4.2.1 Nước trong đới thơng khí
Đới thơng khí là tầng đất nằm ngay dưới mặt đất và khơng bão hồ nước thường xuyên.
Trong đới này có thể có hơi nước, nước mao dẫn, nước bão hồ khơng thường xuyên xuất
hiện trong quá trình thấm trọng lực và nước thấu kính. Hơi nước có trong các lỗ rỗng, có thể chuyển dịch theo dịng khí trao đổi với khí quyển, tạo nước hấp phụ và ngưng tụ. Hơi nước trong đất có vai trị quan trọng đối với việc tạo vi khí hậu, cần thiết cho hệ sinh vật đất và
Nước mao dẫn tồn tại trong các mao mạch, khe đất rất nhỏ, hình thành và di chuyển do tác động của lực mao dẫn gây nên bởi sức căng mặt ngoài của nước. Nước mao dẫn có giá trị rất lớn đối với sống sinh vật. Trong đất tồn tại các dạng nước mao dẫn khác nhau như mao
dẫn góc, mao dẫn dâng và mao dẫn treo. Mỗi loại đất đá có khả năng dâng nước mao dẫn
khác nhau. Độ cao cột nước dâng mao dẫn cực đại có giá trị tương đối ổn định, phụ thuộc vào loại đất, kích thước lỗ hổng, thành phần, tính chất hố học của nước dâng và thời gian nước dâng. Trong cát thô, độ cao này đạt tới 35cm sau 3 tháng dâng nước liên tục, trong sét - 500cm sau 1 năm dâng nước liên tục. Cơng thức Druren tính gần đúng độ cao nước dâng cực
đại có dạng sau:
Hmax = 0,15 . r-1 (4.1) trong đó r - bán kính mao mạch.
Nước thấu kính là loại nước bão hồ, bị giữ lại phía trên các thấu kính khơng thấm nước nhỏ, phân bố xen kẽ trong đới thơng khí. Nước này thường có lượng nhỏ, động thái biến đổi mạnh và chất lượng kém, chỉ có ý nghĩa cấp nước cục bộ quy mô nhỏ cho các đối tượng dùng nước khơng cần chất lượng cao.
Đới thơng khí có khả năng chứa nước tạm thời hoặc cho nước đi qua, do đó nó là nhân tố
quyết định đặc điểm quá trình thấm lượng tổn thất nước do thấm trong q trình hình thành
dịng chảy do mưa, do đó nó là một trong những nhân tố điều tiết phân phối lại dịng chảy theo khơng gian và thời gian. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình thấm là thành phần và tính chất của đất, độ ẩm đất, đặc điểm của quá trình cấp nước cho thấm. Mỗi loại đất đá có một
khả năng thấm qua nhất định, đặc trưng bằng cường độ thấm ổn định, còn lượng nước cần
thiết để bão hòa các lỗ hổng thì phụ thuộc độ rỗng của đất và độ ẩm đất. Cường độ thấm trong mỗi trận mưa giảm dần theo thời gian, tương ứng với sự tăng dần mức bão hồ nước trong các lỗ rỗng. Cơng thức Alecxâyep tính cường độ mưa theo thời gian có dạng:
V = K + a. t-1/2 (4.2)
trong đó: K- cường độ thấm ổn định, t- thời gian thấm; Tham số phụ thuộc tính chất thuỷ lý, độ hụt ẩm bão hồ của đất.
Q trình bão hồ nước tạm thời trong đới thơng khí có thể xảy ra khi: 1- Nước ngấm xuống làm tăng dần mực nước ngầm; 2- Trên mặt đất tồn tại lớp nước bão hoà cấp đồng bộ và liên tục cho quá trình thấm, dẫn đến miền bão hồ đi từ trên xuống. Q trình bão hồ thứ hai này là cơ sở cho hình thành dịng chảy treo, hay còn gọi là dòng dưới mặt, dòng thổ nhưỡng, là loại dòng chảy dưới mặt đất, nhưng lại có điều kiện tập trung khá nhanh về lưới sông, sinh lũ ác liệt và bất ngờ.
4.2.2 Nước trong đới bão hoà
Đới chứa nước bão hoà bao gồm một số tầng chứa nước bão hoà nằm xen kẽ với các đáy
cách nước. Tầng chứa nước bão hoà nằm trên đáy cách nước thứ nhất gọi là tầng nước ngầm. Tầng chứa nước trọng lực bão hoà kẹp giữa hai đáy cách nước gọi vỉa nước. Dưới đây là
những dạng nước thường gặp nhất:
Nước ngầm lỗ hổng, có trong các nón phóng vật, bồi tích thung lũng sơng, trầm tích ven
biển. Các nón phóng vật hoặc bình ngun trước núi thường là lớp trầm tích hạt thơ khá dày, phân bố tương đối rộng, thấm và chứa nước tốt, điều kiện cấp nước thuận lợi, nên lượng nước dồi dào, phục hồi nhanh. Bồi tích thung lũng sơng thường sắp xếp có quy luật trong mỗi chu kỳ địa chất: phần dưới hạt thô hơn, thường là cuội sỏi, lên trên mịn dần, thường là sét, sét pha,
do đó các thung lũng sơng có khả năng thấm và chứa nước ngầm tốt theo tầng, điều kiện phục hồi thuận lợi. Chất lượng hai loại nước trên dễ biến động và phụ thuộc nhiều vào các tác động trên mặt liên quan đến thấm. Trầm tích ven biển có khả năng chứa nước tốt, nhưng phần dưới thường là nước mặn. Nước ngọt tầng trên có dạng hình nêm ở ven bờ, hoặc thấu kính ở các
đảo. Ranh giới giữa hai phần là một dải chuyển tiếp từ từ, có thể di động tuỳ thuộc tương
quan giữa khả năng cấp và mức tiêu thụ nước ngọt. Do vậy tầng nước này rất nhạy cảm với ô nhiễm và nhiễm mặn.
Nước ngầm khe nứt, phân bố trong các khe nứt đủ loại như nguyên sinh, phong hoá, kiến
tạo. Trong tầng gần mặt đất có mặt đầy đủ các loại khe nứt, có thể thơng nhau tạo thành tầng chứa nước liên tục, hoặc đã bị lấp một phần bởi các sản phẩm phong hoá bở vụn làm giảm khả năng chứa và lưu thông nước. Lưu lượng khai thác loại nước này thường không cao, khơng q vài trăm lít/ngày. Trong các tầng đất sâu hơn chủ yếu gặp khe nứt kiến tạo riêng rẽ, cắt qua nhiều loại đất đá có tính chứa nước khác nhau, do đó nước có thể có tính có áp, có
nhiệt độ và độ khống hố cao. Trong đá phun trào bazan, hệ thống khe nứt nguyên sinh phát triển khá đều và mở rộng nên khả năng chứa nước tốt, lưu lượng lỗ khoan tới vài trăm lít/ngày. Tuy nhiên tầng trên cùng, do phong hố triệt để thành lớp đất đỏ phì nhiêu, nên thấm nước rất kém.
Nước ngầm caxtơ phân bố trong các hang động caxtơ thường có kích thước lớn và thơng
nhau tốt, do đó có trữ lượng lớn và động thái biến đổi mạnh, lan truyền ô nhiễm nhanh.
Nước vỉa là loại nước nằm trong lớp đất đá thấm nước tốt kẹp giữa hai lớp cách nước,
thường phân bố sâu, động thái biến đổi chậm, khả năng tiếp xúc với nguồn ô nhiễm cũng như khả năng tự làm sạch hạn chế. Nước có thể thuộc loại có áp hoặc khơng áp.