محیط زیست | حفاظت | توسعه پایدار | آلودگی| بازیافت

آب های زیر زمینی 2

آب های زیر زمینی معمولا به سه حالت دیده می شود:

آب محبوس:

آبی که به وسیله نیروی چسبندگی مولکول ها در حجم سنگ نگه داری می شود. این نیرو همیشه بزرگ تر از نیروی ثقل است. آب هایمحبوس از نظر کانی شناسی و سنگ شناسی بسیار حائز اهمیت است.

آب ثقلی یا آب آزاد:

عبارت است از آبی که در داخل خلل و فرج و یا فضا های آزاد سنگ تحت تاثیر نیروی ثقل جریان می یابد. مشروط بر این که سنگ مزبور از آب های اشباع شده باشد.

آب اشباع:

حداکثر مقدار آبی که سنگ قابل نفوذ می تواند در خود نگه دارد، آب اشباع می گویند.
به غیر آب هایی که در سیکل هیدرولوژیکی هستند، آب های کمی نیز ممکن است از خارج سیکل وارد منابع آب های زیر زمینی شده باشند که شامل آب های ذاتی و آب های جوان می شوند.

آب های ذاتی:

آب محبوس شده در موقع تشکیل سنگ های رسوبی در خلل و فرج سنگ. که این آب ها معمولا شور هستند و مناسب شرب نمی باشند.

آب های جوان:

آب هایی که از مواد مذاب درون زمین یا آتشفشان ها یا منابع کیهانی نتیجه شده و به آب های زیر زمینی اضافه شده اند. به این آب ها مواد مذاب معدنی، آب آتش فشانی یا آب کیهانی می گویند.

تقسیم بندی تشکیلات زمین شناسی

آب خانه یا سفره آب:

آب خانه ها تشکیلات زمین شناسی اشباع و نفوذ پذیری هستند که می توانند آب قابل توجهی را در شرایط معمولی از خود عبور داده و یا در خود ذخیره نمایند که در حالت دوم سفره آب های زیر زمینی نامیده می شوند.

سفره نیمه تراوا:

تشکیلات زمین شناسی اشباع شده ای هستند که می توانند آب دار باشند، ولی قابلیت آب دهی آن ها به دلیل ریز دانه بودن کم تر از آب خانه است. به این لایه ها، لایه های نشتی هم می گویند که قابلیت انتقال افقی آن ها قابل صرف نظر کردن می باشد.

سفره نا تراوا:

تشکیلات زمین شناسی اشباع شده ای هستند که اگر چه ممکن است حاوی مقداری آب باشند، ولی آب از درون آن ها قادر به حرکت نیست. مانند سنگ های رسی

مناطق بی آب:

به قسمت هایی از زمین اطلاق می شود که نه آب دارند و نه آب را از خود عبور می دهند. مانند گرانیت و سینیت بدون شکستگی

خلل و فرج و فضا های خالی

آن قسمت از یک توده سنگی یا خاک که از مواد کانی اشغال نشده باشد، ممکن است به وسیله آب زیر زمینی اشغال شود. این چنین فضا هایی خلل و فرج نامیده می شود، که مانند مجرا های زیر زمینی عمل می نمایند. لذا در مطالعه آب های زیر زمینی اهمیت فراوانی دارند.

انواع سفره ها آب

سفره ها معمولا گسترش وسیعی دارند و می توان آن ها را به عنوان منابع بزرگ آب های زیر زمینی تلقی کرد. آب این منابع در اثر تغذیه های طبیعی و یا مصنوعی تامین می شود و تخلیه آب آن ها در نتیجه نیروی ثقل و یا پمپاژ از چاه ها انجام می گیرد.

سفره آزاد:

در سفره آزاد یا نامحسوس، سطح ایستایی بالا ترین سطح منطقه اشباع شده را تشکیل می دهد. این گونه سفره ها را سفره غیر آرتزین می گویند. این سفره ها روی یک لایه غیر قابل نفوذ قرار دارند و سطح آب این گونه سفره ها با فشار اتمسفری در حال تعادل هیرواستاتیکی است.

سفره محبوس:

این گونه سفره ها از بالا و پایین به وسیله ی دو لایه غیر قابل نفوذ محبوس می شوند. این سفره ها هنگامی به وجود می آیند که آب های زیر زمینی تحت فشاری بیش از فشار اتمسفرقرار گیرند. در یک سفره محبوس، یک سطح فرضی که فشار هیرواستاتیکی آب درون سفره تبعیت می کند، سطح پیزو متریک می گویند. بسته به موقعیت سطح پیزو متریک نسبت به سطح زمین، به این گونه سفره ها سفره آرتزین و سفره فشار دار نیز می گویند. به طوری که اگر سطح پیزو متریک پایین تر از دهانه چاه و سطح زمین باشد، سفره فشاری و اگر سطح پیزو متریک بالای دهانه چاه باشد، سفره آرتزین است.

