น้ำใต้ดินเกิดขึ้นได้อย่างไร? น้ำใต้ดินคืออะไร - การจำแนกประเภท
จดจำ
- เกิดอะไรขึ้นกับน้ำที่ตกลงสู่พื้นพร้อมกับฝนตก? น้ำซึมผ่านหินชนิดใดได้เร็วกว่า - ทรายหรือดินเหนียว? สปริง (กุญแจ) คืออะไร? ทำไมน้ำในฤดูใบไม้ผลิถึงเย็นแม้ในฤดูร้อน?
น้ำใต้ดินเกิดขึ้นได้อย่างไรน้ำในเปลือกโลกมีอยู่สามสถานะ: ของเหลว ก๊าซ และของแข็ง น้ำและไอน้ำเติมช่องว่างระหว่างอนุภาคหิน
น้ำแข็งคือผลึกและชั้นน้ำแข็งในหินน้ำแข็ง
น้ำบาดาลคือน้ำที่พบในหินเปลือกโลก
มีน้ำใต้ดินมากกว่าน้ำผิวดินบนบก เช่น แม่น้ำ ทะเลสาบ หนองน้ำ เกิดขึ้นเนื่องจากการตกตะกอนที่ซึมลึกลงไปในดิน เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดสำหรับการก่อตัวของน้ำใต้ดินคือความสามารถของหินในการผ่านน้ำ มีหินซึมผ่านได้และกันน้ำได้ (รูปที่ 142)
ข้าว. 142. การซึมผ่านของน้ำของหิน
หินที่ยอมให้น้ำไหลผ่านได้เรียกว่าหินที่ซึมเข้าไปได้ สิ่งเหล่านี้ได้แก่ หินที่มีรูพรุนหลวม (ทราย กรวด กรวด) หรือหินแข็งแต่แตกหัก (หินปูน หินทราย หินดินดาน) ยิ่งอนุภาคและรูพรุนมีขนาดใหญ่เท่าใด การซึมผ่านของน้ำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น หินที่ไม่ยอมให้น้ำไหลผ่านได้จะกันน้ำหรือกันน้ำได้ เหล่านี้เป็นดินเหนียวหรือหินแข็งที่ไม่แตกร้าว
น้ำจากพื้นผิวจะซึมผ่านหินที่ซึมเข้าไปได้จนกระทั่งพบกับชั้นกันน้ำระหว่างทาง ที่นี่มันจะค่อยๆ เติมเต็มรูขุมขนหรือรอยแตกของหินที่ซึมเข้าไปได้ ชั้นที่อิ่มตัวด้วยชั้นหินอุ้มน้ำ (รูปที่ 143) น้ำในนั้นไหลลงมาตามพื้นผิวเอียงของชั้นที่ไม่สามารถซึมผ่านได้
น้ำใต้ดินคืออะไร?เนื่องจากการสลับของหินที่มีการซึมผ่านที่แตกต่างกัน อาจมีชั้นหินอุ้มน้ำหลายแห่งในเปลือกโลกที่ระดับความลึกต่างกัน หินที่หลวมและมีรูพรุนจะถูกแทนที่ด้วยหินที่ทนน้ำ จากนั้นอีกครั้งด้วยหินที่ซึมผ่านน้ำได้ และอีกครั้งด้วยหินที่ทนน้ำ น้ำบาดาลและน้ำบาดาล interlayer นั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของชั้นหินอุ้มน้ำ (ดูรูปที่ 143)
ข้าว. 143. น้ำบาดาล
น้ำของชั้นหินอุ้มน้ำตอนบนซึ่งอยู่บนชั้นแรกที่ไม่สามารถซึมผ่านได้เรียกว่าน้ำใต้ดิน น้ำระหว่างชั้นอยู่ระหว่างชั้นที่ผ่านไม่ได้ 2 ชั้น น้ำจากผิวน้ำเข้ามาที่นี่ผ่านบริเวณที่มีชั้นหินอุ้มน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำเท่านั้น
ความลึกและความหนาของชั้นน้ำใต้ดินขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางธรณีวิทยาของอาณาเขต ภูมิประเทศ และสภาพอากาศ บนที่ราบที่มีสภาพอากาศเย็นและเปียก น้ำใต้ดินสามารถเข้าใกล้พื้นผิวได้ ทำให้เกิดหนองน้ำ หากสภาพอากาศร้อนและแห้ง น้ำบาดาลจะอยู่ที่ระดับความลึกมาก ความลึกของชั้นน้ำใต้ดินอาจแตกต่างกันไปตามฤดูกาล ในรัสเซียน้ำใต้ดินในฤดูใบไม้ผลิตั้งอยู่ใกล้กับผิวน้ำและในฤดูร้อน - ไกลจากผิวน้ำ
ในหินที่มีรูพรุนของดินใต้ผิวดินของทะเลทรายซาฮาราที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของโลก มีแหล่งน้ำจืดใต้ดินจำนวนมหาศาล มีจำนวนมากที่สามารถตอบสนองความต้องการของทุกประเทศที่ตั้งอยู่ในทะเลทราย อย่างไรก็ตามน้ำเหล่านี้อยู่ที่ระดับความลึก 150-200 เมตรจากผิวน้ำ
น้ำบาดาลมักจะมาถึงผิวน้ำ ก่อตัวเป็นแหล่งกำเนิด (น้ำพุ น้ำพุ) ในที่โล่ง: หุบเขาแม่น้ำ หุบเหว น้ำระหว่างชั้นถูกสกัดโดยใช้บ่อเจาะพิเศษ บางครั้งน้ำก็ไหลผ่านบ่อเหมือนน้ำพุ น้ำดังกล่าวเรียกว่าน้ำบาดาล (รูปที่ 144)
ข้าว. 144. น้ำบาดาล
น้ำบาดาลก่อตัวเป็นชั้นหินเว้า ที่นี่น้ำมีความกดดันสูง จึงจะไหลออกมาเมื่อเปิดบ่อ
น้ำบาดาลไม่ทั้งหมดจะสด บางส่วนมีสารและก๊าซที่ละลายอยู่จำนวนมาก น้ำดังกล่าวเรียกว่าน้ำแร่ ที่ระดับความลึกของเปลือกโลก อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นน้ำใต้ดินที่นี่จึงอุ่นและร้อนด้วยซ้ำ
หากชั้นเปลือกโลกประกอบด้วยหินที่ละลายน้ำได้ง่าย (หินปูน ยิปซั่ม เกลือ) น้ำใต้ดินจะชะล้างช่องว่าง โพรง และถ้ำจำนวนมากในนั้น (รูปที่ 145) ปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้ รวมถึงธรณีสัณฐานบนพื้นผิวและในชั้นหิน เรียกว่าคาร์สต์
ข้าว. 145. แบบฟอร์ม Karst
น้ำไม่เพียงแต่สร้างถ้ำหินปูนเท่านั้น เธอตกแต่งด้วย "ประติมากรรม" หินที่งดงาม จากหยดที่ไหลลงมาจากเพดานถ้ำ เช่น น้ำแข็งย้อย หินย้อยจะเติบโตลงไปด้านล่าง จากหยดที่ตกลงบนพื้นถ้ำ เสา - หินงอก - ค่อยๆ เติบโตจากด้านล่าง แบบฟอร์มเหล่านี้บางครั้งจะรวมกันเป็นคอลัมน์เดียว
คำถามและงาน
- น้ำเข้าไปในเปลือกโลกที่ไหน?
