No category

پایان نامه رایگان با موضوع آبهای زیرزمینی، پوشش گیاهی، آب زیر زمینی، اندازه گیری

دانلود پایان نامه

عمقی۵۵
مقدار آبی که از سطح جریان صفر میگذرد، بدلیل این که در نهایت می تواند به تغذیه آبهای زیرزمینی بپیوندد به عنوان نفوذ خالص یا زهکشی و یا نفوذ عمقی معروف است. میزان آبی که از این ناحیه عبور میکند اگر به حرکت عمودی خود ادامه دهد در نهایت به سفره آب زیرزمینی میپیوندد، اما ممکن است در بعضی نقاط چندین سال طول بکشد. تغذیه واقعی زمانی صورت می گیرد که این آب به سفره آب زیرزمینی برسد.
۱-۹-۳-۵- ناحیه غیر اشباع۵۶
به منطقه بین سطح زمین تا سطح ایستایی(سطح آبهای زیرزمینی) ناحیه غیر اشباع گفته می شود که کلیه فعل و انفعالات تغذیه شامل: تبخیر و تعرق، زهکشی جریان های زیر قشر، نفوذ عمقی و… در این ناحیه صورت میگیرد. شکل(۱-۵) اجزای اصلی این ناحیه همرا با فرایندهای اصلی تغذیه، را نشان میدهد.
۱-۹-۴- عوامل موثر بر میزان تغذیه
عوامل متعددی بر میزان تغذیه موثرند که در این بخش در حد این رساله به توضیح مختصری راجع به آنها پرداخته میشود.
۱-۹-۴-۱- عوامل اقلیمی
بارش بعنوان مهمترین جز بیلان آبی یک حوزه آبخیز مهمترین نقش را در تغذیه سفرههای آب زیر زمینی ایفا مینماید. تغییرات مکانی و زمانی بارش روی تغذیه اهمیت زیادی دارد. از مهمترین فاکتورهای بارش که در تغذیه موثرند میتوان به مقدار، پراکنش، شدت، مدت و نوع بارش اشاره نمود. در واقع زمانی که مقدار بارش از میزان تبخیر و تعرق (در یک دوره زمانی مشخص) بیشتر میشود، امکان تغذیه سفره آب زیرزمینی فراهم میگردد. تا زمانیکه میزان تبخیر و تعرق در ناحیه غیر اشباع (بالای سطح- صفرجریان یا ناحیه ریشه) بیش از بارش وارد شده به این ناحیه باشد امکان تغذیه سفرههای آب زیر زمینی وجود ندارد. یکی دیگر از فاکتورهای اقلیمی موثر در میزان تغذیه، تبخیر و تعرق میباشد. بخش قابل ملاحظهای از نزولات جوی بلافاصله بعد از ریزش از طریق تبخیر و تعرق به اتمسفر بر میگردد (علیزاده، ۱۳۷۸ ). در مناطق غیر حارهای حداکثر و حداقل میزان تبخیر و تعرق به ترتیب در فصول زمستان و تابستان اتفاق میافتد. چنانچه در این مناطق پراکنش بارش در طول سال یکنواخت صورت گیرد. بیشترین مقدار تغذیه در فصول زمستان و بهار که میزان بارش به میزان تبخیر و تعرق فرونی دارد، صورت میگیرد. به عنوان مثال در یک ایستگاه تحقیقاتی در غرب آمریکا علیرغم یکنواخت بودن بارش درطول سال،۶۲% کل تغذیه سالانه دربین ماههای نوامبر تا مارس اتفاق می افتد. زیرا دراین ماه‏ها میزان تبخیر و تعرق به حداقل ممکن خود می‏رسد(راسموسین وآندراسین۵۷، ۱۹۵۹).
شکل (۱-۵) مقطع عمودی نفوذ از سطح زمین، زهکشی در منطقه غیر اشباع، تغذیه
متمرکز و غیر متمرکز به یک آبخوان آزاد، جریان آبها زیرزمینی و سطح- صفر جریان.
در مناطق خشک و نیمه خشک تغذیه سفرههای آب زیرزمینی عموماً از طریق رودخانههای فصلی و سیلابی بصورت متمرکز صورت میگیرد. دراین مناطق فراوانی و طول دوره جریان آبراههها نقش مهمی در میزان تغذیه ایفا میکند.
