حاسبة سرعة المياه الجوفية

سرعة المياه الجوفية هي معلمة حاسمة في الهيدروجيولوجيا، تعكس سرعة تحرك المياه الجوفية عبر طبقة المياه الجوفية. يتأثر هذا الحركة بنفاذية طبقة المياه الجوفية، والانحدار الهيدروليكي، ومسامية المواد. إن فهم سرعة المياه الجوفية ضروري لإدارة الموارد المائية، والتنبؤ بنقل الملوثات، وتصميم أنظمة الإصلاح للمياه الجوفية الملوثة.

الخلفية التاريخية

يعود تاريخ دراسة حركة المياه الجوفية إلى القرن التاسع عشر، مع تطوير قانون دارسي، الذي يوفر الإطار الأساسي لفهم تدفق السوائل عبر الوسائط المسامية. تعتبر حسابات سرعة المياه الجوفية امتدادًا لهذا المبدأ، مصممة خصيصًا للظروف وخصائص أنظمة المياه الجوفية.

صيغة الحساب

تُعطى صيغة حساب سرعة المياه الجوفية بواسطة:

\[ V_{gw} = \frac{K \times L}{n} \]

حيث:

• \(V_{gw}\) هي سرعة المياه الجوفية (م/ث)،
• \(K\) هو النفاذية الهيدروليكية الأفقية (م/ث)،
• \(L\) هو الانحدار الهيدروليكي الأفقي،
• \(n\) هي المسامية الفعالة (معبرة عنها كعشري).

مثال على الحساب

بالنسبة لطبقة مياه جوفية ذات نفاذية هيدروليكية أفقية قدرها 0.01 م/ث، وانحدار هيدروليكي قدره 0.05، ومسامية فعالة قدرها 0.2، تُحسب سرعة المياه الجوفية على النحو التالي:

\[ V_{gw} = \frac{0.01 \times 0.05}{0.2} = 0.0025 \text{ م/ث} \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

سرعة المياه الجوفية ضرورية ل:

• تصميم وإدارة مشاريع إعادة تغذية واستعادة طبقات المياه الجوفية،
• التنبؤ بانتشار الملوثات في المياه الجوفية،
• تقييم استدامة معدلات استخراج المياه الجوفية.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي العوامل التي تؤثر على سرعة المياه الجوفية؟

   • تتأثر سرعة المياه الجوفية بنفاذية طبقة المياه الجوفية، والانحدار الهيدروليكي، والمسامية الفعالة للمواد الجيولوجية.

2. لماذا تعتبر المسامية الفعالة مهمة في حساب سرعة المياه الجوفية؟

   • تحدد المسامية الفعالة حجم الفراغات التي يمكن أن تتحرك خلالها المياه الجوفية، مما يؤثر بشكل مباشر على سرعة تدفق المياه الجوفية.

3. هل يمكن قياس سرعة المياه الجوفية مباشرة؟

   • القياس المباشر أمر صعب؛ عادة ما يتم حسابه بناءً على خصائص طبقة المياه الجوفية والانحدارات الهيدروليكية.

يساعد فهم سرعة المياه الجوفية في الإدارة والحماية الفعالة لموارد المياه الجوفية، مما يضمن استدامتها للأجيال القادمة.