آب های زیر زمینی 1

همان طور که می دانیم آب اهمیت زیادی برای ما دارد.ما آب را برای شرب، مصارف بهداشتی، آبیاری زمین های کشاورزی و غیره استفاده می کنیم. تامین آب ما باید از جایی باشد که کیفیت مناسب و حجم کافی داشته و دسترسی ما به آن آسان باشد.

منابع تامین آب

1- آب های سطحی مثل کانال ها و رودخانه ها و سد ها
2- آب های زیر زمینی مثل چاه ها و قنات ها

تئوری های آب های زیرزمینی

1- تئوری نفوذ آب در زمین توسط ماریوت: قسمت بزرگ آب ها به صورت برف و باران به زمین می رسد و پس از نفوذ به زیر زمین در بر خورد با سنگ ها و طبقات غیر قابل نفوذ، مخازن آب های زیر زمینی را می سازد.

2- از تراکم بخار آب موجود در هوا آب های زیر زمینی به وجود می آید.

3- تئوری آب های ابتدایی: در قرن بیستم توسط دانشمند اتریشی که می گفت( بخاری که از اعماق زمین بر می خیزد با نزدیک شدن به سطح زمین متراکم شده و به صورت آب های زیر زمینی ابتدایی ظاهر می شود. )

4- تئوری آب های فسیل: این تئوری اب های زیر زمینی نواحی عمیق را به باقیمانده آب های حوضه های قدیمی که در زیر رسوبات مدفون شده اند، ربط می دهد.
از بین تئوری های گفته شده بالا فقط تئوری ماریوت مورد قبول است.

تئوری اصلاح شده نظریه ماریوت:

نفوذ آب در زمین تا برخورد با لایه های نفوذ ناپذیر ادامه داشته و به محض این که آب ها به این لایه برسند و جریان از هر دو طرف متوقف شده و در خلل حفره های سنگ جمع می شوند، بدین سبب سفره آب زیر زمینی را تشکیل می دهد.
در مناطق پر باران دشت ها سطح آب زیر زمینی بالا دست که به آن آبگیر می گویند و اگر منطقه دارای گیاه باشد به باتلاق تبدیل می شود.

فواید و مضرات آب های زیر زمینی:

مخزن های طبیعی هستند و نیاز به سرمایه گذاری ندارند، خود پالایش هستند، تبخیر صورت نمی گیرد، آسیب پذیری کمی دارند، منابع مطمئن تری نسبت به آب های سطحی هستند، امکان بهره گیری از آن در سال های خشک وجود دارد، هزینه و تملک و اشغال زمین ندارند، محدوده عظیم تری نسبت به آب های سطحی را شامل می شوند، ظرفیت ذخیره بالاتری دارند.
نیاز به انرژی دارند مثل استفاده از پمپ و غیره، نیاز به متخصص دارند، امکان برداشت غیر مجاز وجود دارد، حفاظت سخت تری نیاز دارند و دارای حرکت درونی کند هستند.

هیدروژئولوژی

علمی که به مطالعه آب های زیر زمینی می پردازد را هیدروژئولوژی می گویند.
اهمیت مطالعه آب های زیر زمینی
1- نیاز به تصفیه ندارند و اغلب بیماری زا نیستند.
2- بی رنگ و بی بو هستند.
3- دمای ثابتی دارند.
4- مواد شیمیایی ثابتی دارند. برای مثال ممکن است آب ها کربناته و یا سولفاته باشند.

چیزی که باید به آن توجه کنیم این است که وجود سنگ یا خاک های نفوذ ناپذیر سرعت نفوذ آب را افزایش خواهد داد. کمبود و یا فقدان پوشش گیاهی میزان نفوذ آب را کاهش می دهد. نفوذ آب در شیب های ملایم بیشتر و در شیب های تند کمتر است.

چرخه آب در طبیعت

آب های سطحی: نزولات جوی، از ارتفاعات جریان یافته و جویبار، رود و رود خانه ها را به وجود می آورد. پس از سیراب کردن دشت ها مزارع به دریاچه ها، دریا و اقیانوس می پیوندد. این آب مجددا در نتیجه تبخیر به اتمسفر بر می گردد.
آب های زیر زمینی: آب نفوذ یافته در زمین که به صورت ذخیره در می آید و جریان می یابد.

تبخیر و تعرق

تبخیر عبارت است از بخار شدن آب و مقدار آن با شرایط آب و هوایی زیر تغییر می کند:
1- بخار آب موجود در جو
2- درجه حرارت
3- فشار هوا
4- شدت وزش باد
5- تعرق : که تعرق عبارت است از خروج آب به صورت قطرات از منافذ و خلل و فرج و رسیدن به سطح آزاد.

