Nước ngầm trong chu trình thủy văn (Có sơ đồ)
Đọc bài viết này để tìm hiểu về nước ngầm trong chu trình thủy văn.
Nước ngầm là một thành phần của chu trình thủy văn hoàn chỉnh của trái đất. Đối với tất cả các mục đích thực tế, nước ngầm bắt nguồn từ nguồn nước mặt. Nước xâm nhập vào mặt đất bằng quá trình nạp lại tự nhiên. Lượng mưa, nước từ dòng chảy, hồ chứa và hồ là nguồn để xâm nhập. Ngoài ra tưới bề mặt góp phần nạp tiền nhân tạo.
Nước xâm nhập này sau đó di chuyển sâu hơn vào mặt đất - dưới lực hấp dẫn. Khi đạt đến một vùng bão hòa, nước bắt đầu chảy ngang. Hướng của dòng chảy được kiểm soát bởi các điều kiện biên thủy lực.
Xả nước ngầm thể hiện sự trở lại của nước trên mặt đất chủ yếu ở các vùng nước, dưới dạng suối và thấm vào suối. Bay hơi và thoát hơi nước là các chế độ xả khác. Xả nhân tạo ở dạng bơm nước ngầm. Chu trình thủy văn như trong hình 16.2 làm cho sự đóng góp của nước ngầm rõ ràng.
Về cơ bản tất cả nước ngầm đang chuyển động. Nước ngầm di chuyển theo độ dốc thủy lực theo cách tương tự như nước chảy trong kênh mở hoặc đường ống. Tuy nhiên, dòng chảy của nước ngầm bị hạn chế đáng kể bởi ma sát với môi trường xốp mà nó chảy qua. Điều này dẫn đến vận tốc thấp và tổn thất đầu cao. Vận tốc có thể thay đổi từ vài cm mỗi năm đến vài mét mỗi ngày.
Như có thể thấy trong hình 16.2, tầng đất phụ có thể thấm như một ống dẫn để truyền nước. Nó cũng hoạt động như hồ chứa nước ngầm bằng cách lưu trữ nước trong nhiều khoảng thời gian khác nhau. Do đó chu trình thủy văn được hoàn thành. Khi đủ hơi nước tập hợp trong khí quyển, chu kỳ lại lặp lại.
Các thành phần của nước ngầm trong chu trình thủy văn cho bất kỳ khu vực nào có thể được biểu diễn bằng một phương trình:
= S = nạp tiền - xả
Trong phương trình này, s đại diện cho sự thay đổi trong lưu trữ nước ngầm trong thời gian nghiên cứu. Về mặt học thuật, trong một khoảng thời gian dài và trong điều kiện tự nhiên, s sẽ bằng không vì việc nạp lại bằng với việc xả thải. Tuy nhiên, do các hoạt động của con người, điều này hiếm khi xảy ra, điều này làm tăng thêm khả năng nạp lại nhân tạo cũng như gây ra sự phóng điện làm cho phương trình trở nên phức tạp.
Nếu lưu trữ nước ngầm trong một khu vực ít hơn vào cuối khoảng thời gian đã chọn, so với lúc ban đầu, lưu lượng được chỉ định là đã vượt quá mức nạp lại. Ngược lại, nếu lưu trữ nước ngầm vào cuối giai đoạn vượt quá thời gian đầu, việc nạp lại được biểu thị là đã vượt quá lưu lượng.
Các thuật ngữ ở phía bên phải của phương trình (1) ở trên, cụ thể là nạp lại và xả được cấu thành như mô tả dưới đây:
Nạp tiền cho Aquifers:
Nạp tiền từ các nguồn tự nhiên bao gồm:
(i) Sự thẩm thấu sâu từ lượng mưa:
Sự kết tủa sâu của lượng mưa là một trong những nguồn nước ngầm quan trọng nhất. Lượng nạp lại trong một khu vực cụ thể bị ảnh hưởng bởi lớp phủ thực vật, địa hình và tính chất của đất; cũng như loại, cường độ và tần suất mưa.
(ii) Rò rỉ từ suối và hồ:
Sự rò rỉ từ suối, hồ và các vùng nước khác là một nguồn nạp lại quan trọng khác. Vào mùa ẩm, khi mực nước ngầm có thể cao, ảnh hưởng của rò rỉ có thể bị hạn chế trong phạm vi. Tuy nhiên, trong và các khu vực nơi toàn bộ dòng chảy có thể bị mất vào một tầng chứa nước, sự rò rỉ có thể có ý nghĩa quan trọng.
(iii) Dòng chảy từ tầng ngậm nước khác:
Một tầng chứa nước có thể được nạp lại bằng dòng chảy từ tầng chứa nước được kết nối thủy lực gần đó.
(iv) Nạp tiền nhân tạo:
Việc tái tạo nhân tạo vào nước ngầm có thể đạt được thông qua các hệ thống theo kế hoạch hoặc có thể không lường trước hoặc không chủ ý. Những đóng góp lớn được lên kế hoạch cho hồ chứa nước ngầm có thể thông qua các khu vực trải rộng, ao thấm và giếng nạp lại.
Các ứng dụng thủy lợi và các hoạt động vệ sinh và sinh hoạt khác có tác dụng tương tự, nhưng thường là vô ý. Sự rò rỉ từ các hồ chứa, kênh, mương thoát nước, ao, và các cấu trúc vận chuyển và thấm nước tương tự có thể là nguồn địa phương của việc tái tạo nước ngầm chính. Nạp lại từ các nguồn như vậy có thể thay đổi hoàn toàn chế độ nước ngầm trên một diện tích đáng kể.
Xả nước ngầm:
Tổn thất từ hồ chứa nước ngầm xảy ra theo bốn cách sau:
(i) Rò rỉ vào luồng:
Ở một số dòng suối và m mùa nhất định trong năm, nước ngầm có thể chảy vào suối và duy trì dòng chảy cơ sở của chúng. Tình trạng này phổ biến hơn ở các khu vực ẩm ướt hơn ở khu vực khô cằn hoặc bán khô.
(ii) Dòng chảy từ lò xo:
Suối tồn tại nơi mực nước giao với mặt đất hoặc một cửa chứa nước bị giới hạn với bề mặt.
(iii) Bốc hơi và thoát hơi nước:
Nước ngầm có thể bị mất do bay hơi nếu mực nước ở gần bề mặt đất để duy trì dòng chảy do sự tăng mao dẫn. Ngoài ra, thực vật có thể thoát nước ngầm từ rìa mao mạch hoặc vùng bão hòa.
(iv) Xả nhân tạo:
Giếng và cống được áp dụng rút nhân tạo vào kho nước ngầm và ở một số khu vực chịu trách nhiệm cho sự cạn kiệt lớn.
