Kodėl vieni šuliniai yra gilesni už kitus?
Trumpas atsakymas: Šuliniai yra gilesni, kai vanduo, kurį jie turi pasiekti, yra daug žemiau žemės. Šulinio gylis priklauso nuo požeminių uolienų, kiek vandens žmonės pumpuoja ir kur vanduo kaupiasi (vandeningasis sluoksnis).
Pagrindinė mintis
Lietus ir sniegas įsigeria į žemę ir kaupiasi tarp dirvožemio ir uolienų. Viršutinis požeminio vandens lygis vadinamas gruntinio vandens lygiu. Kai kuriose vietose gruntinio vandens lygis yra arti paviršiaus, todėl šuliniai gali būti negilūs.
Kitose vietose vanduo yra daug giliau dėl uolienų sluoksnių arba dėl to, kad toje vietovėje iškrenta mažai lietaus. Kai kurie šuliniai turi eiti per tankias uolienas arba molį, kad pasiektų gerą vandenį nešančią sluoksnį, vadinamą vandeninguoju sluoksniu. Žmonių pumpavimas gali sumažinti gruntinio vandens lygį, todėl šulinius laikui bėgant reikia gręžti gilesnius.
Gręžimo išlaidos ir saugos taisyklės taip pat turi įtakos gręžinio gyliui.
Už to slypintis mokslas
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikis/dėsnis: Darcy dėsnis (tekėjimas per porėtą terpę) ir hidraulinio slėgio sąvoka.
Darcy dėsnis apibūdina, kaip gruntinis vanduo juda per nuosėdas ir uolienas. Jame teigiama, kad tėkmės greitis priklauso nuo pralaidumo (kaip lengvai vanduo juda per medžiagą) ir hidraulinio gradiento (vandens slėgio arba aukščio nuolydžio). Poringumas (atviros erdvės kiekis) kontroliuoja, kiek vandens gali sukaupti sluoksnis.
Neapsaugoti vandeningieji sluoksniai turi gruntinio vandens lygį, kuris kyla ir krinta dėl lietaus papildymo. Apsauginiai vandeningieji sluoksniai yra po mažo pralaidumo sluoksniu (pvz., moliu) ir gali būti veikiami slėgio; juos išsiurbiantys gręžiniai gali būti gilūs arba net arteziniai (tekantys be pumpavimo). Pumpavimas sukuria nuotėkį – hidraulinio slėgio sumažėjimą šalia gręžinio – dėl kurio gali prireikti gilesnio gręžimo, kad būtų pasiektas pastovus vandens lygis.
Geologija, klimatas (kiek papildymo yra) ir žmonių naudojimas kartu nustato tipinius gręžinių gylius.
Kaip mes tai žinome: Hidrogeologai matuoja vandens lygį daugelyje stebėjimo gręžinių, atlieka pumpavimo bandymus, kad nustatytų pralaidumą, ir skaito gręžimo žurnalus bei geologinius žemėlapius, kad sudarytų vandeningojo sluoksnio gylio ir savybių žemėlapį.
Pamatyk tai gyvenime
- Negilus rankomis iškastas šulinys sodui, siekiantis vietinį gruntinio vandens lygį.
- Privatus gręžtinis namų ūkio šulinys, kurio gylis yra 30–200 pėdų (9–60 metrų), iš kurio išgręžiamas neuždengtas vandeningasis sluoksnis.
- Gilus savivaldybės šulinys, gręžtas į uždarą vandeningąjį sluoksnį per molio ir uolienų sluoksnius.
- Artezinis šulinys, kuriame vanduo kyla pats dėl spaudimo vandeningajame sluoksnyje.
Išbandyk pats
Butelio vandeningojo sluoksnio modelis
Sauga: Jei buteliui pjauti naudojate aštrų įrankį, reikalinga suaugusiojo pagalba.
Priemonės
- skaidrus plastikinis butelis
- smėlis
- žvyras
- molis arba plastilinas
- vanduo
- mažas puodelis
Žingsniai
- Nupjaukite butelio viršų, kad galėtumėte jį pripildyti.
- Padarykite apatinį žvyro sluoksnį, tada storą smėlio sluoksnį ir ploną molio arba plastilino sluoksnį netoli viršaus, kad jis veiktų kaip mažo pralaidumo uoliena.
- Lėtai pilkite vandenį ant viršaus ir stebėkite, kaip jis įsigeria į smėlį, bet ne per molį.
- Naudokite puodelį šulinio imitavimui, semdami vandenį iš smėlio sluoksnio, ir stebėkite, kaip keičiasi vandens lygis.
- Pabandykite įpilti daugiau vandens, kad imituotumėte papildymą ir pamatytumėte lygio kilimą. Ką tai rodo: kaip skirtingi sluoksniai praleidžia vandenį ir kaip pumpavimas bei papildymas keičia vandens lygį.
Žodynėlis
- Vandeningasis sluoksnis: uolienų arba nuosėdų sluoksnis, galintis kaupti ir perduoti vandenį.
- Požeminio vandens lygis: viršutinis gruntinio vandens paviršius neuždengtame vandeningajame sluoksnyje.
- Pralaidumas: kaip lengvai vanduo teka per medžiagą.
- Papildymas: vanduo, kuris įsigeria į žemę ir papildo vandeningąjį sluoksnį.
DUK
Kodėl šuliniai kartais išsenka?
Jei gruntinio vandens lygis nukrenta dėl sausros arba intensyvaus pumpavimo, šulinys gali nebepasiekti vandens.
Ar gilesni šuliniai visada geresni?
Ne visada – gilesni šuliniai gali išgauti švaresnį vandenį, bet kainuoja brangiau ir gali išgauti skirtingus mineralus iš gilių uolienų.
Ar naujo šulinio gręžimas gali paveikti netoliese esančius šulinius?
Taip, intensyvus pumpavimas gali sumažinti gruntinio vandens lygį ir sumažinti srautą į kaimyninius šulinius.