stringtranslate.com

Уровень грунтовых вод

Поперечный разрез, показывающий уровень грунтовых вод, изменяющийся в зависимости от рельефа поверхности, а также возвышенный уровень грунтовых вод.
Поперечное сечение склона холма, изображающее зону аэрации , капиллярную кайму , уровень грунтовых вод и фреатическую или насыщенную зону. (Источник: Геологическая служба США .)

Уровень грунтовых вод — это верхняя поверхность зоны насыщения . Зона насыщения — это место, где поры и трещины земли насыщены грунтовыми водами , [1] которые могут быть пресными, солеными или солоноватыми, в зависимости от местности. Ее также можно просто объяснить как глубину, ниже которой земля насыщена.

Уровень грунтовых вод — это поверхность, где напор воды равен атмосферному давлению (где манометрическое давление = 0). Его можно визуализировать как «поверхность» подземных материалов, которые насыщены грунтовыми водами в данной окрестности. [2]

Грунтовые воды могут быть из осадков или из грунтовых вод, впадающих в водоносный горизонт. В районах с достаточным количеством осадков вода просачивается через поры в почве, проходя через ненасыщенную зону. По мере увеличения глубины вода заполняет больше пор в почве, пока не будет достигнута зона насыщения. Ниже уровня грунтовых вод, в фреатической зоне (зоне насыщения), слои проницаемой породы, которые дают грунтовые воды, называются водоносными горизонтами . В менее проницаемых почвах, таких как плотные коренные породы и исторические отложения озерного дна, уровень грунтовых вод может быть сложнее определить.

«Уровень грунтовых вод» и « уровень воды » не являются синонимами. Если более глубокий водоносный горизонт имеет более низкопроницаемую единицу, которая ограничивает восходящий поток, то уровень воды в этом водоносном горизонте может подняться до уровня, который больше или меньше фактического уровня грунтовых вод. Уровень воды в этой более глубокой скважине зависит от давления в более глубоком водоносном горизонте и называется потенциометрической поверхностью , а не уровнем грунтовых вод. [2]

Формирование

Уровень грунтовых вод может меняться из-за сезонных изменений, таких как осадки и эвапотранспирация . В неразвитых регионах с проницаемыми почвами, которые получают достаточное количество осадков, уровень грунтовых вод обычно имеет уклон в сторону рек, которые отводят грунтовые воды и снижают давление в водоносном горизонте. Родники , реки , озера и оазисы возникают, когда уровень грунтовых вод достигает поверхности. Грунтовые воды, поступающие в реки и озера, определяют базовый уровень воды в водоемах. [3]

Рельеф поверхности

В пределах водоносного горизонта уровень грунтовых вод редко бывает горизонтальным, но отражает рельеф поверхности из-за капиллярного эффекта ( капиллярной каймы ) в почвах , отложениях и других пористых средах . В водоносном горизонте грунтовые воды текут из точек с более высоким давлением в точки с более низким давлением, и направление потока грунтовых вод обычно имеет как горизонтальную, так и вертикальную составляющую. Наклон уровня грунтовых вод известен как «гидравлический градиент», который зависит от скорости, с которой вода добавляется и удаляется из водоносного горизонта, и проницаемости материала. Уровень грунтовых вод не всегда имитирует топографию из-за изменений в подстилающей геологической структуре (например, складчатая, разломная, трещиноватая коренная порода).

Расположенные на возвышении водные столы

Верхний уровень грунтовых вод (или верховой водоносный горизонт) — это водоносный горизонт, который находится выше регионального уровня грунтовых вод. Это происходит, когда над основным уровнем грунтовых вод/водоносным горизонтом, но ниже поверхности земли, находится непроницаемый слой горных пород или осадков ( водоупор ) или относительно непроницаемый слой ( водоупор ). Если поток верхового водоносного горизонта пересекает поверхность, например, у стенки долины, вода выбрасывается в виде источника .

