Kodėl gali išsekti gruntinis vanduo?
Trumpas atsakymas: Gruntinis vanduo gali išsekti, kai jį išsiurbiame greičiau nei lietus, o upės gali susigerti atgal. Jei iš požeminio vandeningojo sluoksnio išpumpuojama daugiau vandens, nei jo pasipildo, gruntinio vandens lygis krinta ir šuliniai gali išdžiūti.
Ką tai reiškia?
Gruntinis vanduo gyvena tuščiose ertmėse tarp uolienų ir dirvožemio po žeme. Vandeningieji sluoksniai yra uolienų arba smėlio sluoksniai, kurie sulaiko šį vandenį kaip kempinė. Lietus ir upės lėtai papildo vandeninguosius sluoksnius, dažnai per daugelį metų ar ilgiau.
Kai žmonės pumpuoja per daug vandens ūkininkavimui, namams ar gamykloms, jie pašalina vandenį greičiau, nei jis gali sugrįžti. Tada gruntinio vandens lygis – aukščiausias gruntinio vandens lygis – nukrenta. Šulinius reikia kasti giliau arba jie nustos veikti.
Laikui bėgant, žemė gali įgrimti, o sūrus jūros vanduo gali patekti į pakrančių vandeninguosius sluoksnius, todėl vanduo tampa netinkamas gerti ar ūkininkauti. Vandens taupymas ir vandeningųjų sluoksnių papildymo leidimas padeda išvengti gruntinio vandens išeikvojimo.
Norintiems suprasti tiksliau
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio/dėsnio pavadinimas: Darcy dėsnis (vandens tekėjimas per porėtas medžiagas) ir masės balanso principas (vanduo įteka ir vanduo išteka).
Gruntinis vanduo lėtai juda per dirvožemio ir uolienų poras. Darcy dėsnis aprašo, kaip tėkmės greitis priklauso nuo gruntinio vandens lygio nuolydžio ir žemės pralaidumo (kaip lengvai vanduo juda). Vandeningasis sluoksnis yra tvarus, kai papildymas (iš lietaus, upių ar sniego tirpsmo) yra lygus arba viršija išsiurbimą (siurbimas ir natūralus išleidimas).
Jei išsiurbimas ilgą laiką viršija papildymą, sukaupto gruntinio vandens tūris sumažėja – šis procesas vadinamas gruntinio vandens išeikvojimu arba pertekliumi. Dėl šio sumažėjimo gali sumažėti šulinių debitai, nuslūgti žemė, sumažėti upių debitai, priklausantys nuo gruntinio vandens, ir sūraus vandens įsiskverbimas į pakrančių zonas. Vandeningojo sluoksnio papildymo laikas labai skiriasi; kai kurie užpildomi metais, o gilesni ar sausesni vandeningieji sluoksniai prisipildo dešimtmečiais ar šimtmečiais.
Kaip mes tai žinome: Mokslininkai matuoja vandens lygį šuliniuose, atlieka siurblių bandymus ir stebi pokyčius laikui bėgant. Jie taip pat naudoja palydovinius gravitacijos matavimus, kad įvertintų didelio masto gruntinio vandens nuostolius .
Pavyzdžiai gamtoje
- Ogalala vandeningasis sluoksnis (Didžiosios lygumos, JAV): dėl didelio drėkinimo naudojimo daugelyje vietų sumažėjo vandens lygis.
- Centrinis slėnis (Kalifornija, JAV): dėl intensyvaus ūkininkavimo sumažėjo gruntinio vandens lygis ir nugrimzdo žemė.
- Šiaurės vakarų Indija ir Pakistanas: dėl intensyvaus drėkinimo keliuose regionuose sumažėjo gruntinio vandens lygis.
- Pakrančių vandeningieji sluoksniai (daugelyje šalių): dėl per didelio išsiurbimo sūrus vanduo pateko į vidų ir užteršė gėlą vandenį.
Namų Darbai
Butelio vandeningojo sluoksnio modelis
Sauga: Mažos dalys gali kelti pavojų užspringti; atsargiai elkitės su žirklėmis ir įrankiais.
Priemonės
- skaidrus plastikinis butelis arba stiklainis
- švarus smėlis
- žvyras
- vanduo
- šiaudelis arba mažas švirkštas
- mažas puodelis
Žingsniai
- Perpjaukite butelį per pusę ir padėkite apatinę dalį ant lygaus paviršiaus, kad matytumėte vidų.
- Į butelio dugną įberkite žvyro, o tada smėlio, kad susidarytų „vandeningasis sluoksnis“. Pilkite vandenį, kol smėlis suminkštės ir matysis vandens lygis.
- Šiaudeliu arba švirkštu ištraukite vandenį iš smėlio vidurio, kad imituotumėte pumpavimą.
- Stebėkite, kaip krinta vandens lygis ir kiek laiko užtrunka, kol smėlis vėl sudrėksta nustojus pumpuoti. Ką rodo: Vandens pumpavimas greičiau nei jis papildomas, sumažina vandens lygį, imituojant gruntinio vandens išeikvojimą.
Žodynas
- Gruntinis vanduo: vanduo, kaupiamas po žeme tarp dirvožemio ir uolienų.
- Vandeningasis sluoksnis: uolienų arba nuosėdų sluoksnis, galintis sulaikyti ir perduoti gruntinį vandenį.
- Papildymas: procesas, kai lietaus arba paviršinis vanduo įsigeria ir papildo vandeningąjį sluoksnį.
- Požeminio vandens lygis: viršutinis gruntinio vandens paviršius; virš jo žemė dažniausiai sausa.
- Viršslėgis: gruntinio vandens pumpavimas greičiau, nei jis natūraliai pasipildo.
Atsakymai į klausimus
Ar požeminis vanduo gali atsigauti jam išsekus?
Kartais taip, jei tęsiamas papildymas ir sumažėja pumpavimas, tačiau atsigavimas gali užtrukti metus ar net šimtmečius.
Jei vandeningasis sluoksnis senka, ar vis dar galime jį naudoti?
Per daug naudojamiems vandeningiesiems sluoksniams gali prireikti gilesnių gręžinių, jie gali būti brangūs ir jų vandens kokybė gali būti prasta.
Ar vandens taupymas padeda požeminiam vandeniui?
Taip – mažesnis vandens naudojimas namams ir ūkiams sulėtina išeikvojimą ir leidžia vandeningiesiems sluoksniams pasipildyti.