آبخوان: مخزن پنهان آب زمین
آبخوان چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟
برای درک آبخوان، یک اسفنج بزرگ را تصور کنید که در عمق زمین قرار گرفته است. این اسفنج از سنگ‌های شنی، ماسه‌سنگ یا ترک‌خوردگی‌های سنگ‌های سخت تشکیل شده است. وقتی باران می‌بارد یا برف آب می‌شود، بخشی از این آب‌ها به جای جاری شدن روی سطح، به داخل زمین نفوذ می‌کنند. این آب به آرامی در میان خلل و فرج۵ (فضاهای خالی بین ذرات سنگ و خاک) پایین می‌رود تا به یک لایه‌ی نفوذناپذیر مانند سنگ‌های رسی یا گرانیت متراکم برخورد کند. در اینجا، آب در لایه‌ی متخلخل بالایی جمع می‌شود و یک آبخوان را به وجود می‌آورد. سطح بالایی این آب جمع‌شده، سطح ایستابی۶ نام دارد.
انواع مختلف آبخوان‌ها
آبخوان‌ها را می‌توان بر اساس شرایط و موقعیتشان به دو دسته‌ی اصلی تقسیم کرد:
| نوع آبخوان | توضیح | مثال |
|---|---|---|
| آزاد (محتاط)۸ | در این نوع، سطح ایستابی همان سطح فوقانی آبخوان است و هیچ لایه‌ی نفوذناپذیری مستقیماً در بالای آن قرار ندارد. فشار آب در این لایه برابر با فشار جو است. | بسیاری از دشت‌های شنی و آبرفتی |
| تحت فشار (محبوس)۹ | این آبخوان بین دو لایه نفوذناپذیر به دام افتاده است. آب در آن تحت فشاری بیشتر از فشار جو قرار دارد. اگر چاهی به این لایه برسد، آب می‌تواند تا ارتفاعی بالاتر از سطح خودش در چاه بالا بیاید که به آن چاه آرتزین۱۰ می‌گویند. | چشمه‌های طبیعی که خودبه‌خود از زمین می‌جوشند. |
آبخوان‌ها در زندگی روزمره ما
شاید ندانید، اما آبخوان‌ها مستقیم و غیرمستقیم در زندگی ما نقش دارند. وقتی از شیر آب خانه‌تان آب می‌آشامید، ممکن است منبع آن یک چاه عمیق باشد که از یک آبخوان بزرگ آب برداشت می‌کند. بسیاری از کشاورزان برای آبیاری مزارع گندم، هندوانه یا پسته، چاه‌هایی حفر می‌کنند که به این مخازن زیرزمینی متصل است. حتی بسیاری از چشمه‌های زیبایی که در کوهستان می‌بینید، در واقع محل خروج طبیعی آب از یک آبخوان تحت فشار هستند. به این ترتیب، آبخوان‌ها مانند یک بانک آب عمل می‌کنند که در فصل‌های پربارش، آب را پس‌انداز و در فصل‌های خشک، آن را در اختیار ما قرار می‌دهند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاسخ: بله، متأسفانه این یک باور غلط است که آب‌های زیرزمینی بی‌پایان هستند. اگر میزان برداشت آب از یک آبخوان بیش از مقدار آبی باشد که از طریق بارش دوباره پر می‌شود (مثلاً در سال‌های خشک‌سالی)، سطح ایستابی پایین می‌رود، چاه‌ها خشک می‌شوند و در نهایت آبخوان خطر تخلیه را تهدید می‌کند.
پاسخ: موادی مانند کودهای شیمیایی، سموم کشاورزی، فاضلاب‌ها و پساب‌های صنعتی اگر روی زمین رها شوند، می‌توانند به تدریج به داخل زمین نفوذ کرده و آب ذخیره‌شده در آبخوان را آلوده کنند. پاک‌سازی یک آبخوان آلوده بسیار دشوار و پرهزینه است.
پاسخ: در یک چاه معمولی که به آبخوان آزاد حفر می‌شود، آب فقط تا سطح ایستابی در چاه جمع می‌شود و برای برداشت آن نیاز به پمپ است. اما در یک چاه آرتزین که به آبخوان تحت فشار میرسد، به دلیل فشار زیاد، آب خودبه‌خود و گاهی با شدت زیاد به سمت بالا فوران می‌کند و ممکن است حتی به پمپ نیاز نداشته باشد.
پاورقی
۱ Aquifer - لایه‌ای زیرزمینی از مواد متخلخل که قادر به ذخیره و انتقال آب است.
۲ Water Table - سطح فوقانی ناحیه‌ی اشباع شده از آب در زیر زمین.
۳ Porosity - نسبت حجم فضای خالی به حجم کل یک ماده.
۴ Permeability - قابلیت یک ماده برای انتقال سیال (مانند آب) از میان خود.
۵ Pores - فضاهای خالی ریز بین ذرات سنگ یا خاک.
۶ Water Table - سطحی که در آن فشار آب برابر با فشار اتمسفر است.
۷ Water Storage - حجم کل آبی که در یک آبخوان ذخیره شده است.
۸ Unconfined Aquifer - آبخوانی که سطح ایستابی آن به عنوان مرز فوقانی عمل می‌کند.
۹ Confined Aquifer - آبخوانی که بین دو لایه نفوذناپذیر محصور شده است.
۱۰ Artesian Well - چاهی که در یک آبخوان تحت فشار حفر شده و آب در آن به دلیل فشار طبیعی بالا می‌آید.
