STOŁY WODNE: CHARAKTERYSTYKA, SPOSÓB POWSTAWANIA, ZANIECZYSZCZENIE - ŚRODOWISKO - 2026

Poziom wód gruntowych to warstwy wolnej wody, które gromadzą się w glebie na określonej głębokości, nasycając ją. Odpowiada poziomowi wód gruntowych, wodonośnych, wód gruntowych lub wód gruntowych i może stanowić górną warstwę warstwy wodonośnej lub stanowić granicę strefy nasycenia gleby.

W przypadku warstw wodonośnych odnosi się do wolnych warstw wodonośnych, czyli takich, które mają przepuszczalną górną warstwę gleby umożliwiającą doładowanie. W tych warunkach woda w warstwie wodonośnej znajduje się pod ciśnieniem atmosferycznym, a poziom, który osiąga, nazywany jest zwierciadłem wodnym lub lustrem wody.

Poziom freatic. Źródło: Desireesil / domena publiczna

W glebie nasyconej lustro wody odpowiada poziomowi, jaki osiąga warstwa gleby nasyconej. Podobnie granica głębokości, na której zaczyna się ta warstwa nasycenia, nazywana jest lustrem wody.

Poziom wód gruntowych tworzy się, gdy woda deszczowa przenika do gleby i na pewnej głębokości napotyka nieprzepuszczalną warstwę. Od tego momentu woda gromadzi się do wysokości określonej przez ilość infiltrowanej wody i pokryty obszar.

Stoły wodne są niezbędne do życia na Ziemi, ponieważ dostarczają wodę roślinom przez korzenie. W ten sam sposób poziom wód gruntowych jest dla ludzi źródłem wody pitnej i nawadniającej, wydobywającej ją przez studnie.

Wycieki ścieków oraz odpady przemysłowe i górnicze są głównymi przyczynami zanieczyszczenia wód gruntowych. Podobnie jak w przypadku działalności rolniczej i hodowlanej, ze względu na stosowanie środków agrochemicznych w nadmiernych ilościach.

Charakterystyka lustra wody

Poziom wód gruntowych może odnosić się do strefy nasycenia wody w glebie lub do warstwy wodonośnej. W tym sensie mówimy o warstwie wodonośnej, gdy ilość dostępnej wolnej wody pozwala na jej wykorzystanie przez studnie

Aby ustabilizować poziom wód gruntowych, należy uformować kilka warstw gruntu:

Warstwa infiltracji

Nad lustrem wody znajduje się warstwa przepuszczalnej gleby lub skały, która umożliwia infiltrację wód powierzchniowych. Właściwości przepuszczalne tej warstwy zależą od rodzaju gruntu i budowy geologicznej terenu.

Kurtka przeciwdeszczowa

Infiltrująca woda musi napotkać przeszkodę uniemożliwiającą jej dalsze spływanie, czyli obecność nieprzepuszczalnej warstwy. Zatrzymuje opadanie infiltrowanej wody powodując jej gromadzenie się i może być ziemią kamienną lub gliniastą.

Warstwa lub strefa nasycenia

Po zatrzymaniu opadania woda zaczyna się gromadzić, osiągając określony poziom lub wysokość, która wyznacza lustro wody lub lustro wody. Proces ten może zachodzić poprzez nasycanie porów gleby lub gromadzenie się wolnej wody w otwartych przestrzeniach lub w porach przepuszczalnych skał.

Warstwa lub strefa napowietrzania lub wadozy

Po osiągnięciu odpowiedniej wysokości, która stanowi płaszcz lub zwierciadło wody, powyżej znajduje się strefa pozbawiona wolnej wody. Ta strefa, w której pory są zajęte przez powietrze, jest strefą lub warstwą vadose lub napowietrzania.

Jednak w niektórych przypadkach zwierciadło wody osiąga poziom powierzchowny, to znaczy strefa nasycenia odpowiada poziomowi gruntu, tak jak ma to miejsce na terenach podmokłych.

Ładowanie i rozładowanie

Z drugiej strony, z formowaniem się wód gruntowych związany jest proces załadunku i rozładunku wody:

Wysokość lustra wody zależy od relacji między ładunkiem a zrzutem wody. W zakresie, w jakim woda zasilająca warstwę nasyconą przez infiltrację jest większa, poziom wód gruntowych będzie się utrzymywał lub zwiększał.

Naładuj poziom wód gruntowych. Źródło: Surface_water_cycle.svg: Mwtoewsderivative work: Oxilium / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Jednocześnie, jeśli utrata wody z warstwy nasyconej jest większa niż doładowywanie, poziom wód gruntowych lub lustra wody ulegnie obniżeniu.

