น้ำบาดาล

น้ำใต้ดินแบ่งเป็น 3 โซนได้แก่ soil zone, intermediate zone และ the upper part of capillary fringe

น้ำบาดาล (อังกฤษ: groundwater) คือน้ำที่ถูกกักเก็บหรือสะสมตัวอยู่ใต้ดิน อาจสะสมตัวอยู่ตามรอยแตก รอยแยกของชั้นหิน หรืออาจสะสมตัวอยู่ในช่องว่างระหว่างเม็ดกรวด หรือเม็ดทรายใต้ผิวดิน น้ำใต้ดินหรือน้ำบาดาลแย่งออกได้เป็น 2 โซนคือ โซนอิ่มอากาศ (unsaturated zone) เป็นโซนที่มีทั้งน้ำและอากาศ และ โซนอิ่มน้ำ (saturated zone) เป็นโซนที่มีแต่น้ำเท่านั้นโดยส่วนนี้จะเป็นส่วนของน้ำใต้ดินที่แท้จริง

• โซนอิ่มอากาศ มีความสำคัญมากสำหรับน้ำใต้ดิน โซนนี้สามารถแบ่งได้ 3 ส่วนคือเขตดิน (soil zone) เขตระหว่างกลาง (intermediate zone) และเขตอิ่มตัวเหนือระดับน้ำ (the upper part of capillary fringe) โดยเขตดิน จะเริ่มจากผิวดินลึกลงไปเมตรถึงสองเมตร พื้นที่ส่วนนี้จะมีรากต้นไม้ มีรูชอนไชของพืชและสัตว์ ทำให้รูพรุน (porosity) และความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ (permeability) ในพื้นที่ที่นี้สูง เขตระหว่างกลาง จะมีความลึกไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับความหนาของเขตดิน และเขตน้ำซึม โซนล่างสุดคือเขตน้ำซึม (capillary fringe) โซนนี้เป็นส่วนหนึ่งของโซนอิ่มอากาศ โดยเขตน้ำซึมเกิดจากแรงระหว่างหินและน้ำ ซึ่งผลจากแรงดึงดูดนี้ทำให้น้ำมีลักษณะคล้ายถูกตรึงอยู๋ในช่องว่างของหิน น้ำในเขตน้ำซึม และที่อยู่ใต้โซนนี้จะมีค่าความดันไฮดรอลิก (hydraulic pressure) มีค่าเป็นลบ (มีความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศ)
• โซนอิ่มน้ำ ที่ความดันไฮดรอลิกมีค่าเท่ากับความดันบรรยากาศ โดยค่าความดันไฮดรอลิกจะมีค่าเพิ่มตามความลึก

ชั้นหินอุ้มน้ำ

ภาพแสดงชนิดของ aquifers

ชั้นหินอุ้มน้ำ (อังกฤษ: Aquifer) คือชั้นของหินที่มีรูพรุนซึ่งสามารถกักเก็บน้ำและไหลผ่านรูพรุนเพื่อสูบใช้ได้ โดยชั้นหินอุ้มน้ำแบ่งได้เป็นสองประเภท คือ

• ชั้นหินอุ้มน้ำแบบเปิด ซะนุ้ย

คือชั้นน้ำบาดาลที่ไม่ถูกปิดทับโดย คือชั้นหินที่น้ำไม่สามารถซึมผ่านได้ semipervious strata หรือซึมผ่านได้ยาก Impervious strata เมื่อไม่ถูกปิดทับชั้นน้ำจึง ไร้แรงดันและน้ำจากผิวดินสามารถซึมลงไปได้โดยตรง โดยระดับที่น้ำจะถูกดึงโดยแรงดึงดูดโลกและเติมในโซนอิ่มตัวของชั้นน้ำนี้เรียกว่า water table หรือ phreatic surface เมื่อทำการเจาะบ่อในชั้นน้ำนี้ระดับน้ำจะอยู่ในระดับ water table และระดับน้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาขึ้นกับปริมาณน้ำ Recharge และ Discharge ชั้นหินอุ้มน้ำนี้มีคุณภาพต่ำและปนเปื้อนได้ง่ายจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น ยาฆ่าแมลง ปุ๋ย บ่อเกรอะ และสารเคมีต่าง ๆ เนื่องจากสารเคมีที่ตกค้างในผิวดินสามารถถูกชะ โดยน้ำฝนและซึมเข้า สู่ชั้นน้ำบาดาลนี้ได้โดยตรง

