جواب فصل ۷ علوم هفتم؛ پاسخ درس هفتم سفر آب روی زمین – صفحه ۵۶ تا ۶۴

نمونه پاسخ: آب مصرفی خانواده‌ها با توجه به محل زندگی می‌تواند از چاه‌ها و آب‌های زیرزمینی، چشمه‌ها، رودخانه‌ها و سدها تأمین شود و پس از تصفیه در اختیار مردم قرار گیرد.

آب‌های زیرزمینی اهمیت زیادی دارند؛ زیرا پس از یخچال‌ها از بزرگ‌ترین ذخایر آب شیرین زمین هستند و در مناطق خشک و کم‌آب، به‌ویژه بخش‌های مرکزی ایران، نقش بسیار مهمی در تأمین آب آشامیدنی، کشاورزی و صنعت دارند.

آب زیرزمینی چگونه تشکیل می‌شود؟ بخشی از آب باران، آب رودخانه‌ها و دریاچه‌ها و آب حاصل از ذوب برف و یخ به درون زمین نفوذ می‌کند. این آب به تدریج در فضاهای خالی میان ذره‌های خاک، رسوبات و سنگ‌ها جمع می‌شود و ذخایر آب زیرزمینی را به وجود می‌آورد.

پاسخ: خاک مناسب کشاورزی نباید فقط از ماسه یا فقط از رس تشکیل شده باشد؛ بلکه بهتر است ترکیبی مناسب از رس و ماسه داشته باشد تا هم مقداری آب را برای ریشه‌ی گیاه نگه دارد و هم آب اضافی بتواند در آن نفوذ کند و هوا به ریشه‌ها برسد.

پاسخ بر اساس تصویر کتاب: مقدار نفوذ آب در دامنه‌ی الف بیشتر است؛ زیرا این دامنه شیب ملایم‌تری دارد و دارای پوشش گیاهی است. گیاهان سرعت حرکت آب روی سطح زمین را کاهش می‌دهند و آب فرصت بیشتری برای نفوذ پیدا می‌کند.

در دامنه‌ی ب شیب بیشتر و پوشش گیاهی کمتر است؛ بنابراین آب با سرعت بیشتری به صورت رواناب حرکت می‌کند و فرصت کمتری برای نفوذ دارد.

پاسخ: در دامنه‌ی ب نیاز به مهار آب‌های سطحی بیشتر است؛ زیرا شیب زیاد و نبود پوشش گیاهی مناسب باعث می‌شود آب سریع‌تر در سطح زمین جاری شود و رواناب بیشتری ایجاد شود.

وسایل و مواد: ۴ گلدان کوچک و یکسان، مقداری ماسه و خاک رس، ۴ برچسب کاغذی و یک لیوان

روش آزمایش:
۱- ته هر گلدان سوراخی ایجاد کنید.
۲- گلدان‌ها را با برچسب‌های ۱، ۲، ۳ و ۴ نام‌گذاری کنید.
۳- ترکیب خاک‌ها را به ترتیب زیر در گلدان‌ها بریزید:
گلدان ۱: یک لیوان رس و دو لیوان ماسه
گلدان ۲: دو لیوان رس و یک لیوان ماسه
گلدان ۳: سه لیوان رس
گلدان ۴: سه لیوان ماسه
۴- در هر گلدان یک لیوان آب بریزید و نتیجه‌ی مشاهده‌ها را مقایسه کنید.

گلدان	ترکیب خاک	نتیجه‌ی مورد انتظار
۱	رس + ماسه‌ی بیشتر	نفوذ نسبتاً مناسب و در عین حال مقداری نگهداری آب
۲	رس بیشتر + ماسه	نفوذ کندتر و نگهداری بیشتر آب
۳	رس خالص	نفوذ بسیار کم
۴	ماسه	نفوذ بسیار سریع و نگهداری کم آب

پاسخ: خاک‌های مخلوط رس و ماسه، یعنی گلدان‌های ۱ و ۲، از نمونه‌های کاملاً رسی یا کاملاً ماسه‌ای مناسب‌ترند؛ زیرا باید هم مقداری آب در خاک باقی بماند و هم آب و هوا بتوانند در آن نفوذ کنند.

در آزمایش واقعی، نمونه‌ای که آب را نه خیلی سریع و نه خیلی کند عبور دهد برای بیشتر گیاهان مناسب‌تر است؛ نتیجه‌ی دقیق می‌تواند با نیاز گیاه و شرایط منطقه نیز تفاوت داشته باشد.

