Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Снижение уровня воды с течением времени в скважине
Reduction in water level over time within a water well
В гидрологии существует два схожих, но различных определения термина "осадка (уровень понижения)":
In hydrology, there are two similar but distinct definitions in use for the word drawdown:
В подповерхностной гидрогеологии осадка – это снижение гидравлического напора, наблюдаемое в скважине в водоносном горизонте, как правило, из-за откачки воды из скважины в ходе испытания водоносного горизонта или испытания скважины. В гидрологии поверхностных вод и гражданском строительстве осадка относится к понижению уровня поверхности водоема, уровня грунтовых вод, пьезометрической поверхности или уровня воды в скважине в результате изъятия воды. В любом случае, осадка – это изменение гидравлического напора или уровня воды относительно исходных пространственных и временных условий системы. Осадка часто изображается на диаграммах поперечных сечений водоносных горизонтов. Запись гидравлического напора или скорости потока (расхода) во времени более широко называется гидрографом (как для подземных, так и для поверхностных вод). Основной причиной снижения уровня грунтовых вод с 1960-х годов является чрезмерная эксплуатация водных ресурсов. Осадка происходит в ответ на:
In subsurface hydrogeology, drawdown is the reduction in hydraulic head observed at a well in an aquifer, typically due to pumping a well as part of an aquifer test or well test. In surface water hydrology and civil engineering, drawdown refers to the lowering of the surface elevation of a body of water, the water table, the piezometric surface, or the water surface of a well, as a result of the withdrawal of water. In either case, drawdown is the change in hydraulic head or water level relative to the initial spatial and temporal conditions of the system. Drawdown is often represented in cross sectional diagrams of aquifers. A record of hydraulic head, or rate of flow (discharge), versus time is more generally called a hydrograph (in both groundwater and surface water). The main contributor to groundwater drawdown since the 1960s is over exploitation of groundwater resources. Drawdown occurs in response to:
откачку воды из скважины
влияние соседних откачивающих скважин
интенсивную локальную откачку подземных вод
региональное сезонное снижение, вызванное оттоком, превышающим пополнение.
pumping from the bore
interference from a neighbouring pumping bore
in response to local, intensive groundwater pumping
regional seasonal decline due to discharge in excess of recharge
Терминология
Водоносный горизонт – это подземный слой проницаемой породы или песка, который содержит или передает грунтовые воды ниже уровня водоносного горизонта, обеспечивая значительный приток воды в скважину. Испытание водоносного горизонта (или испытание на откачку) – это полевой эксперимент, при котором скважина откачивается с контролируемой скоростью, а реакция водоносного горизонта (понижение уровня воды) измеряется в одной или нескольких наблюдательных скважинах. Конус депрессии – это коническое углубление, образующееся в уровне грунтовых вод в результате откачки воды из скважины с определенной скоростью. Гидравлический напор (или пьезометрический напор) – это конкретное измерение потенциала воды относительно вертикального уровня отсчета. Это высота уровня воды над заданной точкой под поверхностью. Удельная дебитность – это дебит скважины на единицу понижения уровня воды. Дебит скважины – это объем воды, добываемый из скважины за единицу времени при откачке. Акустические скважинные зонды или эхолоты – это простой, экономичный и минимально инвазивный инструмент, используемый для измерения подповерхностного давления и уровней воды. Электрические зонды – это практичный и экономичный метод измерения уровня воды в скважине. Этот метод использует груз, прикрепленный к изолированному проводу, и амперметр для индикации замкнутой цепи. Ток от небольшой батареи протекает по цепи, когда наконечник провода соприкасается с поверхностью воды. Метод мокрой ленты – это широко используемый метод для измерения уровня воды на глубине до примерно 90 футов. В этом методе используется свинцовый груз, прикрепленный к стальной измерительной ленте.
Aquifer is an underground layer of permeable rock or sand, that hold or transmit groundwater below the water table that yield a significant supply of water to a well. Aquifer test (or a pumping test) is a field experiment in which a well is pumped at a controlled rate and the aquifer's response (drawdown) is measured in one or more observation wells. Cone of depression is a conically shaped depression that is produced in a water table as a result of pumping water from a well at a given rate. Hydraulic head (or piezometric head) is a specific measurement of the potential of water above a vertical datum. It is the height of the free surface of water above a given point beneath the surface. Specific capacity is the well yield per unit of drawdown. Well yield is the volume of water per unit time that is produced by the well from pumping. Acoustic well sounders or echometers are a simple, cost effective, and minimally intrusive tool used to measure subsurface pressures and levels. Electric sounders are a practical land cost effective method used to measure well water levels. This method uses a weight attached to a stranded insulated wire and an ammeter to indicate a closed circuit. Current supplied from a small battery flows through the circuit when the tip of the wire is in contact with the surface of the water. Wetted tape method is a commonly used method for measuring water levels up to roughly 90 feet deep. This method uses a lead weight attached to a steel measuring tape.
Экологическое воздействие водоотведения
Снижение уровня грунтовых вод в результате чрезмерного водозабора может оказывать негативное воздействие на экологию. Экосистемы подземных вод часто отличаются высоким биоразнообразием, однако снижение уровня изменяет количество и состав питательных веществ, поступающих к окружающим организмам. Кроме того, расположенные поблизости водно-болотные угодья, рыбные ресурсы, наземные и водные среды обитания могут претерпеть изменения из-за уменьшения количества воды, доступной для этих экосистем, что иногда влияет на экофизиологию видов. Водозабор из подземных вод с темпом, превышающим скорость их естественного восполнения, часто называют дефицитным водопользованием. Дефицитное водопользование может уменьшить объем грунтовых вод, естественным образом питающих окружающие водоемы, такие как водно-болотные угодья, озера, реки и ручьи. Кроме того, при извлечении грунтовых вод вокруг насосной скважины формируется конус депрессии, к которому могут притекать близлежащие источники подземных вод для его восполнения, отбирая воду из местных ручьев и озер. Это может привести к ухудшению качества воды в этих водоемах из-за снижения поступления воды в период половодья, в результате чего многолетние ручьи могут становиться более пересыхающими, а пересыхающие – более временными. Наконец, снижение уровня грунтовых вод в результате водозабора может повысить чувствительность экосистемы к изменению климата и способствовать повышению уровня моря и оседанию суши.
Groundwater drawdown due to excessive water extraction can have adverse ecological impacts. Groundwater environments often have high biodiversity, however, drawdown alters the amount and types of nutrients released to surrounding organisms. In addition, nearby wetlands, fisheries, terrestrial and aquatic habitats may be altered with a reduction in the water available to these ecosystems, sometimes altering species ecophysiology. Extracting groundwater at a rate that is faster than it can be naturally replenished is often referred to as overdrafting. Overdrafting may decrease the amount of groundwater that naturally feeds surrounding water bodies, including wetlands, lakes, rivers and streams. Additionally, when a cone of depression is formed around a pumping well due to groundwater extraction, nearby groundwater sources may flow toward the well to replenish the cone, taking water from local streams and lakes. This may result in poor water quality in these local water bodies as baseflow water contribution is reduced, which could result in perennial streams becoming more intermittent, and intermittent streams becoming more ephemeral. Finally, drawdown from groundwater extraction may lead to an increased sensitivity of the ecosystem to climate change and may be a contributing factor to sea level rise and land subsidence.