تخزين المياه الجوفية في طبقات المياه الجوفية المحصورة

طبقات المياه الجوفية هي مصدر المياه ل 70٪ من استخدام الري في العالم. وقد شهد العديد من طبقات المياه الجوفية هذه انخفاضا حادا في ضغط المياه وهي معرضة للخطر بسبب الاستهلاك المفرط. على سبيل المثال ، يوضح الشكل أدناه المياه الجوفية التي تقذف من بئر ارتوازي تم حفره في عام 1888 في Woonsocket ، داكوتا الجنوبية ، الولايات المتحدة الأمريكية. كان ضغط رأس البئر الأولي 250 رطل / بوصة مربعة (1.7 ميجا باسكال) ، وانخفض إلى 35 رطل لكل بوصة مربعة (0.25 ميجا باسكال) بحلول عام 1923 (Meinzer and Hard ، 1925).

إن إخفاء المياه الجوفية يعني أن إدارتها تعتمد على فهم البيئة الجيولوجية وفيزياء استخراج المياه. يقدم هذا الكتاب مقدمة تاريخية لاكتشاف دور تشوه طبقة المياه الجوفية استجابة للضخ على نطاق واسع في طبقات المياه الجوفية المحصورة. تم إجراء العديد من هذه الاكتشافات من قبل العلماء في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ابتداء من تسعينيات القرن التاسع عشر ، والتي ركزت على دراسات طبقة المياه الجوفية في داكوتا. المعالم الهامة في التحقيقات هي: الملاحظات الميدانية للنظام الهيدروجيولوجي (دارتون ، 1896 ، 1901 ، 1909) ؛ إنشاء العلاقة بين تشوه طبقة المياه الجوفية وسحب سوائل المسام (Meinzer ، 1928) ؛ تطوير حل رياضي يصف تغيرات الرأس الهيدروليكي داخل طبقة المياه الجوفية استجابة لبئر ضخ قياسا على تدفق الحرارة (Theis ، 1935) ؛ وأخيرا ، اشتقاق المعادلة الحاكمة المعتمدة على الوقت لحركة المياه الجوفية من حيث طبقة المياه الجوفية وانضغاطية المياه (يعقوب ، 1940).

تنسج هذه الأوراق المعيارية معا خيوطا من جيولوجيا المياه والميكانيكا الجيولوجية وهندسة البترول مع غرز ملزمة من الرياضيات والفيزياء. التخزين النوعي هو أحد خاصيتي طبقة المياه الجوفية (الموصلية الهيدروليكية هي الأخرى) التي تظهر في معادلة تدفق المياه الجوفية. إن الذهاب وراء كواليس اكتشافه يمكن أن يوفر لعالم المياه الجوفية فهما مفاهيميا أعمق مما هو واضح بسهولة من تعريفه على أنه “حجم المياه التي تطلقها وحدة حجم طبقة المياه الجوفية من التخزين لكل وحدة حجم طبقة مياه جوفية تحت انخفاض وحدة في الرأس الهيدروليكي” (على سبيل المثال ، Freeze and Cherry ، 1979).

يتم توفير مصدر الاستشهادات في هذا الوصف الموجز في قائمة المراجع الخاصة بالكتاب.