Fjäder (hydrologi)
En vår är en naturlig utgångspunkt där grundvatten dyker upp ur akvifären och strömmar till toppen av jordskorpan ( pedosfären ) för att bli ytvatten . Det är en del av hydrosfären såväl som en del av vattnets kretslopp . Källor har länge varit viktiga för människor som en källa till sötvatten , särskilt i torra områden som har relativt lite årlig nederbörd .
Fjädrar drivs ut på ytan av olika naturkrafter, såsom gravitation och hydrostatiskt tryck . En källa som produceras av uppkomsten av geotermiskt uppvärmt grundvatten kallas en varm källa . Utbytet av källvatten varierar kraftigt från en volymetrisk flödeshastighet på nästan noll till mer än 14 000 liter per sekund (490 cu ft/s) för de största källorna.
Bildning
Källor bildas när grundvatten rinner upp på ytan. Detta händer vanligtvis när grundvattenytan når över ytan eller om terrängen sjunker kraftigt. Källor kan också bildas som ett resultat av karsttopografi , akviferer eller vulkanisk aktivitet . Källor har också observerats på havsbotten , som spyr ut varmare vatten med låg salthalt direkt i havet.
Fjädrar som bildas som ett resultat av karsttopografi skapar karstfjädrar , där grundvatten reser till och med ett nätverk av sprickor och sprickor-öppningar som spänner från intergranular utrymmen till stora grottor , mer sistnämnd dyka upp i en vår.
Fjäderns pressning till ytan kan vara resultatet av en sluten akvifer där laddningsområdet för källvattenytan vilar på en högre höjd än utloppet. Källvatten som tvingas upp till ytan av förhöjda källor är artesiska brunnar . Detta är möjligt även om utloppet är i form av en 300 fot djup (91 m) grotta. I detta fall används grottan som en slang av det högre upphöjda påfyllningsområdet för grundvatten för att komma ut genom den lägre höjden.
Icke-artesiska källor kan helt enkelt flyta från en högre höjd genom jorden till en lägre höjd och gå ut i form av en fjäder, med hjälp av marken som ett dräneringsrör. Ytterligare andra källor är resultatet av tryck från en underjordisk källa i jorden, i form av vulkanisk eller magmaaktivitet . Resultatet kan bli vatten vid förhöjd temperatur och tryck, dvs varma källor och gejsrar .
Grundvattnets verkan löser kontinuerligt upp permeabel berggrund som kalksten och dolomit , vilket skapar stora grottsystem.
Typer
- Fördjupningsfjädrar uppstår längs en fördjupning, såsom botten av alluvialdalar , bassänger eller dalar gjorda av högpermeabla material.
- Kontaktkällor, som uppstår längs sidan av en kulle eller ett berg, skapas när grundvattnet är underliggande av ett ogenomträngligt lager av sten eller jord som kallas en aquiclude eller aquifuge
- Sprickor eller fog uppstår när grundvatten som rinner längs ett ogenomträngligt berglager möter en spricka (spricka) eller fog i berget.
- Rörformiga källor uppstår när grundvatten strömmar från cirkulära sprickor som de som finns i grottor (lösningsrörformiga källor) eller lava rörformade källor som finns i lavarörsgrottor .
- Artesiska källor förekommer vanligtvis vid den lägsta punkten i ett givet område. En artesisk källa skapas när trycket för grundvattnet blir större än trycket från atmosfären. I detta fall trycks vattnet rakt upp ur marken.
- Wonky hål är sötvattens ubåtsutgångar för koraller och sedimenttäckta, sedimentfyllda gamla flodkanaler.
- Karstkällor uppstår som utflöden av grundvatten som ingår i ett karsthydrologiskt system.
- Termiska källor värms upp av geotermisk aktivitet; de har en vattentemperatur som är betydligt högre än medellufttemperaturen i det omgivande området. Gejsrar är en typ av heta källor där ånga skapas under jord av instängt överhettat grundvatten vilket resulterar i återkommande utbrott av hett vatten och ånga.