Obciążenie wodą pochodzi z opadów atmosferycznych, bezpośrednio lub pośrednio, z wód powierzchniowych, takich jak rzeki lub jeziora. Podczas gdy zrzut jest determinowany przez takie czynniki, jak parowanie, pot, źródła i wydobycie człowieka (studnie, dreny).

Jak powstają zwierciadła wody?

woda w podłodze

Gleba jest mniej lub bardziej porowata, w zależności od jej tekstury i struktury, przy czym ta pierwsza to zawartość piasku, gliny i mułu. Struktura ma związek z tworzącymi się agregatami lub grudkami, ich wielkością, konsystencją, przyczepnością i innymi parametrami.

Przepuszczalność gleby jest ważna, ponieważ warunkuje infiltrację wody opadającej lub spływającej z powierzchni do jej wnętrza. Zatem w glebie piaszczystej przepuszczalność jest wysoka, ponieważ cząsteczki piasku pozostawiają między sobą większe przestrzenie.

Podczas gdy w glebie gliniastej przepuszczalność będzie niższa, ponieważ gliny pozostawiają niewiele lub wcale miejsca w glebie. Dlatego woda będzie płynąć pionowo tak głęboko, jak pozwala na to przepuszczalność podłoża.

Woda osiągnie większą lub mniejszą głębokość, w zależności od właściwości gleby i budowy geologicznej obszaru. Dlatego napotykając warstwę gliniastą lub nieprzepuszczalną skały, jej opadanie ustanie i będzie się kumulować, tworząc warstwę nasyconą wodą do określonego poziomu.

Przemieszczenie poziome jest drugim wymiarem dynamiki wody w glebie i zależy od topografii terenu. Na stromej glebie przesiąkająca woda będzie się przemieszczać w jej kierunku pod wpływem grawitacji.

Następnie gromadzi się z najniższego poziomu lub wzniesienia, do którego dociera i osiąga wyższy lub niższy poziom lustra wody w zależności od ilości wody i rozciągłości zajmowanego podłoża.

Poziom ten będzie zależał od ilości infiltrowanej wody i jej przemieszczenia w poziomie, a także określa poziom lustra wody lub lustra wody.

Warstwa wodonośna

Jeśli woda infiltruje bardzo porowate podłoże, takie jak piasek lub wapień, i napotyka nieprzepuszczalną warstwę, tworzy się warstwa wodonośna. Jeśli górna warstwa tej warstwy wodonośnej jest przepuszczalna, co umożliwia jej bezpośrednie ładowanie, jest to swobodna warstwa wodonośna.

Rodzaje warstw wodonośnych. Źródło: Aquifer it.svg: Plik: Aquifer en.svg: Hans Hillewaert (Lycaon) praca pochodna: Bramfabderivative praca: Ortisa / domena publiczna

W tego typu warstwach wodonośnych woda jest poddawana ciśnieniu atmosferycznemu i dlatego poziom, do którego osiąga, determinuje ten czynnik. W tych warunkach poziom, który osiąga zwierciadło wody wodonośnej, nazywany jest zwierciadłem wodnym lub zwierciadłem wody.

Zamknięte lub ograniczone warstwy wodonośne to te, w których woda jest zamknięta między nieprzepuszczalnymi warstwami, powyżej i poniżej. Dlatego woda jest poddawana ciśnieniu w warstwie wodonośnej, które jest wyższe niż ciśnienie otoczenia.

W związku z tym poziom, jaki woda osiąga podczas otwierania studni w zamkniętej warstwie wodonośnej, nie jest zwierciadłem wody, ale poziomem piezometrycznym. Ten ostatni to poziom, jaki woda osiąga, gdy pozwala się jej spłynąć, w tym przypadku określony przez ciśnienie wody zamkniętej (ciśnienie hydrostatyczne).

Wykorzystywanie wód gruntowych przez ludzi

Płaszcz lub lustro wody są ważne jako źródło wody zarówno dla roślin, jak i dla ludzi. Obecność lustra wody na odpowiedniej głębokości decyduje o powodzeniu niektórych upraw i plantacji.

Jednocześnie zbyt wysoki poziom wody może uniemożliwić uprawę, ponieważ powoduje uduszenie korzeni. Podobnie poziom wód gruntowych w warstwach wodonośnych jest źródłem wody pitnej i do nawadniania, do której wydobycia buduje się studnie.

Zanieczyszczenie wód gruntowych

Wody gruntowe są narażone na wtargnięcie zanieczyszczeń, które zmieniają jej jakość pod względem zdatności do picia. Ponadto wody te docierają do ekosystemów wodnych lub zanieczyszczają rośliny, które je absorbują, wpływając na różnorodność biologiczną.

