Stół wodny - Water table

Przekrój przedstawiający zwierciadło wody zmieniające się wraz z topografią powierzchni, a także stojące zwierciadło wody

Zwierciadło wody to górna powierzchnia strefy saturacji . Strefa nasycenia to miejsce, w którym pory i szczeliny gruntu są nasycone wodą. Można to również po prostu wytłumaczyć jako głębokość, poniżej której grunt jest nasycony.

Zwierciadło wody to powierzchnia, na której wysokość ciśnienia wody jest równa ciśnieniu atmosferycznemu (gdzie ciśnienie manometryczne = 0). Można to zobrazować jako „powierzchnię” materiałów podpowierzchniowych, które w danym otoczeniu są nasycone wodą gruntową .

Wody gruntowe mogą pochodzić z opadów lub z wód gruntowych spływających do warstwy wodonośnej. Na obszarach o wystarczających opadach woda przenika przez przestrzenie porów w glebie, przechodząc przez strefę nienasyconą. Na coraz większych głębokościach woda wypełnia coraz więcej porów w glebie, aż do osiągnięcia strefy nasycenia. Poniżej zwierciadła wody, w strefie freatycznej (strefie nasycenia), warstwy skał przepuszczalnych, z których wydobywają się wody gruntowe, nazywane są warstwami wodonośnymi. W glebach mniej przepuszczalnych, takich jak ciasne formacje skalne i historyczne osady dna jezior, określenie zwierciadła wody może być trudniejsze.

Nie należy mylić zwierciadła wody z poziomem wody w głębszej studni. Jeżeli głębsza warstwa wodonośna ma niższą przepuszczalną jednostkę, która ogranicza przepływ w górę, wówczas poziom wody w tej warstwie wodonośnej może wzrosnąć do poziomu, który jest większy lub mniejszy niż wysokość rzeczywistego zwierciadła wody. Wysokość wody w tej głębszej studni zależy od ciśnienia w głębszej warstwie wodonośnej i jest określana jako powierzchnia potencjometryczna , a nie zwierciadło wody.

Formularz

Zwierciadło wody może się zmieniać ze względu na zmiany sezonowe, takie jak opady i ewapotranspiracja . W niezabudowanych regionach z przepuszczalnymi glebami, które otrzymują wystarczającą ilość opadów , zwierciadło wody zwykle opada w kierunku rzek, które odprowadzają wodę gruntową i uwalniają ciśnienie w warstwie wodonośnej. Źródła , rzeki , jeziora i oazy pojawiają się, gdy zwierciadło wody sięga powierzchni. Wody podziemne wpływające do rzek i jezior stanowią podstawę przepływu wody w zbiornikach wodnych.

Topografia powierzchni

W warstwie wodonośnej zwierciadło wody rzadko jest poziome, ale odzwierciedla rzeźbę powierzchni ze względu na efekt kapilarny ( krawędź kapilarna ) w glebie , osadach i innych ośrodkach porowatych . W warstwie wodonośnej woda gruntowa przepływa z punktów o wyższym ciśnieniu do punktów o niższym ciśnieniu, a kierunek przepływu wód gruntowych ma zwykle składową zarówno poziomą, jak i pionową. Nachylenie zwierciadła wody znane jest jako gradient hydrauliczny, który zależy od szybkości dodawania i usuwania wody z warstwy wodonośnej oraz przepuszczalności materiału. Zwierciadło wody nie zawsze naśladuje topografię ze względu na różnice w podstawowej strukturze geologicznej (np. pofałdowana, uskokowa, spękana skała macierzysta).

Stojące zwierciadła wody

Zwierciadło wody (lub wznosząca się warstwa wodonośna) to warstwa wodonośna, która występuje powyżej regionalnego zwierciadła wody. Dzieje się tak, gdy nieprzepuszczalna warstwa skały lub osadach ( aquiclude ) lub stosunkowo nieprzepuszczalną warstwę ( aquitard ) powyżej stołu wodociągowej / wodonośnej, ale poniżej powierzchni ziemi. Jeśli przepływ wznoszącej się warstwy wodonośnej przecina powierzchnię, na przykład przy ścianie doliny, woda jest odprowadzana jako źródło .

Wahania

Sezonowe wahania poziomu wód gruntowych – w porze suchej koryta rzek mogą wysychać.

Wahania pływowe

Na nisko położonych wyspach oceanicznych z porowatą glebą, słodka woda ma tendencję do gromadzenia się w kałużach soczewkowatych na szczycie gęstszej wody morskiej napływającej z boków wysp. Soczewka takiej wyspy słodkowodnej, a tym samym poziom wód gruntowych, podnosi się i opada wraz z przypływami.

Wahania sezonowe

W niektórych regionach, na przykład w Wielkiej Brytanii lub Kalifornii , opady zimowe są często wyższe niż letnie, a zatem zbiorniki wód gruntowych nie są w pełni uzupełniane latem. W konsekwencji latem poziom wód gruntowych jest niższy. Ta dysproporcja między poziomem zimowego i letniego zwierciadła wody jest znana jako „strefa okresowego nasycenia”, w której zwierciadło wody będzie się zmieniać w odpowiedzi na warunki klimatyczne.

Wahania długoterminowe

Woda kopalna to woda gruntowa pozostająca w warstwie wodonośnej przez kilka tysiącleci i występująca głównie na pustyniach . Ze względu na głębokość pod powierzchnią jest nieodnawialna przy dzisiejszych opadach , a każde wydobycie powoduje trwałą zmianę zwierciadła wody w takich rejonach.

Wpływ na plony

Plon trzciny cukrowej a głębokość wód gruntowych, Australia. Głębokość krytyczna to 0,6 m.

Większość upraw wymaga zwierciadła wody na minimalnej głębokości, ponieważ na płytszych głębokościach plony spadają. Dla niektórych ważnych roślin spożywczych i włóknistych dokonano klasyfikacji:

Uprawa i lokalizacja Tolerancja DWT Klasyfikacja Wyjaśnienie
Pszenica, Delta Nilu, Egipt 45 Bardzo tolerancyjny Odporny na płytkie zwierciadła wody
Trzcina cukrowa, Australia 60 Tolerancyjny Zwierciadło wody powinno być głębsze niż 60 cm
Banan, Surinam 70 Nieco wrażliwy Plon spada przy zwierciadłach wody < 70 cm głębokości
Bawełna, Delta Nilu 90 Wrażliwy Bawełna potrzebuje suchych stóp, lustro wody powinno być głębokie
(Gdzie DWT = głębokość do lustra wody w centymetrach)

Zobacz też

Bibliografia