грунтовых вод?» (PDF) . Правительство Австралии .
- ^ Antunes C, Chozas S, West J, et al. Снижение уровня грунтовых вод приводит к экофизиологическим изменениям древесной растительности в полузасушливой прибрежной экосистеме. GlobChange Biol. 2018;24:4894–4908. doi :10.1111/gcb.14403
- ^ ab «Влияние на окружающую среду заборов и сбросов воды в сообществах шести Великих озер: роль зеленой инфраструктуры», JW Ridgway, R. Higuchi, L. Hoffman и R. Pettit, Environmental Consulting & Technology Inc. Отчет, 45 стр., май 2016 г.
