A víztartó tulajdonságok jellemzéséhez és a földsüllyedés megértéséhez kritikus vízszintes feszültség

A víztartó tulajdonságok jellemzéséhez és a földsüllyedés megértéséhez kritikus vízszintes feszültség
A víztartó tulajdonságok jellemzéséhez és a földsüllyedés megértéséhez kritikus vízszintes feszültség
Anonim

BLACKSBURG, VA, 2001. január 24. – Annak megértéséhez, hogy a vízadó rétegek szivattyúzásából miként keletkeznek süllyedések és repedések, a tudósoknak és mérnököknek meg kell mérniük a vízszintes és a függőleges alakváltozást is, a geológusok most bemutatták.

Theis és Jacob több mint fél évszázaddal ezelőtti elemző munkája óta a tudósok csak függőleges feszültséget használtak a víztartó rétegek tárolásának mérésére, figyelmen kívül hagyva a vízszintes irányú folyamatokat – mondja Thomas J. Burbey, a Virginia Tech Tanszékének munkatársa. Földtani Tudományok.A víztartó rétegekből azonban víz szabadul fel a víz kitágulása és a víztartó réteg összenyomása vagy tömörítése révén.

Burbey azt mondja, hogy a víztartó réteg összenyomódása vagy tömörítése vízszintes és függőleges irányban is megtörténik. Az ország számos részén – különösen nyugaton és délnyugaton – a víztartó rétegek vagy természetesen kialakuló földalatti tározók a mezőgazdaság és a közösségek vízforrásai.

Amikor egy víztartó réteget szivattyúznak a víz eltávolítására, a víznyomás csökken a homokszemcsék, agyagszemcsék, kőzetrészecskék és más talajkomponensek közötti térben. Így a pórusvíz nyomása csökken. A részecskék már nem úszik meg a víztől, összenyomódnak.

Az agyag függőlegesen összenyomódik, ami süllyedéshez vezethet. A klasszikus példa a kaliforniai San Joaquin-völgy, ahol 1927 és 1977 között 27 láb mélyedés volt (lásd Joe Poland, a "süllyedéskutatás atyjának" 1977-es fotóját).

"Ugyanaz, ami függőlegesen történik, vízszintesen is megtörténik.Különösen a homokszemcsék bocsátanak ki vizet, amikor vízszintesen összenyomják őket. A földrepedések, mint például a Las Vegas-völgyben és más sivatagi közösségekben (lásd a fényképeket), a talaj vízszintes és függőleges összenyomódásának a következményei, amikor a víz kiürül a víztartó rétegekből.

"A durva szemcsés lerakódások, például homok összenyomódása általában hozzájárul a vízszintes feszültséghez és összenyomódáshoz, míg a finomszemcsés lerakódások, mint például az agyagok, általában hozzájárulnak a feszültséghez és a tömörödéshez (süllyedéshez) függőleges irányban – mondja Burbey.

"Az egyetlen módja annak, hogy megértsük és jellemezzük, mi történik, az, ha megvizsgáljuk a vízszintes és a függőleges feszültségeket is" - mondja. "Az egész mátrix dinamikus, mozgó. A víztartó réteg nem marad rögzített. Az egész szemcsés mátrix mozog - kisebb mennyiségben, mint a víz, de egy pár centiméter egy száraz területen repedést okozhat" - mondja Burbey. "Egy kút szivattyúzása vízszintesen mérföldekre hatással lehet a víztartóra, míg függőlegesen a víztartó réteg nem olyan vastag.A repedések helye a lerakódások hibáitól és gyengeségeitől függ."

Burbey numerikus modelleket használt, amelyek csak a függőleges alakváltozásokat veszik figyelembe, majd modellt írt a háromdimenziós nyúlásra, beleértve a vízszinteseket is, és összehasonlította az eredményeket a csak függőleges alakváltozást használókkal.

Miközben tanulmányai azt mutatják, hogy a számított hidraulikus nyomásértékek vagy vízszintek, valamint a térfogati terhelésben kifejezett víztermelés közel azonos mindkét modell esetében, azt is felfedezte, hogy idővel a maximális termelés helye, vagy hely, ahonnan a vizet szivattyúzzák, kifelé, vízszintesen mozog a kútból.

Burbey azt is megállapította, hogy ha a modell vízszintes feszültséget tartalmaz, a víz körülbelül fele vízszintes feszültségből származik, és ez a százalékos arány idővel akár 70 százalékra is nő.

Végül Burbey úgy találta, hogy ugyanazon vízmennyiség egyetlen dimenzióval történő előállításához sokkal több tömörítésre vagy talajsüllyedésre van szükség ahhoz, hogy a kiszivattyúzott víz mennyiségét alkalmazkodni lehessen.Tovább magyarázza: "A tömegegyensúly miatt a víz kiszivattyúzása csökkenti a víznyomást, növeli a hatékony feszültséget, és minden irányban egyformán növeli a feszültséget.

Ha feltételezzük, hogy az ebből a feszültségből származó nyúlás csak függőleges irányban jelentkezik, akkor nagyobb lesz a süllyedés, mint akkor, ha azt feltételeznénk, hogy a vízszintes alakváltozás is képes a feszültség egy részének befogadására.

"Az eredmények azt mutatják, hogy a vízszintes feszültség hatására bekövetkező kis porozitásváltozások rendkívül nagy mennyiségű vizet juttathatnak a szivattyúkútba" - írja Burbey. "Ez a tanulmány azt sugallja, hogy a tárolási együttható meghatározásában használt tisztán függőleges nyúlás feltételezése nem érvényes."

Burbey novemberben, Renóban, az Amerikai Geológiai Társaság találkozóján mutatta be eredményeit. Kutatásokat végez, hogy megválaszolja a süllyedés helyére vonatkozó kérdéseket, és azt is, hogy meghatározza, mit jelent a tömörítés a víztartó jövőbeni víztároló kapacitása szempontjából."A víz a pórusterekben raktározódik. Ha csak vizet vonunk ki, mit jelent a tömörítés a jövőbeli kapacitás szempontjából?" kérdezi.

A vízáramlásokat is értékeli, és azt is, hogy a vízszintes alakváltozás hogyan befolyásolhatja a víztartó tesztek elemzését.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei