جغرافیای آب ها

[M.A.H.S.A]

نفوذ آب در زمين
در اين بخش به طور مختصر به چهار گروه از سنگ ها اشاره خواهد شد که در مقابل پذيرش آبهاي سطحي داراي ويژگي هاي متفاوتي هستند. اين گروه ها عبارتند خواهند بود از:
1- سنگ هاي فشرده با شکاف هاي باريک:
شکاف اين سنگ ها که اغلب از سنگ هاي آذرين يا دگرگوني مي باشند، نسبتاً بندرت عميق مي باشد. به هر صورت به نظر نمي رسد آبي که در اعماق اين سنگ ها يافت مي شود در ارتباط مستقيم با شکاف هاي سطحي آن ها بوده باشد.
2- سنگ هاي فشرده با شکاف هاي عريض و غارها:
زمين هاي آهکي نمونه هاي خوبي از اين گروه سنگها مي باشند. شکاف هاي سطحي اين سنگ ها متعدد بوده، براثر عمل شيميايي آب هاي جاري عميق گشته اند. آب باران که کم و بيش سرشار از گاز کربنيک مي باشد سنگ آهک را که به ويژه از کربنات کلسيم تشکيل شده است در خود حل مي نمايد. بدين ترتيب بي کربنات کلسيم تشکيل مي گردد که قابليت حل آن بستگي به فشار گاز کربنيک و درجه حرارت هواي محيط دارد. شکاف هاي سطحي در عمق به شبکه هايي که بعد و گسترش آن ها به ميزان حلال بودن آب هاي نفوذي بستگي دارد متصل مي گردند. در اغلب غارهاي واقعي به جريان هاي زيرزميني آب برخورد مي نماييم. در سنگ هايي با شکاف عريض، اصولاً جريانهاي آب استقلال دارند يعني به طور مستقل از يکديگر جريان دارند. زمين هاي آهکي، گچي، گاهي ماسه سنگ ها و ندرتاً مارن ها داراي چنين ويژگي هايي مي باشند.
3- سنگ هاي متخلخل و قابل نفوذ:
اين سنگها در واقع تشکيل مناطقي را مي دهند که در آنها آب هاي زيرزميني ويژگي هاي حقيقي سفره را دارا مي باشند. ماسه سنگ ها و انواع مختلف شن ها اين نوع قابليت نفوذ را از خود نشان مي دهند.
4- سنگ هاي متخلخل و غير قابل نفوذ:
اين نوع از سنگ ها به واسطه ريز بلوربودن و ظرفيت ويژه شان در جذب آب، مشخص مي گردند. کامل ترين آنها خاک هاي رسي است يعني سيليکات هاي آلومين هيدراته که قادرند علاوه بر آبي که در ترکيب خود دارند (آب تبلور) مولکول هاي زياد آب را جذب نمايند. از اين امر نتيجه ميشود که رس هاي جاذب رطوبت که مقادير مهمي از آب را در خود نگه مي دارند، عملاً خصوصيت نفوذناپذيري را نسبت به جريان سطحي حفظ مي نمايند.
در طبقه بندي که شرح آن گذشت، دو نوع از سنگ هاي غير قابل نفوذ و دو نوع ديگر از سنگ هاي قابل نفوذ معرفي گرديد. در رده سنگ هاي غيرقابل نفوذ سنگ هاي ناپيوسته که طبيعتاً جاذب رطوبت هستند و آب را نگه مي دارند (رس) وهم چنين سنگ هايي که فشرده و متصل بوده، شکاف هايشان به سرعت به وسيله تجزيه خود آنها پر مي گردد جاي مي گيرند. گرانيت ها در صورتي که داراي شکاف هاي عريض نباشند و همچنين فلدسپات ها همانند سنگ هاي غيرقابل نفوذ عمل مي نمايند، معذالک همان طور که از نظر گذشت امکان ذخيره شدن مقادير متنابهي آب در گرانيت ها و گنيس ها وجود دارد.
در رده سنگ هاي حقيقتاً قابل نفوذ، دو گروه بزرگ تشخيص داده مي شود. زمين هاي داراي قابليت نفوذ کم مانند زمين هاي شني و زمين هاي داراي قابليت نفوذ زياد، مانند زمين هاي آهکي. زمين هاي گچي به ويژه ماسه سنگ ها ممکن است حائز صفاتي بين دو نمونه آخري اين رده بندي بوده باشد.
اختلاف اساسي بين دو سنگ پيوسته مانند گرانيت و آهک در کيفيت عمل آب بر روي سطوح آن ها مي باشد. فرآورده هاي حاصل از تجزيه گرانيت عموماً شکاف ها را پر مي نمايند، برعکس، باقي مانده حاصل از آهک زدايي زمين هاي آهکي بسيار کم اهميت تر از توده سنگي مي باشد که تحت تأثير فرسايش شيميايي قرار گرفته است. از اين امر تعريض تدريجي حفره هاي اوليه و تشکيل شبکه هاي زيرزميني عميق و پيوسته در آهک نتيجه مي شود.

