Geo101 ธรณีวิทยาเบื้องต้น 13 ธรณีวิทยาของน้ำใต้ดิน (Hydrogeology)

ธรณีวิทยาเบื้องต้น บทที่ 13 ธรณีวิทยาของน้ำใต้ดิน (Hydrogeology)

สนใจดูเรื่องราวธรณีวิทยาคลิกที่นี่

ธรณีวิทยาเบื้องต้น (Introduction to Geology)

บทที่ 13 ธรณีวิทยาของน้ำใต้ดิน (Hydrogeology)

ธรณีวิทยาของน้ำใต้ดิน หรือ Hydrogeology เป็นสาขาหนึ่งของธรณีวิทยาที่ศึกษาการเกิด คุณสมบัติ การเคลื่อนที่ และการจัดการน้ำใต้ดิน น้ำใต้ดินเป็นแหล่งน้ำสำคัญที่มนุษย์ใช้ในชีวิตประจำวัน รวมถึงในการเกษตร อุตสาหกรรม และการอุปโภคบริโภค การทำความเข้าใจเกี่ยวกับธรณีวิทยาของน้ำใต้ดินจึงเป็นสิ่งสำคัญในการจัดการทรัพยากรน้ำอย่างยั่งยืน 

น้ำใต้ดิน เป็นทรัพยากรน้ำที่สำคัญต่อการดำรงชีวิตและกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์ ธรณีวิทยาของน้ำใต้ดิน หรือ Hydrogeology เป็นสาขาหนึ่งของธรณีวิทยาที่ศึกษาเกี่ยวกับการเกิด การกระจายตัว และการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดิน รวมถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างน้ำใต้ดินกับหินและดิน การทำความเข้าใจเกี่ยวกับธรณีวิทยาของน้ำใต้ดินมีความสำคัญต่อการจัดการและการอนุรักษ์ทรัพยากรน้ำใต้ดินอย่างยั่งยืน

13.1 คุณสมบัติและการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดิน (Properties and Movement of Groundwater)

น้ำใต้ดิน เป็นน้ำที่อยู่ในช่องว่างระหว่างเม็ดดิน หิน และวัสดุที่ไม่อัดแน่นใต้พื้นผิวโลก การเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดินขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของหินและดินที่เป็นตัวกลาง รวมถึงแรงดันน้ำและแรงโน้มถ่วง

13.1.1 คุณสมบัติของน้ำใต้ดิน (Properties of Groundwater) น้ำใต้ดินมีคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการ เช่น ความสามารถในการไหลผ่าน (Permeability) ความหนาแน่น (Density) และค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) คุณสมบัติเหล่านี้ส่งผลต่อการเคลื่อนที่และคุณภาพของน้ำใต้ดิน ซึ่งมีผลต่อการนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ คุณสมบัติของน้ำใต้ดิน น้ำใต้ดินมีคุณสมบัติที่แตกต่างจากน้ำผิวดิน เช่น

- ปริมาณสารละลาย น้ำใต้ดินมักมีปริมาณสารละลายที่สูงกว่าน้ำผิวดิน เนื่องจากมีการสัมผัสกับหินและดินเป็นเวลานาน

- อุณหภูมิ อุณหภูมิของน้ำใต้ดินมักจะคงที่กว่าน้ำผิวดิน และมักจะใกล้เคียงกับอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นที่นั้นๆ

- ความสะอาด น้ำใต้ดินมักจะมีความสะอาดกว่าน้ำผิวดิน เนื่องจากได้รับการกรองโดยธรรมชาติจากชั้นดินและหิน

13.1.2 การเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดิน (Movement of Groundwater) มีลักษณะเป็นการไหลจากบริเวณที่มีแรงดันน้ำสูงไปยังบริเวณที่มีแรงดันน้ำต่ำ โดยการไหลผ่านช่องว่างระหว่างเม็ดดินหรือหิน การเคลื่อนที่นี้ได้รับอิทธิพลจากความลาดเอียงของพื้นดิน โครงสร้างหิน และการมีอยู่ของชั้นหินที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันไป น้ำใต้ดินเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างและรอยแตกในชั้นหินและดิน การเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดินขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น

