The Groundwater Project

الخواص الهيدروجيولوجية للمواد الأرضية ومبادئ تدفق المياه الجوفية

سنة النشر: 2020
عدد الصفحات: 205

الرقم الدولي للكتاب: 978-1-7770541-2-0

ذكر: ووسنر ، دبليو دبليو وبويتر ، إي بي (2020). الخواص الهيدروجيولوجية للمواد الأرضية ومبادئ تدفق المياه الجوفية. مشروع المياه الجوفية. https://doi.org/10.21083/978-1-7770541-2-0.

المؤلف:

وليام دبليو ووسنر: جامعة مونتانا، الولايات المتحدة الأمريكية
إيلين ب. بويتر: مدرسة كولورادو للمناجم، الولايات المتحدة الأمريكية

قم بالتسجيل في قائمتنا البريدية

ابق على اطلاع بإصدارات الكتب الجديدة والأحداث وطرق المشاركة في مشروع المياه الجوفية.

Invalid email address
عندما تقوم بالتسجيل في قائمة البريد الإلكتروني لدينا، فهذا يساعدنا على بناء مجتمع عالمي للمياه الجوفية.

آخر تحديث: 17 أكتوبر 2024 ملاحظة: تمت إضافة روابط التمرين إلى نص النص وتم إعادة ترتيب بعض التمارين بحيث تحتوي على أرقام جديدة ، وبالتالي قد تحتاج المناهج التي تستخدم أرقام التمرين إلى مراجعة – يتم تضمين جدول يوضح التغييرات في قسم
التعديلاتتاريخ الإصدار: 19 أغسطس 2020

تم استبدال الملف التكميلي المقدم مع الإصدارات السابقة من هذا الكتاب بأداة تعليمية تفاعلية لمشروع المياه الجوفية (WTR – إعادة تغذية منسوب المياه الجوفية)

وصف

يؤكد هذا الكتاب على حاجة علماء المياه الجوفية إلى فهم قوي لحدوث وسلوك المياه الجوفية في مجموعة متنوعة من الظروف والبيئات. يتم تسليط الضوء على معرفة كيفية تخزين الوسائط المسامية للمياه وإنتاجها ونقلها ، والعوامل التي تتحكم في معدلات تدفق المياه الجوفية واتجاهاتها. تقدم الصناديق الثمانية مناقشة أكثر تفصيلا للمفاهيم المقدمة في النص الرئيسي. كما يتم توفير ستة عشر تمرينا وحلولها.

المياه الجوفية هي المياه الموجودة أسفل منسوب المياه الجوفية في منطقة التشبع داخل مسام وشقوق مجموعة واسعة من المواد الأرضية. يتم وصف حدوث المياه الجوفية في المواد المسامية من حيث المسامية الكلية ، والمسامية الفعالة ، ونسبة الفراغ ، ومحتوى الرطوبة الحجمي ، والعائد المحدد ، والاحتفاظ المحدد. توفر مساحة المسام المترابطة تخزين ونقل المياه الجوفية.

يتم وصف حركة المياه الجوفية من خلال قانون دارسي الذي ينص على أن تصريف المياه الجوفية يتناسب طرديا مع المنطقة المشبعة المتعامدة مع اتجاه التدفق والتدرج الهيدروليكي وقدرة النقل (الموصلية الهيدروليكية) للمواد الأرضية. يتم التحكم في معدلات تدفق المياه الجوفية واتجاهاتها من خلال: القوى المؤثرة على المياه داخل مساحات المسام والكسور. رؤوس هيدروليكية والتوصيل الهيدروليكي للمواد الأرضية.

طبقات المياه الجوفية غير المحصورة والجاثمة والمحصورة هي أنظمة مياه جوفية توفر المياه الجوفية لإمدادات المياه. يتم وصف خصائص طبقات المياه الجوفية عن طريق النفاذية والتخزين. بالإضافة إلى المناطق التي تنقل المياه الجوفية بحرية ، تمنع بعض المواد التدفق وتوصف بأنها وحدات محصورة ، وأسرة متسربة ، و aquitards.

يمكن وصف ظروف تدفق المياه الجوفية باستخدام معادلات عامة تسمى المعادلات الحاكمة. يتم اشتقاق هذه المعادلات التفاضلية الجزئية ويتم تقديم الشروط التي تصفها. يتم وصف التدفق في المواد الأرضية حيث تختلف خصائص الإرسال في كل نقطة وموقع بمعادلات تمثل الظروف متباينة الخواص وغير المتجانسة. عندما تكون القيم الثابتة للتوصيل الهيدروليكي ممثلة للمواد الأرضية ، يتم استخدام معادلات متجانسة متجانسة متباينة الخواص أو متجانسة الخواص.

يتم تطبيق معادلات تدفق المياه الجوفية على إعدادات المياه الجوفية البسيطة باستخدام شروط الحدود المحددة. كما تمت مناقشة تطبيق المعادلات الحاكمة في النماذج العددية الأكثر تعقيدا.

يتم عرض المبادئ المستخدمة لقياس رأس المياه الجوفية في الحقل ، وتعيين ظروف الحدود الفيزيائية والهيدروليكية ، وتحديد اتجاهات تدفق المياه الجوفية في إعدادات هيدروجيولوجية موحدة وغير متجانسة.

تدرس دراسات الحالة التدفق في: نظام إقليمي للمياه الجوفية ، وطبقة مياه جوفية محصورة تستخدم لإمدادات المياه البلدية ، ونظام محلي مرتبط بتلوث المياه الجوفية من المصهر.