[M.A.H.S.A]

تأثير عوامل خارجي بر روي نفوذ آب در خاک:
وقتي زمين عريان باشد، سنگ خود مانعي را در مقابل نفوذ آب ايجاد مي کند، در صورتي که پوشيده از رستني ها باشد، پوشش گياهي به ويژه اگر در مجاورت بلافصل زمين باشد، قسمت مهمي از آب ها را نگه ميدارد. رستني ها حائز دو نقش مهم مي باشند: يکي مربوط به جذب يک قسمت اضافي از آب هاي نزولي است و ديگري مربوط به پس دادن مقداري از آن که کم تر از مقدار قبلي است. در هر صورت، نقش آن ها تنظيم کنندگي به منتهاي درجه است. اين پوشش سهم جريان هاي سطحي ناهنجار را بسيار کم مي کند و در عوض سهم تبخير را افزايش مي دهد. عمل تنظيم کننده پوشش گياهي در مناطق کارستي بازهم مشهودتر از مناطقي مي باشد که قابليت نفوذ منظم دارند. حذف پوشش گياهي از روي يک کاوس (کاوس نام جلگه هاي حواشي جنوب غربي سون مي باشد که از تشکيلات آهکي مي باشد) يا يک کارست ممکن است فاجعه آميز باشد.
همچنين رژيم باران ها بر جذب آب، اثر بسيار مهمي دارند. باران هاي شديد که به وسيله دوره هاي خشکي از يکديگر مجزا مي شوند، به اندازه اي نفوذ نمي کنند که بتوانند از تبخير رهايي يابند. براي آب هاي زيرزميني عايدي از اين منبع اغلب ناچيز مي باشد. برعکس باران هاي طولاني حتي با برخاب (دبي) کم موفق به اشباع نمودن غيرقابل نفوذترين خاک ها مي گردند.
در فصل تابستان بارندگي هاي شديد باعث طغيان رودخانه ها مي شوند و درجه حرارت سطحي زمين باعث تشديد در تبخير آب ناچيزي مي شود که در خاک نفوذ کرده است. برعکس در مواقع ديگر در پائيز و در زمستان خاک اشباع مي گردد و رودخانه ها در نتيجه دخالت جريان زيرزميني آب ها تا سرچشمه هايشان تغذيه اي کم تر ولي منظم دارند.
بدين ترتيب برطبق آزمايش«پ- رسو (P.Russo)» در زمين هاي شني و رسي، باران هاي رگباري که به وسيله دوره هاي خشکي از يکديگر مجزا مي شوند، هيچ گونه تأثيري بر روي سفره هايي به عمق 3 متر ندارند، در صورتي که باران هاي ريز و طولاني که ريزش هاي کم اهميت تري نسبت به نزولات قبلي دارند سطح سفره را به مقدار بسيار قابل ملاحظه اي بالا مي آورند. همچنين تبخير آب روان که در مجاورت سطح زمين نگه داشته مي شود باعث تشکيل رسوبات نمکي مختلف مي گردد (نمک طعام، ژيپس، نيترات ها و غيره). هم چنين مي توان تصور نمود که اين آب به طرف ترازهاي پايين تر منتشر مي گردد، به عبارت ديگر به سمت طبقاتي که نسبتاً سردتر از سطح زمين در فصل تابستان مي باشند يعني سطح زميني که مي تواند به حرارتي بيش از50- درجه سانتي گراد برسد.
در زمين هاي کارستي عدم نگهداري آب به دليل ويژگي يکپارچه بودن سنگ است که در اين حالت عمل گرم شدن هاي سطحي را از نقطه نظر هيدرولوژيکي محدود مي نمايد.

[M.A.H.S.A]

