جيولوجيا المياه الأساسية

1 مقدمة في الهيدروجيولوجيا

1.1 خصائص الماء

1.2 توزيع المياه على الأرض

1.3 الدورة الهيدرولوجية

1.3.1 أنظمة

1.3.2 دورات

1.3.3 نظرة عامة على الدورة الهيدرولوجية

1.4 المياه الجوفية

1.4.1 توزيع المياه في باطن الأرض

1.4.2 إعادة الشحن والتفريغ

1.4.3 تدفق المياه الجوفية

1-4-4 طبقات المياه الجوفية

2 الطاقة الكامنة والحركية في السوائل تحت السطحية

2.1 مقدمة

2.2 طاقة السوائل

2.2.1 ماذا نعني بالطاقة؟

2.2.2 معادلة برنولي

2.2.3 الرأس الهيدروليكي والإمكانات الهيدروليكية

2.2.4 الوصف المادي لمكونات الرأس

2-2-5 توزيع الرأس (أي الطاقة السائلة) في طبقة مياه جوفية ثلاثية الأبعاد

2.2.6 لماذا نهتم بهذا؟

3 وسائط مسامية

3.1 مقدمة

3.2 المسامية

3.2.1 كثافة

3.2.2 محتوى الرطوبة

3.2.3 المواد الجيولوجية والآثار المترتبة على تدفق السوائل

3.3 نفاذية

3.3.1 قانون دارسي

3.3.2 ماذا يعني هذا؟

3.3.3 نفاذية للسوائل الأخرى

3.3.4 معادلات شهيرة أخرى مماثلة لقانون دارسي

3.3.5 حدود قانون دارسي

3.3.6 قياس النفاذية

3.3.7 سرعة السوائل

3.3.8 توزيعات النفاذية في طبقات المياه الجوفية

3.3.9 التوزيع الإحصائي

4 معادلات التدفق

4.1 مقدمة

4.2 معادلات: مناقشة عامة

4.3 قانون دارسي

4.4 معادلات تدفق المياه الجوفية

4.4.1 المعادلات التفاضلية

4.4.2 ماذا يعني هذا من الناحية المفاهيمية؟

4.4.3 كيف نحل هذه المعادلات؟

5 معلمات التخزين وظروف طبقة المياه الجوفية

5.1 مقدمة

5.2 طبقات المياه الجوفية

5.3 معلمات التخزين

5.3.1 طبقات المياه الجوفية المحصورة – فهم مفاهيمي

5.3.2 طبقات المياه الجوفية المحصورة – فهم رياضي

5-3-3 طبقات المياه الجوفية غير المحصورة

6 المزيد عن معادلات التدفق

6.1 مقدمة

6.2 الحالة المستقرة مقابل تدفق المياه الجوفية العابر

6.2.1 تدفق الحالة الثابتة

6.2.2 التدفق العابر

6.3 حسابات التدفق وتطبيقات معادلة التدفق

6-3-1 التدفق الثابت في طبقة المياه الجوفية المحصورة

6-3-2 التدفق في الحالة المستقرة في طبقة المياه الجوفية غير المحصورة

6.3.3 خطوط التدفق وشبكات التدفق

7 المكونات الهيدروليكية الجيدة

7.1 مقدمة

7.2 معلومات أساسية عن الآبار

7.2.1 بناء البئر الأساسي

7.2.2 تطوير البئر

7.3 بئر هيدروليكية

7.3.1 التدفق الشعاعي الأفقي

7.4 معادلة ثيس

8 اختبار طبقة المياه الجوفية

8.1 مقدمة

8.2 المكونات الهيدروليكية الجيدة – مراجعة سريعة

8.3 اختبارات طبقة المياه الجوفية ومنحنيات التراجع المثالية

8-3-1 اختبار طبقة المياه الجوفية المتعددة الآبار

8.3.2 منحنيات التراجع

8-4 تحليل اختبار طبقة المياه الجوفية

8.4.1 طريقة مطابقة منحنى Theis لطبقات المياه الجوفية غير المتسربة (أي المحصورة بالكامل)

