آبهای زیرزمینی

آبهای زیرزمینی بطور طبیعی ، و بطور کلی تحت اثر وزن خود از نقاط مرتفع به سوی نقاط پست حرکت می کنند.http://forum.patoghu.com/mhtml:file:...e9ce8dec1a.jpgآبهای زیرزمینی بطور طبیعی ، و بطور کلی تحت اثر وزن خود از نقاط مرتفع به سوی نقاط پست حرکت می کنند. حرکت افقی آب در زیر زمین اغلب بسیار آهسته تر از رودخانه هاست، به نحوی که سرعت آب در رودخانه ها را با متر در ثانیه می سنجند در حالی که سرعت آبهای زیرزمینی با سانتیمتر در روز و حتی متر در سال سنجیده می شود.
● جابجایی آب در زیر زمین
در تجزیه و تحلیل حرکت آب زیرزمینی ، مسیر واقعی پرپیچ و خم مولکولهای آب از خلال منافذ رسوبات و درز و شکاف سنگها را به صورت مسیرها صافی در نظر می گیرند، بطوری که گویی مولکولهای آب مستقیما از درون ذرات جامد عبور می کند. خطوط صاف مسیر حرکت مولکولهای آب را اصطلاحا «خط جریان» می گویند. جریان آب زیرزمینی معمولا به صورت یکنواخت و ماندگار است. با استفاده از ارتفاع سطح آب در چاههایی که در یک سفره حفر شده اند می توان «نقشه خطوط تراز ایستایی» را تهیه کرد.
این گونه نقشه ها از نظر مطالعه حرکت آب در زیر زمین و کسب اطلاعات در مورد سفره آب زیرزمینی بسیار مفید است. خطوط تراز ابهای زیرزمینی را خطوط هم پتانسیل نیز می گویند. جهت جریان آب زیرزمینی و نحوه ارتباط آب زیرزمینی با رودخانه ها و دریاچه ها را مشخص کرد، جهت و سرعت حرکت آب زیرزمینی را همچنین می توان بوسیله «رویابها» نیز مشخص کرد. به این منظور مقداری مواد رنگی ، مواد نمکی یا مواد رادیواکتیو را به آب چاه افزوده و زمان دریافتشان را در چند چاه مجاور مشخص می کنند. به این وسیله ، با در دست داشتن فاصله چاهها از یکدیگر جهت و سرعت حرکت آب زیرزمینی معلوم می شود.
● عوامل موثر در سرعت آب زیرزمینی
▪ شیب آبی :
شیب آبی یا گرادیان هیدرولیک بین دو نقطه از سطح ایستایی عبارت از نسبت بین اختلاف ارتفاع دو نقطه به فاصله بین آن دو نقطه است و منعکس کننده کاهش بار ناشی از اصطکاک در طول حرکت آب بین آن دو نقطه می باشد
▪ نفوذپذیری :
نفوذپذیری به معنی قابلیت عبور آب از زمین است. نفوذپذیری علاوه بر اندازه فضاهای خالی سنگ و خاک به ارتباط بین آن فضاهای خالی با یکدیگر نیز بستگی دارد. سنگی که تخلخل زیادی دارد، اگر منافذ آن به هم ، راه نداشته باشند، غیر قابل نفوذ خواهد بود. نفوذپذیری خاک و سنگ را به روشهای مختلفی در صحرا و آزمایشگاه می توان تعیین کرد.
رایجترین روش صحرایی تعیین نفوذپذیری استفاده از آزمایش پمپاژ و در آزمایشگاه بکارگیری آزمایشهای «بار ثابت» ، «بارافتادن» یا «بارخیزان» است. در خاکها ، یکنواخت نبودن و حالت لایه لایه تاثیر مهمی بر نفوذپذیری دارد. به نحوی که معمولا نفوذپذیری افقی مصالح به مراتب بیشتر از نفوذپذیری قائم در آنهاست
در اغلب شرایط ، نفوذپذیری سنگها تابعی از وضعیت درزها و شکستگیهایشان ، از جمله فاصله آنها از یکدیگر ، مقدار باز شدگی و پر شدگی آنها و بالاخره اندازه حفرات و نحوه توزیع آنها است. به دلیل نامنظم بودن این اشکال و عدم تداومشان در سنگ ، اغلب ممکن است برآورد نفوذپذیری سنگ با خطای قابل ملاحظه ای همراه شود. نفوذپذیری یکی از مهمترین پارامترهای تعیین کننده ویژگیهای مصالح است. بالارفتن آب به خلاف نیروی گرانشی و بر اثر نیروی موئینه ، شسته شدن رسوبات ریز از میان رسوبات درشت و ایجاد پدیده رکاب و بالاخره از دست رفتن مقاومت برخی خاکها بر اثر بارگذاری ناگهانی به روی آنها ، هم در ارتباط با نفوذپذیری مصالح ایجاد می شود.
● تخلیه طبیعی آب از زیر زمین
آبی که در زیر زمین حرکت می کند سرانجام بطور طبیعی از زیر زمین خارج می شود. با نزدیک شدن سطح ایستایی به سطح زمین ، آب زیرزمینی مستقیما از طریق خاک تبخیر می شود یا جذب گیاهان شده و بر اثر عمل تفریق به اتمسفر باز می گردد. در پاره ای از نقاط ، با نزدیک شدن سطح ایستایی به سطح زمین و تبخیر آب یک منطقه تبخیری و شوره زار بوجود می آید. بخش مهمی از آبهای زیرزمینی مستقیما وارد آبهای سطحی ، یعنی رودخانه ها ، دریاچه ها و دریاها می شود. رودخانه هایی که آب زیرزمینی را زهکشی می کنند «رود زاینده» یا آبزا نامیده می شوند.