اختصاصات آبهاي زيرزميني
ويژگي هاي فيزيکي آبهاي زيرزميني
1- درجه حرارت
به طور کلي آب هاي زيرزميني از ثبات درجه حرارتي بهره مند هستند که آبهاي جاري سطحي نمي توانند از آن برخوردار باشند، زيرا اين آب ها تحت تأثير عوامل تبخيري، تبادلات حرارتي با هواي خارج و خاک سطحي، تشعشعات خورشيدي و … مي باشند.
درجه حرارت آب سفره ها (زمين هايي با قابليت نفوذ کم) را مي توان از درجه حرارت آب محتوي در شکاف سنگ ها (زمين هاي داراي قابليت نفوذ زياد مثلاً زمين هاي آهکي) از يکديگر تميز داد.
آب سفره ها داراي درجه حرارتي هستند که بستگي به گسترش و نفوذ سفره در زير زمين دارد. اگر سفره اي با گسترش بسيار و در عمق زياد بين زمين هاي غيرقابل نفوذ قرار داشته باشد و در صورتي که سرعت جريان آب زيرزميني چندان زياد نباشد، مي توان به طور تقريب درجه حرارت آن را بر طبق قانون زمين گرمايي که به خوبي شناخته شده است و قابل اعمال براي زمين هاي فشرده مي باشد، بيان نمود. درجه حرارت بخش هاي زيرزميني، بعد از مناطقي که تابع تغييرات درجه حرارت سطح زمين مي باشد (چندين متر براي تغييرات درجه حرارت روزانه، حدود 30 متر براي تغييرات درجه حرارت ساليانه) به ازاي هر 33 متر عمق 1 درجه افزايش مي يابد. بدين ترتيب آب سفره اي که بسيار به کندي در يک لايه قابل نفوذ واقع در عمق 100 متري عبور مي نمايد، اگر مستقيماً توسط نفوذ هاي سطحي تغذيه نگردد، درجه حرارتي برابر دو تا سه درجه بالاتر از درجه حرارت زمين فشرده اي را خواهد داشت که در عمق 30 متري سطح زمين قرار دارد.
در حقيقت درجه حرارت منطقه اي که داراي عمق سي متر است، در زمستان همانند تابستان تقريباً ثابت بوده، نمايانگر درجه حرارت متوسط محل مي باشد. اين درجه حرارت به منزله درجه حرارت مبناء براي محاسبه درجه حرارت زيرزميني قسمت هاي عميق تر به کار مي رود و مي توان قانون دوبره را در مورد آن اعمال نمود.
آب سفره هاي زيرزميني اغلب با تأخير زماني، تغييرات درجه حرارت سطحي را منعکس مي نمايند. اين امر ناشي از آن است که سفره آب زيرزميني در عمق کمي قرار دارد و ظرفيت حرارتي آن به ميزان کافي نيست تا در تبادلات حرارتي که توسط جريان آب زيرزميني به آن تحميل شده است، بدون تغيير محسوس در حفظ درجه حرارت خود مشارکت نمايد.
بسياري از چشمه ها درجه حرارتشان 5 تا 6 درجه يا حتي بيشتر از آن، بين زمستان و تابستان تغيير مي نمايد. اغلب، حداقل درجه حرارت چشمه ها که حداقل درجه حرارت زمستان را منعکس مي نمايد، چندين ماه نسبت به آن تأخير دارد. هم چنين گاهي سفره ها در بعضي از نقاط، ناهمگني هايي در درجه حرارتشان نشان مي دهند که مقدار آن ناچيز بوده ولي بدون ترديد حاکي از نوعي ارتباط بين آب سطحي با سفره آب زيرزميني دارد.
هم چنين آب سفره هاي واقعي، يعني چشمه هايي که در مجاورت رخنمون يک لايه قابل نفوذي که در هواي آزاد گسترده مي باشند، از آبي که در آبرفت هاي دره هاي رودخانه اي پيدا مي شود از يکديگر قابل تشخيص مي باشند. تغييرات درجه حرارت آب هاي حاصل از منشاء اخير، کم و بيش تابع نوسانات حرارتي آب هاي سطحي مي باشد.
2- راديواکتيويته آب هاي زيرزميني
به طوري که عموماً تصور مي شود، راديواکتيويته آب هاي زيرزميني مختص آب هاي معدني و گرم (Thermal) نيست و اين آب هاي بسيار عميق نيز نيستند که هميشه داراي بيشترين مقدار راديواکتيويته مي باشند. مواد راديواکتيو در تمام آبهاي زيرزميني وجود دارد ولي ميزان آن بسيار متغير است و مقدار آن وابسته به شرايط سفره و سنگهاي دربرگيرنده مي باشد.
3- قابليت هدايت الکتريکي
قابليت هدايت الکتريکي آب ها اطلاعات با ارزشي راجع به غناي الکتروليتي محلول در آن ها در اختيار مي گذارد. اندازه گيري آن اطلاعات سريعي را به دست مي دهد که تجزيه هاي شيميايي بسيار طولاني تر آن را تائيد و به طور دقيق معين مي نمايد. به ويژه شناسايي قابليت هدايت الکتريکي يک آب در نقاط مختلف مسير زيرزميني باعث مي شود که به راحتي تبادلات شيميايي و يا دخالت آب هاي خارجي آشکار گردند.