8.4.2 طرق متسربة محصورة وغير محصورة

8.5 تبسيط معادلة ثيس

8.5.1 طريقة التراجع الزمني

8.5.2 طريقة السحب المسافة

8.6 اختبارات طبقة المياه الجوفية أحادية البئر

8.6.1 قيود اختبارات البئر الفردي

8.7 خسارة البئر وكفاءة البئر

8.7.1 التراجع وطاقة السوائل

8.7.2 اختبارات السعة المحددة ومعدل الخطوة

8.7.3 مثال على اختبار معدل الخطوة مع التحليل

8.8 اختبارات البزاقة

8.8.1 إجراء الاختبار

8.8.2 المشاكل المحتملة في اختبارات البزاقة

8.9 آبار متعددة وحدود وآبار صور متعددة

8.9.1 تراكب 96

8.9.2 استخدام آبار الصورة لتمثيل الحدود

9 أنظمة تدفق المياه الجوفية

9.1 مراجعة الأقسام من 1 إلى 8

9.2 خصائص أنظمة التدفق

9.2.1 شروط الحدود

9.2.2 إعادة الشحن

9.2.3 التفريغ

9.2.4 عدم التجانس وتباين الخواص

9.2.5 العلاقة بين الطبوغرافيا وأنظمة التدفق

10 نمذجة التدفق

10.1 مقدمة

10.2 النماذج: تعريف عام وتفاصيل محددة

10.2.1 لماذا نستخدم نماذج العمليات؟

10.3 أنواع محددة من نماذج تدفق المياه الجوفية

10.3.1 النماذج النوعية

10.3.2 النماذج الهيدروجيولوجية المفاهيمية

10.3.3 النماذج الفيزيائية أو التناظرية

10.3.4 نماذج رياضية

10.4 طريقة الفروق المحدودة

10.5 مقدمة في Modflow

11 كيمياء المياه الجوفية

11.1 مقدمة

11.2 أولا ، القليل من الكيمياء الأساسية

11.2.1 الكيمياء الأساسية المفاهيم والتعاريف

11.2.2 الكتلة الذرية والمول

11.2.3 تركيزات المحاليل

11.3 تحليل المياه والأنواع الذائبة التي تحدث بشكل طبيعي

11.3.1 المعلمات الكيميائية الأساسية

11.4 قليلا عن التفاعلات الكيميائية

11.5 استنتاجات حول أنظمة تدفق المياه الجوفية

11.6 تمثيلات رسومية للبيانات الجيوكيميائية

11.6.1 مخططات بايبر

11.6.2 مخططات صلبة

11.6.3 دراسة حالة: استخدام المخططات الجيوكيميائية لتحديد مصدر التلوث

11.6.4 مخططات شولر

11.7 تقييم بيانات جودة المياه

11.8 مراجع إضافية

12 النقل الجماعي

12.1 مقدمة

12.2 النقل الجماعي في المياه الجوفية

12.2.1 الحمل

12.2.2 تشتت

12.3 ردود الفعل والتخلف

12.4 معادلات النقل الجماعي

12-5 إدارة تلوث المياه الجوفية

12.5.1 تحليل منطقة الالتقاط

13 المياه السطحية

13.1 مقدمة

13.2 أساسيات المياه السطحية

13.3 التبخر والنتح وهطول الأمطار

13.3.1 التبخر

13.3.2 النتح

13.3.3 التبخر

13.3.4 هطول الأمطار

13-4 ماذا يحدث عندما تمطر؟

13.5 التدفقات

13.5.1 التفريغ

13.5.2 معادلة مانينغ

13.5.3 تيار الهيدروغرافات

14 منطقة غير مشبعة

14.1 مقدمة

14.2 توزيع المياه في باطن الأرض الضحل

14.2.1 التشبع

14.2.2 القوى الشعرية

14.3 حركة الماء في منطقة الفادوز

14.3.1 محتوى الرطوبة

14.3.2 توتر المسام والماء

14.4 نظرية التدفق في وسط مسامي غير مشبع

14.5 دراسة المنطقة غير المشبعة: الأدوات والتقنيات

15 التوحيد والهبوط

15.1 مقدمة

15-2 استعراض الاستجابة المرنة في طبقة المياه الجوفية المحصورة

15.3 حالات الإجهاد في قشرة الأرض

15.4 معلمات الانضغاط والتخزين

15.5 هبوط الأرض

16 التدفق في الوسائط غير المسامية

16.1 مقدمة

16.2 تصور الوسائط المكسورة

16.3 خصائص الكسر

16.3.1 التوجيه

16.3.2 فتحة العدسة

16.3.3 الطول والعرض والعمق

16.3.4 التباعد والكثافة

16.3.5 الاتصال

16.4 تكوين الكسور

16.5 الخصائص الهيدروليكية للكسور

16.5.1 المسامية

16.5.2 نفاذية

16.6 نمذجة تدفق السوائل في الكسور

16.6.1 نموذج اللوحة المتوازية

16.6.2 نموذج الكسر المنفصل

16.6.3 نماذج عشوائية

16.6.4 نماذج المسامية المزدوجة

16.6.5 الوسائط المسامية المكافئة

16.6.6 الوسائط المسامية المكافئة مع مجالات الكسر

16.7 تأثير الكسور على تدفق السوائل ونقل الكتلة

17 المياه الجوفية في بيئات جيولوجية مختلفة

17.1 مقدمة

17.2 التصنيف الأساسي للبيئات الهيدروجيولوجية

17.3 الغرين

17.3.1 مراوح غرينية

17.3.2 دلتا

17.3.3 رواسب وادي السهول الفيضية / النهر

17.4 الرواسب الجليدية

17.5 الصخور الرسوبية الصخرية – الحجر الرملي / الصخر الزيتي

17.6 الصخور الرسوبية الكيميائية – الكربونات والتبخر

17.7 الصخور “الصلبة”

18 المغلي

18.1 الجزء 1: الأساسيات

18.2 الجزء 2: مواضيع ذات صلة

19 تمارين

20 المراجع

21 صندوق

الإطار 1 – اشتقاق معادلة التدفق الشعاعي

22 حلول التمرين

تمت الإجابة على 23 سؤالا فكريا

24 الرموز

25 عن المؤلف