Vandets kredsløb og Geofysik Flashcards
- Definer termerne grundvand og grundvandsspejl, og beskriv hvordan grundvand dannes.
Grundvand er det ferske vand, der befinder sig i jorden som et resultat af nedsivning af nedbør, overfladevand eller anden form for vand i kontakt med jordens overflade. Denne bevægelse kaldes også perkolation. Grundvandet befinder sig i porer mellem kornene i underlaget. I den højde, hvor porerne er mættede taler man om grundvandsspejlet. Nedenunder er den mættede zone og ovenover den umættede (saturated og unsaturated). Imellem de to er der den Capillary zone - der er lidt noet hokus pokus, men referer til et varierende stort (afhængigt af lagets sammensætning) område over grundvandsspejlet, som er delvist udfyldt med vand og luft i porerne. Beskriver en væskes evne til at flyde igennem noget smalt (fx permeabilitet) til trods for andre kræfter (her tyngdekraften)
flø notes
Hvordan er vandet fordelt på jorden?
97 % hav
1,7 is %
0,7 % grundvand
0,006 % sø
Beskriv vandets kredsløb, evt tegn.
Fordampning:
Solens varme får vand fra overfladen af have, floder, søer og jord til at fordampe og stige op i atmosfæren som vanddamp.
Kondensation:
Vanddampen i atmosfæren kondenserer og danner skyer, når den møder køligere luft i højere atmosfærelag.
Nedbør:
Når skyerne bliver tunge nok, resulterer kondensationen i nedbør i form af regn, sne, hagl eller tåge.
Afløb:
Nedbøren rammer jordens overflade og kan enten sive ned i jorden som grundvand eller strømme over overfladen som overfladevand.
Infiltration:
Vand kan trænge ned i jorden og blive en del af grundvandet gennem infiltration.
Grundvand:
Vandet, der siver ned i jorden og fylder underjordiske reservoirer, udgør grundvandet.
Afstrømning:
Overfladevand, der ikke infiltrerer jorden, bevæger sig som afstrømning og samler sig i floder, søer og havet.
Transpiration:
Planter optager vand gennem deres rødder, og en del af dette vand fordamper fra plantens blade og kaldes transpiration.
Sublimation og Fordampning fra jorden:
En mindre mængde vand sublimerer fra is eller fordampes direkte fra jordens overflade uden at blive en del af havet eller floderne.
Dette kredsløb er en kontinuerlig proces, hvor vand skifter mellem flydende, fast og gasformige faser og bevæger sig mellem atmosfæren, jorden og havene. Det er afgørende for opretholdelsen af livet på jorden og påvirker vejret og klimaet på globalt plan.
Beskriv de forskellige former for grundvandsspejl (hængende, artesisk, frit, spændt)?
1)
Det hængende grundvandsspejl er karakteriseret ved at være permanent og at befinde sig over det egentlige grundvandsspejl som resultat af at ligge oven på et lokal lavpermeabelt lag.
Kan give problemer hvis i kontakt lavtliggende ting som kældre.
2)
Det frie grundvandsspejl kendetegnes ved at være mere eller mindre i direkte kontakt med den atmosfæriske luft - enten ved at ligge over jordoverfladen eller gennem indirekte kontakt ved at have et porøst og permeabelt lag over sig, fx sand. Det udsættes på den måde ikke for tryk som det artesiske.
3)
Ved et artesisk grundvandsspejl forstås, at den mættede zone er under et sådant tryk, at det, hvis ovenstående aquitard penetreres ville kunne stå og pumpe sig selv op for at trykudligne - som en blodåre - deraf artesisk. Det er det, der sker ved en kilde.
4)
Spændt magasin, ligger også under aquitard, men trykket når ikke så højt at vandet vil penetrerer overfladen ved brydning.
- Hvad er en aquifer og en aquitard og hvordan relaterer de sig til termerne frit magasin og spændt magasin (eng: unconfined aquifer / confined aquifer)
Aquifer:
Referer til et lag, med høj permeabilitet og porøsitet. Den altså relativt god til at indeholde/fungere som migrationsvej for vandet i porerne. Kunne være sand.
Aquitard:
Er omvendt et lag med lav permeabilitet og porøsitet. Kunne være ler.
kun Aquifer=frit
Et grundvandsspejl med udelukkende en aquifer over sig (unconfined) kan siges at være frit, netop fordi den atmosfæriske luft kan trænge ned igennem og på den måde udligne evt. tryk som følge af at befinde sig nede i jorden.