- ความพรุน (Porosity) คือสัดส่วนของช่องว่างในหินหรือดินต่อปริมาตรทั้งหมด ยิ่งความพรุนสูง น้ำใต้ดินก็ยิ่งสามารถเคลื่อนที่ได้ง่ายขึ้น

- ความซึมผ่านได้ (Permeability) คือความสามารถของหินหรือดินในการให้น้ำไหลผ่าน ยิ่งความซึมผ่านได้สูง น้ำใต้ดินก็ยิ่งเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น

- ความชันของระดับน้ำใต้ดิน (Hydraulic Gradient) คือความแตกต่างของระดับน้ำใต้ดินในแนวนอน ยิ่งความชันสูง น้ำใต้ดินก็ยิ่งเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น

13.2 ชั้นหินอุ้มน้ำและการสำรวจน้ำใต้ดิน (Aquifers and Groundwater Exploration)

ชั้นหินอุ้มน้ำ (Aquifers) คือ ชั้นหินหรือดินที่มีความพรุนและความซึมผ่านได้สูง สามารถเก็บกักและให้น้ำใต้ดินไหลผ่านได้ดี เป็นชั้นหินที่มีความสามารถในการเก็บและปล่อยน้ำใต้ดิน การสำรวจและทำความเข้าใจเกี่ยวกับชั้นหินอุ้มน้ำเป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนาและจัดการแหล่งน้ำใต้ดิน ชั้นหินอุ้มน้ำเป็นชั้นหินที่มีช่องว่างเพียงพอให้เก็บน้ำใต้ดินได้ ชั้นหินอุ้มน้ำมี 2 ประเภทแต่ละประเภทมีคุณสมบัติและการไหลของน้ำที่แตกต่างกัน คือ

- ชั้นหินอุ้มน้ำแบบเปิด (Unconfined Aquifers) ชั้นหินอุ้มน้ำที่ไม่มีแรงดัน มีชั้นดินหรือหินที่ไม่ซึมผ่านน้ำอยู่ด้านล่าง และมีผิวดินเป็นขอบเขตด้านบน

- ชั้นหินอุ้มน้ำแบบปิด (Confined Aquifers) ชั้นหินอุ้มน้ำที่มีแรงดันสูง ถูกปิดทับด้วยชั้นหินหรือดินที่ไม่ซึมผ่านน้ำทั้งด้านบนและด้านล่าง ทำให้น้ำใต้ดินในชั้นนี้มีความดัน

การสำรวจน้ำใต้ดิน (Groundwater Exploration) เริ่มต้นจากการศึกษาธรณีวิทยาและการสำรวจสนามเพื่อระบุพื้นที่ที่มีศักยภาพในการเจาะน้ำ การวิเคราะห์ข้อมูลทางธรณีฟิสิกส์และธรณีเคมีเป็นขั้นตอนสำคัญในการประเมินปริมาณและคุณภาพของน้ำใต้ดิน การสำรวจน้ำใต้ดิน เป็นกระบวนการค้นหาและประเมินศักยภาพของแหล่งน้ำใต้ดิน เทคนิคที่ใช้ในการสำรวจน้ำใต้ดิน ได้แก่

- การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ ใช้เครื่องมือวัดสมบัติทางฟิสิกส์ของหินและดิน เช่น ความต้านทานไฟฟ้า และคลื่นไหวสะเทือน เพื่อระบุตำแหน่งและความหนาของชั้นหินอุ้มน้ำ

- การเจาะสำรวจ เจาะหลุมเพื่อเก็บตัวอย่างหินและดิน และวัดระดับน้ำใต้ดิน

- การทดสอบสูบน้ำ สูบน้ำออกจากหลุมเจาะเพื่อประเมินอัตราการไหลและปริมาณน้ำใต้ดินที่มีอยู่