۱-۹-۴-۲ – زمین شناسی و خاک
وضعیت نفوذ پذیری مواد تشکیل دهنده خاک سطحی و زیرزمینی تاثیر زیادی روی میزان تغذیه دارد. در شرایط مساوی معمولاً میزان تغذیه در مناطقی با خاکهای درشت دانه و نفوذ پذیری بالا از خاکهای ریز دانه و غیر قابل نفوذ یا نفوذ پذیری کم بیشتر میباشد.در خاکهای با نفوذ پذیری بالا به دلیل سرعت نفوذ بالا آب قبل از قرار گرفتن در معرض تبخیر و تعرق از ناحیه ریشه عبور مینماید و باعث افزایش میزان تغذیه میگردد. اما در مناطقی که خاک های ریز دانه دارند از یکطرف به دلیل عدم نفوذپذِیرِی، رواناب افزایش می یابد و از طرف دیگر این خاکها قادر هستند مقدار قابل ملاحظهای آب را ذخیره کنند که بعدا از طریق تبخیر و تعرق به اتمسفر برمیگردد. بنابراین بطور عمومی در مقایسه با مناطق با نفوذپذِیری بالا میزان تغذیه کاهش مییابد. همچنین تغذیه متمرکز در بستر رودخانه هایی که از روسوبات درشت دانه و نفوذ پذیر تشکیل شده اند به مراتب بیشتر از بسترهای ریز دانه با نفوذپذیری کم میباشد. تشکیلات زمین شناسی از جنس آهک از طریق غارها و حفرههای انحلافی بخش قابل ملاحظه ای از آب را نفوذ میدهند و باعث افزایش میزان تغذیه میگردند.
۱-۹-۴-۳ – وضعیت توپو گرافی
وضعیت پستی و بلندی زمین نقش بسیار مهمی در میزان تغذیه ایفا میکند. شیب تند اراضی سبب میشود بخش قابل ملاحظه ای از بارش به رواناب تبدیل شود. در مناطق دشتی بدلیل شیب کم امکان تشکیل رواناب وجود ندارد بنابراین تغذیه بیشتر بصورت غیر متمرکز یا پخشی صورت میگیرد. جهت جغرافیایی، مناطق کوهستانی پر شیب، عرض جغرافیایی از عواملی هستند که در میزان تغذیه تاثیر میگذارند.
۱-۹-۴-۴- وضعیت هیدرولوژی
آگاهی از وضعیت جریانهای سطحی و زیر زمینی و نحوه ارتباط آنها یکی از مهمترین عوامل جهت انتخاب و توسعهی یک مدل تغذیهای محسوب میشود. اطلاع از اینکه در منطقه مورد مطالعه رودخانه دائمی یا فصلی وجود دارد، یا اینکه آیا رودخانهها از آبهای زیرزمینی جریان دریافت میکنند یا باعث تغذیه آن میشوند همگی از مواردی هستند که می تواند در بحث محاسبه میزان تغذیه در یک آبخوان به ما کمک کنند. همچنین عمق سطح ایستایی از اهمیت خاصی برخوردار است. به عنوان مثال اگر عمق ناحیه غیر اشباع کم باشد بدین مفهوم است که آب نفوذ کرده به داخل زمین خیلی سریع به آبهای زیر زمینی میپیوندد و از طرفی ممکن است بخش قابل ملاحظه ای از آبهای زیر زمینی توسط ریشه گیاهان (طی فرآیند تبخیر و تعرق) به اتمسفر برگردد. اما در مناطقی که عمق آب زیرزمینی زیاد باشدتغییرات آب زیرزمینی نسبت به بارش حساسیت کمتری دارد. چرا که مدتها طول میکشد تا آب نفوذ کرده به داخل زمین به تغذیه آبهای زیرزمینی برسد. بنابراین اینگونه مناطق نسبت به مناطقی با عمق کم سطح ایستایی از حساسیت کمتری نسبت به بارش خصوصاً بارشهای شدید و رگباری برخوردار هستند. و سطح ایستابی دراین مناطق از تغییر پذیری کمتری برخوردار است.
