تحقیق در مورد آبخوان یا سفره آب و انواع آن

همه چیز درباره آبخوان یا سفره آب و انواع آن

آبخوان چیست؟

آبخوان یا سفره آب بخشی از پوسته زمین است که فضای خالی سنگ های آن با آب اشباع شده باشد. در ادامه با آبخوان ها بیشتر آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.

معمولاً منافذ و سوراخ‌های سنگ‌ها بر اثر بارندگی‌های ممتد از آب پر شده و با رسیدن به سطح غیرقابل تراوشی مانند سنگ‌های رسی در همان‌جا متوقف می‌گردد و به شکل چشمه‌سارهای مختلفی در سطح زمین آشکار می‌شود.

بدیهی است متناسب با خارج شدن آب از این چشمه‌ها سطح آب‌های زیرزمینی افت کرده و پائین می‌رود. قاعدتاً سطح آب‌های زیرزمینی در فصل‌های مرطوب بالا آمده و برعکس در فصل‌های خشک پائین می‌رود ولی هیچگاه از سطح معینی بالاتر یا پائین‌تر نخواهد رفت. پائین‌ترین سطح آب زیرزمینی هر منطقه را سطح آب دائمی آن منطقه می‌نامند.

آبخوان ها حاوی ۲۰ درصد از آب های شیرین هستند و آبی غالبا بی رنگ، بی بو و فاقد مواد تیره دارند. ترکیب شیمیایی و دمای آب در آبخوان ثابت است و و آلودگی کمتری نسبت به آب های سطحی دارد ولی در مقابل املاح معدنی محلول در آب های زیر زمینی مثل کلسیم و منیزیم بیشتر است.

آبخوان ها بخش عمده ای از آب مصرفی ما را تشکیل می دهند و در مناطق مرکزی ایران که کم آب ترهستند، اهمیت بسزایی دارند. با حفر چاه و قنات می توان به آب های زیر زمینی دسترسی پیدا کرد.

انواع آبخوان یا سفره آب

⇐ آبخوان آزاد

آبخوانی است که فشاری بر سطح ایستابی آن وارد نمی‌شود.

⇐ آبخوان تحت فشار

آبخوانی است که فشار آب زیرزمینی در آن از فشار جوّ بیشتر است.

⇐ آبخوان کم‌ تراوا

واحد زمین‌شناختی سیرشده‌ای را که در شرایط هیدرولیکیِ عادی آب چندانی از آن نمی‌گذرد آبخوان کم‌تراوا می‌گویند.

سطح پیرومتریک چیست؟

سطحی فرضی است که در آبخوان های تحت فشار تعریف می شود و به سطح ارتفاع فوران آب در هر منطقه اشاره دارد.

سطح ایستابی چیست؟

قسمتی از زمین که فضاهای آن با آب پر شده است، منطقه اشباع نامیده می شود. به مرز بین این منطقه و لایه بالایی آن سطح ایستابی گفته می شود. زمانی که سطح ایستابی بالا باشد، برای رسیدن به آب باید چاه عمیق تری حفر کرد. در مناطق نزدیک به دریا سطح ایستابی کمتر و در مناطق خشک داخلی کشور سطح ایستابی بیشتر است.

منشأ آب‌های زیرزمینی

برای منشأ آب‌های زیرزمینی تئوری‌های متعددی بیان گردیده است که از همه مهمتر تئوری نفوذ آب در زمین است. قسمت بزرگی از آبی که به صورت برف و باران به زمین می‌رسد در زمین نفوذ کرده و پس از برخورد با سنگ‌ها و طبقات غیرقابل نفوذ مخازن آب‌های زیرزمینی را می‌سازند.

این تئوری را نخستین بار فیزیکدانی فرانسوی به نام ماریوت، در قرن ۱۸ میلادی بیان گردید و پس از چندی لومونوسوف آن را تأیید کرد. با این توصیف که ترکیب شیمیایی این آب‌ها پس از نفوذ در زمین ثابت نمی ماند و بر حسب سنگی که در آن جریان یافته‌است تغییر می‌یابد.

تئوری فوق مدتی مورد پذیش بود ولی در مورد آب‌هایی که در مناطق مختلف زیرزمینی محبوس بودند بدون این که در آنجا بارش آسمانی قابل توجهی دیده شده باشد، درست نبود؛ لذا در پایان سدهٔ ۲۰ ولگر تئوری تازه‌ای ارائه کرد.

