지하수 충전

Groundwater recharge
물의 균형

지하수 충전, 심층 배수 또는 심층 침투는 수문학적 과정으로, 물이 지표수에서 지하수로 내려가는 과정이다.재충전은 물이 대수층으로 들어가는 주요 방법이다.이 과정은 보통 식물 뿌리 아래의 바도스 구역에서 일어나며, 종종 물 표면으로의 플럭스로 표현된다.지하수 충전은 또한 물 테이블에서 더 멀리 포화 [1]지대로 이동하는 물을 포함합니다.충전은 자연적으로(물 순환을 통해) 그리고 인공적인 과정(즉, "인공 지하수 충전")을 통해 이루어지며, 여기서 빗물 및 또는 재생수가 지표면으로 전달된다.

과정

지하수는 비와 눈이 녹으면서 자연적으로 재충전되며, 지표수(강수 및 호수)에 의해 더 적게 충전된다.충전은 포장, 개발 또는 벌목을 포함한 인간의 활동으로 인해 다소 지연될 수 있습니다.이러한 활동은 표토의 상실을 초래하여 수분 침투가 감소하고 표면 유출이 증가하며 재충전이 감소될 수 있습니다.특히 관개를 위해 지하수를 사용하는 것도 수위를 낮출 수 있다.지하수 재충전은 지속 가능한 지하수 관리를 위한 중요한 과정이다. 왜냐하면 장기적으로는 대수층에서 추출된 체적 속도가 재충전되는 체적 속도보다 작거나 같아야 하기 때문이다.

재충전은 뿌리 부분에 축적된 여분의 염분을 더 깊은 토양층이나 지하수 시스템으로 이동시키는데 도움을 줄 수 있다.나무 뿌리는 지하수로의 포화도를 증가시켜 유출수를 [2]감소시킨다.홍수는 점토토를 하류로 이동시킴으로써 일시적으로 하천 바닥 투과성을 증가시키고, 이는 대수층 [3]재충전을 증가시킨다.

농가에 의한 과도한 지하수 펌핑으로 지하수 자원이 고갈된 인도에서는 인공 지하수 충전이 점점 더 중요해지고 있다.2007년 인도 정부는 국제수관리연구소의 권고에 따라 7개 주 내 100개 지역에 1,800크로어(2020년 460억엔 또는 5억8천만달러 상당)를 굴착정 충전 프로젝트 자금으로 배정했다(굴착정은 넓고 얕은 우물이며 종종 콘크리트로 둘러싸인 곳).물갈이들이 너무 많이 들어갔어요또 다른 환경 문제는 낙농장, 산업 및 도시 유출과 같은 물 흐름을 통한 폐기물 처리이다.

습지

습지는 수위를 유지하고 유압 [4]헤드를 제어하는 데 도움이 됩니다.이것은 지하수를 재충전하고 다른 물로 방출하는 힘도 제공한다.습지에 의한 지하수 재충전 정도는 토양, 식생, 부지, 주변 대 체적비 및 물 테이블 [5]구배에 따라 달라진다.지하수 충전은 주로 [6]습지의 가장자리 주변에서 발견되는 광물성 토양에서 발생한다.대부분의 습지 밑의 토양은 비교적 투과성이 없다.작은 습지와 같이 둘레 대 부피 비율이 높다는 것은 지하수에 물이 침투할 수 있는 표면적이 [7]높다는 것을 의미한다.지하수 충전은 대초원 포트홀과 같은 작은 습지에서 전형적이며, 이는 지역 지하수 자원의 [7]충전에 크게 기여할 수 있다.연구자들은 한 [7]계절에 습지 부피의 최대 20%에 달하는 지하수를 재충전하는 것을 발견했다.

우울증 집중 충전

토양의 필드 용량을 초과하지 않을 정도로 밭에 물이 균일하게 떨어지면 무시해도 될 정도의 물이 지하수로 스며든다.대신 저지대에 물이 고일 경우, 더 작은 면적에 집중된 동일한 물의 양이 필드 용량을 초과하여 지하수를 재충전하기 위해 아래로 스며드는 물이 발생할 수 있다.상대적으로 기여하는 유출 면적이 클수록 침투가 집중된다.지표면이 함몰된 상태에서 선택적으로 지하수로 흐르는 비교적 균일하게 물이 반복되는 과정은 저기압 집중 재충전이다.이런 움푹 패인 곳에서는 물이 차오른다.

저기압

건조한 지역에서는 저압 집중 지하수 재충전이 매우 중요할 수 있다.더 많은 비 이벤트가 지하수 공급에 기여할 수 있다.

