Просадка (гидрология)
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2009 г. ) |
В гидрологии используются два похожих, но различных определения слова « спад» :
- В подземной гидрогеологии просадка – это снижение гидравлического напора, наблюдаемое в скважине в водоносном горизонте , обычно из-за закачки скважины в рамках испытания водоносного горизонта или испытания скважины .
- В гидрологии поверхностных вод и гражданском строительстве под просадкой понимают понижение отметки поверхности водоема, уровня грунтовых вод, пьезометрической поверхности или водной поверхности колодца в результате забора воды. [1]
В любом случае просадка – это изменение гидравлического напора или уровня воды относительно исходных пространственных и временных условий системы. Просадка часто изображается на диаграммах поперечного сечения водоносных горизонтов. Запись гидравлического напора или скорости потока ( расхода ) в зависимости от времени обычно называется гидрографом (как в грунтовых, так и в поверхностных водах). Основной причиной сокращения подземных вод с 1960-х годов является чрезмерная эксплуатация ресурсов подземных вод. [2]
Просадка происходит в ответ на:
- откачка из скважины
- помехи от соседнего насосного ствола
- в ответ на локальную интенсивную откачку грунтовых вод
- региональный сезонный спад из-за сброса сверх пополнения [3]
Терминология
[ редактировать ]- Водоносный горизонт — это подземный слой проницаемой породы или песка, который удерживает или передает грунтовые воды ниже уровня грунтовых вод, что обеспечивает значительный запас воды в колодце. [4]
- Испытание водоносного горизонта (или испытание на откачку) — это полевой эксперимент, в котором скважина закачивается с контролируемой скоростью, а реакция водоносного горизонта (депрессия) измеряется в одной или нескольких наблюдательных скважинах. [5]
- Конус депрессии – это депрессия конической формы, образующаяся в уровне грунтовых вод в результате откачки воды из скважины с заданной скоростью. [4]
- Грунтовые воды – это воды, находящиеся под поверхностью земли в порах и трещинах почвы и горных пород. [6]
- Гидравлический напор (или пьезометрический напор) — это конкретное измерение потенциала воды над вертикальной точкой отсчета. [7] Это высота свободной поверхности воды над данной точкой под поверхностью. [4]
- Уровень откачки – это уровень воды в скважине во время откачки. [8]
- Удельная мощность – это дебит скважины на единицу депрессии. [8]
- Статический уровень – это уровень воды в колодце, когда вода из колодца не удаляется насосами. [8]
- Уровень грунтовых вод — это верхний уровень зоны насыщения, подземная поверхность, на которой почва или горная порода постоянно насыщены водой. [9]
- Дебит скважины – это объем воды в единицу времени, который добывается скважиной в результате закачки. [8]
Методы измерения просадки
[ редактировать ]- Датчики используются для измерения уровня воды в колодцах, реках, ручьях, резервуарах, открытых каналах и подъемных станциях. [10]
- Акустические зонды скважин или эхометры — это простой, экономически эффективный и минимально интрузивный инструмент, используемый для измерения подземного давления и уровней. [11]
- Электрические эхолоты — это практичный и экономичный метод измерения уровня воды в колодцах. [12] В этом методе используется груз, прикрепленный к многожильному изолированному проводу, и амперметр для определения замкнутой цепи. Ток, подаваемый от небольшой батареи, течет по цепи, когда кончик провода соприкасается с поверхностью воды. [13]
- Метод воздушной линии — это удобный и неинтрузивный метод измерения уровня воды, который часто используется для повторных испытаний скважин глубиной более 300 футов. [13] Этот метод позволяет определить глубину зеркала грунтовых вод с помощью манометра и вытеснения воды. [14]
- Метод смоченной ленты — широко используемый метод измерения уровня воды на глубине примерно до 90 футов. В этом методе используется свинцовый груз, прикрепленный к стальной измерительной ленте. [13]
Экологические последствия истощения грунтовых вод
[ редактировать ]Спад подземных вод из-за чрезмерного забора воды может иметь неблагоприятные экологические последствия. Грунтовые воды часто характеризуются высоким биоразнообразием , однако понижение уровня воды изменяет количество и типы питательных веществ, попадающих в окружающие организмы. [15] Кроме того, близлежащие водно-болотные угодья, рыбные хозяйства, наземная и водная среда обитания могут быть изменены из-за сокращения количества воды, доступной для этих экосистем, что иногда приводит к изменению экофизиологии видов . [16]
Извлечение грунтовых вод со скоростью, превышающей скорость их естественного восполнения, часто называют овердрафтом . Чрезмерный водоем может уменьшить количество грунтовых вод, которые естественным образом питают окружающие водоемы, включая водно-болотные угодья, озера, реки и ручьи. [17] Кроме того, когда вокруг насосной скважины образуется конус депрессии из-за добычи подземных вод, близлежащие источники подземных вод могут течь в сторону скважины для пополнения конуса, забирая воду из местных ручьев и озер. Это может привести к ухудшению качества воды в этих местных водоемах, поскольку вклад воды в основной сток уменьшается, что может привести к тому, что многолетние потоки станут более прерывистыми, а прерывистые потоки станут более эфемерными . Наконец, истощение ресурсов из-за добычи подземных вод может привести к повышению чувствительности экосистемы к изменению климата и может стать фактором, способствующим повышению уровня моря и оседанию суши . [17]
Связанный
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Словарь гидрологических терминов» . www.nws.noaa.gov . Проверено 19 марта 2019 г.