این تئوری منشأ آب‌های زیرزمینی را از طریق آب‌های نفوذی قابل قبول نمی‌داند بلکه تشکیل آن‌ها را از تراکم بخار آب موجود در هوا که در بین ذرات و خلل و فرج سنگ‌ها نفوذ می‌کند استنباط می‌نماید؛ بنابراین تئوری جدیدی به نام تئوری تراکم آب به وجود می‌آید.

این تئوری به شدت از طرف اکثر دانشمندان انتقاد می‌شود و آن را غیرواقعی اعلام می‌دادند زیرا که بخار آب موجود در فضا به اندازه کافی نیست که بتواند مستقلاً منابع عظیمی از آب‌های زیرزمینی را تشکیل دهند.

در اوایل قرن ۲۰ تئوری دیگری به نام تئوری آب‌های ابتدایی توسط یک نفر دانشمند اتریشی به نام E Suess ارائه داده می‌شود که از طرف بسیاری از آبشناسان استقبال می‌گردد. طبق این تئوری بخارها و گازهایی که از ماگما در اعماق زمین برمی‌خیزد با نزدیک شدن به سطح زمین متراکم شده و به صورت آب ابتدایی پدیدار می‌گردند.

تجربیات کافی امروزه این نظریه را نیز رد می‌کند. سرانجام تئوری آب‌های فسیل مطرح می‌شود. در این تئوری آب‌های زیرزمینی نواحی عمیق به باقی‌مانده آب‌های حوضه‌های قدیمی که در زیر رسوبات مدفون شده‌اند ربط داده می‌شود.

پس از اظهار نظر آبشناسان ممالک مختلف و بررسی تئوری‌های فوق، قریب به اتفاق متخصصین تئوری اول یعنی تئوری آب‌های نفوذی را در مورد آب‌های زیرزمینی قابل قبول می‌دانند.

نفوذ آب در زمین تا برخورد به قشرهای نفوذ ناپذیر ادامه می‌یابد. به محض این که آب‌ها به این قبیل لایه‌ها رسیدند و جریان آن‌ها از هر طرف متوقف گردید در خلال حفره‌های سنگ‌ها جمع شده و سفره‌های آبدار یا مخازن زیرزمینی آب را تشکیل می‌دهند.

چون غالباً در اعماق زمین طبقات نفوذ پذیر و غیرقابل نفوذ بطور متناوب قرار دارند، لذا ممکن است در ناحیه‌ای از زیرزمین چندین سفره آبدار بر روی یکدیگر وجود داشته باشند.

بالاترین سفره‌های آبدار زمین را که نزدیک به سطح زمین است و چاه‌های معمولی به آن می‌رسد سفره‌های آب سطحی یا مخزن چاه‌ها می‌نامند و سفره‌های زیرین را آب‌های عمیق و مخصوصاً آن‌هایی که در اعماق زیادتر قرار دارند آب‌های محصور یا سفره‌های محاط می‌خوانند.

مخازن سطحی آب‌های زیرزمینی با تغییر بارش و درجه گرمای بیرون بسیار تغییر می‌کند. از همین رو مقدار آب چاه‌هایی که از این مخازن تغذیه می‌نمایند سریعاً کم و زیاد می‌شود.

در صورتی‌که چاه‌های عمیق که از مخازن عمیق تر زمین (منطقه اشباعی دائم) آب می‌گیرند مقدار آبشان چندان تغییر نمی‌نماید. به علاوه از نظر بهداشت هم آب چاه‌های عمیق (مخصوصاً در نواحی مسکونی) پاک تر از آب چاه‌هایی است که به مخازن سطحی مربوط می‌شوند.

عوارض خارجی سطح زمین باعث می‌شود که سطح ایستایی آب‌های زیرزمینی افقی نباشد. آنان که در مجاورت دره‌ها که نیروی جذب سنگ‌های مخزن کمتر است و از مقاومت در مقابل مسیر جریان آب در داخل زمین کسر می‌شود سطح ایستایی پایین‌تر قرار می‌گیرد، بدین ترتیب سطح ایستایی آب‌های زیرزمینی عموماً در کنار دره‌ها انحنا پیدا می‌کند و تحدب سطح مزبور به سمت بالا می‌رود.

همان طوری‌که برجستگی‌های سطح زمین باعث تقسیم آب‌های سطحی از یکدیگر است، چین خوردگی لایه‌های غیرقابل نفوذ در اعماق زمین هم وسیله جدا بودن حوضه‌هایی از سفره‌های آبدار زیرزمین می‌گردد و باعث می‌شود تغییرات آب یک مخزن در مخزن مجاور مؤثر نباشد.

پیشنهادی: تحقیق درباره‌ی چشمه، قنات و چاه