- Kolsyrade källor, såsom Soda Springs Geyser , är källor som avger naturligt förekommande kolsyrat vatten, på grund av löst koldioxid i vatteninnehållet. De kallas ibland kokande källor eller bubblande källor.
Flöde
Fjäderutsläpp, eller återuppkomst , bestäms av fjäderns laddningsbassäng. Faktorer som påverkar återladdningen är bland annat storleken på området där grundvattnet fångas upp, mängden nederbörd, storleken på fångstpunkterna och storleken på källans utlopp. Vatten kan läcka in i det underjordiska systemet från många källor, inklusive genomsläpplig jord, sjunkhål och förlorade bäckar . I vissa fall verkar hela bäckar försvinna när vattnet sjunker ner i marken via bäckbädden. Grand Gulf State Park i Missouri är ett exempel på en hel bäck som försvinner in i grundvattensystemet. Vattnet dyker upp 9 miles (14 km) bort och bildar en del av utsläppet från Mammoth Spring i Arkansas . Mänsklig aktivitet kan också påverka en källas utsläpp – uttag av grundvatten minskar vattentrycket i en akvifär, vilket minskar flödesvolymen.
Klassificering
Fjädrar delas in i tre allmänna klassificeringar: fleråriga (fjädrar som flödar konstant under året); intermittent (tillfälliga källor som är aktiva efter nederbörd eller under vissa säsongsmässiga förändringar); och periodisk (som i gejsrar som ventilerar och bryter ut med jämna eller oregelbundna intervall).
Källor klassificeras ofta efter volymen av vattnet de släpper ut. De största källorna kallas "första magnituden", definierade som källor som släpper ut vatten med en hastighet av minst 2800 liter eller 100 kubikfot (2,8 m 3 ) vatten per sekund. Vissa platser innehåller många fjädrar av första storleken, som Florida där det finns minst 27 kända för att vara i den storleken; Missouri och Arkansas Ozarks , som innehåller 10 kända av första storleken ; och 11 till i Thousand Springs -området längs Snake River i Idaho . Skalan för fjäderflöde är följande:
| Magnitud | Flöde (ft 3 /s, gal/min, pint/min) | Flöde (L/s) |
|---|---|---|
| 1:a magnitud | > 100 fot 3 /s | 2800 L/s |
| 2:a magnituden | 10 till 100 fot 3 /s | 280 till 2800 L/s |
| 3:e magnituden | 1 till 10 fot 3 /s | 28 till 280 L/s |
| 4:e magnituden | 100 US gal/min till 1 ft 3 /s (448 US gal/min) | 6,3 till 28 L/s |
| 5:e magnituden | 10 till 100 gal/min | 0,63 till 6,3 L/s |
| 6:e magnituden | 1 till 10 gal/min | 63 till 630 ml/s |
| 7:e magnituden | 2 pint till 1 gal/min | 8 till 63 ml/s |
| 8:e magnituden | Mindre än 1 pint/min | 8 ml/s |
| 0 magnitud | inget flöde (platser med tidigare/historiskt flöde) |
Vatten innehåll
Mineraler löses upp i vattnet när det rör sig genom de underjordiska stenarna . Denna mineralhalt mäts som totala lösta fasta ämnen (TDS). Detta kan ge vattnet smak och till och med koldioxidbubblor , beroende på vilken geologi som det passerar genom. Det är därför källvatten ofta buteljeras och säljs som mineralvatten , även om termen ofta är föremål för vilseledande reklam . Mineralvatten innehåller inte mindre än 250 delar per miljon (ppm) tds. Källor som innehåller betydande mängder mineraler kallas ibland " mineralkällor ". (Fjädrar utan sådant mineralinnehåll särskiljs ibland som "söta källor".) Fjädrar som innehåller stora mängder lösta natriumsalter , mestadels natriumkarbonat , kallas "sodakällor". Många orter har utvecklats kring mineralkällor och är kända som kurorter . Mineralkällor påstås ha läkande egenskaper. Blötläggning i dem sägs resultera i att mineralerna tas upp från vattnet. Vissa källor innehåller arseniknivåer som överstiger Världshälsoorganisationens standard på 10 ppb för dricksvatten . Där sådana källor matar floder kan de också höja arseniknivåerna i floderna över WHO:s gränser.