▪ چشمه
هر جا که سطح ایستایی ، سطح زمین را قطع نماید، آب به صورت جریان سطحی تخلیه می شود. اگر مقدار تخلیه کم یا در سطح وسیعی پخش شده باشد «سطح تراوش» ایجاد می شود. آبهای زیرزمینی بصورت «چشمه» نیز از زمین خارج می شوند. چشمه نوعی تخلیه طبیعی آب زیرزمینی است که بصورتی متمرکز رخ می دهد.
ـ تقسیم بندی چشمه ها
۱) چشمه های ثقلی :
آنهایی هستند که در شرایط مناسب ، بر اثر جریان آب بوسیله نیروی گرانشی ، در سطح زمین ظاهر می شوند. وقتی سطح ایستایی به هر علتی به وسیله سطح زمین قطع شود ممکن است یک چشمه تشکیل شود. از این رو به چشمه های ثقلی «چشمه های سطح ایستایی» هم می گویند. در شرایطی که یک لایه نسبتا قابل نفوذ آبدار در روی یک لایه تقریبا غیر قابل نفوذ ، که توسط سطح زمین قطع گردیده، قرار بگیرد، چشمه تشکیل می شود. همچنین وقتی یک سفره آب زیرزمینی به وسیله یک مجرا به سطح زمین راه یابد، چشمه تشکیل می شود. آبهای زیرزمینی موجود در سنگهای آهکی ، که گاهی منابع بسیار بزرگی را تشکیل می دهند، ممکن است چشمه های پر آب بوجود آورند.
۲) چشمه های غیر ثقلی :
یا چشمه های آرتزین آنهایی هستند که آبشان با فشاری بجز فشار هیدرواستاتیک به خارج رانده می شود. منبع تامین فشار در این چشمه ها معمولا فرآیندهای درونی زمین است. آب این نوع چشمه ها معمولا گرمتر از چشمه های معمولی و حاوی مواد معدنی بیشتر است. به همین جهت به «چشمه های آب گرم» یا «چشمه های معدنی» نیز معروفند. چشمه های آب معدنی در ایران فراوان اند. نوعی از چشمه های آب گرم به آبفشان معروف اند. آب آبفشانها به تناوب و با نیروی زیاد به بیرون می جهد.
● فرسایش و رسوبگذاری توسط آبهای زیرزمینی
آبهای زیرزمینی نیز در ضمن حرکت خود تغییرات زیادی را بوجود می آورند. آبهای زیرزمینی به علت سرعت بسیار کمشان نمی توانند، همانند رودخانه ها ، از راه سایش با کندن مستقیم سنگها باعث فرسایش زمین شوند. ولی قادرند به تدریج مقادیر بسیار زیادی از مواد را حل کرده با خود ببرند و در مقاومت مواد تاثیر منفی بگذارند.
در شرایط مناسب با اتصال مجراهای انحلالی و فراختر شدن آنها «غار» تشکیل شده و جریانهای رودخانه ای زیرزمینی ایجاد می شود. عمل انحلال بیشتر در امتداد (درزه|درزها)) ، گسل ها یا سطوح لایه بندی سنگها ، مخصوصا سنگهای آهکی ، انجام می شود. در اغلب موارد کف غار از واریزه های سقف آن پوشیده شده است. در صورتی که غارها و حفرات به اندازه کافی به سطح زمین نزدیک باشند فروریزش آنها حفراتی را در سطح زمین ایجاد می کند. که به آنها «توپوگرافی کارستی» گفته می شود.
مواد محلولی که بوسیله آبهای زیرزمینی جابجا می شوند ممکن است با تغییر شرایطی چون تغییر فشار و دما ، افزایش مواد محلول ، تبخیر آب ، فعالیت باکتریها و غیره ، در نقاط دیگری بار دیگر رسوب کنند. به این ترتیب ممکن است موادی مثل کلسیم کربنا ، سیلیس و اکسید آهن در لابه لای رسوبات دیگر ته نشین شوند و ذرات ناپیوسته آن رسوبات را به هم بچسبانند و سنگ متراکم و یکپارچه ای را بوجود آورند. به این مواد اصطلاحا «سیمان» گفته می شود. مواد محلولی که بوسیله آبهای زیرزمینی حمل می شوند، گاهی نیز ممکن است جانشین مواد دیگر شوند. یعنی آب زیرزمینی همزمان با حمل کردن مواد موجود ، مواد جدیدی را به جای آن ته نشین سازد. رسوب مواد محلول در آب زیرزمینی ، در سقف و کف غارها اغلب قندیلها و اشکال جالبی را بوجود می آورد.
وقتی آبهای زیرزمینی در سطح زمین ظاهر می شوند ممکن است بخشی از مواد محلول خود را در محل ظهور باقی بگذارند. این گونه رسوبات ، به خصوص بوسیله چشمه های معدنی فراوان تشکیل می شود. یکی از رسوباتی که در دهانه اغلب چشمه های معدنی یافت می شود. کربنات کلسیم در دهانه چشمه ها را ممکن است بر اثر خروج گاز > حفره دار نیز شده باشند، تراورتن می نامند. تراورتن به دلیل سهولت دسترسی و سادگی برش ، به مقدار زیاد به عنوان روکار بناها استفاده می شود.

http://forum.patoghu.com/mhtml:file:...icle/break.gifسازمان آموزش و پرورش استان خراسانآبهای‌زیرزمینی