- ^ Мирнезами, С.Дж.; Багери, А.; Малеки, А. (2018). «Бездействие общества в отношении истощения ресурсов подземных вод: пример равнины Рафсанджан в Иране» . Водные альтернативы . 11 (3): 725–748 – через контент-сервер.
- ^ Литл, Майкл Дж.; Марковски, Пол (1989). «Введение в депрессию скважины» (PDF) . Проверено 17 марта 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с «Словарь гидрологических терминов» . www.nws.noaa.gov . Проверено 19 марта 2019 г.
- ^ «Насосные испытания: Испытание водоносного горизонта 101» . www.aqtesolv.com . Проверено 17 марта 2019 г.
- ^ Термины и определения подземных вод (PDF) , Goulbourn-Murray Water, стр. 34 , получено 17 марта 2019 г.
- ^ «Потенциальная энергия и гидравлика | ЗЕМЛЯ 111: Вода: наука и общество» . www.e-education.psu.edu . Проверено 18 марта 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с д Литл, Майкл Дж.; Марковски, Пол (1989). «Введение в депрессию скважины» (PDF) . Проверено 17 марта 2019 г.
- ^ «Уровень грунтовых вод | гидрология» . Британская энциклопедия . Проверено 18 марта 2019 г.
- ^ «Датчик уровня воды или погружной датчик давления» . www.globalw.com . Проверено 19 октября 2019 г.
- ^ «Акустические зонды скважин» . www.fekete.ca . Архивировано из оригинала 13 апреля 2019 г. Проверено 1 апреля 2019 г.
- ^ Сельское хозяйство, продовольствие и развитие сельских районов Альберты (2012 г.). «Изготовление и использование электрического эхолота для наблюдения за водяными скважинами» (PDF) . Правительство Альберты .
- ^ Jump up to: а б с велкеа®. «Определение статического уровня воды в колодце» (PDF) . Совет водных систем .
- ^ Хенггелер, Джо. «УСТАНОВКА НЕДОРОГОВОЙ ВОЗДУШНОЙ ТРУБЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ ВОДЫ В СКВАЖИНАХ» (PDF) . Путеводитель по сельскохозяйственным ресурсам штата Миссури . Архивировано из оригинала (PDF) 1 апреля 2019 г.
- ^ Департамент окружающей среды и энергетики (2018). «Каковы экологические последствия истощения грунтовых вод?» (PDF) . Правительство Австралии .
- ^ Антунес С., Чозас С., Вест Дж. и др. Сокращение грунтовых вод приводит к экофизиологическим изменениям древесной растительности в полузасушливой прибрежной экосистеме. GlobChange Биол. 2018;24:4894–4908. дои : 10.1111/gcb.14403
- ^ Jump up to: а б «Воздействие забора и сброса воды на окружающую среду в шести общинах Великих озер: роль зеленой инфраструктуры», Дж. В. Риджуэй, Р. Хигучи, Л. Хоффман и Р. Петтит, Отчет Environmental Consulting & Technology Inc., 45 стр., май 2016 г.