帯水層の種類

帯水層の種類

より詳細には、帯水層には3つの主な分類があり、その形状や地形、地下の地質との関係によって定義されています(図6~9)。 図6に示された単純な帯水層は、帯水層が基本的に地表まで広がっているため、不圧帯水層と呼ばれる。 その結果、帯水層は大気と圧力的に連通している。 不圧帯水層は、水位が地下水系の最上部を示すため、水位帯水層としても知られている。

帯水層の二番目の一般的なタイプは、帯水層の閉じ込められたもので、一つ以上の拘束層または拘束単位によって、その上または下の地層-そして地表と大気との圧力伝達から隔離されているものである。 帯水層は、2 つの基本的かつ重要な方法で不定帯水層と異なる。 第一に、帯水層は通常、かなりの圧力下にあり、これは高所での涵養、または上にある岩や土(上層土として知られる)の重さに由来している可能性がある。 場合によっては、帯水層に掘削された井戸が自由に流れるほど圧力が高くなることもある。 この場合、帯水層内の水圧が、井戸の孔から地表に水を押し上げるのに十分であることが必要であり、このような井戸はアーテジアン井戸と呼ばれる(図7)。 第二に、閉じ込められた帯水層は、揚水井によって水が取り除かれても、その厚さ全体にわたって飽和状態を保つのが普通である。 帯水層から取り出される水は、帯水層の減圧-水自体の減圧と膨張、および圧力の低下による帯水層の緩和の組み合わせ-によってのみ得られる(図8)<9545><9285><8887><9285>図6. 拘束ユニットの上に上部不圧帯水層があり、その下に拘束帯水層がある層状システムを示す模式的断面図。 2つの井戸の水位に注目。 不圧帯水層では、井戸の水位は水位と同じ高さである。 閉じ込められた帯水層では、水位は帯水層の上部よりも高いです – 帯水層が完全に飽和しており、水が圧力下にあることを示しています。 USGSウォーターサイエンスフォトギャラリー

図7. 南ジョージアのアルテシアン井戸
Source: USGS ウォーターサイエンスフォトギャラリー

図8. 不圧帯水層(左)と閉鎖帯水層(右)の井戸からの揚水の影響を示す模式図。 不圧帯水層で揚水すると、取水によって水位が下がり、間隙が不飽和になる。 閉じ込められた帯水層で揚水すると、水圧は低下するが、間隙は完全に飽和したままである。 W.M.アレイら、1999、USGS Circular 1186。 地下水資源の持続可能性

帯水層の 3 番目の主な種類は、帯水層(図 6)である。 止水帯水層は、不連続な帯水層の上に発生し、地下水がその上に「マウンド」するようになっている。 これらの帯水層は、地域の水位よりも上に位置し、地域のバドーズゾーン内にある(つまり、パーチド帯水層の下に不飽和帯がある)ことから、パーチドであると言える。 帯水層の寸法は一般的に小さく(気候条件と帯水層の大きさによって決まる)、それらが含む水量は気候条件に敏感で、したがって時間的に大きく変化する

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