저압 집중형 지하수 충전은 또한 지하수로의 오염 물질 수송에 지대한 영향을 미친다.카르스트 지형이 있는 지역에서는 물이 결국 대수층이나 단절된 하천까지 터널을 녹일 수 있기 때문에 이것은 큰 우려 사항이다.이러한 극단적인 형태의 우선 흐름은 오염물질의 수송과 터널의 침식을 가속화한다.이와 같이 유출수가 취약한 수자원으로 흐르기 전에 이를 가두기 위한 저류지는 시간이 지남에 따라 지하로 연결될 수 있다.위의 표면이 터널에 공동화되면 움푹 패이거나 동굴이 됩니다.

깊은 웅덩이는 압력을 가하여 물을 더 빨리 땅속으로 밀어 넣는다.더 빠른 흐름은 토양에 흡착되지 않은 오염 물질을 제거하고 운반합니다.이것은 오염을 바로 아래의 상승수 테이블과 지하수 공급으로 운반할 수 있습니다.따라서 침투 분지에 모이는 물의 질이 특히 중요하다.

오염

빗물 유출의 오염은 저장 분지에 모인다.분해 가능한 오염 물질을 농축하면 생분해 속도가 빨라질 수 있습니다.그러나 수위가 높은 장소와 경우 이는 저류지, 저류지 및 우원의 적절한 설계에 영향을 미친다.

견적방법

지하수 충전 속도는 균형을 결정하기 위해 증발, 증산(또는 증발) 및 침투 과정과 같은 다른 관련 과정을 먼저 측정하거나 추정해야 하기 때문에 정량화하기 어렵다[8].

물리적.

물리적인 방법들은 재충전을 추정하기 위해 토양 물리학의 원리를 이용한다.직접 물리적 방법은 뿌리 영역 아래로 통과하는 물의 양을 실제로 측정하려고 시도하는 방법입니다.간접 물리적 방법은 토양 물리적 원리와 함께 잠재적 또는 실제 재충전을 추정하는 데 사용될 수 있는 토양 물리적 매개변수의 측정 또는 추정에 의존한다.몇 달 동안 비가 내리지 않은 후 습한 기후의 강 수위는 낮으며 지하수만 배수됩니다.따라서 유역 면적이 이미 알려진 경우 이 기본 흐름에서 재충전을 계산할 수 있습니다.

화학의

화학적 방법은 심층 배수가 발생할 때 토양 속을 이동하는 동위원소 추적기 또는 [9]염화물과 같은 비교적 불활성 수용성 물질의 존재를 사용한다.

수치 모델

충전은 매립지 성능의 수문학적 평가, UNSAT-H, SHOW, WARNE 및 MICK SHE와 같은 코드를 사용하여 수치 방법을 사용하여 추정할 수 있다.1D 프로그램 HYDRUS1D는 온라인에서 구입할 수 있습니다.코드는 일반적으로 기후와 토양 데이터를 사용하여 재충전 추정치에 도달하고 리처드 방정식을 사용하여 바도스 지역의 지하수 흐름을 모델링한다.

지하수 재충전에 영향을 미치는 요인

기후 변화

참고 항목: 기후 변화가 물 순환에 미치는 영향
지하수 충전의 자연스러운 과정입니다.수표에 영향을 미치는 조정은 특정 지역의 지하수 재충전 품질을 대폭 향상시키거나 감소시킨다.

기후 변화는 배수 분지의 지하수 재충전의 가용성에 영향을 미칠 것이다.지하수 충전 속도는 습기, 중간, 건조한 기후에 따라 다릅니다.기후 모델은 일련의 다양한 강우 패턴을 예측합니다.지하수 재충전 속도는 습도와 건조도가 같은 기후에 가장 작은 영향을 미칠 것으로 예측된다.연구는 지하수 충전 속도가 유역 크기와 강우량 [10]감소의 예측으로 인해 중간 기후에 미치는 영향이 미미할 것으로 예측하고 있다.강수 경향은 가까운 장래에 양적으로 최소한의 변화를 가져올 것으로 예상되며, 지하수 충전율은 지구 [10]온난화의 결과로 증가할 수 있다.이 현상은 식물의 물리적 속성을 통해 설명된다.지구 온난화의 결과로 온도가 상승함에 따라 잎 면적 지수(LAI)는 감소한다.이로 인해 토양으로의 침투율이 높아지고 나무 자체의 간섭이 감소합니다.토양으로의 침투를 증가시키는 직접적인 결과는 지하수 [10]재충전 속도 상승이다.따라서 온도가 상승하고 강수 패턴이 경미하게 변화함에 따라 지하수 충전 속도가 증가할 수 있다.