[M.A.H.S.A]

ويژگي هاي شيميايي آب هاي زيرزميني
املاح در آبهاي زيرزميني
هر چشمه داراي ترکيب شيميايي معيني است که حاصل عبور از مناطق زيرزميني و لايه هاي مختلفي است که از آنها عبور نموده، مواد مختلفي را به آن تفويض کرده يا با آن مناطق، مواد گوناگون را مبادله نموده است. ترکيب شيميايي يک آب و پايداري اين ترکيب در درجه اول اهميت قرار دارد.
املاح قليايي در آب بسيار فراوانند، کلرورها و به ويژه کلرور سديم تقريباً هميشه در آب ها وجود دارد، اما مقدار آن به ميزاني است که اکثراً براي شرب انسان و آبياري قابل قبول مي باشد. سولفات هاي قليايي نيز در آب وجود دارند، اما وجود آنها در آبهاي زيرزميني نادرتر است. به طورکلي املاح سديم که نتيجه تخريب سنگ ها مي باشند راحت تر از املاح پتاسيم به حالت محلول درمي آيند.
املاح قليايي خاکي، کربنات کلسيم همراه با سولفات کلسيم مهمترين عنصر معدني آب هاي زيرزميني را تشکيل مي دهند.
به طور کلي در آب چشمه ها مقدار سولفات کلسيم کم تر از يک صد ميلي گرم در ليتر مي باشد. ليکن بعضي از آبها، يعني آب هايي که از سولفات کلسيم غني مي باشند، اين ماده را به ويژه از جريان آبي که از مجاورت طبقات ژيپسي يا انيدريدي در زير زمين مي گذرد، دريافت مي دارند. چنين آبهايي ممکن است تا دو گرم سولفات کلسيم در يک ليتر به حالت محلول داشته باشند.
در آب هاي حاصل از زمين هاي آهکي، کربنات کلسيم که به علت وجود گاز کربنيک در آب به حالت محلول نگه داشته شده است، از نظرکمي از اولويت ويژه اي برخوردار است، اگر نخواهيم بگوئيم که تنها عنصري است که در آبهاي زيرزميني يافت مي شود (150 تا 400 ميلي گرم در ليتر). سختي آب ناشي از وجود املاح قليايي خاکي به ويژه املاح کلسيم و منيزيم مي باشد (نمک اخير به مقدار کمتري در آبهاي زيرزميني وجود دارد). به علاوه بايد سختي موقت و سختي دائمي را از يکديگر تميز داد. سختي موقت ناشي از حضور کربنات ها مي باشد. اين املاح در نتيجه حرارت رسوب مي نمايند و گاز کربنيکي که آنها را به حالت محلول نگه مي دارد در اين حالت فرار مي کند. سختي دائمي ناشي از وجود سولفاتهاست که تا حرارت صد درجه سانتي گراد محلول مي ماند، مشروط بر آنکه غلظت آنها در آب بسيار زياد نباشد. در حقيقت قابليت حل سولفات کلسيم در صد درجه حرارت بسيار کمتر از قابليت حل آن در هجده درجه مي باشد (65/0 گرم در ليتر مي باشد، برعکس با افزايش درجه حرارت آب اضافه مي شود.)
آهن و منگنز
آهن اغلب در آبهاي زيرزميني يافت مي شود. بيکربنات آهن دوظرفيتي در حضور هوا نسبتاً ناپايدار مي باشد. بخشي از گازکربنيک موجود در بيکربنات متصاعد مي شود و همزمان اکسيژن هيدروکسيدآهن دو ظرفيتي را به هيدروکسيدفريک تبديل مي نمايد که ph رسوبگذاري آن بسيار پايين تر از 7 مي باشد. چنين تکويني را که به طور طبيعي در مظهر چشمه هاي آهن دار به وقوع مي پيوندد، مي توان به طور مصنوعي نيز ايجاد نمود (حذف آهن آبها).
منگنز نيز احتمالاً سير تکويني آهن را دنبال مي نمايد. ليکن ph رسوب آن به صورت هيدروکسيد بالاتر از آن چيزي است که در مورد آهن بيان گرديد. اين عنصر مشکل تر از آهن از آب چشمه ها حذف مي گردد. آهن و منگنز چنانچه از ابتدا به صورت سولفات ها موجود باشند (اکسيداسيون پيريت ها)، بندرت به همان شکل در آب هاي زيرزميني باقي خواهد ماند.
روي
درآبهاي زيرزميني به مقدارکم يافت مي شود و مقدار آن چنانچه بيشتر از 5/0 در 100.000 باشد براي سلامتي انسان مضر است.
مس
اين عنصر به ندرت در آبهاي زيرزميني يافت مي شود.
سرب
در سرچشمه چشمه ها، نسبتاً به ندرت يافت مي گردد. منشاء اين عنصر ناشي از کانال هاي انتقال آب مي باشد. موارد مسموميت ناشي از وجود آن در آب آشاميدني مشاهده شده است.
نيترات ها و نيتريت ها
حضورنيتراتها يا نيتريتها در آب معمولاً حاکي از آلودگي آن توسط ازت است بنابراين وجود آن در آبهاي زيرزميني از امکان يک آلودگي خبر مي دهد.