- ตั้งชื่อประเภทของน้ำใต้ดิน
- แหล่งที่มาคืออะไร? มันก่อตัวที่ไหน?
- ถ้ำ Karst ก่อตัวขึ้นที่ไหน?
» น้ำชนิดใหม่ เยี่ยมชมวันนี้ - น้ำบาดาล. เราจะมาพูดถึงว่าน้ำใต้ดินคืออะไร มาจากไหน และไปที่ไหน ในระหว่างนี้ เราจะขจัดความเข้าใจผิดทั่วไปบางประการเกี่ยวกับหัวข้อน้ำบาดาล
น้ำบาดาลเป็นชื่อเรียกรวมของแหล่งน้ำใต้ดินต่างๆ น้ำใต้ดินอาจมีความสด สดมาก กร่อย เค็ม เค็มจัด (เช่น ในไครโอเพกส์ ซึ่งเราได้กล่าวถึงในบทความ "ความหลากหลายของน้ำในโลก")
พบได้ทั่วไปกับน้ำบาดาลทุกประเภท: ตั้งอยู่เหนือชั้นดินที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ ดินที่ซึมผ่านไม่ได้คือดินที่มีดินเหนียวจำนวนมาก (ไม่อนุญาตให้น้ำไหลผ่าน) หรือดินที่เป็นหินแข็งที่มีจำนวนรอยแตกน้อยที่สุด
หากคุณออกไปข้างนอกแล้วกางแผ่นโพลีเอทิลีนลงบนพื้น คุณจะไม่ได้อะไรมากไปกว่าแบบจำลองชั้นดินกันน้ำ หากคุณเทน้ำลงบนโพลีเอทิลีน น้ำจะสะสมอยู่ในช่องกดและไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำ จะได้แบบจำลองการกระจายน้ำใต้ดิน และถ้าคุณสร้างโพลีเอทิลีนที่มีขนาดต่างกันหลายรู คุณจะได้แบบจำลองการแทรกซึมของน้ำด้านบนเข้าสู่ขอบเขตอันไกลโพ้น
ในทำนองเดียวกัน น้ำสำรองใต้ดินจะถูกสร้างขึ้นโดยที่ชั้นที่ไม่อนุญาตให้ซึมเข้าไปจะทำให้เกิดความหดหู่ แม่น้ำใต้ดินเกิดจากความกดอากาศสูงลงสู่ต่ำลง ในบริเวณที่ชั้นกันน้ำถูกรบกวน น้ำด้านบนจะลงไปที่ระดับล่าง
ในรูปแบบรูปภาพสามารถแสดงได้ดังนี้:
ตอนนี้เกี่ยวกับที่มาของน้ำใต้ดิน
แหล่งที่มาหลัก: ฝน ฝนตกและซึมลงสู่พื้นดิน น้ำซึมผ่านชั้นดินด้านบนที่หลวมและสะสมอยู่ในช่องแคบของชั้นกันน้ำชั้นบนของโลก น้ำประเภทนี้เรียกว่า "น้ำล้น" ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศเป็นอย่างมาก - ถ้าฝนตกบ่อยก็มีน้ำ หากฝนตกไม่บ่อยก็จะมีน้ำน้อยหรือไม่มีเลย นี่เป็นชั้นน้ำใต้ดินที่มีการปนเปื้อนมากที่สุด เนื่องจากการกรองผ่านพื้นดินมีน้อยมาก และน้ำประกอบด้วยทุกอย่าง เช่น ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ปุ๋ย ยาฆ่าแมลง ฯลฯ และอื่น ๆ ความลึกของน้ำประเภทนี้โดยทั่วไปอยู่ที่ 2 ถึง 10 เมตร
นอกจากนี้ เมื่อชั้นที่ซึมผ่านไม่ได้ด้านบนแตกออก น้ำฝนจะเข้าสู่ชั้นหินอุ้มน้ำชั้นล่าง จำนวนของพวกเขาแตกต่างกันความลึกของการเกิดก็แตกต่างกันมากเช่นกัน ดังนั้นขีด จำกัด บนเริ่มต้นที่ 30 เมตรและสามารถลึกถึง 300 และลึกกว่านั้น ตัวอย่างเช่น ในยูเครน ห้ามบุคคลทั่วไปใช้น้ำที่ลึกเกิน 300 เมตร เนื่องจากนี่คือเขตสงวนทางยุทธศาสตร์ของประเทศ
รูปแบบที่น่าสนใจคือ ยิ่งชั้นหินอุ้มน้ำอยู่ลึกเท่าใด ก็จะยิ่งมีจุดเชื่อมต่อกับชั้นบนน้อยลงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในทะเลทรายซาฮารา พวกเขาใช้น้ำใต้ดินที่ตกลงใต้ดินในยุโรป อีกรูปแบบหนึ่งก็คือ ยิ่งน้ำลึกก็ยิ่งสะอาดขึ้นและขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝนน้อยลง
มักเชื่อกันว่าน้ำใต้ดินอยู่ในความว่างเปล่า สิ่งนี้เกิดขึ้นแต่น้ำบาดาลส่วนใหญ่เป็นส่วนผสมของทราย กรวด แร่ธาตุอื่นๆ และน้ำปริมาณมาก
ว่ากันว่าน้ำใต้ดินมาจากไหนและเคลื่อนที่อย่างไร แต่ไม่ได้บอกว่าจะไปที่ไหน และพวกมันอาจหายไปลึกลงไปใต้ดินหรือไหลลงสู่ผิวน้ำในรูปแบบของน้ำพุ น้ำพุ ไกเซอร์ น้ำพุ และปรากฏการณ์อื่นที่คล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่น นีเปอร์มีต้นกำเนิดมาจากใต้ดินที่ไหนสักแห่งในเบลารุส ใกล้แหลมอายา (ไครเมีย ไม่ไกลจากเซวาสโทพอล) มีแหล่งน้ำจืดไหลลงสู่ทะเล ฉันไม่ได้เห็นมันด้วยตัวเอง (มันเก็บเป็นความลับ :) แต่นักดำน้ำบอกฉันว่า: คุณดำน้ำด้วยขวด เปิดมันใต้น้ำโดยเอาคอลงมา และมีน้ำจืดอยู่
นอกจากช่องทางน้ำบาดาลประเภทธรรมชาติแล้วยังมีช่องทางประดิษฐ์อีกด้วย เหล่านี้คือบ่อน้ำ และปรากฏการณ์ที่น่าสนใจเช่นน้ำบาดาลมีความเกี่ยวข้องกับบ่อน้ำ นานมาแล้ว ในฝรั่งเศส ในเมืองอาร์เทซ พวกเขาขุดบ่อน้ำเพื่อค้นหาน้ำ และน้ำก็เริ่มไหลจากบ่อเหมือนน้ำพุ นั่นคือน้ำบาดาลเป็นน้ำที่ขึ้นมาจากพื้นดินโดยไม่ต้องใช้เครื่องสูบน้ำ มีกรณีเช่นนี้อยู่ไม่กี่กรณี ส่วนใหญ่มักจะมีบ่อน้ำไหลอิสระ
ดังนั้น เช่นเดียวกับทุกสิ่งในธรรมชาติ น้ำใต้ดินมีจุดเริ่มต้น การเปลี่ยนแปลง และจุดสิ้นสุด - มันตกลงไปใต้ดินพร้อมกับฝน เดินทางใต้ดินจากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่ง และในที่สุดก็ไหลออกสู่ผิวน้ำ
วัฏจักรของน้ำใต้ดินก็ว่าได้ :)
เปลือกน้ำของโลกหรือที่เรียกว่า ไฮโดรสเฟียร์ เกิดขึ้นจากน้ำใต้ดิน ความชื้นในบรรยากาศ ธารน้ำแข็ง และแหล่งน้ำผิวดิน รวมถึงมหาสมุทร ทะเล ทะเลสาบ แม่น้ำ และหนองน้ำ น้ำในไฮโดรสเฟียร์ทั้งหมดเชื่อมต่อกันและอยู่ในวัฏจักรต่อเนื่องกัน
องค์ประกอบหลักของไฮโดรสเฟียร์คือน้ำเค็ม น้ำจืดมีสัดส่วนน้อยกว่า 3% ของปริมาตรทั้งหมด ตัวเลขดังกล่าวเป็นไปตามอำเภอใจ เนื่องจากการคำนวณจะพิจารณาเฉพาะปริมาณสำรองที่พิสูจน์แล้วเท่านั้น ในขณะเดียวกันตามที่นักอุทกธรณีวิทยากล่าวว่าในชั้นลึกของโลกมีแหล่งกักเก็บน้ำใต้ดินขนาดมหึมาซึ่งยังไม่ถูกค้นพบ
น้ำบาดาลเป็นส่วนหนึ่งของแหล่งน้ำของโลก
น้ำบาดาลคือน้ำที่บรรจุอยู่ในหินตะกอนที่มีน้ำซึ่งประกอบขึ้นเป็นชั้นบนของเปลือกโลก ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความดัน ประเภทของหิน น้ำจะอยู่ในสถานะของแข็ง ของเหลว หรือไอ การจำแนกประเภทของน้ำใต้ดินโดยตรงขึ้นอยู่กับดินที่ประกอบเป็นเปลือกโลก ความจุความชื้น และความลึก ชั้นหินที่มีน้ำอิ่มตัวเรียกว่า “ชั้นหินอุ้มน้ำ”
ชั้นหินอุ้มน้ำถือเป็นทรัพยากรเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่ง
ลักษณะและคุณสมบัติของน้ำบาดาล
มีชั้นหินอุ้มน้ำแบบไม่จำกัด ล้อมรอบด้วยชั้นหินกันน้ำด้านล่างเรียกว่าน้ำใต้ดิน และชั้นหินอุ้มน้ำแรงดันซึ่งตั้งอยู่ระหว่างชั้นหินที่กันน้ำไม่ได้ 2 ชั้น การจำแนกน้ำบาดาลตามประเภทของดินที่มีน้ำอิ่มตัว:
- มีรูพรุน เกิดขึ้นในทราย
- รอยแยกที่เติมเต็มช่องว่างในหินแข็ง
- คาร์สต์ ซึ่งพบในหินปูน ยิปซั่ม และหินที่ละลายน้ำได้คล้ายกัน
น้ำซึ่งเป็นตัวทำละลายสากลดูดซับสารที่ประกอบเป็นหินและอิ่มตัวด้วยเกลือและแร่ธาตุ ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารที่ละลายในน้ำจะแยกแยะความสดน้ำกร่อยน้ำเกลือและน้ำเกลือได้
ประเภทของน้ำในไฮโดรสเฟียร์ใต้ดิน
น้ำใต้ดินอยู่ในสภาพอิสระหรือถูกผูกมัด น้ำบาดาลอิสระรวมถึงน้ำที่มีแรงดันและไม่ใช่แรงดันซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง น่านน้ำที่เกี่ยวข้องได้แก่:
- น้ำที่ตกผลึกซึ่งรวมอยู่ในโครงสร้างผลึกของแร่ธาตุทางเคมี
- น้ำดูดความชื้นและฟิล์มซึ่งสัมพันธ์ทางกายภาพกับพื้นผิวของอนุภาคแร่
- น้ำมีสถานะเป็นของแข็ง
แหล่งน้ำบาดาล
น้ำใต้ดินคิดเป็นประมาณ 2% ของปริมาตรของไฮโดรสเฟียร์ทั้งหมดของโลก คำว่า “แหล่งน้ำบาดาล” หมายความว่า
- ปริมาณน้ำที่มีอยู่ในชั้นดินที่มีน้ำอิ่มตัวถือเป็นปริมาณสำรองตามธรรมชาติ การเติมชั้นหินอุ้มน้ำเกิดขึ้นเนื่องจากแม่น้ำ การตกตะกอน และการไหลของน้ำจากชั้นอุ้มน้ำอื่นๆ เมื่อประเมินปริมาณน้ำสำรองใต้ดิน จะคำนึงถึงปริมาณการไหลของน้ำใต้ดินโดยเฉลี่ยต่อปี
- ปริมาตรน้ำที่สามารถใช้ได้เมื่อเปิดชั้นหินอุ้มน้ำคือปริมาณสำรองยืดหยุ่น
อีกคำหนึ่ง - "ทรัพยากร" - หมายถึงปริมาณน้ำสำรองในการปฏิบัติงานของน้ำใต้ดินหรือปริมาณน้ำที่มีคุณภาพที่กำหนดซึ่งสามารถสกัดได้จากชั้นหินอุ้มน้ำต่อหน่วยเวลา
มลพิษทางน้ำใต้ดิน
ผู้เชี่ยวชาญจำแนกองค์ประกอบและประเภทของมลพิษทางน้ำใต้ดินดังนี้
มลพิษทางเคมี
น้ำทิ้งที่เป็นของเหลวและขยะมูลฝอยที่ไม่ผ่านการบำบัดจากสถานประกอบการอุตสาหกรรมและเกษตรกรรมมีสารอินทรีย์และอนินทรีย์หลายชนิด รวมถึงโลหะหนัก ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ยาฆ่าแมลงที่เป็นพิษ ปุ๋ยในดิน และสารรีเอเจนต์สำหรับถนน สารเคมีจะแทรกซึมเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำผ่านทางน้ำใต้ดินและบ่อน้ำที่ไม่ได้แยกออกจากชั้นหินที่มีน้ำอิ่มตัวที่อยู่ติดกันอย่างเหมาะสม มลพิษทางเคมีของน้ำใต้ดินแพร่หลาย
สารปนเปื้อนทางชีวภาพ
น้ำเสียในครัวเรือนที่ไม่ผ่านการบำบัด ท่อระบายน้ำเสียที่ชำรุด และบริเวณการกรองที่ตั้งอยู่ใกล้กับบ่อน้ำอาจกลายเป็นแหล่งที่มาของการปนเปื้อนของชั้นหินอุ้มน้ำด้วยจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ยิ่งความสามารถในการกรองของดินสูงเท่าไร การปนเปื้อนทางชีวภาพของน้ำใต้ดินก็จะยิ่งช้าลงเท่านั้น
การแก้ปัญหามลพิษทางน้ำบาดาล
เมื่อพิจารณาว่าสาเหตุของมลพิษทางน้ำบาดาลมีลักษณะเป็นมานุษยวิทยา มาตรการในการปกป้องทรัพยากรน้ำบาดาลจากมลพิษควรรวมถึงการตรวจสอบน้ำเสียในครัวเรือนและอุตสาหกรรม การปรับปรุงระบบบำบัดและกำจัดน้ำเสียให้ทันสมัย การจำกัดการปล่อยน้ำเสียลงสู่แหล่งน้ำผิวดิน การสร้างโซนป้องกันน้ำ และ การปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิต
(ลึก 12-16 กม.) ในสถานะของเหลว ของแข็ง และไอ ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากการซึมของพื้นผิวฝน น้ำที่ละลาย และน้ำในแม่น้ำ น้ำใต้ดินมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องทั้งในแนวตั้งและแนวนอน ความลึกของการเกิดขึ้น ทิศทาง และความรุนแรงของการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่านของน้ำของหิน หินที่ซึมเข้าไปได้ ได้แก่ กรวด ทราย และกรวด กันน้ำ (กันน้ำ) ไม่สามารถกันน้ำได้ - ดินเหนียวหนาแน่นไม่มีรอยแตกดินแข็งตัว ชั้นหินที่มีน้ำเรียกว่าชั้นหินอุ้มน้ำ
ตามสภาพที่เกิดขึ้น น้ำบาดาลแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ ประเภทที่อยู่ในชั้นดินบนสุด นอนอยู่บนชั้นกันน้ำถาวรชั้นแรกจากพื้นผิว interstratal ซึ่งอยู่ระหว่างสองชั้นที่ผ่านไม่ได้ น้ำบาดาลถูกเลี้ยงด้วยตะกอนที่ไหลซึม, น้ำ, ทะเลสาบ, ระดับน้ำใต้ดินผันผวนตามฤดูกาลของปีและแตกต่างกันไปตามโซนต่างๆ ดังนั้นจึงเกิดขึ้นพร้อมกับพื้นผิวและตั้งอยู่ที่ระดับความลึก 60-100 ม. มีการกระจายเกือบทุกที่ไม่มีแรงกดดันและเคลื่อนที่ช้าๆ (เช่นในทรายหยาบเช่นที่ความเร็ว 1.5-2.0 ม. ต่อวัน). องค์ประกอบทางเคมีของน้ำบาดาลแตกต่างกันไปและขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของหินที่อยู่ติดกัน ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี พวกเขาแยกความแตกต่างระหว่างน้ำจืด (เกลือมากถึง 1 กรัมต่อน้ำ 1 ลิตร) และน้ำใต้ดินที่มีแร่ธาตุ (เกลือมากถึง 50 กรัมต่อน้ำ 1 ลิตร) แหล่งน้ำบาดาลตามธรรมชาติบนพื้นผิวโลกเรียกว่าแหล่งกำเนิด (น้ำพุ, น้ำพุ) มักก่อตัวขึ้นในบริเวณต่ำซึ่งมีชั้นหินอุ้มน้ำไหลผ่านพื้นผิวโลก น้ำพุอาจมีอุณหภูมิเย็น (อุณหภูมิไม่สูงกว่า 20°C) อุ่น (ตั้งแต่ 20 ถึง 37°C) และร้อนหรือร้อน (มากกว่า 37°C) น้ำพุร้อนที่พุ่งออกมาเป็นระยะๆ เรียกว่า ไกเซอร์ (Geysers) ซึ่งตั้งอยู่ในพื้นที่ล่าสุดหรือ ทันสมัย (,) น้ำในน้ำพุมีองค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลายและอาจเป็นคาร์บอนิก อัลคาไลน์ เกลือ ฯลฯ หลายแห่งมีคุณค่าทางยา
น้ำใต้ดินช่วยเติมเต็มบ่อ แม่น้ำ ทะเลสาบ ; ละลายสารต่าง ๆ ในหินแล้วขนส่ง ทำให้เกิดแผ่นดินถล่ม พวกเขาให้ความชื้นแก่พืชและน้ำดื่มแก่ประชากร น้ำพุให้น้ำที่บริสุทธิ์ที่สุด ไอน้ำและน้ำร้อนจากไกเซอร์ถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่อาคาร เรือนกระจก และโรงไฟฟ้า
น้ำใต้ดินสำรองมีขนาดใหญ่มาก - 1.7% แต่มีการต่ออายุช้ามากและจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อใช้งาน สิ่งสำคัญไม่น้อยคือการปกป้องน้ำใต้ดินจากมลภาวะ
น้ำพุใต้ดิน
โครงสร้างการรับน้ำ
คำจำกัดความ:
โครงสร้างการรับน้ำ(ปริมาณน้ำ) - โครงสร้างไฮดรอลิกและสถานีสูบน้ำที่ซับซ้อนซึ่งรับประกันปริมาณน้ำจากแหล่งที่มา การบำบัดเบื้องต้นและการจ่ายน้ำ ตามความต้องการของผู้บริโภคสำหรับการไหล การไหล และความดันอย่างต่อเนื่อง
การดื่มน้ำ(อุปกรณ์รับน้ำ) - โครงสร้างที่ใช้น้ำถูกนำมาจากแหล่งน้ำและได้รับการปกป้องจากวัตถุของสัตว์และพืชที่เข้าสู่กระแสการขนส่ง
การดื่มน้ำ- กระบวนการดึงน้ำออกจากแหล่งน้ำประปา
สกัดน้ำลึก- กระบวนการคัดเลือกน้ำจากชั้นล่างของแหล่งน้ำประปา
แหล่งน้ำประปา- แหล่งน้ำหรือแหล่งน้ำที่ใช้สำหรับประปา
สถานที่รับน้ำ- ส่วนหนึ่งของแหล่งน้ำประปาภายในซึ่งน้ำที่ได้รับจากปริมาณน้ำจะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของตะกอน เศษซาก ตะกอน แพลงก์ตอน รวมถึงทิศทางของกระแสน้ำที่ถูกกระตุ้นโดยปัจจัยอื่น ๆ
สภาพแหล่งน้ำในท้องถิ่น- ชุดของภูมิประเทศ ธรณีวิทยา อุตุนิยมวิทยา อุทกวิทยา อุทกสัณฐานวิทยา ความร้อนใต้พิภพ อุทกวิทยา และปัจจัยอื่น ๆ ของพื้นที่แหล่งกำเนิดที่เลือกหรือระบุ เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้มีความสัมพันธ์กัน สภาพท้องถิ่นโดยทั่วไป
รายบุคคลสำหรับแต่ละพื้นที่ที่เลือกของแหล่งน้ำประปา
การแบ่งชั้นความหนาแน่น- การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของน้ำตามความลึกของลำน้ำหรืออ่างเก็บน้ำ มันสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิหรือความเค็มของน้ำระหว่างพื้นผิวและชั้นล่าง รวมถึงเนื่องจากการไหลเข้าของมวลน้ำที่มีปริมาณตะกอนสูง
การบรรยายครั้งที่ 1
ประเภทของแหล่งน้ำประปา
แหล่งที่มาของพื้นผิว
สายน้ำ - แม่น้ำ คลอง;
อ่างเก็บน้ำ - ทะเลสาบ ทะเล มหาสมุทร
น้ำพุใต้ดิน
น้ำบาดาลมีความโดดเด่น: สำหรับน้ำสูง น้ำบาดาล น้ำบาดาล และน้ำเหมือง
สำหรับพื้นที่ทางตอนเหนือของประเทศ น้ำเหล่านี้มีความโดดเด่น: supra-permafrost, inter-permafrost และ sub-permafrost
น้ำบาดาลสำรองแบ่งออกเป็นธรรมชาติและการปฏิบัติงาน
เขตอนุรักษ์ธรรมชาติ– คือปริมาตรของน้ำที่มีอยู่ในรูพรุนและรอยแตกของหิน (ปริมาณสำรองคงที่และยืดหยุ่น) และอัตราการไหลของน้ำที่ไหลผ่านส่วนที่พิจารณา (ส่วน) ของชั้นหินอุ้มน้ำ (ปริมาณสำรองแบบไดนามิก)
เงินสำรองดำเนินงานกำหนดความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของการสกัดน้ำบาดาลและกำหนดลักษณะปริมาณน้ำที่สามารถได้รับจากอ่างเก็บน้ำโดยใช้โครงสร้างการรับน้ำที่มีเหตุผลในแง่เทคนิคและเศรษฐศาสตร์ภายใต้โหมดการทำงานที่กำหนดและคุณภาพน้ำที่ตรงตามความต้องการของผู้บริโภคในช่วงเวลาโดยประมาณ ของการใช้น้ำ
หัวข้อ: สภาพน้ำบาดาล.
ประเภทของการบริโภคน้ำ เงื่อนไขการใช้งาน
วิทยาศาสตร์อุทกธรณีวิทยาศึกษาน้ำบาดาล
ตามเงื่อนไขของการเกิดขึ้น (รูปที่ 1) น้ำใต้ดินสองประเภทหลักมีความโดดเด่น - การไหลอิสระและแรงดัน ขอบเขตของน้ำที่ไหลอย่างอิสระไม่มีสิ่งปกคลุมที่ไม่สามารถซึมผ่านได้อย่างต่อเนื่อง ในขอบเขตอันกว้างไกลดังกล่าว จะมีการสร้างระดับน้ำอิสระ ซึ่งความลึกนั้นสอดคล้องกับพื้นผิวของชั้นหินอุ้มน้ำ
น้ำจากชั้นน้ำแข็งต่อเนื่องชั้นแรกจากผิวน้ำ
พวกเขาถูกเรียกว่าพื้นดิน การสะสมของน้ำในรูปเลนส์บนชั้นน้ำหรือชั้นที่ซึมผ่านได้ต่ำโดยมีการกระจายตัวในท้องถิ่นก่อตัวเป็นเกาะซึ่งอยู่เหนือน้ำใต้ดิน
น้ำบาดาลเป็นกฎ น้ำไหลอย่างอิสระแม้ว่าในบางพื้นที่อาจได้รับแรงกดดันจากท้องถิ่น โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ระดับความลึกตื้นและต้องเผชิญกับปัจจัยทางอุทกอุตุนิยมวิทยา ขึ้นอยู่กับฤดูกาล
การตกตะกอนและอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงทั้งระดับน้ำใต้ดินและองค์ประกอบทางเคมี การเติมน้ำบาดาลเกิดขึ้นผ่านการแทรกซึมของการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศและน้ำในแม่น้ำ และในบางกรณีเกิดจากการไหลบ่าเข้ามาของแรงดันน้ำจากขอบฟ้าเบื้องลึก เนื่องจากตำแหน่งที่ตื้นและไม่มีสิ่งปกคลุม น้ำบาดาลจึงสามารถปนเปื้อนได้ง่าย เงื่อนไข
การเกิดขึ้นของน้ำเหล่านี้มีความหลากหลายมาก
น้ำแรงดันอยู่ระหว่างชั้นกันน้ำ ในหลุมเจาะที่เจาะชั้นน้ำแข็งที่มีแรงดัน น้ำจะลอยขึ้นมาเหนือหลังคาของขอบฟ้านี้ หากระดับความดัน (เพียโซเมตริก) อยู่เหนือพื้นผิวดิน แสดงว่าบ่อน้ำไหล ดังนั้นเพื่อให้ได้น้ำที่ไหลได้เอง จึงต้องเจาะบ่อในพื้นที่ที่มีการผ่อนปรนต่ำ ชั้นหินที่ซึมผ่านได้ซึ่งล้อมรอบด้วยชั้นน้ำ 2 ชั้นไม่สามารถเติมน้ำได้ ในกรณีนี้ จะเกิดน้ำระหว่างชั้นกึ่งความดันหรือไม่มีความดันเกิดขึ้น น้ำแรงดันมักถูกเรียกว่าน้ำบาดาล ไม่ว่าน้ำเหล่านี้จะไหลไปทางไหนก็ตาม 
ข้าว. 1 แผนผังสภาพน้ำบาดาล
ชั้นหินอุ้มน้ำจะถูกจำกัดหากมีพื้นที่เติมพลังซึ่งอยู่ที่ระดับความสูงที่สูงกว่าหลังคาที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ของขอบฟ้านี้
เมื่อน้ำถูกสูบออกจากบ่อ จะเกิดช่องทางกดน้ำล้อมรอบบ่อ ในน้ำที่ไม่มีแรงดัน ช่องทางนี้จะสะท้อนถึงการลดลงของระดับน้ำรอบบ่อน้ำ ซึ่งเป็นส่วนที่ระบายออกจากชั้นหินอุ้มน้ำ ในขอบฟ้าความดันจะเกิดการกดทับของพื้นผิวเพียโซเมตริก - ความดันลดลงในบางโซนรอบบ่อน้ำ น้ำบาดาลมักจะอยู่ที่ระดับความลึกไม่มากก็น้อย พวกมันถูกแยกออกจากพื้นผิวด้วยชั้นกันน้ำ ดังนั้นจึงมีความเสี่ยงต่อมลพิษน้อยกว่าน้ำใต้ดิน เมื่อประเมินความเป็นไปได้ของการใช้น้ำใต้ดิน จะมีการพิจารณาปริมาณสำรองการปฏิบัติงานตามธรรมชาติ ปริมาณน้ำบาดาลธรรมชาติหมายถึงปริมาณน้ำบาดาลที่อยู่ในชั้นหินอุ้มน้ำซึ่งไม่ถูกรบกวนจากการทำงานของโครงสร้างการรับน้ำ ภายใต้เงื่อนไขการปฏิบัติงานการบริโภคซึ่งสามารถรับได้ที่สนามด้วยความช่วยเหลือของโครงสร้างปริมาณน้ำในอัตราส่วนทางเทคนิคและเศรษฐกิจภายใต้โหมดการทำงานที่กำหนดพร้อมคุณภาพน้ำที่ตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคในช่วงเวลาการบริโภคโดยประมาณ . เป็นส่วนหนึ่งของเขตอนุรักษ์ธรรมชาติ เมื่อออกแบบโครงสร้างการรับน้ำ ปริมาณน้ำสำรองในการปฏิบัติงานจะถูกคำนวณตามผลลัพธ์ของงานอุทกธรณีวิทยาโดยละเอียดที่ดำเนินการในสนาม
ในระหว่างการแสวงหาผลประโยชน์จากชั้นหินอุ้มน้ำระบอบการปกครองตามธรรมชาติและความสมดุลของน้ำใต้ดินจะหยุดชะงักอันเป็นผลมาจากพื้นที่ที่มีแรงดันต่ำปรากฏขึ้นในพื้นที่สกัดน้ำและด้วยเหตุนี้จึงมีการสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยสำหรับการมีส่วนร่วมของทรัพยากรเพิ่มเติมใน ชั้นหินอุ้มน้ำที่ถูกใช้ประโยชน์นี้: การไหลของน้ำจากชั้นหินอุ้มน้ำที่อยู่ติดกันซึ่งแยกจากกันด้วยชั้นที่ซึมผ่านได้ต่ำ การแทรกซึมของการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศ การกรองจากแหล่งน้ำผิวดินและอ่างเก็บน้ำ กฎระเบียบเทียมของระบอบการปกครองน้ำ ฯลฯ ขึ้นอยู่กับระดับของการสำรวจปริมาณสำรองในการดำเนินงาน ความซับซ้อน ของสภาวะอุทกธรณีวิทยาและอุทกเคมี ความสม่ำเสมอของคุณสมบัติการกรองของหินที่มีน้ำจะกำหนดประเภทของน้ำใต้ดิน
หัวข้อ: ประเภทของการบริโภคน้ำบาดาล เงื่อนไขการใช้งาน ปริมาณน้ำโดยใช้บ่อน้ำ
การเลือกประเภทและรูปแบบของโครงสร้างการรับน้ำจะขึ้นอยู่กับสภาพทางธรณีวิทยา อุทกธรณีวิทยา และสุขาภิบาลของพื้นที่ ตลอดจนข้อพิจารณาทางเทคนิคและเศรษฐกิจ การรับน้ำบาดาลประกอบด้วยทั้งโครงสร้างส่วนบุคคล (กักขัง) เพื่อรับน้ำบาดาล และระบบของพวกมัน
:(ปริมาณน้ำ) โครงสร้างการจับแบบหนึ่งสามารถเรียกได้ว่าเป็นปริมาณน้ำ บ่อน้ำไหลเข้าและบ่อเพลาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้ประโยชน์จากน้ำบาดาลทั้งแบบไหลอิสระและแรงดัน บ่อเหมืองถูกใช้บ่อยขึ้นเมื่อมีปริมาณการบริโภคน้อยและความลึกของน้ำใต้ดินอยู่ที่ 20-30 ม. การใช้บ่อน้ำอย่างมีประสิทธิภาพเป็นไปได้เมื่อความลึกของฐานของชั้นหินอุ้มน้ำมากกว่า 8-10 ม. และเมื่อความหนา 1- 2 ม. ประสิทธิภาพการใช้งานเพิ่มขึ้นตามความลึกของน้ำชั้นหินอุ้มน้ำ เมื่อชั้นหินอุ้มน้ำเกิดขึ้นเป็นชั้น ๆ เมื่ออย่างน้อยหนึ่งแหล่งเป็นแหล่งน้ำ บ่อน้ำจะกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้
ปริมาณน้ำแนวนอนสามารถใช้ในชั้นหินอุ้มน้ำตื้นที่มีความหนาเล็กน้อยได้ บ่อยครั้งที่การใช้งานทำให้สามารถบรรลุผลในการรับน้ำได้สูงกว่าการใช้ปริมาณน้ำในแนวตั้ง ปริมาณน้ำในแนวนอนในรูปแบบของท่อระบายน้ำและแกลเลอรีที่ใช้ในการดักจับน้ำใต้ดินจะถูกวางในคูน้ำที่ขุดและตั้งอยู่ที่ระดับความลึกไม่เกิน 5-8 เมตร ปริมาณน้ำในแนวรัศมีแนวนอนจะถูกเจาะจากเพลากลาง - ห้องและ มักใช้ในการดักจับน้ำใต้ดินและเมื่อเร็ว ๆ นี้ - และเพื่อจับน้ำแรงดันที่ระดับความลึก 20-30 ม. ปริมาณน้ำในแนวนอนในรูปแบบของ adits และ kariz ได้รับการติดตั้งที่ระดับความลึกของน้ำสูงถึง 20 ม. และบางครั้งก็มากกว่านั้น . Kariz