پاسخ: هرچه شیب زمین کمتر باشد، سرعت حرکت آب روی سطح زمین کمتر و فرصت نفوذ آن بیشتر می‌شود. پوشش گیاهی نیز سرعت رواناب را کاهش می‌دهد و ریشه‌های گیاهان با ایجاد فضاهایی در خاک می‌توانند نفوذ آب را بیشتر کنند.

پاسخ: زیرا آب با سرعت زیادی از اطراف ریشه عبور می‌کند و وارد لایه‌های پایین‌تر می‌شود؛ در نتیجه خاک آب کافی را برای مدت مناسب در اختیار ریشه‌ی گیاه نگه نمی‌دارد.

وسایل و مواد: بشر، استوانه‌ی مدرج و مقداری ماسه

روش آزمایش:
۱- بشر را از ماسه پر کنید.
۲- با استوانه‌ی مدرج به آن آب اضافه کنید تا بشر از آب لبریز شود.
۳- مقدار آب مصرف‌شده را برحسب سانتی‌متر مکعب یادداشت کنید.

پاسخ: حجم آبی که بین ذره‌های ماسه قرار می‌گیرد، تقریباً نشان‌دهنده‌ی حجم فضاهای خالی میان ذره‌های ماسه است.

غار آهکی چگونه تشکیل می‌شود؟ آب‌های زیرزمینی هنگام حرکت در بعضی سنگ‌های آهکی، بخشی از سنگ را به‌تدریج حل می‌کنند و حفره‌هایی به وجود می‌آورند. با ادامه‌ی این فرایند، حفره‌ها بزرگ‌تر و به هم متصل می‌شوند و ممکن است غار آهکی تشکیل شود.

پاسخ بر اساس دو تصویر کتاب: در شکل ۲ ذره‌ها تقریباً درشت و هم‌اندازه‌اند و فضای خالی بیشتری بین آنها وجود دارد؛ بنابراین نفوذپذیری بیشتر است.

در شکل ۱ ذره‌های ریزتر بخشی از فضای بین ذره‌های درشت را پر کرده‌اند؛ در نتیجه فضای خالی و نفوذپذیری کمتر است.

پاسخ: شکل ۲ مناسب‌تر است؛ زیرا هم فضای خالی بیشتری دارد و هم آب آسان‌تر می‌تواند در میان ذره‌های آن نفوذ و ذخیره شود.

پاسخ: دو منطقه دیده می‌شود:
۱- منطقه‌ی بالایی که بخشی از فضای خالی آن با هوا و رطوبت پر شده است.
۲- منطقه‌ی پایینی یا منطقه‌ی اشباع که فضای خالی بین ذره‌ها کاملاً با آب پر شده است.

پاسخ: منطقه‌ی اشباع در قسمت پایین ظرف؛ زیرا فضای خالی میان ذره‌ها در این بخش با آب پر شده است.

سطح ایستابی چیست؟ سطح بالایی منطقه‌ی اشباع را سطح ایستابی می‌گویند. به عبارت دیگر، سطح ایستابی مرز میان منطقه‌ی اشباع و منطقه‌ی بالاتر از آن است.

نمونه پاسخ: عمق چاه‌ها در همه‌ی مناطق یکسان نیست و باید مقدار واقعی را برای محل زندگی خود از شرکت آب، اداره‌ی آب منطقه‌ای، کشاورزان یا منابع معتبر محلی پیدا کنید.

طبق توضیح کتاب، در مناطق نزدیک دریا ممکن است با چند متر حفاری به سطح ایستابی رسید، اما در بعضی نواحی خشک داخلی کشور، عمق سطح ایستابی می‌تواند بیش از ۱۵۰ متر باشد.

پاسخ: عمق سطح ایستابی به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
• میزان بارندگی و تغذیه‌ی آبخوان
• میزان نفوذ آب در زمین
• جنس و نفوذپذیری خاک و سنگ‌ها
• شکل و ارتفاع سطح زمین
• فاصله از دریاها و منابع آبی
• مقدار برداشت انسان از آب‌های زیرزمینی

برای مثال برداشت زیاد آب می‌تواند باعث پایین رفتن سطح ایستابی و افزایش عمق رسیدن به آب شود.

نمونه پاسخ: این پاسخ به استان محل زندگی شما بستگی دارد. در مناطق خشک و کم‌بارش معمولاً چاه‌ها، قنات‌ها و دیگر منابع زیرزمینی اهمیت بیشتری دارند؛ اما در مناطقی که رودخانه و سدهای مناسب وجود دارد، بخشی از آب مصرفی می‌تواند از منابع سطحی تأمین شود.

برای پاسخ دقیق، نام منبع اصلی آب شهر یا استان خود و دلیل استفاده از آن را بنویسید.