مقابلة مع المؤلفين

المحتويات

1 مقدمة

2 تعريف المياه الجوفية

3 حدوث المياه الجوفية في المواد الأرضية

الوسائط المسامية
مقاييس عينة تمثيلية

3.1 المسامية الكلية

قياس المسامية
قيم المسامية الكلية

3.2 المسامية الفعالة

قياس المسامية الفعالة
قيم المسامية الفعالة

3.3 المسامية الأولية والثانوية

المسامية الأولية
المسامية الثانوية

3.4 نسبة الفراغ

3.5 محتوى الرطوبة الحجمي

3.6 العائد المحدد والاحتفاظ المحدد

3.7 العلاقة المتبادلة بين المسامية الفعالة والعائد المحدد والاحتفاظ
المحدد 3.8 تمارين

4 قانون دارسي والرأس والتدرج والتوصيل الهيدروليكي

4.1 قانون دارسي

تفريغ محدد
متوسط السرعة الخطية

4.2 رأس هيدروليكي

تمثيل توزيعات الرأس الهيدروليكي

4.3 التدرج الهيدروليكي

التغيرات العابرة في التدرجات

4.4 الموصلية الهيدروليكية

النفاذية الجوهرية
خصائص السوائل

4.5 انطباق قانون دارسي

4.6 مزيد من التحقيق في قانون دارسي والرأس والتدرج والتوصيل الهيدروليكي

5 قيم الموصلية الهيدروليكية

5.1 الظروف التي تؤثر على قيم التوصيل الهيدروليكي

الموصلية الهيدروليكية الأولية والثانوية

5.2 طرق تقدير التوصيل الهيدروليكي

5.3 قيم الموصلية الهيدروليكية لمواد الأرض

5.4 التباين المكاني والاتجاهي للتوصيل الهيدروليكي

5.5 الموصلية الهيدروليكية للمواد المتجانسة وغير المتجانسة

الموصلية الهيدروليكية المكافئة

5.6 الموصلية الهيدروليكية في الصخور المكسورة
5.7 تمارين

6 طبقات المياه الجوفية وخصائص طبقة المياه الجوفية

6-1 طبقات المياه الجوفية غير المحصورة

6.2 طبقات المياه الجوفية الجاثمة

6-3 طبقات المياه الجوفية المحصورة

6-4 خواص طبقات المياه الجوفية والوحدات المحصورة

النفاذية
ستوراتيفيتي

6.5 تمارين

7 معادلات تدفق المياه الجوفية

7.1 أساس تطوير معادلة التدفق

7.2 المعادلات الحاكمة لتدفق المياه الجوفية العابرة المحصورة

تدفق أحادي البعد
تدفق ثلاثي الأبعاد

7.3 المعادلات الحاكمة لتدفق المياه الجوفية غير المحصورة

7.4 معادلات الحالة المستقرة التي تصف التدفق المحصور وغير المحصور

7.5 تطبيق المعادلات الحاكمة

دور موازنة المياه في صياغة النماذج
مشاكل القيمة الحدية
طرق حل مشاكل المياه الجوفية
شروط الحدود
تطبيق معادلات التدفق (تدفق طبقة المياه الجوفية غير المحصورة بين المسطحات المائية)
مثال على التطبيق العددي لمعادلات التدفق على مسألة نزح المياه

7.6 تمارين

8 تفسير تدفق المياه الجوفية

8.1 رسم خرائط توزيع الرأس

8.2 تحديد اتجاهات تدفق المياه الجوفية

اتجاهات التدرج والتدفق في المواد الخواص
اتجاهات التدفق في المواد متباينة الخواص
اتجاهات التدفق عند واجهات الموصلية الهيدروليكية المختلفة

8.3 تأثير شروط الحدود

الحدود المادية
ملامح الحدود تحت السطحية
الحدود الهيدروليكية
أنظمة التدفق ذات الحدود البعيدة

8.4 تحليل أنظمة تدفق المياه الجوفية

تطوير الخرائط الجهدية والمقاطع العرضية
وضع المفاهيم معا

8.5 أمثلة على أنظمة التدفق

طبقة المياه الجوفية في السهول العالية في وايومنغ ، الولايات المتحدة الأمريكية
ممفيس ساند أكويفر، ممفيس تينيسي، الولايات المتحدة الأمريكية
طبقة المياه الجوفية غير المحصورة في شرق هيلينا ، مونتانا ، الولايات المتحدة الأمريكية
ملخص أمثلة نظام التدفق

8.6 تمارين

9 استنتاج

10 تمارين

11 المراجع

12 صندوق

الإطار 1 كثافة المعادن الشائعة وأنواع الصخور والتربة

الإطار 2 تحليل توزيع حجم الحبوب

الإطار 3 أساس لفهم إمكانات الرأس والقوة الهيدروليكية

الإطار 4 طرق تقدير الموصلية الهيدروليكية

المربع 5 اشتقاق المعادلة لتطبيق K المكافئ وتطبيق من 4 طبقات

الإطار 6 إضافة تغذية إلى شبكة طبقات المياه الجوفية غير المحصورة

تحويل المحور المربع 7 لتدفق 2-D في وسط متباين الخواص

الإطار 8 اشتقاق قانون الانكسار المماس

13 حل التمرين

نبذة عن المؤلفين