Vatten från källor är vanligtvis klart. Vissa källor kan dock färgas av de mineraler som är lösta i vattnet. Till exempel kommer vatten tungt med järn eller tanniner att ha en orange färg.
I delar av Förenta staterna kan en ström som bär utflödet av en källa till en närliggande primärström kallas en fjädergren , spring Creek eller run. Grundvatten tenderar att upprätthålla en relativt långvarig medeltemperatur för dess akvifär; så flödet från en vår kan vara svalare än andra källor på en sommardag, men förblir ofrustat på vintern. Det svala vattnet i en källa och dess gren kan hysa arter som vissa öringar som annars är dåligt lämpade för ett varmare lokalt klimat .
Typer av mineralkällor
- Svavelkällor innehåller en hög halt av löst svavel eller svavelväte i vattnet. Historiskt har de använts för att lindra symptomen på artrit och andra inflammatoriska sjukdomar.
- Borax fjädrar
- Gipsfjädrar
- Saline fjädrar
- Järnfjädrar (chalybeate fjäder)
- Radiumfjädrar (eller radioaktiva fjädrar) har en detekterbar nivå av strålning som produceras av den naturliga radioaktiva sönderfallsprocessen
Används
Fjädrar har använts för en mängd olika mänskliga behov - inklusive dricksvatten, hushållsvattenförsörjning, bevattning, kvarnar , navigering och elproduktion . Moderna användningsområden inkluderar fritidsaktiviteter som fiske, simning och flytande; terapi ; vatten för boskap; fiskkläckerier; och försörjning för mineralvatten på flaska eller källvatten på flaska. Källor har antagit en slags mytisk kvalitet genom att vissa människor felaktigt tror att källor alltid är hälsosamma källor till dricksvatten. De kanske är det eller inte. För att veta hur man använder en källa på rätt sätt, oavsett om det är för ett mineralbad eller dricksvatten, behöver man tillgång till ett omfattande vattenkvalitetstest. Fjädrar som hanteras som spa kommer redan att ha ett sådant test.
Dricker vatten
Källor används ofta som källor för vatten på flaska. När man köper vatten på flaska märkt som källvatten kan man ofta hitta vattentestet för den källan på webbplatsen för företaget som säljer det.
Bevattning
Källor har använts som vattenkällor för tyngdkraftsmatad bevattning av grödor. Ursprungsbefolkningen i sydvästra USA byggde vårmatade acequias som ledde vatten till åkrar genom kanaler. Denna metod användes senare av de spanska missionärerna.
Heliga källor
En helig källa, eller helig brunn, är en liten vattenmassa som dyker upp ur underjorden och vördar antingen någon religiös kontext: kristen och/eller hednisk och/eller annan. Det antika Greklands lärdomar och mytologi var fylld av heliga och belägna källor - särskilt de Corycian , Pierian och Castalian källorna. I det medeltida Europa blev hedniska heliga platser ofta kristnade som heliga brunnar. Begreppet "helig brunn" används vanligen för att hänvisa till vilken vattenkälla som helst av begränsad storlek (dvs inte en sjö eller flod, men inklusive bassänger och naturliga källor och sipprar), som har en viss betydelse i lokal folklore . Detta kan ta formen av ett visst namn, en tillhörande legend , tillskrivandet av helande egenskaper till vattnet genom den numinösa närvaron av dess skyddsanda eller av ett kristet helgon , eller en ceremoni eller ritual centrerad på brunnsplatsen. Kristna legender berättar ofta hur ett helgons agerande fick en källas vatten att rinna - ett välbekant tema särskilt i hagiografin om keltiska helgon . [ citat behövs ]
Termiska källor
Det geotermiskt uppvärmda grundvattnet som strömmar från termiska källor är högre än människans kroppstemperatur, vanligtvis i intervallet 45–50 °C / 110–120 °F, men de kan vara varmare. De källor med vatten svalare än kroppstemperaturen, men varmare än lufttemperaturen, kallas ibland varma källor.