آبخوان آزاد چیست؟ در آبخوان آزاد، یک لایه‌ی نفوذپذیر روی لایه‌ای نفوذناپذیر قرار دارد. این آبخوان‌ها بیشتر در دشت‌ها و دامنه‌ی کوه‌ها تشکیل می‌شوند و با چاه و قنات می‌توان از آب آنها استفاده کرد. اگر آب زیرزمینی در دامنه‌ای به طور طبیعی به سطح زمین برسد، چشمه به وجود می‌آید.

آبخوان تحت فشار: این نوع سفره‌ی آب زیرزمینی زمانی تشکیل می‌شود که یک لایه‌ی نفوذپذیر میان دو لایه‌ی نفوذناپذیر قرار گیرد. این آبخوان‌ها بیشتر در مناطق کوهستانی و شیب‌دار تشکیل می‌شوند.

ویژگی آب‌های زیرزمینی: آب‌های زیرزمینی غالباً بی‌رنگ و بی‌بو هستند، ترکیب شیمیایی و دمای نسبتاً ثابتی دارند، آلودگی میکروبی آنها معمولاً از آب‌های سطحی کمتر است و در عوض مقدار املاح معدنی محلول در آنها می‌تواند بیشتر باشد.

پاسخ: اگر مقدار برداشت از آبخوان بیشتر از مقدار آبی باشد که دوباره وارد آن می‌شود، ذخیره‌ی آب زیرزمینی کاهش می‌یابد. پیامدهای آن می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
• پایین رفتن سطح ایستابی
• خشک شدن یا کم‌آب شدن بعضی چاه‌ها، قنات‌ها و چشمه‌ها
• نیاز به حفر چاه‌های عمیق‌تر و افزایش هزینه‌ی برداشت آب
• کاهش کیفیت آب و در بعضی مناطق افزایش شوری
• نشست زمین در مناطقی که رسوبات بر اثر کاهش آب فشرده می‌شوند

پاسخ: این رسوب‌ها از املاح معدنی محلول در آب به وجود می‌آیند. کلسیم و منیزیم از مهم‌ترین املاح موجود در بسیاری از آب‌های زیرزمینی هستند و زیاد بودن آنها باعث سختی آب می‌شود.

پاسخ: می‌توان از ماده‌ای اسیدی و نسبتاً ضعیف مانند سرکه برای حل کردن تدریجی رسوب‌های آهکی استفاده کرد. مقداری سرکه را با رسوب تماس می‌دهیم، مدتی صبر می‌کنیم و سپس ظرف را به خوبی می‌شوییم.

وسایل و مواد: بشر، مقداری سرکه و یک تخم‌مرغ با پوست سالم

روش آزمایش:
۱- در بشر تا نیمه سرکه بریزید.
۲- یک تخم‌مرغ داخل آن قرار دهید.
۳- در طول روز مشاهدات خود را یادداشت و نتیجه‌گیری کنید.

مشاهده و نتیجه: پس از قرار دادن تخم‌مرغ در سرکه، حباب‌هایی روی پوسته تشکیل می‌شود و با گذشت زمان پوسته نازک‌تر و نرم‌تر می‌شود و بخشی از آن حل می‌شود.

پوسته‌ی تخم‌مرغ مقدار زیادی کربنات کلسیم دارد و سرکه با آن واکنش می‌دهد. این آزمایش نشان می‌دهد مواد اسیدی می‌توانند رسوب‌های دارای ترکیب‌های کلسیمی را حل کنند.

پاسخ: بله. می‌توان مقداری سرکه را در تماس با رسوب‌های آهکی سماور قرار داد و پس از مدتی که رسوب‌ها نرم یا حل شدند، سماور را کاملاً شست‌وشو داد.

بررسی شکل آلودگی آب زیرزمینی: اگر فاضلاب، مواد شیمیایی یا آلاینده‌ها وارد خاک شوند، ممکن است همراه آب به لایه‌های پایین‌تر نفوذ کنند و به سفره‌ی آب زیرزمینی برسند. به همین دلیل جلوگیری از ورود آلاینده‌ها به خاک برای حفاظت از منابع آب اهمیت زیادی دارد.

پاسخ: کاریز یا قنات بیشتر در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران اهمیت داشته است. از استان‌هایی که قنات‌های مهم و فراوانی در آنها دیده می‌شود می‌توان به خراسان رضوی، خراسان جنوبی، یزد، کرمان، اصفهان و مرکزی اشاره کرد.

در این مناطق قنات آب موجود در آبخوان را بدون نیاز به پمپ و با استفاده از شیب طبیعی زمین از زیر زمین به سطح می‌رساند.