Колебания

Сезонные колебания уровня грунтовых вод могут привести к высыханию русел рек в сухой сезон.

Приливной

На низколежащих океанических островах с пористой почвой пресная вода имеет тенденцию собираться в линзовидных бассейнах поверх более плотной морской воды , вторгающейся с боков островов. Такая пресноводная линза острова, а следовательно, и уровень грунтовых вод, поднимаются и опускаются с приливами.

Сезонный

В некоторых регионах, например, в Великобритании или Калифорнии , зимние осадки часто выше летних , и поэтому запасы грунтовых вод не полностью пополняются летом. Следовательно, уровень грунтовых вод летом ниже. Эта разница между уровнем зимних и летних грунтовых вод известна как «зона прерывистого насыщения», где уровень грунтовых вод будет колебаться в ответ на климатические условия.

Долгосрочный

Ископаемая вода — это грунтовая вода, которая оставалась в водоносном слое в течение нескольких тысячелетий и встречается в основном в пустынях . Она не возобновляется современными осадками из-за своей глубины под поверхностью, и любое ее извлечение вызывает постоянное изменение уровня грунтовых вод в таких регионах.

Влияние на урожайность

График урожайности сахарного тростника в зависимости от глубины грунтовых вод в Австралии. Критическая глубина составляет 0,6 м. [4] [5]

Большинству культур необходим уровень грунтовых вод на минимальной глубине. [6] Для некоторых важных продовольственных и волокнистых культур была создана классификация [7], поскольку на меньшей глубине урожайность культур снижается. [8]

(где DWT = глубина до уровня грунтовых вод в сантиметрах)

Влияние на строительство

Синие трубы отводят грунтовые воды в Берлине

Близкое расположение грунтовых вод к поверхности влияет на выемку грунта, дренаж, фундаменты, колодцы и поля выщелачивания (в районах, где нет муниципального водоснабжения и канализации) и многое другое.

Когда раскопки происходят достаточно близко к уровню грунтовых вод, чтобы достичь его капиллярного действия, грунтовые воды должны быть удалены во время строительства. Это заметно в Берлине , который построен на песчаной, болотистой почве, а уровень грунтовых вод обычно находится на 2 метра ниже поверхности. Розовые и голубые трубы часто можно увидеть, как грунтовые воды отводятся со строительных площадок в реку Шпрее (или каналы). [ необходима цитата ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Что такое уровень грунтовых вод?". imnh.isu.edu . Получено 25.11.2016 .
  2. ^ ab Freeze, R. Allan; Cherry, John A. (1979). Грунтовые воды . Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. ISBN 9780133653120. OCLC  252025686.[ нужна страница ]
  3. ^ Winter, Thomas C; Harvey, Judson W (1998). «Грунтовые и поверхностные воды — единый ресурс — циркуляр Геологической службы США 1139» (PDF) . Получено 25 августа 2018 г.
  4. ^ Радд, А. В. и Чардон К. В. 1977. Влияние дренажа на урожайность тростника, измеренное по высоте уровня грунтовых вод в районе завода Machnade Mill. В: Труды 44-й конференции Квинслендского общества технологии сахарного тростника, Австралия.
  5. ^ Программное обеспечение для частичной регрессии с горизонтальным сегментом
  6. ^ Урожайность в зависимости от глубины уровня грунтовых вод, статистический анализ данных, измеренных на сельскохозяйственных землях, с целью формулирования потребностей в дренаже. Международный журнал сельскохозяйственной науки, 6, 174–187. Онлайн: [1] или [2]
  7. ^ Nijland, HJ и S. El Guindy 1984. Урожайность сельскохозяйственных культур, засоление почвы и глубина уровня грунтовых вод в дельте Нила . В: Ежегодный отчет ILRI 1983, Вагенинген, Нидерланды, стр. 19–29. Онлайн: [3]
  8. ^ KJLenselink и др. Устойчивость культур к мелководью . Онлайн: [4]