Woda gruntowa na wykresie może być niemiłą niespodzianką, kiedy próbujesz analizować i interpretować dane dotyczące chemii wody. Oto kilka metod, których możesz użyć, by poradzić sobie z tym wyzwaniem.
Jednym z przydatnych narzędzi jest wykres pipera, znany również jako wykres trójliniowy. Ten typ wykresu pomaga zobrazować względną liczebność typowych jonów w próbkach wód podziemnych.
Planowanie wód podziemnych
Woda podziemna może być trudna do opanowania. Może być zanieczyszczona przez powietrze, wody powierzchniowe, a nawet chemikalia używane w domu lub na podwórku.
Najlepszym sposobem radzenia sobie z tym problemem jest poznanie warstwy wodonośnej, z którą pracujesz, i zrozumienie, jakie problemy mogą w niej występować. Dzięki temu będziesz wiedział, jak zarządzać zasobami wodnymi w sposób wydajny i oszczędny.
Jednym z najbardziej przydatnych typów wykresów do analizy wód podziemnych jest wykres pipera lub trójliniowy (patrz poniżej). Ten typ wykresu zawiera trójskładnikowe diagramy kationów i anionów, aby pokazać obfitość tych jonów w próbkach wody. Ponadto stosuje się w nim schemat kolorów, który łączy atrybuty przestrzenne danych z ich położeniem na wykresie. Jest to najbardziej efektywny typ wykresu do wizualizacji względnej zawartości kationów i anionów w próbce wody. Jest też najtrudniejszy do powtórzenia.
Planowanie warstw wodonośnych
Warstwy wodonośne to warstwy porowatego piasku, żwiru lub mułu, które zawierają i przepuszczają wody gruntowe. Zazwyczaj warstwy wodonośne występują w osadowych formacjach geologicznych, takich jak osady aluwialne, lub w geologicznie obniżających się basenach strukturalnych, takich jak doliny krasowe i lodowcowe.
Poziom wody w warstwach wodonośnych może się podnosić lub obniżać z powodu zasilania przez opady atmosferyczne i wykorzystanie wód gruntowych. Jednak wiele wahań poziomu wód gruntowych jest naturalnych i nie jest spowodowanych korzystaniem z wód gruntowych.
Przepływy wód gruntowych zależą od geologii i struktury podłoża, a także od topografii. Zazwyczaj woda gruntowa przemieszcza się bardzo powoli od obszarów zasilania do punktów wypływu.
Próby pompowania są często stosowane do określenia charakterystyki przepływu w warstwie wodonośnej. Testy te polegają na pompowaniu wody z jednej studni w stałym tempie przez określony czas, przy jednoczesnym dokładnym pomiarze poziomu wody w studniach monitorujących. Podczas testu ciśnienie w warstwie wodonośnej zasilającej daną studnię spada, a spadek ten objawia się jako spadek (zmiana głowy hydraulicznej) w studniach obserwacyjnych.
Wykreślanie ograniczonych warstw wodonośnych
Wykreślenie poziomów wód gruntowych na mapie dostarcza cennych informacji o przepływie i głowie hydraulicznej w warstwie wodonośnej. Nazywa się to mapą powierzchni potencjometrycznej, a w tym rozdziale jest określane jako mapa poziomu wody (patrz część 8.3.3).
Można ją wykorzystać do opisania rozkładu wysokości podnoszenia się poziomu wody w nieograniczonych warstwach wodonośnych lub w ograniczonych warstwach wodonośnych. Kiedy zmienia się wysokość ciśnienia hydraulicznego w warstwie wodonośnej, zmienia się też odpowiadająca jej zmiana powierzchni potencjometrycznej.
Różnica między mapą powierzchni potencjometrycznej dla zamkniętych i niezamkniętych warstw wodonośnych polega na tym, że w niezamkniętej warstwie wodonośnej woda podnosi się tylko wtedy, kiedy przechodzi przez studnię lub piezometr. W zamkniętych warstwach wodonośnych pompowanie nie wpływa na statyczny poziom wody.
Wartości dyfuzyjności hydraulicznej różnią się znacznie między głównymi systemami zamkniętych warstw wodonośnych. Na przykład w warstwie wodonośnej Dakoty zakres dyfuzyjności hydraulicznej jest ponad trzy rzędy wielkości i wydaje się mieć rozkład logarytmiczno-normalny. Na przykład w środkowym Kansas dyfuzyjność hydrauliczna ma znacznie większy zakres wartości niż w zachodnim Kansas. Różnica ta może powodować większe wzajemne zakłócenia między studniami pompującymi w systemie zamkniętym niż w systemie niezamkniętym, co skutkuje większymi spadkami.
Planowanie zasilania warstw wodonośnych
Zasilanie warstw wodonośnych to naturalny proces, w którym woda deszczowa przesącza się przez glebę i uzupełnia warstwy wodonośne, zamiast wyparować lub zostać zużytą przez rośliny i zwierzęta. Jest to proces kluczowy dla zapewnienia dostaw wody dla ludzi, rolnictwa i przemysłu.
Coraz częściej światowe warstwy wodonośne są wyczerpywane przez nadmierną eksploatację w celu nawadniania i zaopatrywania w wodę przemysłu. Pompowanie warstw wodonośnych może spowodować obniżenie poziomu wód gruntowych, uniemożliwiając ich ponowne zasilenie w przyszłości (Le Coustumer 2008).
W wielu przypadkach wody gruntowej wypompowanej z warstw wodonośnych nie można zastąpić uzupełnieniem z natury. Zamiast tego może ostatecznie zatkać basen infiltracyjny, powodując problemy z przepływem wody przez warstwę wodonośną i wpływając na zasilanie warstwy wodonośnej.
Aby wyznaczyć obszary zasilenia warstwy wodonośnej, dane ze stacji monitorujących klimat, mapy użytkowania ziemi i typ gleby są łączone przy użyciu metod naukowych w celu oszacowania, ile wody gruntowej zasili warstwę wodonośną na danym obszarze. Informacje te mogą być wykorzystane jako podstawa do dalszych badań i planowania.