قنات قصبه‌ی گناباد: طبق کتاب، قنات قصبه در استان خراسان رضوی بیش از ۲۵۰۰ سال قدمت دارد، طول آن حدود ۳۳ کیلومتر است و بیش از ۴۲۰ حلقه چاه دارد. عمق مادرچاه آن نیز بیش از ۳۰۰ متر است و این قنات از نمونه‌های برجسته‌ی مهندسی آبی ایران به شمار می‌رود.

پاسخ: آب در طبیعت به طور پیوسته در حال گردش است:
۱- آب دریاها، اقیانوس‌ها، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و سطح زمین بر اثر گرما تبخیر می‌شود.
۲- گیاهان نیز مقداری بخار آب وارد هوا می‌کنند.
۳- بخار آب بالا می‌رود و با سرد شدن، متراکم می‌شود و ابر تشکیل می‌دهد.
۴- آب موجود در ابرها به صورت باران، برف یا دیگر انواع بارش به زمین برمی‌گردد.
۵- بخشی از آب روی سطح زمین جاری می‌شود و رودخانه‌ها را تشکیل می‌دهد.
۶- بخشی از آب در زمین نفوذ می‌کند و به آب‌های زیرزمینی می‌پیوندد.
۷- آب‌های سطحی و زیرزمینی سرانجام دوباره به رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و دریاها می‌رسند و چرخه ادامه پیدا می‌کند.

پاسخ: منبع اصلی انرژی چرخه‌ی آب خورشید است. انرژی خورشید موجب گرم شدن و تبخیر آب می‌شود و چرخه‌ی آب را به حرکت درمی‌آورد.

نمونه پاسخ برای تهیه‌ی گزارش:

۱- منشأ آب محل زندگی: آب می‌تواند از چاه‌ها و آب‌های زیرزمینی، چشمه‌ها، رودخانه‌ها، سدها یا ترکیبی از این منابع تأمین شود. منبع دقیق باید براساس محل زندگی شما نوشته شود.

۲- روش به دست آوردن آب مناسب: استخراج آب از چاه و قنات، انتقال آب از سد و رودخانه و سپس تصفیه و ضدعفونی از روش‌های تأمین آب مناسب هستند.

۳- مصارف آب: آب در بخش‌های خانگی، کشاورزی، صنعتی، خدمات شهری و فضای سبز مصرف می‌شود.

۴- راه‌های جلوگیری از هدررفت آب:رفع نشتی شیرها و لوله‌ها، کوتاه کردن زمان مصرف آب، استفاده از روش‌های آبیاری مناسب، استفاده‌ی دوباره از آب در موارد ممکن و جلوگیری از مصرف غیرضروری.

۵- راه‌های جلوگیری از آلودگی: نریختن روغن، مواد شیمیایی و زباله در آب و خاک، تصفیه‌ی فاضلاب، استفاده‌ی درست از کود و سم کشاورزی و حفاظت از حریم چاه‌ها، چشمه‌ها و رودخانه‌ها.

پیشنهاد نهایی: برای حفظ منابع آب باید هم مقدار مصرف را مدیریت کنیم و هم از آلوده شدن آب‌های سطحی و زیرزمینی جلوگیری کنیم.

نکته‌ی مهم فصل: وجود فضای خالی در خاک یا سنگ به تنهایی کافی نیست؛ برای تشکیل یک ذخیره‌ی مناسب آب زیرزمینی، این فضاها باید به اندازه‌ای به هم ارتباط داشته باشند که آب بتواند در آنها نفوذ، ذخیره و حرکت کند.

جمع‌بندی کوتاه فصل هفتم علوم هفتم: آب‌های سطحی با نفوذ در خاک و سنگ‌ها می‌توانند ذخایر آب زیرزمینی را تشکیل دهند. میزان نفوذ آب به اندازه‌ی ذره‌ها، فضای خالی، نفوذپذیری، شیب زمین و پوشش گیاهی بستگی دارد. منطقه‌ای که فضای خالی آن کاملاً از آب پر شده باشد منطقه‌ی اشباع و سطح بالای آن سطح ایستابی نام دارد. سفره‌های آب زیرزمینی به دو نوع آزاد و تحت فشار تقسیم می‌شوند و از طریق چاه، چشمه و قنات می‌توان از آنها بهره‌برداری کرد. برداشت بی‌رویه باعث افت سطح آب و مشکلاتی مانند خشک شدن چاه‌ها و نشست زمین می‌شود؛ بنابراین حفاظت از منابع آب و جلوگیری از آلودگی و هدررفت آنها ضروری است.