Grunnvann i hydrologisk syklus (med diagram)

Les denne artikkelen for å lære om grunnvann i hydrologisk syklus.

Grunnvann er en komponent av jordens komplette hydrologiske syklus. For alle praktiske grunner kommer grunnvannet fra overflatevannskilde. Vann infiltrerer i bakken ved naturlig oppladningsprosess. Regn, vann fra strømmen, reservoarer og innsjøer er kildene til infiltrering. Overflate vanning bidrar også til kunstig oppladning.

Dette infiltrerte vannet beveger seg videre i bakken under tyngdekraften. Når en metningszone er nådd, begynner vannet å strømme sideveis. Strømningsretningen styres av de hydrauliske grenseforholdene.

Utslipp av grunnvann representerer retur av vann over jordoverflaten, hovedsakelig i vannkroppene, i form av fjærer og lekkasje i bekker. Fordampning og transpirasjon er andre utslippsmåter. Kunstig utslipp er i form av pumping av grunnvann. Hydrologisk syklus vist i figur 16.2 gjør grunnvannets bidrag tydelig.

I utgangspunktet er alt grunnvann i bevegelse. Grunnvannet beveger seg som svar på en hydraulisk gradient på samme måte som vann som strømmer i en åpen kanal eller et rør. Imidlertid begrenses grunnvannstrømmen betydelig ved friksjon med det porøse medium som det strømmer gjennom. Dette resulterer i lave hastigheter og store hode tap. Velocities kan variere fra få centimeter per år til få meter per dag.

Som det fremgår av figur 16, tjener permeable underjordiske strata som en kanal for overføring av vann. Det fungerer også som grunnvannreservoar ved å lagre vann i ulike tidsperioder. Således er hydrologisk syklus fullført. Når tilstrekkelig vanndamp samles i atmosfæren, gjentas syklusen igjen.

Komponenter av grunnvann i hydrologisk syklus for et hvilket som helst område kan representeres av en ligning:

Δs = oppladning - utladning

I denne ligningen representerer Δs endringen i grunnvannsoppbevaring i perioden under studien. Akustisk vil over en lang tidsperiode og under naturlige forhold Δs være null da oppladning er lik utslipp. Men på grunn av menneskelige aktiviteter skjer dette sjelden, noe som legger til kunstig oppladning, samt forårsaker utslipp for å gjøre ligningen komplisert.

Hvis grunnvannsoppbevaring i et område er mindre ved slutten av den valgte tidsperioden, enn ved begynnelsen, er utslipp indikert å ha overskredet oppladningen. Tvert imot, hvis oppbevaring av grunnvann ved slutten av perioden overskrider det i begynnelsen, er det opplyst at ladingen overskrider utslipp.

Vilkår på høyre side av ligningen (1) ovenfor, opplading og utladning utgjøres som beskrevet nedenfor:

Opplading til akvarier:

Oppladning fra naturlige kilder inkluderer følgende:

(i) Dyp perkolasjon fra nedbør:

Dyp utfelling av nedbør er en av de viktigste kildene til opplading av grunnvann. Mengden oppladning i et bestemt område påvirkes av vegetativ dekning, topografi og jordens natur. samt type, intensitet og hyppighet av nedbør.

(ii) Utslipp fra bekker og innsjøer:

Utslipp fra bekker, innsjøer og andre vannkropper er en annen viktig kilde til oppladning. I fuktig sesong, når grunnvannet kan være høyt, kan innflytelsen av lekkasje være begrenset i stor grad. Imidlertid, i og regioner der hele strømmen av bekker kan gå tapt til en akvifer, kan seepage være av stor betydning.

(iii) Understrømning fra en annen akvifer:

En akvifer kan lades opp ved understrøm fra en nærliggende, hydraulisk tilkoblet akvifer.

(iv) Kunstig oppladning:

Kunstig oppladning til grunnvannet kan oppnås gjennom planlagte systemer eller kan være uforutsette eller utilsiktede. Planlagte viktige bidrag til grunnvannreservoaret kan være gjennom spredningsområder, infiltrasjonsdammer og oppladningsbrønner.

Vanningsapplikasjoner og andre sanitære og innenlandske aktiviteter har en lignende, men vanligvis utilsiktet effekt. Sipning fra reservoarer, kanaler, dreneringsgraver, dammer og lignende vanndempende og transportstrukturer kan være lokale kilder til større grunnvannslading. Oppladning fra slike kilder kan helt forandre grunnvannet over et betydelig område.

Grunnvannslading:

Tap fra grunnvannreservoaret forekommer på følgende fire måter:

(i) Utslipp til bekker:

I enkelte strøk og i visse årstider kan grunnvannet slippe ut i bekker og opprettholde basisstrømmene. Denne tilstanden er mer utbredt i fuktige områder enn i tørre eller semiaride områder.

(ii) Strøm fra fjærer:

Fjær finnes der vanntabellen krysser jordoverflaten eller en begrenset vannforsyning til overflaten.

(iii) Fordampning og transpirasjon:

Grunnvannet kan gå tapt ved fordamping hvis vanntabellen er nær nok til jordoverflaten for å opprettholde strømning ved kapillærstigning. Dessuten kan planter forsvinne grunnvann fra kapillærkanten eller den mettede sone.

(iv) Kunstig utslipp:

Brønner og avløp pålegges kunstige uttak på grunnvannlagring, og i enkelte områder er det ansvar for stor uttømming.