۱-۹-۴-۵- پوشش گیاهی و کاربری اراضی
پوشش گیاهی و نحوه استفاده از اراضی یکی دیگر از فاکتورهای بسیارمهم در میزان و مراحل تغذیه محسوب میشوند. نوع و تراکم گونههای گیاهی بطور مستقیم بر میزان تبخیر و تعرق و بطور غیر مستقیم بر میزان تغذیه تاثیر گذار است. بطور کلی یک سطح پوشیده از پوشش گیاهی در مقایسه با یک سطح فاقد پوشش گیاهی در شرایط یکسان تبخیر و تعرق بیشتری دارد (درنتیجه میزان تغذیه کاهش می یابد). عمق ریشه گیاه تاثیر بسیار زیادی در میزان تغذیه دارد. بعنوان مثال درختان قادر هستند رطوبت را از اعماق چند متری خاک جذب نمایند. اما گیاهان با ریشه کم عمق این توانایی را ندارند که از اعماق زمین رطوبت را دریافت کنند. بنابراین در نگاه اول چنین بنظر میرسد تبدیل اراضی با پوشش طبیعی، درختی و درختچهای با گونه هایی با ریشه های سطحی در مناطق خشک می تواند میزان تبخیر و تعرق را کاهش دهد ( لیبلانک۵۸ و همکاران،۲۰۰۸؛ الیسون۵۹ و همکاران، ۱۹۹۰). اماجایگزین کردن گونههای کشاورزی (به صورت دیم) به جای گونه های بومی میتواند اثرات متفاوتی درمیزان تغذیه داشته باشد که کم وکیف آن بدرستی روشن نیست (هیلی،۲۰۱۰). بنابراین قضاوت در خصوص افزایش یا کاهش میزان تغذیه تنها بر اساس گونههای گیاهی مشکل است. چرا که اگرچه افزایش پوشش گیاهی باعث افزایش تبخیر و تعرق میشود. اما از طرفی هم ریشهها و لاشبرگ گیاهان میتواند نفوذپذیری خاک را افزایش دهد و در فصولی که درختان به حالت خواب میباشد، اما بارش وجود دارد باعث افزایش میزان تغذیه شود. در واقع پوشش گیاهی روی تغذیه در مقیاس فصلی میتواند اثرات متفاوتی داشته باشد. نوع گونه گیاهی، شاخص سطح برگ،نحوه استفاده از زمین و عمق ریشه گیاهان، همگی از مواردی هستند که در موقع بررسی اثر پوشش گیاهی در میزان تغذیه باید مد نظر قرار گیرند. بعنوان مثال در یک حوزه آبخیز پوشیده از درختان اکالیپتوس در استرالیا که میزان تغذیه کمتر از ۱/۰ میلیمتر در سال برآورد شده بود. به منظور افزایش میزان تغذیه، درختان اوکالیپتوس بصورت یکسره قطع و منطقه به محصولات زراعی دیم تبدیل شد. علیرغم اینکه میزان تغذیه در این منطقه دو برابر قبل تخمین زده شد متاسفانه افزایش میزان تغذیه باعث آبشویی نمک و شور شدن آبهای زیرزمینی شد (الیسون، ۱۹۹۰). آبیاری اراضی کشاورزی میتواند نقش اساسی در میزان تغذیه سفرههای آب زیرزمینی داشته باشد. آب مازاد بر مصرف گیاه بعد از گذشتن از ناحیه ریشه به آبهای زیر زمینی میرسد و باعث تغذیه سفره های آب زیر زمینی میشود. در مناطق خشک و نیمه خشک که میزان تغذیه بصورت طبیعی کم است این بخش از تغذیه(آبیاری اراضی کشاورزی) نقش مهمی در تغذیه آبخوانها دارد. فیشر۶۰ و هیلی (۲۰۰۸) مطالعاتی در خصوص نقش آبیاری در میزان تغذیه آبهای زیرزمینی در منطقهای خشک انجام دادند و نتیجه گیری کردند که کل تغذیه در فصل آبیاری و ناشی از آب آبیاری میباشد. در دهههای اخیر تبدیل آبیاری غرقابی به آبیاری قطره ای و بارانی بهمنظور افزایش راندمان آبیاری، چنانچه با کاهش میزان برداشت از سفره های آب زیرزمینی همراه نباشد. بدلیل کاهش تغذیه از طریق آبیاری قطرهای و بارانی در مقایسه با روش غرقابی میتواند تهدیدی جدی برای سفره های آب زیرزمینی اینگونه مناطق باشد لذا لازم است تحقیقات لازم در این زمینه صورت گیرد.
۱-۹-۵- روشهای تخمین میزان تغذیه
بطور کلی اندازه گیری میزان تغذیه آبهای زیرزمینی کار بسیار مشکلی است و تخمین آن هم، همواره با عدم قطعیت همراه است. زیرا تعیین میزان واقعی تغذیه معلوم نیست و هیچ روش استانداردی برای تعیین دقیق میزان تغذیه یک آبخوان وجود ندارد. به همین دلیل به جای اندازه گیری میزان تغذیه معمولاً از اصطلاح تخمین میزان تغذیه استفاده میشود. از طرفی یکی از محدودیت های اساسی در خصوص تخمین میزان تغذیهی سفرههای آب زیرزمینی در اکثر روشها، هزینه بالای آن است. بنابر این با توجه به اهداف تخمین از میزان تغذیه، محدودیت منابع مالی، محدودیت زمانی و… از روشهای مختلفی میتوان برای تخمین میزان تغذیه استفاده نمود معادله بیلان معروفترین آنها میباشد. این روس در واقع بر پایه میزان آب ورودی، خروجی و ذخیره شده در یک حجم کنترلی در یک دوره زمانی مشخص استوار است. حجم کنترلی مورد نظر می تواند از کل سیستم آبی کره زمین تا یک ستون چند میلیمتری خاک متغیر باشد. و همچنین بازه زمانی مورد نظر میتواند از چند ثانیه تا ده ها سال طول بکشد. استفاده از معادله بیلان جزء بزرگترین گروه روشهای تخمین تغذیه محسوب میشود. اکثر مدلهای هیدرولوژی جهت محاسبه تغذیه بر پایه این روش استوار هستند و تحت عنوان

دیدگاهتان را بنویسید