[M.A.H.S.A]

Ph آبهاي زيرزميني
امروزه ميزان اسيدي يا قليايي بودن آب را به وسيله تراکم يون هاي هيدروژني که دارا مي باشد بيان مي نمايند. Ph عبارت است از لگاريتم غلظت يون هايh+ (هيدروژن). براي آب خالص که در يک زمان حاوي يون هاي h+ و oh- است، ph برابر 7 است. محلول هايي که ph آنها کمتر از 7 است اسيدي و آنهايي که داراي ph بيشتري مي باشند قليايي هستند. اندازه گيري ph آب چشمه و مقدار املاح آن، اطلاعاتي راجع به تأثير اين آب نسبت به مواد مختلفي که با آنها ممکن است در تماس باشد در اختيار مي گذارند.

[M.A.H.S.A]

خصوصيات باکتريولوژيکي آب هاي زيرزميني
به استثناي بعضي از آبهايي که از چشمه هاي عميق حاصل مي شوند، آب هاي طبيعي هميشه حاوي ميکروب هائي مي باشند که از هوا يا سطوح خاک (پوشش گياهي) نتيجه مي شوند.
آب طبيعي ممکن است حاوي چندين باکتري تا چندين هزار باکتري در يک ميلي ليتر باشد، بدون آن که آلوده باشد (حدودي را که براي آب هاي آشاميدني قابل قبول تلقي مي گردد). به نظر مي رسد وفور ميکروب بستگي به ph بالا، درجه حرارت، ترکيب شيميايي خاک به ويژه ميزان اکسيژني داشته باشد که آب در طول مسافت زيرزميني در خود حل مي نمايد.
عمده ترين خطر آلودگي آب ها به وسيله باکتري هايي است که منشاء روده اي دارند. اين باکتري ها حاصل نفوذ آب چاه هاي فاضلاب، گنداب ها، مزارع و به طور کلي ارتباط آب ها با موادي است که ناشي از تجمع هاي انساني يا حيواني مي باشد. کولي باسيل ها (اشريشياکولي) عموماً مهمتر هستند و حضور آنها در آب نشانه حتمي از يک آلودگي با همه اجرام ميکروبي خطرناک تر ديگري است که ممکن است به همراه آنها بوده باشند (ميکروب هاي بيماري زا و ويروس ها). به عقيده فورنيه تقريباً شيوع کليه امراض به ويژه حصبه ناشي از انتشار آب هاي آلوده و به ويژه آب هاي حاصل از زمين هاي آهکي مي باشد. بهترين وسيله براي از بين بردن آلودگي ميکروبي آب ها نفوذ دادن آن ها بر روي آبرفت هاي هوادار مي باشد.
در اصل تصفيه طبيعي، به طور موثر منحصراً در زمين هايي با قابليت نفوذ کم صورت مي گيرد که مجاري موئينه اي را در دسترس آب قرار مي دهند. زمين داراي قابليت نفوذ زياد، زميني است که به آن نمي توان اعتماد کرد. در سنگ هاي گرانيتي و بر روي دشت ها نوعي آرن هاي گرانيتي (ماسه هاي گرانيتي) تشکيل مي شود که شکاف ها را مسدود مي نمايد. سنگ هاي بازيک متبلور رس هائي را ايجاد مي نمايند که نفوذ پذيري توده را کم مي کنند. در مناطقي که خاک از جريان هاي گدازه پوشيده شده است، اغلب ذخاير مهمي از آب در شکاف هاي کم دامنه و حفره هاي سنگ وجود دارد. اگر گدازه به وسيله اسکوري ها پوشيده شده باشد، تصفيه قطعي است. اگر اسکوري ها برداشته شده باشند، مصرف آب براي شرب ممکن است خطرناک باشد، زيرا جريان گدازه با شکاف هاي عريض که ناشي از تقليل حجم آن مي باشد، موجب تشکيل «رزورژانس هايي» به همان نحو مي گردد که در زمين هاي آهکي وجود دارد. زمين هاي ماسه سنگي ممکن است تصفيه کافي داشته باشند، زيرا سطوح اتصالي بين لايه ها که براي عبور آب به کار مي روند تدريجاً توسط مواد حاصل از تخريب سنگ يعني از شن پر مي گردند. به علاوه زمين در محل رخنمون آنها توسط سنگ هايي که کم وبيش تجزيه شده اند پوشيده مي باشد.
در زمين هاي آهکي هيچ نوع تصفيه اي وجود ندارد زيرا مجاريي که توسط آب دنبال مي شوند، دائماً بعلت حلال بودن آبي که کم و بيش حاوي انيدريد کربنيک مي باشد تعريض گرديده اند. بدين ترتيب آبي که از آهک خارج مي شود يا از چندين زمين به تصرف گرفته مي شود اگر در منطقه مسکوني باشد مورد سوءظن مي باشد.
با اين همه چشمه هاي مناطق آهکي فوراً جلب نظر مي کنند. در حقيقت آنها آب فراواني را در اختيار قرار مي دهند که اغلب روشن و زلال مي باشد و لذا انسان ترديدي از نظر استفاده از آن ها به استناد چشمه هايي که از زمين هاي ديگر منشاء مي گيرند به خود راه نمي دهد در نتيجه عيوب ناشي از تصفيه ناکافي به ثبوت رسيده است که استفاده از آب بعضي از چشمه ها موجب انتشار اپيدمي مي گردد و لذا عقيده بر اين است که بايست به طور کلي کليه آب حاصل از تشکيلات آهکي را به دور ريخت.
آب چشمه ها (سفره هاي آب زيرزميني) به طورکلي حائز کيفيت مطلوبي مي باشد.
يک توده کارستي که از آبرفت پوشيده شده است مانند زمين داراي قابليت نفوذ کم عمل مي کند و آبي با کيفيت خوب دارد. يک اگزورژانس کارست که از آبرفت پوشيده نشده باشد در صورتي مي تواند حائز کيفيت مطلوبي باشد که پيرامون نقاط تغذيه آن هيچ نوع حفره مشکوکي وجود نداشته باشد و به ويژه هيچ گونه تجمع انساني بر روي آن متمرکز نشده باشد. در عوض آب يک چشمه که به دارا بودن کيفيت خوبي شهرت دارد، ممکن است در دوره فرونشيني آب، در نتيجه انحراف آب هاي آلوده که معمولاً سطحي پايين تر از سطح سفره اصلي قرار دارند در نتيجه پايين رفتن سطح آب سفره اصلي درآن فروريزند و آن را آلوده نمايند.
به طور کلي ميکروارگانيسم هاي خطرناک براي انسان، اغلب توسط خود او و حيوانات اهلي، فضولات آنها و... منتشر مي گردند. بنابراين مناطق مسکوني بزرگترين خطر براي سرايت آلودگي آب ها ايجاد مي نمايند.

