Wypłata (hydrologia)
W hydrologii istnieją dwie podobne, ale różne definicje słowa „ pobór” :
- W hydrogeologii podpowierzchniowej obniżenie to zmniejszenie ciśnienia hydraulicznego obserwowane w odwiercie w warstwie wodonośnej , zwykle spowodowane pompowaniem odwiertu w ramach testu warstwy wodonośnej lub testu odwiertu .
- W hydrologii wód powierzchniowych i inżynierii lądowej obniżenie odnosi się do obniżenia poziomu powierzchni zbiornika wodnego, lustra wody, powierzchni piezometrycznej lub powierzchni wody w studni w wyniku wycofania wody.
W obu przypadkach spadek jest zmianą wysokości hydraulicznej lub poziomu wody w stosunku do początkowych warunków przestrzennych i czasowych systemu. Spadek jest często przedstawiany na diagramach przekrojowych warstw wodonośnych. Zapis wysokości podnoszenia hydraulicznego lub natężenia przepływu ( zrzutu ) w funkcji czasu jest bardziej ogólnie nazywany hydrografem ( zarówno w wodach gruntowych, jak i powierzchniowych). Głównym czynnikiem przyczyniającym się do poboru wód podziemnych od lat 60. XX wieku jest nadmierna eksploatacja zasobów wód podziemnych.
Wypłata następuje w odpowiedzi na:
- pompowanie ze studni
- interferencja z sąsiedniego otworu pompującego
- w odpowiedzi na lokalne, intensywne pompowanie wód podziemnych
- regionalny sezonowy spadek z powodu rozładowania przekraczającego doładowanie
Terminologia
- Warstwa wodonośna to podziemna warstwa przepuszczalnej skały lub piasku, która zatrzymuje lub przenosi wody gruntowe poniżej lustra wody, co zapewnia znaczny dopływ wody do studni.
- Test warstwy wodonośnej (lub test pompowania) to eksperyment terenowy, w którym studnia jest pompowana z kontrolowaną szybkością, a odpowiedź warstwy wodonośnej (spadek) jest mierzona w jednym lub kilku odwiertach obserwacyjnych.
- Stożek depresyjny to stożkowate zagłębienie, które powstaje w zwierciadle wód gruntowych w wyniku pompowania wody ze studni z określoną szybkością.
- Wody podziemne to wody znajdujące się pod powierzchnią ziemi w porach i szczelinach gleby i skał.
- Głowica hydrauliczna (lub głowica piezometryczna) to specyficzny pomiar potencjału wody powyżej pionowej płaszczyzny odniesienia. Jest to wysokość swobodnej powierzchni wody powyżej danego punktu pod powierzchnią.
- Poziom pompowania to poziom wody w studni podczas pompowania.
- Wydajność właściwa to wydajność odwiertu na jednostkę wydobycia.
- Poziom statyczny to poziom wody w studni, gdy woda nie jest usuwana ze studni przez pompowanie.
- Lustro wody to górny poziom strefy nasycenia, podziemna powierzchnia, w której gleba lub skała są trwale nasycone wodą.
- Wydajność studni to objętość wody w jednostce czasu, która jest wytwarzana przez studnię w wyniku pompowania.
Metody pomiaru wypłaty
- Przetworniki służą do pomiaru poziomu wody w studniach wód gruntowych, rzekach, strumieniach, zbiornikach, kanałach otwartych i przepompowniach.
- Akustyczne echosondy lub echometry są prostym, ekonomicznym i minimalnie inwazyjnym narzędziem służącym do pomiaru ciśnień i poziomów podpowierzchniowych.
- Sygnalizatory elektryczne to praktyczna i opłacalna metoda pomiaru poziomu wody w studni. Ta metoda wykorzystuje ciężarek przymocowany do skręconego izolowanego drutu i amperomierz do wskazania obwodu zamkniętego. Prąd dostarczany z małej baterii przepływa przez obwód, gdy końcówka drutu styka się z powierzchnią wody.
- Metoda linii powietrznej jest wygodną i nieinwazyjną metodą stosowaną do pomiaru poziomu wody, często używaną do wielokrotnego testowania studni o głębokości ponad 300 stóp. Ta metoda pozwala uzyskać głębokość lustra wody za pomocą manometru i wyporu wody.
- Metoda zwilżonej taśmy jest powszechnie stosowaną metodą pomiaru poziomu wody do głębokości około 90 stóp. Ta metoda wykorzystuje ołowiany ciężarek przymocowany do stalowej taśmy mierniczej.
Ekologiczne skutki poboru wód podziemnych
Pobór wód podziemnych w wyniku nadmiernego poboru wody może mieć niekorzystne skutki ekologiczne. Środowiska wód podziemnych często charakteryzują się dużą różnorodnością biologiczną , jednak pobór zmienia ilość i rodzaje składników odżywczych uwalnianych do otaczających organizmów. Ponadto pobliskie tereny podmokłe, łowiska, siedliska lądowe i wodne mogą ulec zmianie wraz ze zmniejszeniem ilości wody dostępnej dla tych ekosystemów, co czasami zmienia ekofizjologię gatunku .
Wydobywanie wód gruntowych w tempie szybszym niż ich naturalne uzupełnianie jest często określane jako nadmierne zużycie wody . Nadmiar może zmniejszyć ilość wód gruntowych, które w naturalny sposób zasilają otaczające zbiorniki wodne, w tym tereny podmokłe, jeziora, rzeki i strumienie. Dodatkowo, gdy wokół studni pompowej tworzy się stożek depresji w wyniku wydobywania wód gruntowych, pobliskie źródła wód podziemnych mogą płynąć w kierunku studni, aby uzupełnić stożek, pobierając wodę z lokalnych strumieni i jezior. Może to skutkować złą jakością wody w tych lokalnych zbiornikach wodnych, ponieważ udział wody płynącej w dnie jest zmniejszony, co może spowodować, że strumienie wieloletnie staną się bardziej przerywane, a strumienie okresowe staną się bardziej efemeryczne . Wreszcie pobór wody gruntowej może prowadzić do zwiększonej wrażliwości ekosystemu na zmiany klimatu i może być czynnikiem przyczyniającym się do podnoszenia się poziomu mórz i osiadania gruntów .