چهار مفهوم پایه
در آبخوان آزاد، سطح بالایی ناحیهٔ اشباع همان سطح ایستابی است. تخلخل مقدار فضای خالی و نفوذپذیری امکان پیوستگی و عبور آب را توصیف میکند؛ زیادبودن یکی الزاماً زیادبودن دیگری را ثابت نمیکند.
سطح زمین ← ناحیه غیراشباع ← سطح ایستابی ← ناحیه اشباع ← لایه نفوذپذیر/نفوذناپذیر ← چاه
سؤال ۱: جایگاه سطح ایستابی
در مقطعی، همهٔ فضاهای خالی از عمق ۱۲ متر به پایین با آب پر شدهاند. سطح ایستابی در چه عمقی است؟
پاسخ تشریحی
مرز بالایی ناحیهٔ اشباع در عمق ۱۲ متر، سطح ایستابی است.
سؤال ۲: عمق چاه
سطح ایستابی در عمق ۱۸ متر است و چاهی فقط تا عمق ۱۵ متر حفر شده. آیا چاه به ناحیهٔ اشباع رسیده است؟
پاسخ تشریحی
خیر. کف چاه ۳ متر بالاتر از سطح ایستابی و هنوز در ناحیهٔ غیراشباع است.
سؤال ۳: بالا آمدن سطح
پس از دورهای تغذیه، عمق سطح ایستابی از ۱۴ متر به ۹ متر میرسد. سطح بالا آمده یا پایین رفته و چند متر؟
پاسخ تشریحی
چون عمق نسبت به سطح زمین کمتر شده، سطح ایستابی ۵ متر بالا آمده است.
سؤال ۴: تخلخل و نفوذپذیری
رس فضای خالی فراوان اما بسیار ریز و کمپیوسته دارد. آیا از تخلخل زیاد میتوان نفوذپذیری زیاد نتیجه گرفت؟
پاسخ تشریحی
خیر. اندازه و پیوستگی منافذ برای عبور آب مهم است؛ رس میتواند تخلخل قابلتوجه اما نفوذپذیری کم داشته باشد.
سؤال ۵: دانهبندی
دو نمونهٔ ماسهای همجنس داریم؛ یکی خوبدانهبندی و دیگری مخلوطی از دانههای درشت و ریز است که ریزدانهها فضای میان درشتدانهها را پر میکنند. کدام میتواند فضای خالی بیشتری داشته باشد؟
پاسخ تشریحی
نمونهٔ خوبدانهبندی با اندازههای نزدیک میتواند فضای خالی بیشتری حفظ کند؛ در نمونهٔ مخلوط، ریزدانهها بخشی از حفرهها را پر میکنند.
سؤال ۶: جهت حرکت
ارتفاع هیدرولیکی در چاه A برابر ۱۰۲ متر و در چاه B برابر ۹۶ متر است. در شرایط ساده، آب زیرزمینی به کدام سو حرکت میکند؟
پاسخ تشریحی
از ارتفاع هیدرولیکی بیشتر به کمتر، یعنی از A به B.
سؤال ۷: مخروط افت
در اطراف چاه پمپاژ، سطح ایستابی به شکل فرورفتگی درآمده است. نام این پدیده و علت مستقیم آن چیست؟
پاسخ تشریحی
مخروط افت؛ برداشت آب در اطراف چاه سطح آب را پایینتر از نواحی دورتر میبرد.
سؤال ۸: آبخوان محصور
لایهای نفوذپذیر میان دو لایهٔ کمنفوذ قرار دارد و آب آن تحت فشار است. این آبخوان چه نوعی است؟
پاسخ تشریحی
آبخوان محصور. لایههای کمنفوذ بالا و پایین، آب را محدود میکنند.
سؤال ۹: آلودگی سطحی
چرا ریختن آلاینده روی زمین نفوذپذیر نزدیک چاه میتواند خطرناک باشد؟
پاسخ تشریحی
آلاینده میتواند همراه آب نفوذی وارد ناحیهٔ اشباع شود و در مسیر جریان زیرزمینی به چاه برسد. سرعت و گستره دقیق به جنس لایهها و جریان وابسته است.
سؤال ۱۰: تراز برداشت و تغذیه
در یک بازهٔ فرضی، تغذیه آبخوان ۸ واحد و برداشت ۱۱ واحد است و ورودی یا خروجی دیگری نداریم. تغییر ذخیره چیست؟
پاسخ تشریحی
تغییر ذخیره =۸−۱۱=−۳ واحد؛ ذخیره سه واحد کاهش مییابد.
برگهٔ خودتصحیح
عمق را با ارتفاع اشتباه نگیر، تخلخل را از نفوذپذیری جدا کن و برای حرکت آب از اختلاف ارتفاع هیدرولیکی استفاده کن. راهنمای کامل در آب زیرزمینی و سطح ایستابی است.