Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 5

Nước Ngầm 5.1. Giới thiệu và các định nghĩa Hầu hết giáng thuỷ mà đạt tới được bề mặt nước ngầm bị hấp thụ bởi các lớp đất trên mặt. Phần còn lại, một khi sự tích trữ ở chỗ lõm xuống nào được lấp đầy, sẽ chảy tràn trên mặt như dòng chảy tràn chảy tới các lòng dẫn sông suối một cách khá nhanh. Nước thấm vào trong đất có thể sau đó bị bốc hơi, hoặc chảy ra hai bên bờ sông gần tới bề mặt như dòng chảy sát mặt. Một phần nước có thể thấm dưới...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 5 Ch­¬ng 5 N­íc NgÇm 5.1. Giíi thiÖu vµ c¸c ®Þnh nghÜa HÇu hÕt gi¸ng thuû mµ ®¹t tíi ®­îc bÒ mÆt n­íc ngÇm bÞ hÊp thô bëi c¸c líp ®Êt trªn mÆt. PhÇn cßn l¹i, mét khi sù tÝch tr÷ ë chç lâm xuèng nµo ®­îc lÊp ®Çy, sÏ ch¶y trµn trªn mÆt nh­ dßng ch¶y trµn ch¶y tíi c¸c lßng dÉn s«ng suèi mét c¸ch kh¸ nhanh. N­íc thÊm vµo trong ®Êt cã thÓ sau ®ã bÞ bèc h¬i, hoÆc ch¶y ra hai bªn bê s«ng gÇn tíi bÒ mÆt nh­ dßng ch¶y s¸t mÆt. Mét phÇn n­íc cã thÓ thÊm d­íi t¸c dông cña träng lùc tíi khèi n­íc ngÇm. PhÇn biÓu ®å thÊm cña l·nh thæ mét thung lòng s«ng trong H×nh 5.1(a) thÓ hiÖn 4 ®íi chÝnh trong ®ã n­íc d­íi ®Êt ®· ®­îc ph©n lo¹i theo c¸ch truyÒn thèng. Gi¸ng thuû ®i vµo ®íi thæ nh­ìng t¹i bÒ mÆt ®Êt vµ di chuyÓn xuèng phÝa d­íi tíi mÆt n­íc ngÇm ®¸nh dÊu bÒ mÆt bªn trªn cña ®íi b·o hoµ. Ngay trªn mÆt n­íc ngÇm lµ viÒn mao dÉn trong ®ã hÇu hÕt tÊt c¶ c¸c lç hæng bÞ lÊp ®Çy n­íc. Gi÷a líp nµy vµ ®íi thæ nh­ìng lµ ®íi trung gian, trong ®ã sù di chuyÓn cña n­íc chñ yÕu lµ h­íng xuèng phÝa d­íi. Nh÷ng ®íi nµy thay ®æi gi÷a c¸c phÇn kh¸c nhau cña mét l­u vùc s«ng. Trªn c¸c s­ên thung lòng, n­íc tho¸t tõ ®íi thæ nh­ìng theo quy t¾c lµ ®i vµo trong ®íi trung gian vµ cuèi cïng cã thÓ hoÆc kh«ng cã thÓ ®¹t tíi ®íi b·o hoµ cã lÏ s©u vµi tr¨m mÐt ë líp ®Êt bªn d­íi. Tuy nhiªn, ë c¸c vïng ®ång b»ng ngËp lôt, líp mao dÉn th­êng më réng vµo trong ®íi thæ nh­ìng hoÆc thËm chÝ tíi chÝnh bÒ mÆt ®Êt, tuú thuéc vµo ®é s©u cña mÆt n­íc ngÇm vµ ®é cao cña líp mao dÉn. MÆc dï tiÖn lîi nh­ mét sù giíi thiÖu, sù ph©n lo¹i nµy cã xu h­íng kh«ng lµm râ nghÜa thùc tÕ r»ng n­íc d­íi mÆt vÒ b¶n chÊt lµ mét hÖ thèng ®éng lùc. Còng nh­ thay ®æi theo kh«ng gian bªn trong mét l­u vùc s«ng, nh÷ng ®íi nµy còng cã thÓ thay ®æi qua thêi gian, nh­ khi nh÷ng dao ®éng theo mïa cña mÆt n­íc ngÇm ®i vµo líp mao dÉn bªn trªn vµo trong ®íi thæ nh­ìng. NhiÒu ph­¬ng s¸ch kh¸c nhau ®· ®­îc th«ng qua ®Ó lµm s¸ng tá sù kh¸c nhau gi÷a n­íc trong ®Êt vµ n­íc ngÇm. Nh÷ng ph­¬ng s¸ch nµy ®· giíi h¹n sù xem xÐt cña vÊn ®Ò nghiªn cøu tr­íc khi tiÕn hµnh ®o ®¹c n­íc ngÇm vµ ®é s©u líp ®Êt chøa nh÷ng rÔ thùc vËt (Shaw, 1994; Price, 1996). Tuy nhiªn, n­íc trong ®Êt th­êng ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ n­íc d­íi mÆt trong ®íi th«ng khÝ, tøc lµ ®Êt ch­a b·o hoµ vµ c¸c líp d­íi ®Êt n»m bªn trªn mÆt n­íc ngÇm. N­íc ngÇm ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ n­íc d­íi mÆt trong c¸c ®Êt ®¸ ®· b·o hoµ hoµn toµn. Sù kh¸c biÖt gi÷a c¸c ®iÒu kiÖn b·o hoµ vµ ch­a b·o hoµ lµ mét ®iÒu quan träng. Trong ®íi b·o hoµ, c¸c kh«ng gian lç hæng hÇu nh­ hoµn toµn bÞ lÊp ®Çy n­íc vµ ¸p suÊt cña n­íc lµ b»ng hoÆc lín h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn. Trong ®íi th«ng khÝ, c¸c kh«ng gian lç hæng chøa c¶ n­íc vµ kh«ng khÝ vµ ¸p suÊt n­íc lµ nhá h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn. 134 H×nh 5.1 N­íc d­íi ®Êt: (a) c¸c tÇng chÝnh mµ trong ®ã n­íc d­íi ®Êt ®­îc ph©n lo¹i theo c¸ch truyÒn thèng; (b) nh÷ng mèi quan hÖ gi÷a c¸c tÇng ngËm n­íc kh«ng ¸p, thÈm thÊu vµ cã ¸p. Chó ý r»ng c¸c mùc thÕ n¨ng, nh­ ®­îc ®o ®¹c trong c¸c thiÕt bÞ ®o A, B vµ C, cã thÓ lµ kh¸c nhau. Tuy nhiªn, c¶ c¸c ®iÒu kiÖn b·o hoµ vµ kh«ng b·o hoµ ®Òu lµ phÇn liªn tôc cña n­íc d­íi mÆt mµ trong mét tr¹ng th¸i chuyÓn ®éng vµ liªn tôc cña dßng ch¶y. §íi th«ng khÝ thùc sù lµ mét ®íi chuyÓn tiÕp trong ®ã n­íc bÞ hÊp thô, gi÷ l¹i hay chuyÓn ®i, hoÆc xuèng d­íi vÒ phÝa mÆt n­íc ngÇm hoÆc lªn trªn vÒ phÝa bÒ mÆt ®Êt mµ tõ ®ã nã bÞ bay h¬i. Nh÷ng lÇn m­a r¬i kÐo dµi cã c­êng ®é cao, bé phËn cña ®íi thæ nh­ìng cã thÓ trë thµnh b·o hoµ t¹m thêi mÆc dï vÉn bÞ chia t¸ch bëi c¸c líp kh«ng b·o hoµ tõ n­íc ngÇm chÝnh bªn d­íi. TÝnh t¹m thêi nh­ vËy, c¸c mÆt n­íc ngÇm trªn cao cã thÓ dÉn tíi cã mét líp treo l¬ löng trong ®Êt lµm chËm l¹i sù tho¸t n­íc cña n­íc ®ang thÊm qua, hay khi c¸c líp trªn mÆt cña ®Êt cã kh¶ n¨ng ngÊm chËm nh­ ®Ó dÉn tíi c¸c ®iÒu kiÖn b·o hoµ. Nh÷ng vïng th­êng trong thêi gian ng¾n vµ cã thÓ lµ côc bé tån t¹i sù b·o hoµ bªn trong ®íi th«ng khÝ vµ cã thÓ lµ rÊt quan träng trong viÖc ph¸t sinh c¸c dßng ch¶y thø cÊp tíi c¸c lßng dÉn s«ng suèi (xem Môc 7.4). N­íc ngÇm lµ kho chøa n­íc ngät cã thÓ sö dông ®­îc lín nhÊt cña tr¸i ®Êt vµ trõ c¸c t¶ng b¨ng vµ c¸c nói b¨ng, nã ®· ®­îc ­íc l­îng lµ chiÕm kho¶ng 94% toµn bé n­íc ngät (xem B¶ng 1.1). Bèn m­¬i phÇn tr¨m n­íc ngÇm ®­îc gi÷ bªn trong 1 km cña líp bÒ mÆt ®Êt. KÝch th­íc tuyÖt ®èi cña kho chøa n­íc kh«ng thÓ tr«ng thÊy 135 ®­îc nµy thËm chÝ ®­îc minh ho¹ Ên t­îng h¬n bëi viÖc chuyÓn ®æi nã thµnh mét l­îng gi¸ng thuû t­¬ng ®­¬ng. NÕu ®­îc ph©n bè ®Òu trªn toµn bé bÒ mÆt ®Þa cÇu, n­íc ngÇm cã thÓ ®¹t tíi mét ®é s©u 19.6 m. Nh­ mét sù lùa chän, nã sÏ bao phñ c¸c bÒ mÆt ®Êt cña tr¸i ®Êt tíi mét ®é s©u b»ng 67.2 m, so víi l­îng gi¸ng thuû trung b×nh hµng n¨m lµ b»ng 0.75 m. Trong thùc tÕ sù ph©n bè cña nã lµ kh¸ biÕn ®éng nh­, vÝ dô, ...