[M.A.H.S.A]

آلودگي آبهاي زيرزميني
استفاده بيش از حد از منابع طبيعي و توليد فراوان محصولات زائد در جامعه مدرن، غالباً آب هاي زيرزميني را مورد تهديد قرار داده و سبب آلودگي هاي زيادي گرديده است. اين تنزل کيفيت آب هاي زيرزميني ممکن است در روي سطوح وسيع از دشت ها يا منابع انتشار دهنده بر اثر فرو نشست عمقي از مزارع کشت شده متراکم نتيجه شود، يا به وسيله منابع نقطه اي نظير مخازن فاضلاب محل دفع زباله ها، گورستان ها، خاک هاي بيرون آورده شده از معادن، محل هايي که نفت ريخته شده و ساير حوادث ديگر که آلوده کننده ها را به داخل محيط هاي زيرزميني وارد مي کنند، حاصل شود. امکان ديگر عبارت است از آلودگي توسط امتداد خطي آب با کيفيت ضعيف، نظير نشست از رودخانه هاي آلوده يا داخل شدن آب شور از اقيانوس ها.
به علت اينکه حرکت آب زيرزميني بسيار کند مي باشد، بعد از شروع آلودگي بايد سال ها بگذرد تا آب تحت تأثير قرار گرفته، در چاهي ظاهر گردد و روي همين اصل، سال هاي زيادي لازم است تا لايه هاي آبدار آلوده شده، بعد از اين که منبع آلودگي حذف گرديد، به حالت نخستين برگردد. اين تأخير طولاني مي تواند به رها کردن اجباري چاه ها منجر شده و ممکن است توسعه منابع ديگر آب را با بهاي گزاف ملزم سازد. بدين جهت، جلوگيري از آلودگي بهترين طريق حفاظت کيفيت آب هاي زيرزميني است. در هر صورت، حرکت کند آب هاي زيرزميني، موقعي که آلودگي ها از نوع راديواکتيو، از نظر بيولوژيکي حاوي باکتري ها و ويروس ها که به مرور زمان به ترتيب تنزل حاصل نموده، تجزيه گرديده، و يا مي ميرند باشند، يک پارامتر مناسب درنظر گرفته مي شود (حرکت کند). درآن حالات، زمان نگه داشت طولاني آب هاي زيرزميني ممکن است اساساً به خارج شدن کامل مواد نامطلوب منجر گردد.
موقعي که آلودگي آب هاي زيرزميني به وسيله حرکت آب آلوده از سطح خاک يا از ناحيه آب هاي ثقلي فوقاني به طرف پايين باشد (فرونشست عمقي از مزارع کشاورزي، شستشوي محل هاي دفع زباله ها يا مخازن، فاضلاب و غيره)، غلظت آلوده کننده ها در قسمت فوقاني آب هاي زيرزميني زيادتر خواهد بود. بدين ترتيب، نمونه آب هاي زيرزميني جهت آشکارسازي شدت آلودگي تا حد امکان بايد از نزديکي سطح آزاد برداشته شود. آب هاي شور يا محلول هاي ديگر که داراي چگالي زيادتري نسبت به آب هاي زيرزميني هستند به طرف کف لايه آبدار حرکت خواهند کرد. بعد از اينکه آب آلوده به آب زيرزميني رسيد، گرايش حرکت جانبي در جهت حرکت آب زيرزميني دارد. وقتي آب از منبع آلوده کننده دورتر مي رود غلظت آلوده کننده ها در نتيجه پراکندگي و ساير رقيق کننده ها کاهش حاصل مي کند.