• ชั้นหินอุ้มน้ำแบบปิด คือ ชั้นน้ำบาดาลที่มีชั้นหินที่น้ำไม่สามารถซึมผ่านได้หรือซึมผ่านได้ยากปิดทับ ทำให้ชั้นน้ำนี้มีแรงดัน บางครั้งจึงเรียกชั้นน้ำนี้ว่า Pressure aquifer หรือ Artesian aquifer โดยแรงดันจะอยู่ในลักษณะ Hydrostatic pressure คือ มีแรงดันเท่ากันทุกจุด โดยมี Piezometric surface เป็นชั้นสมมติที่แสดงระดับน้ำที่ความดันเท่ากันโดยอ้างอิงจากน้ำในบ่อเจาะชั้นน้ำ หากทำการเจาะบ่อสำรวจในชั้นน้ำจะพบว่าระดับน้ำในบ่อเปลี่ยนแปลงน้อยมากและระดับน้ำในบ่อจะสูงกว่าชั้นหินอุ้มน้ำที่ถูกปิดทับเนื่องจากมีแรงดัน คุณภาพ น้ำในชั้นหินอุ้มน้ำถูกปิดทับจะมีคุณภาพสูงไม่ถูกปนเปื้อนได้ง่าย แต่ถ้าหากปนเปื้อนจะใช้เวลานานมากในการตรวจพบ

วัฏจักรน้ำ

ภาพแสดงวัฏจักรของน้ำ

วัฏจักรน้ำ (อังกฤษ: Hydrologic cycle) กล่าวถึงการเคลื่อนที่อย่างคงที่ของน้ำทั้งเหนือและใต้ผิวโลก วัฎจักรของน้ำเริ่มจากการระเหยน้ำจากพืช ดินชื้น และทะเล ความชื้นจากการระเหยนี้จะคืนกลับสู่ผิวดิน โดยการกลั่นตัว การกลั่นตัวเกิดได้หลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นฝน หิมะ และลูกเห็บ แต่ในแง่น้ำบาดาลจะพิจารณาแต่ฝนเท่านั้น เมื่อฝนตกลงมาสู่ผิวดิน น้ำฝนจะซึมลง (infiltration) ใต้ดิน โดยค่า infiltration จะมีค่ากว้างมากขึ้นกับการใช้งานพื้นที่ ความชื้นของดิน และระยะเวลาที่ได้รับน้ำ เมื่อใดก็ตามที่ฝน (precipitation) ตกในปริมาณที่มากจะเกิดการซึมลง (infiltration) สู่ใต้ดินเพิ่มขึ้น น้ำที่ซึมลงจะไปแทนที่ความชื้นในดิน และค่อยไหลเข้าสู่โซน intermediate และเข้าสู่โซนน้ำอิ่มตัว (saturated zone) น้ำในโซนที่อิ่มตัวจะซึมในลงในแนวดิ่งและแนวราบเป็น discharge ออกจากชั้นน้ำบาดาลเช่น น้ำพุบนภูเขา หรือ น้ำซึมในลำธาร จากนั้นก็จะระเหยกลับเข้าสู่วัฏจักรอีกครั้ง น้ำที่เติมในแม่น้ำ ทั้งจากการไหลบนผิวดินและจาก discharge ของน้ำบาดาลจะไหลลงทะเลทั้งหมดและระเหยกลับเข้าสู่กระบวนการอีกครั้ง

อ้างอิง

• (HEATH R.C.,Basic Ground-Water Hydrology, Page 1-7,1983,ISBN 0-607-68973-0)