지하수 충전의 다른 메커니즘은 기후 변화에 대응하여 다른 민감도를 가진다.지구 기온의 상승은 일부 지역에서 더 건조한 기후를 발생시키며, 이는 과도한 수위 펌핑으로 이어질 수 있다.펌핑 속도가 지하수 재충전 속도보다 높을 경우 초과 인출 위험이 증가하여 [11]수위가 낮아집니다.이것은 지하수에 접근하기 위해서는 더 깊은 시추 작업이 필요하다는 것을 의미한다.

도시화.

지하수 충전의 추가적인 영향은 도시화의 결과이다.농촌에 비해 도시지역이 최대 10배 이상[12] 충전할 수 있다는 연구결과가 나왔다.이는 농촌이 구하기 어려운 도시 지역에서 지원되는 방대한 상하수도망을 통해 설명된다.시골 지역의 재충전은 강수량에[12] 의해 많이 지원되고 도시 지역은 그 반대이다.도시 내의 도로망과 인프라는 지표수가 토양으로 스며드는 것을 방지하고, 그 결과 대부분의 지표 유출물이 지역 상수도 공급을 위한 빗물 배수구로 유입된다.도시 개발이 여러 지역에 걸쳐 계속 확산됨에 따라 지하수 재충전 속도는 이전 농촌 지역의 기존 비율에 비해 증가할 것이다.지하수 재충전의 갑작스런 유입의 결과에는 [13]급홍수가 포함된다.생태계는 지하수 재충전 속도 때문에 증가하는 지하수 잉여에 적응해야 할 것이다.또한 도로망은 토양에 비해 투과성이 낮아 지표면 유출량이 더 많다.따라서 도시화는 지하수 재충전 속도를 높이고 [13]침투를 줄여 주변 환경 변화에 따른 지역 생태계의 급격한 홍수를 초래한다.

악재

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 프리즈, R.A., & 체리, J.A. (1979년)지하수, 211pp.접속처: http://hydrogeologistswithoutborders.org/wordpress/1979-english/
  2. ^ "Urban Trees Enhance Water Infiltration". Fisher, Madeline. The American Society of Agronomy. November 17, 2008. Archived from the original on June 2, 2013. Retrieved October 31, 2012.
  3. ^ "Major floods recharge aquifers". University of New South Wales Science. January 24, 2011. Retrieved October 31, 2012.
  4. ^ 오브라이언 1988; 1988년 겨울
  5. ^ (1988년 카터 및 노비츠키, 1981년 웰러)
  6. ^ 베리와 티몬스 1982
  7. ^ a b c (1981년)
  8. ^ Reilly, Thomas E.; LaBaugh, James W.; Healy, Richard W.; Alley, William M. (2002-06-14). "Flow and Storage in Groundwater Systems". Science. 296 (5575): 1985–1990. Bibcode:2002Sci...296.1985A. doi:10.1126/science.1067123. ISSN 0036-8075. PMID 12065826. S2CID 39943677.
  9. ^ Allison, G.B.; Hughes, M.W. (1978). "The use of environmental chloride and tritium to estimate total recharge to an unconfined aquifer". Australian Journal of Soil Research. 16 (2): 181–195. doi:10.1071/SR9780181.
  10. ^ a b c Crosbie, Russell S.; McCallum, James L.; Walker, Glen R.; Chiew, Francis H. S. (2010-11-01). "Modelling climate-change impacts on groundwater recharge in the Murray-Darling Basin, Australia". Hydrogeology Journal. 18 (7): 1639–1656. Bibcode:2010HydJ...18.1639C. doi:10.1007/s10040-010-0625-x. ISSN 1435-0157. S2CID 128872217.
  11. ^ Wakode, Hemant Balwant; Baier, Klaus; Jha, Ramakar; Azzam, Rafig (March 2018). "Impact of urbanization on groundwater recharge and urban water balance for the city of Hyderabad, India". International Soil and Water Conservation Research. Elsevier. 6 (1): 51–62. doi:10.1016/j.iswcr.2017.10.003.
  12. ^ a b "Groundwater depletion". USGS Water Science School. United States Geological Survey. 2016-12-09.
  13. ^ a b "Effects of Urban Development on Floods". pubs.usgs.gov. Retrieved 2019-03-22.

추가 정보