13.3 การจัดการน้ำใต้ดินและปัญหาที่เกี่ยวข้อง (Groundwater Management and Issues)

การจัดการน้ำใต้ดินเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาและใช้ทรัพยากรน้ำอย่างยั่งยืน โดยมีปัญหาหลายประการที่ต้องพิจารณา เช่น การลดลงของปริมาณน้ำ การปนเปื้อน และการใช้ทรัพยากรอย่างไม่ยั่งยืน

13.3.1 การจัดการน้ำใต้ดิน (Groundwater Management) การจัดการน้ำใต้ดินเกี่ยวข้องกับการวางแผนและการดำเนินการเพื่อลดการใช้น้ำเกินกำลังและป้องกันการปนเปื้อนของน้ำ การใช้เทคโนโลยีในการตรวจสอบและควบคุมการใช้น้ำใต้ดินเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาทรัพยากรน้ำในระยะยาว การจัดการน้ำใต้ดินอย่างยั่งยืนเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้มีน้ำใต้ดินเพียงพอต่อการใช้งานในอนาคต แนวทางการจัดการน้ำใต้ดิน ได้แก่

- การควบคุมการสูบน้ำ กำหนดปริมาณการสูบน้ำที่เหมาะสม เพื่อป้องกันการลดลงของระดับน้ำใต้ดินมากเกินไป

- การเติมน้ำใต้ดิน เติมน้ำลงสู่ชั้นหินอุ้มน้ำ เพื่อเพิ่มปริมาณน้ำใต้ดิน

- การป้องกันมลพิษ ป้องกันการปนเปื้อนของน้ำใต้ดินจากสารเคมีและของเสีย

13.3.2 ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับน้ำใต้ดิน (Groundwater Issues) ปัญหาที่พบได้บ่อยในการจัดการน้ำใต้ดิน ได้แก่ การลดลงของระดับน้ำ การปนเปื้อนจากสารเคมีและของเสีย การใช้ทรัพยากรน้ำเกินกำลัง และการสูญเสียพื้นที่น้ำใต้ดิน การแก้ไขปัญหาเหล่านี้ต้องใช้ความร่วมมือระหว่างผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในทุกภาคส่วน

- การลดลงของระดับน้ำใต้ดิน เกิดจากการสูบน้ำมากเกินไป ทำให้เกิดปัญหาการขาดแคลนน้ำและการทรุดตัวของแผ่นดิน

- การปนเปื้อนของน้ำใต้ดิน เกิดจากการรั่วไหลของสารเคมีและของเสียลงสู่ชั้นหินอุ้มน้ำ ทำให้น้ำใต้ดินไม่สามารถนำมาใช้ได้

- น้ำทะเลหนุนสูง เกิดในพื้นที่ชายฝั่งทะเล เมื่อมีการสูบน้ำใต้ดินมากเกินไป ทำให้น้ำทะเลรุกเข้ามาแทนที่น้ำจืดในชั้นหินอุ้มน้ำ

บทนี้ได้กล่าวถึงธรณีวิทยาของน้ำใต้ดิน โดยเน้นถึงคุณสมบัติและการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดิน การสำรวจและการจัดการชั้นหินอุ้มน้ำ รวมถึงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการจัดการน้ำใต้ดิน การทำความเข้าใจเกี่ยวกับหัวข้อต่าง ๆ เหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญในการจัดการและใช้ประโยชน์จากทรัพยากรน้ำใต้ดินอย่างยั่งยืน ธรณีวิทยาของน้ำใต้ดินเป็นสาขาที่สำคัญที่ศึกษาเกี่ยวกับทรัพยากรน้ำใต้ดิน การทำความเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติ การเคลื่อนที่ ชั้นหินอุ้มน้ำ และการจัดการน้ำใต้ดิน ช่วยให้เราสามารถใช้ประโยชน์จากทรัพยากรน้ำใต้ดินอย่างยั่งยืน และป้องกันปัญหาที่เกี่ยวข้องกับน้ำใต้ดิน