Spændt magasin=aquitard
Når grundvandsspejlet holdes nede af en aquitard (ift det egentlige lokale niveau for grundvandsspejlet) kommer det under tryk, og man taler derfor om, at vandet befinder sig i et spændt magasin. (confined) Grundvandspejlets potentiale.
- Beskriv forskellen på permeabilitet og porøsitet. Giv om muligt eksempler på geologiske materialer med:
- Beskriv forskellen på permeabilitet og porøsitet. Giv om muligt eksempler på geologiske materialer med:
Porøsitet referer til volumen af porerum i et jordlag eller bjergart.
Permeabilitet er et udtryk for, hvor godt disse porerum er forbundne
a) høj porøsitet/høj permeabilitet,
Sand eller grus - Lag karakteriseret af større kornstørrelser
b) høj porøsitet/lav permeabilitet,
Vesikulær vulkansk bjergart, basalt
c) lav porøsitet/høj permeabilitet,
Svært at have gennemstrømning uden noget at strømme i
d) lav porøsitet/lav permeabilitet
Ler og andre finsorterede lag/bjergarter
Hvordan følger grundvandspejlet topografien? Hvad har indflydelse på grundvandspejlet forløb?
Grundvandspejlet følger topografien men udglattet.
Grundvandspejlet er påvirket af årstid, vegetation, hældning. Aquitard/aquifer. tyngdekraften
Ved vegetation falder grundvandspejlet.
- Ud fra eksperimentet i forbindelse med undervisningen bedes I komme med et velbegrundet bud på hvor højt grundvandsspejlet kommer til at stå i cylinderen. Grus, vandmængde 100 ml, porøsitet på 30%
a) Vandmængde: ______100________ ml
b) Porøsitet: _______Gæt: 0,3____________
c) Grundvandsspejl: ____170_____ ml (bemærk lidt uortodox længdeenhed)
Fejlkilder:
flade mellem glas og sten
Hvad kalder man nettonedsivning af grundvand? og hvad er den vigtig for
Recharge
hvor meget vand man kan bruge for at det skal være bæredygtigt.
Nævn 3 typer af grundvandsbassiner
Major groundwater basin fx som i DK
Complex hydrogeological structure Spain
Local and shallow aquifers Norway
Hvor vil grundvandspejlet være hvis det er et spændt magasin.
Ligger i spænd under en aquitard så vil grundvandspejlet svare til højden af vandsøjlen som vil være hvis man lavede hul på aquitard
blow out.
Forklar hydraulisk ledningsevne
Hvor godt et materiale er til at strømme vand igennem. Lidt alla permabilitet.
Grovkornet materiale har en høj ledningsevne.
Finkornet materiale har en lavere ledningsevne.
- Forklar sammenhængen mellem ”Flux (Q)”, ”specific discharge (q)”, og ”velocity (v)”, opskriv formlen.
Flux, Q, beskriver den totale vandstrømning i m3/s for et område.
Den afhænger af:
K: Den hydrauliske ledningsevne i m/s.
Er et resultat af materialets permeabilitet, mæthedsgraden af materialet og densiteten samt viskositeten af væsken, der flyder igennem. Et tal som varierer fra område til område og væske til væske, og det er fundet ud af i et laboratoriet. Se slide.
“By definition, hydraulic conductivity is the ratio of volume flux to hydraulic gradient yielding a quantitative measure of a saturated soil’s ability to transmit water when subjected to a hydraulic gradient.”
A: Tværsnitsareal m^2
Dh/dL: Forskel i højdemeter over en given strømningsafstand m/m. (gradient)
Specific charge, q, beskriver strømningen per areal enhed
Når lille q divideres med porøsiteten fås den egentlige hastighed igennem et lag, velocity
Forklar hvorfor vi skal finde velocity.
Fordi farten af vandet afhænger af porøsiteten, da den samme mængden vand vil blive presset ud af et materiale over tid, det er kun farten der ændrer sig, ikke volumen.
Kan du nævne et tal for et materiale for hydraulisk ledningsevne?
3x10^-4 to 3x10^-2
Højest tal (gravel) 3x10^-4 to 3x10^-2 m/s - bemærk varierer meget-
