سفره های آب زیر زمینی
چشمهسارهای مختلفی در سطح زمین آشکار میشود. بدیهی است متناسب با خارج شدن آب از این چشمهها سطح آبهای زیرزمینی افت کرده و پائین میرود. قاعدتاً سطح آبهای زیرزمینی در فصلهای مرطوب بالا آمده و برعکس در فصلهای خشک پائین میرود ولی هیچگاه از سطح معینی بالاتر و یا پائینتر نخواهد رفت. پائینترین سطح آب زیرزمینی هر منطقه را سطح آب دائمی آن منطقه مینامند. .
آبخوان (سفره آب زیرزمینی) یک لایه آبدار زیرزمینی است که در لایه های تحکیم نیافته (گراول، ماسه و سیلت) یا در سنگ های دارای درز و شکاف ایجاد می شود. این آب می تواند از طریق چاه بهره برداری شود.اکیوفیوگ (Aquifuge)، اکیوتارد (Aquitard)، اکیو کلود (Aquiclude) و اکیفر (Aquifer) نام های است که به لایه های آبدار با درجات مختلف قابلیت آبدهی و ذخیره سازی داده می شود.
تقسیم بندی سفرههای آب زیرزمینی
سفرههای آزاد
در سفرههای آزاد سطح ایستایی ، همان سطح فوقانی منطقه اشباع است. مقدار فشار در سطح ایستایی سفرههای آزاد برابر فشار اتمسفر است. سطح ایستایی بسته بهمقدار تغذیه یا تخلیه آن ، آزادانه نوسان میکند، زیرا لایه غیر قابل نفوذی در بالای ان قرار ندارد. حالت خاصی از سفرههای آزاد «سفرههای معلق» هستند. این سفرهها معمولا در داخل منطقه تهویه یا منطقه اشباع نشده خاک و در روی لایههای نفوذ ناپذیری که گسترش محدودی دارند، مثلا عدسیهای رسی ، تشکیل میشوند. از این سفرههای مقدار کمی آب و آن هم بطور موقت میتوان بدست آورد.سفرههای تحت فشار
سفرههای تحت فشار یا محصور یا آرتزین در محلی تشکیل میشود که آب زیرزمینی بوسیله لایهای نسبتا نفوذناپذیر از بالا محدود شود و در نتیجه تحت فشاری بیش از اتمسفر است. علت آنکه در سفرههای تحت فشار آب از محل خود بالاتر میآید آن است که محل تغذیه سفره ، یعنی منطقهای که از طریق آن آب سفره تامین میشود، در ارتفاعی بالاتر از سطح فوقانی منطقه اشباع در محل حفر چاه قرار دارد.در سفرههای تحت فشار بهجای سطح ایستایی سطح پیرومتریک را در نظر میگیرند و آن عبارت از سطحی فرضی است که در هر منطقه با ارتفاع فشار هیدروستاتیک آب در سفره تحت فشار مطابقت دارد. به زبان سادهتر منظور سطحی است که اگر چاهی در هر نقطه از سفره تحت فشار حفر کنیم ارتفاع صعود یا فوران آب چاه را در آن نقطه نشان میدهد.
مشکلات و آلودگی آبهای زیرزمینی
به دلیل عدم شناخت صحیح و یا عدم درک میزان آسیب پذیری سریع آبهای زیرزمینی ، سهلانگاری های زیادی صورت گرفته است. اجازه دادهایم که بنزین و سایر مایعات مضر از مخازی زیرزمینی به درون سفرههای آبهای زیرزمینی نفوذ کند. آلایندهها ، از محلهای دفن زباله یا سیستم های فاضلاب که بطور غلطی ساخته شدهاند، به داخل آن تراوش میکنند. آبهای زیرزمینی از طریق زهاب حاصله از مزارع کشاورزی کود داده شده و مناطق صنعتی ، آلوده میشوند. صاحبان خانهها با ریختن مواد شیمیایی به داخل فاضلاب یا روی زمین ، آبهای زیرزمینی را آلوده میکنند.
زیست نیوز- از منابع آب زیر زمینی برای مقاصد مختلفی بهره برداری می شود. اما استخراج آن در مقیاس های وسیع، به منظور آبیاری زمین های کشاورزی، تامین آب شرب و یا استفاده در صنایع می تواند به افزایش سالانه سطح آب دریاها نیز منجر شود. بر اساس بررسی های صورت گرفته، سهم این عامل در بیشتر شدن آب دریاها بسیار چشمگیر است.
