Hidrogeologia

Putzu bat Senegalen

Hidrogeologia (greziarretik, hydro: ura eta geologos: lurraren ikerketa) hidrologiaren atal ba da. Urak lurzoruan eta arrokatan duen mugimendua ikertzen duen zientzia da. Zentzu orokorrean akuiferoetaz arduratzen da. Batzuetan geohidrologia erabiltzen da, baina ez da hain zabaldua.

Sarrera

Hidrogeologia zientzia interdiziplinar bat da. Lurzoruaren, uraren, biosferaen eta urbanismoaren arteko elkarrekintzak aztertzen ditu kimika, fisika, biologia, lege eta, noski, geologiaen ikuspuntuetatik. Hidrogeologiak metodo esperimentalak teorikoekin batera erabiltzen ditu.

Hidrogeologiaren harremana beste zientzia batzuekin

Hidrogeologia, akuiferoetan dagoen uraren mugimendua ikertzen duen azpizientzia da. Orokorrean lur barnean 450 metro arteko urak ikertzen dira. Hala ere goiko 3 metroak ez dira zuzenean erlazionatzen askotan hidrogeologiarekin, baizik eta hidrologia, nekazaritza eta ingenieritza zibilarekin. Sakonera handiagotan ematen diren ur mugimenduak geofisikak, geologiak edo petrolioaren geologoek ikertzen dituzte askotan. Lur-azpiko urak geldi mugitzen den fluido biskoso bat da (Reynoldsen zenbakia 1 baino txikiagoa du). Lur-azpiko uren mugimendu asko fluido mekanikatik atera daitezke.

Tradizionalki lur-azpiko uren mugiemdnua hidrologiatik, klimatologiatik eta kimika eta mikrobiologiatik ezberdinduta ikasi dira. Hala ere gaur egun atal guzti hauek ere kontsideratzen ari dira ikerketak egiterako garaian.

Definizioak eta materialen propietateak

Sakontzeko, irakurri: «Akuifero»

Akuifero eta akuitardoak hobeto ulertzeko hainbat termino definitzen dira hemen azpian. Akuiferoak konfinatu edo libreak izan daitezke, eta baita ere saturatu eta ez saturatuak. Akuifero mota bakoitzak medio horretan uraren fluxua erregulatzen du.

Potentzial hidraulikoa

Sakontzeko, irakurri: «Potentzial hidrauliko»

Potentzial hidraulikoaren aldaketek (h) egiten dute ura leku batetik bestera mugitzea. h presio-potentziala (ψ) eta elebazio potentziala (z)ren artean konposatzen da. Gradientearen aldaketa potentzial hidraulikoa eta distantziaren arteko biderkadura da eta Darcyren legean emariaren proportzionala dela adierazten da.

Potentzial hidraulikoa zuzenki neur daitekeen propietate bat da eta balore ezberdinak hartuko ditu z altueraren arabera (guk aleatorioki aldatu dezakegun faktorea baita). ψ ere neurtu daiteke eta akuiferoetan positiboa da. Batzuetan aldaketak baino ez dira behar eta horietan z aldaketarik ez dagoela onartzen da (Δh = Δψ).

Hidrograma batean potentzial hidraulikoaren altuera denboran zehar adierazten da.

Porositatea

Sakontzeko, irakurri: «Porositate»

Porositatea (m) zuzenki neur daitekeen akuifero baten propietatea da. 0 eta 1 artean kokatzen da eta poro kopurua kalkulatzeko balio du. Orokorrean lur-azpiko ura poro hauen artetik mugitzen da, nahiz eta ez dituen poro guztiak betetzen (arrazoi ezberdinengatik). Hau dela eta askotan faktore honi porositate efektibo deritzo.

Porositatea kalkulatzeko bidea zulo bolumena zati bolumen osoa egitea da. Orokorrean ehunekotan ematen den zenbakia da.

Porositateak ez du zuzenki aldaketarik eragiten potentzial hidraulikoan, baina eragina du uraren mugitzeko abiaduran.

Ur edukia

Ur edukiaren kontzeptuak, (θ) urarekin guztiz betea dagoen arroka osoaren portzentaiari dagokio. 0 eta 1 artean ere ematen da edo ehunekotan ere eman daiteke.

Konduktibitate hidraulikoa

Sakontzeko, irakurri: «Konduktibitate hidrauliko»

Konduktibitate hidraulikoa, (K) eta Transmisibitatea (T) akuiferoen propietate ez zuzenak dira (hau da, ezin dira modu zuzenean kalkulatu). T kalkulatzeko modua K akuiferoaren lodiera bertikalaz biderkatzea da (b). Beraz:

$T=K\times b$

Orokorrean K konstantea dela kontsidera daiteke lodiera osoan aurreko formulan. Honetan akuifero batek ura transmititzeko duen gaitasuna kalkulatzen da.

Biltegi gaitasuna

Sakontzeko, irakurri: «Biltegi gaitasuna»

Biltegi gaitasuna (Specific storage (S_s)) akuifero baten propietate ez zuzenak dira. 0 eta 1 arteko frakzioak (edo ehunekoak) dira eta putzu batetik ateratako ura eta putzu horrek izan duen beherakada zuzenki erlazionatzen ditu.

Akuifero motak

Sakontzeko, irakurri: «Akuifero»

Aurreko kontzeptuak oinarrian izanda lau unitate mota ezberdintzen dira lur-azpian:

Akuifero

Ura gorde eta emateko gaitasun handia duen arroka unitatea da. Porositate altua dute eta permeabilitate handia.

Akuitardo

Ura gordetzeko gaitasun handia dute baina euren permeabilitatea nahiko txikia da eta, beraz, ez dute hau emateko gaitasun handirik.

Akuikludo

Porositate handia izan dezake baina ez du batere permeabilitaterik eta beraz ez du urarik ematen.

Akuifugo

Ez du ez porositaterik ez permeabilitaterik eta beraz ez du inongo baliorik hidrogeologian.

Ikus, gainera

• Akuifero
• Putzu
• Darcyren legea

Kanpo estekak

• (Ingelesez) EPA drinking water standards
• (Ingelesez) US Geological Survey water resources homepage
• (Ingelesez) US Geological Survery TWRI index
• (Ingelesez) International Ground Water Modeling Center (IGWMC)