[M.A.H.S.A]

تعريف آب زيرزميني
آب زيرزميني (Ground Water) آن قسمت از آب زير سطح زمين است که توسط چاه ها، قنات ها يا گالريهاي زهکشي مي تواند جمع آوري گردد و يا به طور طبيعي از طريق منافذ تراوشي يا چشمه ها در سطح زمين جريان پيدا کند. آب زيرزميني در طي قرون و اعصار منبع آب مهمي بوده است. چاه هاي قديمي را مي توان در صحاري خاور ميانه که مهد اوليه تمدن شمرده مي شوند، پيدا نمود. بعضي از تونل ها يا قنات هاي قديمي هنوز در ايران مورد استفاده قرار مي گيرد. امروزه نيز آب زيرزميني يک منبع آب مهم براي برخي شهرها و صنايع و آبياري در حومه شهرها و مزارع است. آب زيرزميني مانند هر منبع طبيعي ديگر محدود است، از اين رو آب هاي زيرزميني بايد به طور معقول مورد بهره برداري قرار گيرند و از استفاده هاي غير ضروري جلوگيري به عمل آيد و در مقابل آلودگي ها و از جمله از آميخته شدن با آب شور حفاظت شوند.
آب زيرزميني قسمت مهمي از منابع آب شيرين دنيا را تشکيل مي دهد. تخمين هاي کلي منابع آب نشان مي دهد که آب زيرزميني حدود 6/0% کل آب دنيا را تشکيل مي دهد. چون آبهاي زيرزميني پايين تر از 8/0 کيلومتر شور بوده يا استخراج آنها از لحاظ تکنولوژي دشوار و يا از لحاظ اقتصادي گران است، مي توان گفت حجم کلي آب زيرزميني قابل استفاده در حدود 4.2x106کيلومتر مکعب مي باشد. اين مقدار خيلي بيشتر از 0.126x106کيلومتر مکعب آب شيرين ذخيره شده در درياچه ها و رودها است. ذخاير آب يخچال ها و پوشش هاي يخي وسيع ترين حوضه هاي نگهدارنده آب شيرين در سيکل هيدرولوژي جهاني هستند.
در جدول زير انواع آبها و درصد حجم آنها نسبت به کل نشان داده شده است (نيس و فت 1972).

[M.A.H.S.A]

منطقه تهويه
به تدريج که آب از سطح به داخل زمين نفوذ مي کند، بخشي از آن پيش از رسيدن به منطقه اشباع، به علت جاذبه مولکولي بين آب و سنگ و همچنين جاذبه بين خود ذرات، علي رغم نيروي جاذبه زمين، به صورت معلق مي ماند. اين آب را اصطلاحاً «آب معلق» مي نامند. منطقه تهويه را مي توان به سه منطقه کوچکتر تقسيم کرد:
?منطقه آب خاک
اين منطقه در مجاورت سطح زمين قرار گرفته و در برگيرنده ريشه گياهان است و آب لازم براي گياهان را تأمين مي کند. قسمتي از آبي را که وارد اين منطقه مي شود به وسيله گياهان مصرف مي گردد، بخشي بر اثر تبخير به اتسفر باز مي گردد و بقيه از آن عبور مي کند و به قسمت هاي پايين تر مي رود.آبهاي موجود در منطقه آب خاک را به 3 گروه مي توان تقسيم کرد:
•آب هيگروسکپي
رطوبتي است که مستقيماً از هوا جذب مي شود و ورقه نازکي بر روي ذرات خاک تشکيل مي دهد. اين رطوبت فرورفتگي ها و شيارهاي ميکروسکپي ذرات را پر مي کند، چون نيروي چسبندگي هيگروسکپي خيلي زياد است، نمي تواند مورد استفاده گياهان قرار گيرد. اين رطوبت با بخار آب موجود در هوا متعادل مي شود و فقط با حرارت قابل دفع است به وسيله نيروي موئينه يا نيروي گراني حرکت نمي کند.
•آب موئين
به صورت ورقه هاي نازک ممتدي ذرات خاک را احاطه مي کند. اين آبها بر اثر خاصيت کشش سطحي نگهداشته مي شوند و توسط نيروي موئين حرکت مي نمايند. آب موئين مي تواند مورداستفاده گياهان واقع شود.
•آب ثقلي
آبي است که تحت اثر نيروي گرانشي از ميان منافذ سنگ و خاک به حرکت درمي آيد.
?منطقه مياني
در زير منطقه آب خاک قرار گرفته و آب در آن به علت جاذبه مولکولي به صورت معلق است، مگر زماني که آب باران يا آبهاي نفوذي ديگر به آن مي رسد، که در اين صورت آب اضافي به طرف پايين حرکت مي کند. ضخامت منطقه مياني به شرايط محلي بستگي دارد و در مناطق خشک، مثل مناطق مرکزي ايران، ممکن است به صدها متر برسد در حاليکه در مناطق مرطوب، مثل بخش هايي از جلگه گيلان، ممکن است اساساً وجود نداشته باشد. آبهايي که به علت نيروهاي بين مولکولي در منطقه مياني نگهداشته مي شوند، به آب "پوسته اي" معروفند. آب هيگروسکپي و پوسته اي تنها بر اثر تبخير و معيان از خاک خارج مي شوند.
?منطقه موئينه
در مجاورت و بلافاصله در روي سطح آب زيرزميني قرار دارد. در اين محل آبهاي زيرزميني به علت خاصيت موئينگي از مجاري نازک موجود در سنگ ها يا رسوبات به طرف بالا کشيده مي شوند. مقدار صعود آب به قطر اين مجاري نازک بستگي دارد. هرچه رسوبات دانه ريزتر و در نتيجه منافذ و مجاري نازکتر باشند،آب بيشتر بالا خواهد رفت. ضخامت منطقه موئينه معمولاً بين چند سانتي متر تا 2 الي 3 متر است.