به اعتقاد متخصصان آب شناسی "دانشگاه اوترخت" و موسسه تحقیقاتی "دلتارس" که نتایج مطالعات خود را طی مقاله ای در نشریه "جئوفیزیکال ریسرچ لترز" منتشر کرده اند، بخش قابل توجهی از آب های زیرزمینی استخراج شده، طی "چرخه آب" در نهایت به دریا باز می گردند. همچنین، استخراج وسیع آب های زیرزمینی در مناطقی که نزدیک دریا هستند، می تواند موجب جایگزینی آب دریا با سفره های آب زیرزمینی شود.
در حال حاضر، سطح آب دریاها در سراسر جهان روندی افزایشی را دنبال می کند. این در شرایطی است که روند فعلی تحت تاثیر عوامل انسانی مانند افزایش جمعیت در مناطق ساحلی و جزیره ها، و عوامل طبیعی مانند اکوسیستم های دریایی قرار دارد. افزایش سطح آب دریاهای جهان در بازه زمانی 1950 تا 2009 با میانگین نرخ سالانه 1.7 ± 0.3 میلیمتر رخ داده است. این رقم بر اساس اندازه گیری های ماهواره ای طی بازه زمانی 1993 تا 2009، در حدود 3.3 ± 0.4 میلیمتر بوده است.
بر اساس بررسی های صورت گرفته، دو مدل اصلی برای افزایش سطح آب دریاها شناسایی شده است. با گرم تر شدن آب اقیانوس ها، حجم آنها افزایش پیدا می کند که "انبساط حرارتی" نامیده می شود. مدل دوم نیز به میزان افزایش ذوب یخ ها بر روی خشکی بستگی دارد، زیرا یخچال های طبیعی و کوه های یخ اصلی ترین منبع ذخیره آب بر روی خشکی را تشکیل می دهند. اما با توجه به مطالعه اخیر، موزد سومی نیز می تواند در این مساله دخیل باشد؛ استخراج آب های زیرزمینی.
استخراج آب های زیرزمینی در مناطق خشک تر جهان - مکان هایی که با کمبود آب های سطحی و روان مواجه هستند - شایع تر است. همانگونه که اشاره شد، از این منابع برای تامین آب شرب یا مقاصد صنعتی و کشاورزی استفاده می شود. اما استخراج بی رویه آنها نه تنها در قالب افزایش سطح آب دریاها، بلکه در اشکال دیگر نیز می تواند پیامدهای مخربی را موجب شود.
بر همین اساس، سطح سفره های آب زیرزمینی در بلند مدت به حدی می تواند کاهش یابد که دیگر میزان بارش قادر به جایگزینی آن نباشد. در نتیجه، رودخانه ها و تالاب ها خشک خواهند شد و پمپاژ این آب ها به سطح زمین امری غیرممکن می شود. این مساله در نهایت به فجایع زیست محیطی و قحطی منجر خواهد شد.
از این رو، با علم به اینکه بخش اعظم آب های استخراج شده در نهایت به دریا باز می گردند، دانشمندان توجه به این شرایط را بسیار ضروری عنوان کرده اند. بر اساس برآوردهای صورت گرفته، استخراج آب های زیرزمینی سالانه 0.8 میلیمتر به سطح آب دریاها می افزاید. سهم این رقم در افزایش کلی سطح آب دریاها که توسط مرکز "IPCC" برابر با 3.1 میلیمتر عنوان شده، بسیار چشمگیر و قابل توجه است.
محققان، مجموعه ای از اطلاعات و داده ها را مورد بررسی قرار داده تا مناطقی که استخراج آب های زیرزمینی در نهایت به افت شدید سطح آن منجر می شود را شناسایی کنند. بررسی این اطلاعات با میزان تقاضای موجود برای آب - بر اساس تراکم جمعیت و مناطق تحت آبیاری - محققان را قادر ساخت تا نقشه استخراج آب های زیرزمینی را تهیه کنند. با کم کردن ارقام این نقشه از ارقام نقشه تامین آب سفره های زیرزمینی، محققان قادر به تهیه نقشه افت آب های زیرزمینی جهان نیز شدند.
این مطالعه نشان داده است که افت سطح آب سفره های زیرزمینی در هند، پاکستان، آمریکا و چین بسیار جدی و خطرآفرین است. این مناطق فاقد سطوح پایدار تولید مواد غذایی و مصرف آب بوده و از این رو، پیش بینی می شود در بلند مدت با چالش های جدی مواجه شوند.