Bad och balneoterapi
Varma källor eller geotermiska källor har använts för balneoterapi , bad och avkoppling i tusentals år. På grund av folkloren kring varma källor och deras påstådda medicinska värde, har vissa blivit turistmål och platser för fysiska rehabiliteringscenter .
Geotermisk energi
Varma källor har använts som värmekälla i tusentals år. På 1900-talet blev de en förnybar resurs av geotermisk energi för att värma bostäder och byggnader. Staden Beppu, Japan innehåller 2 217 brunnshuvuden för varma källor som förser staden med varmt vatten. Varma källor har också använts som en källa till hållbar energi för växthusodling och odling av grödor och blommor.
Kulturella representationer
Springs har varit representerade i kulturen genom konst, mytologi och folklore genom historien. The Fountain of Youth är en mytisk källa, som sades återställa ungdomen till alla som drack ur den. Det har hävdats att fontänen ligger i St. Augustine, Florida , och upptäcktes av Juan Ponce de León 1513, även om den inte har visat kraften att återställa ungdomar och de flesta historiker ifrågasätter sanningshalten i Ponce de Leóns upptäckt.
Pythia, även känd som oraklet i Delfi, var översteprästinnan i Apollontemplet . Hon levererade profetior i ett frenetiskt tillstånd av gudomlig besittning som "framkallades av ångor som steg upp från en avgrund i klippan". Man tror att ångorna släpptes ut från Kerna-källan i Delfi.
Den grekiska myten om Narcissus beskriver en ung man som blev kär i sin spegelbild i den stilla pölen i en källa. Narcissus stirrade in i "en lerad källa, silverglänsande av sina glittrande vatten, som varken herdar eller getter som betade på berget eller någon annan boskap hade rört, som varken fågel eller odjur eller gren som fallit från ett träd hade stört." (Ovidius)
Den amerikanska fotografen från det tidiga 1900-talet, James Reuel Smith, skapade en omfattande serie fotografier som dokumenterar de historiska källorna i New York City innan de täcktes av staden efter tillkomsten av det kommunala vattensystemet. Smith fotograferade senare källor i Europa som ledde till hans bok Springs and Wells in Greek and Roman Literature, Their Legends and Locations ( 1922).
De japanska 1800-talskonstnärerna Utagawa Hiroshige och Utagawa Toyokuni III skapade en serie träblockstryck , Two Artists Tour the Seven Hot Springs (Sōhitsu shichitō meguri) 1854.
Den kinesiska staden Jinan är känd som "en stad av källor" (kinesiska: 泉城), på grund av dess 72 vårattraktioner och många mikrokällor spridda över stadens centrum.
John William Waterhouse Echo And Narcissus, 1903
Lucas Cranach, Der Jungbrunnen (ungdomens fontän) , 1546
Sokokura, från serien Two Artists Tour the Seven Hot Springs (Sōhitsu shichitō meguri) av Utagawa Toyokuni III och Utagawa Hiroshige , 1854
Oracle of Delphi, rödfigur kylix, Kodros-målare, föreställande Pythia med en kopp som förmodligen innehåller vatten från en källa, 440-430 f.Kr.
A Woman Drinks at the Carmen Spring, på West 175th Street och Amsterdam Avenue, New York City, av James Reuel Smith, C. 1897-1902
.jpg)
Handscroll,_ink_and_colors_on_paper,_28.4_x_93.2_cm_National_Palace_Museum,_Taipei.jpg)
Se även
- Fontän
- Lista över kurorter
- Petroleum sippra
- Blötläggning
- Spring linje avveckling
- Fjädertillförsel
- Vattnets kretslopp
- Väl
Vidare läsning
- LaMoreaux, Philip E.; Tanner, Judy T, red. (2001), Världens källor och vatten på flaska: Forntida historia, källa, förekomst, kvalitet och användning , Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, ISBN 3-540-61841-4
- Springs of Missouri , Vineyard and Feder, Missouri Department of Natural Resources , Division of Geology and Land Survey i samarbete med US Geological Survey och Missouri Department of Conservation, 1982
- Cohen, Stan (reviderad utgåva 1981), Springs of the Virginias: A Pictorial History , Charleston, West Virginia : Quarrier Press.