Zanieczyszczenie wód gruntowych. Źródło: 570ajk / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Te zanieczyszczenia mogą pochodzić ze źródeł naturalnych, na przykład metale ciężkie z żył gleby. W ten sposób wody gruntowe mogą zostać zanieczyszczone np. Arszenikiem lub kadmem.

Jednak większość zanieczyszczeń wód gruntowych jest powodowana przez ludzi. Większość działań człowieka generuje zanieczyszczenia, które w taki czy inny sposób mogą skazić wody gruntowe.

Odpady stałe lub śmieci

Niewłaściwe zarządzanie zarówno organicznymi, jak i nieorganicznymi odpadami stałymi jest główną przyczyną zanieczyszczenia. Na wysypiskach śmieci, na których gleba nie jest odpowiednio przygotowana, mogą wystąpić wycieki i powstają odcieki, które trafiają do lustra wody.

Duży udział odpadów stałych to tworzywa sztuczne i urządzenia elektroniczne, które uwalniają do środowiska dioksyny, metale ciężkie i inne toksyczne substancje. Ze swojej strony wodne roztwory odpadów organicznych przenoszą patogenne mikroorganizmy i toksyny do wód gruntowych.

Wyciek wody w kolorze czarnym i szarym

Bardzo niebezpiecznym źródłem zanieczyszczenia wód gruntowych są ścieki, które zawierają duże ilości bakterii coli i innych mikroorganizmów w kale. Obecność tego typu zanieczyszczeń powoduje, że wody gruntowe są niezdatne do picia, powodując choroby zakaźne.

Z kolei szara woda dostarcza do wód gruntowych detergenty, tłuszcze i różne substancje zanieczyszczające.

Działalność rolnicza

Działalność rolnicza i hodowlana jest źródłem zanieczyszczenia wód gruntowych, zwłaszcza w wyniku stosowania środków agrochemicznych. Herbicydy, insektycydy i nawozy dodają do wody azotany, fosforany i inne toksyczne substancje.

Dzieje się tak po nałożeniu na glebę i uprawy, myciu przez nawadnianie lub wodę deszczową, filtrowaniu do poziomu lustra wody. Podobnie odchody i ścieki z ferm zwierzęcych zanieczyszczają wody wód gruntowych.

Wody spływające

Woda deszczowa odprowadza wszelkiego rodzaju substancje odpadowe, spływając powierzchownie przez tereny rolnicze, tereny przemysłowe i obszary miejskie. Zanieczyszczona woda przedostaje się do gruntu i dociera do lustra wód gruntowych.

Wycieki przemysłowe i górnicze

Odpady stałe i płynne z przemysłu są głównym źródłem wysoce niebezpiecznych zanieczyszczeń. Obejmuje to metale ciężkie, kwasy, detergenty przemysłowe, smary i inne substancje.

Z kolei górnictwo generuje wysoce toksyczne odpady, które przedostają się do wód gruntowych, zanieczyszczając je. W przypadku wydobycia złota przykładem jest stosowanie arsenu, cyjanku, rtęci i innych niebezpiecznych substancji.

Podobnie wydobycie i transport ropy naftowej są źródłem zanieczyszczenia wód gruntowych metalami ciężkimi, benzenem i innymi toksycznymi pochodnymi.

Kwaśny deszcz

Wciąga z atmosfery kwasy azotowy i siarkowy, które pomagają uwalniać metale ciężkie z gleby, które są wciągane do lustra wody. W ten sam sposób zakwaszają wody powierzchniowe i gruntowe.

Bibliografia

1. Calow P (red.) (1998). Encyklopedia ekologii i zarządzania środowiskowego.
2. Custodio, E., Llamas, MR i Sahuquillo, A. (2000). Wyzwania hydrologii podziemnej. Inżynieria wodna.
3. Gupta A (2016). Źródła, skutki i kontrola zanieczyszczenia wód. https://www.researchgate.net/publication/321289637_WATER_POLLUTION SOURCESEFFECTS_AND_CONTROL
4. Ordoñez-Gálvez, JJ (2011). Wody podziemne - warstwy wodonośne .. Podkład techniczny. Towarzystwo Geograficzne Lima.
5. Sahuquillo-Herráiz, A. (2009). Znaczenie wód podziemnych. Rev. R. Acad. Nauka. Dokładny. Fis. Nat. (Esp.).
6. Viessman Jr, W. And Lewis, GL (2003). Wprowadzenie do hydrologii. Osoba.
7. Wyatt CJ, Fimbres, C., Romo, L., Méndez, RO and Grijalva, M. (1998). Występowanie zanieczyszczenia metalami ciężkimi w wodociągach w północnym Meksyku. Badania środowiskowe.