وضعیت محیط زیست در ایران

اگر چه حفظ و نظافت محیط زیست در قانون اساسی ما یاد شده ولی متاسفانه ایران مشکلات محیط زیست در زمینه های آلودگی هوا و آب را دارا می باشد. به طوری که از لحاظ نظافت و مشکلات محیط زیست در بین کشور های دیگر جایگاه بیست و ششم را دارد که فاجعه است.

آلودگی هوا

در حال حاضر یکی از مشکل های زیست محیطی کشور ما، آلودگی هوا است. این مشکل در کلان شهر هایی مثل اصفهان، مشهد، تبریز و مخصوصا تهران دیده می شود. هرساله آلاینده هایی مثل مونو اکسید کربن، هیدرو کربن ها، اکسید های نیترژن، دی اکسید گو گرد و ذرات معلق وارد شهر تهران می شود. ایران در برخی موارد تمیز ترین و در برخی موارد آلوده ترین کشور شناخته می شود. مثلا میزان دی اکسید گوگرد در ایران بسیار زیاد است و ایران را به رتبه اول آلودگی در خصوص این آلاینده تبدیل کرده است. ولی درباره ی دی اکسید نیترژن جزو تمیز ترین کشور ها است. باید این توجه را داشته باشیم که ایران نسبت به سال 2000 به علت رشد جمعیت و استفاده از وسایل دود زا، آلوده تر شده است.

آلودگی منابع آب

به علت رشد روز افزون جمعیت نیاز ما به آب در بخش های شرب، شست و شو، کشاورزی و غیره بیش تر شده است. بنا براین وظیفه ما این است که از منابع آب ها حفاظت کنیم و منابع جدیدی مثل استفاده از آب های سطحی حاصل از باران و غیره ایجاد کنیم. منابع آلاینده ی مهم در سطح کشور شامل پساب های شهری، صنعتی، کشاورزی و فاضلابی می باشد.

1- پساب های شهری

با توجه به آمار و ارقام کل پساب های کشور شامل بخش شهری و روستایی می باشد که سهم پساب های شهری نسبت به پساب های روستایی بیش تر است. حال دفع این پساب ها و فاضلاب ها از دو روش سطحی و زیر زمینی انجام می شود که روش دفع بیش تر از راه دفن کردن و زیر زمینی صورت می گیرد.
دفع این فاضلاب ها در روش زیر زمینی از طریق چاه های جاذب، شبکه ی آبراهه ها، رود خانه های موجود صورت می گیرد. به علت بالا بودن سطح آب های زیرزمینی و عدم تصفیه آن موجب نا سالم شدن آب های مصرفی و شرب می شود و آلودگی منابع آب را به همراه خودش می آورد.

2- پساب های صنعتی

تعداد کارگاه ها و کار خانه های صنعتی در سطح کشور بسیار بوده و باعث می شود حجم آب مصرفی توسط این کارخانه ها متقابلا زیاد باشد. از بین این کارگاه ها تنها 9 درصد دارای قابلیت سیستم خنثی سازی فاضلاب هستند و تنها دو دهم درصد دارای شبکه فاضلابی هستند. به علت تعدد و پراکنده بودن واحد های صنعتی و هم چنین داشت ترکیبات شیمیایی و سمی و وجود عناصر آلی و سنگین در فاضلاب ها خسارات وارد شده به محیط زیست توسط فاضلاب های صنعتی به مراتب بیش تر از فاضلاب خانگی می باشد. در صورت عدم تصفیه و جدا سازی باعث آلودگی آب و خاک و محیط زیست می شود.

3- پساب های کشاورزی

یکی از اساسی ترین مصرف کننده آب در کشور بخش کشاورزی است که حدود 94 درصد از منابع آب به این قسمت تعلق دارد. با توجه به گستردگی زیاد زمین های کشاورزی کشور، استفاده ی نادرست از منابع اب و همچنین استفاده از کود های شیمیایی و سم ها برای دفع آفت ها باعث آلودگی خاک و آب می شود.
در طول این سال های اخیر متاسفانه مصرف کود و سم های دفع آفت رو به افزایش بوده، در صورتی که در کشور های توسعه یافته این روند رو به کاهش و استفاده از آن ممنوع می باشد.
علاوه بر آلوده شدن منابع، به علت چرخه محیط زیست و استفاده از گیاهان کاشته شدن در مزارع سمی باعث جمع شدن بیولوژیکی این سم ها در بدن حیوانات و انسان هامی شود که خطرات بسیاری برایشان دارد. هم چنین ابیاری نادرست و زه کشی نادرست موجب آلودگی و شور شدن منابع آبی می شود.