[M.A.H.S.A]

زمين هاي داراي قابليت نفوذ زياد:
در اين بخش مي بايست سنگ هايي را که تجزيه آنها، باقي مانده قابل ملاحظه اي بر جاي مي گذارند مانند (شيست ها، گرانيت ها و ماسه سنگ ها)، از سنگ ها و زمين هايي که برعکس مانند زمين هاي آهکي و گچي بر اثر آب هاي گاز کربنيک دار قسمت اعظم شان به حالت محلول در مي آيند از يکديگر تميز دهيم. در حالت اول در اکثر موارد شکاف ها پر مي شوند و درنتيجه اين زمين ها مانند زمين هاي غيرقابل نفوذ عمل مي نمايند. در حالت دوم اهميت مواد باقي مانده ناشي از انحلال نسبت به حجم سنگ حل شده ناچيز است و شکاف هاي سطحي که در ارتباط باشکاف هاي عميق مي باشند دائماً بزرگتر مي شوند. زمين هاي آهکي در سطح خود داراي تعداد بي شماري نقاط جذب آبهاي سطحي مي باشند که گاه در يک منطقه متمرکز هستند و گاه به صورت پراکنده مي باشند. سطوح آهک ها مانند غربال با شبکه هاي بسيار عريض عمل مي نمايند که دائماً براثر عمل شيميايي آب ها تعريض مي گردند. بنابراين در سنگ هاي آهکي که به علت ماهيت سنگ شناسي خود غيرقابل نفوذ هستند، ليکن به صورت سنگ قابل نفوذ تلقي مي گردند، قاعده اي وجود دارد که عبارت از پخش بسيار نامنظم شبکه هاي هيدرولوژيکي زيرزميني مي باشد. معذالک حالاتي وجود دارند که در آنها وضع رسوبگذاري به دنبال يک تحول تکتونيکي مناسب باعث قرار گرفتن آهک شکاف دار بين لايه هاي غيرقابل نفوذ گرديده است. نفوذ آبها در چنين موارد ويژه و نادري بستگي به سطح سفره آب زيرزميني دارد که در آهک تشکيل گرديده است. در آهک ها همانند واريزه هاي سنگي از انواع مختلف که اهميت زيادي پيدا مي کنند، همان طوري که ديديم نقش هوايي که از اعماق مختلف عبور مي نمايد مهم مي باشد. آب هاي متراکم شده بر اثر تغيير درجه حرارت هوا يا به طريقي محدودتر بر اثر افزايش فشار اتمسفر در محيط اشباع شده روي ديوارهاي سنگي ريزش کرده، همانند آب هاي جاري به شبکه هاي عميق که به منزله جمع آوري کننده جريان ها مي باشند ملحق مي گردند. معذالک نفوذ آب درآهک مشروط بر آن است که آهک از قبل شکاف برداشته باشد. اگرتحول اين سنگ، براي مثال دگرگوني آن، شکاف ها يا سطوح لايه بندي را از بين برده باشد، عملاً غيرقابل نفوذ نخواهد بود. بدين سبب مرمر که آهک دگرگون يافته است بسيار کمتر از آهک شکاف دار در اعماق مورد نفوذ آب هاي فرورو قرار مي گيرد. زمين هاي گچي که داراي شکاف هاي کم تر از زمين هاي آهکي ولي متخلخل مي باشند و گاهي ماسه سنگ داراي خصوصياتي بين زمين هاي کارستي و زمين هاي داراي قابليت نفوذ کم مي باشد.
نحوه نفوذ آب به واحدهاي آهکي
نفوذ آب در يک منطقه رسي