เป็นวิธีการดักจับน้ำบาดาลในสมัยโบราณ ปัจจุบัน ยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้น แต่อยู่ระหว่างดำเนินการและซ่อมแซม (Transcaucasia และเอเชียกลางตอนใต้) โครงสร้างกักเก็บได้รับการออกแบบให้รับน้ำจากแหล่งขึ้นและลง (น้ำพุ น้ำพุ) ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการออกจากชั้นหินอุ้มน้ำไปยังพื้นผิวโลก แหล่งกักเก็บน้ำอาจมีการออกแบบที่แตกต่างกัน: ในรูปแบบของท่อระบายน้ำที่มีการสะสมจากบ่อน้ำไปยังห้องหนึ่งห้องดักจับหนึ่งห้องและบางครั้งอยู่ในรูปแบบของ เพลาพร้อมท่อระบายน้ำ โครงสร้างดังกล่าวค่อนข้างหายากในรัสเซีย
การสกัดน้ำบาดาลโดยใช้หลุมเจาะคือ... วิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการปฏิบัติงานด้านการจัดหาน้ำ เนื่องจากมีความโดดเด่นด้วยความสามารถรอบด้านและความเป็นเลิศทางเทคนิค มันถูกใช้ในความลึกของน้ำบาดาลที่หลากหลาย น้ำจากการรับน้ำจะถูกส่งผ่านท่อรวบรวมไปยังอ่างเก็บน้ำหรือไปยังท่อส่งน้ำหลักหรือไปยังเครือข่ายผู้บริโภคในสถานที่ ท่อส่งน้ำสามารถใช้ร่วมกับเครือข่ายน้ำประปาในสถานที่ได้ ตามโหมดไฮดรอลิก อาจเป็นแรงดัน แรงโน้มถ่วง และแรงดันแรงโน้มถ่วง แผนการรับน้ำแบบกาลักน้ำใช้ท่อน้ำชนิดพิเศษ - แบบกาลักน้ำสำเร็จรูป รูปแบบของท่อส่งน้ำสำเร็จรูปมีความหลากหลายมากในแผน (เชิงเส้น, ทางตัน, วงแหวน, จับคู่) เนื่องจากขึ้นอยู่กับตำแหน่งของปริมาณน้ำ ถังเก็บน้ำ ประเภทของความน่าเชื่อถือของการจ่ายน้ำ ฯลฯ ที่พบมากที่สุดคือโครงร่างเชิงเส้นของท่อส่งน้ำซึ่งได้รับการออกแบบในหนึ่งหรือหลายเธรด (รูปที่ 2) การจัดวางท่อน้ำสำเร็จรูปแบบวงกลม (รูปที่ 3 และแผนผังสวนสาธารณะ รูปที่ 4)
ข้าว. .2. แบบแผนของท่อส่งน้ำสำเร็จรูปเชิงเส้น (ทางตัน)
การเลือกโครงการจะขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบตัวเลือกทางเศรษฐกิจและเทคโน ด้วยสายเก็บน้ำที่มีความยาวมากและบ่อน้ำจำนวนมาก บางครั้งการต่อสายน้ำเข้ากับถังเก็บน้ำหลายแห่งจึงสะดวกกว่า (ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของผู้ใช้น้ำที่สัมพันธ์กับจุดรับน้ำ)
รูปแบบการขนส่งน้ำขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต ท่อส่งน้ำสำเร็จรูปแรงดันเป็นที่แพร่หลายมากที่สุดซึ่งเกิดจากการใช้ระบบหลุมเจาะที่ติดตั้งปั๊มจุ่ม ระบบการไหลของแรงโน้มถ่วงของท่อส่งน้ำสำเร็จรูปใช้ในการรวบรวมน้ำจากกักขังบ่อน้ำที่ไหลได้เองรวมถึงจากบ่อที่ติดตั้งเครื่องสูบน้ำหรือเครื่องยกทางอากาศ
ข้อดีของระบบเหล่านี้คือสามารถใช้ท่อไหลอิสระได้ เมื่อจ่ายน้ำจากโครงสร้างรวบรวมน้ำไปยังเครือข่ายแรงโน้มถ่วง การทำงานของสถานีสูบน้ำแต่ละแห่งจะไม่ขึ้นอยู่กับการทำงานของสถานีสูบน้ำอื่นและสามารถปรับเปลี่ยนได้โดยไม่คำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ของสถานีสูบน้ำเหล่านั้น
ข้าว. .3. แบบแผนของท่อส่งน้ำสำเร็จรูปวงแหวน
ข้าว. .4. แผนผังท่อส่งน้ำสำเร็จรูปแบบคู่
บ่อน้ำเข้าตามข้อกำหนดในการขุดเจาะและธรณีวิทยา (รูปที่ 5) มีการออกแบบแบบยืดไสลด์ ส่วนต่ำสุดของบ่อทำหน้าที่เป็นถังตกตะกอน เหนือบ่อน้ำจะมีส่วนรับน้ำเข้าของบ่อน้ำซึ่งเป็นตัวกรองที่น้ำจากชั้นหินอุ้มน้ำจะเข้าสู่พื้นที่ทำงาน เหนือส่วนรับน้ำของบ่อน้ำจะมีเสาผลิตและท่อปลอกซึ่งในอีกด้านหนึ่งป้องกันไม่ให้ผนังของบ่อน้ำพังทลายและอีกด้านหนึ่งทำหน้าที่วางท่อและปั๊มยกน้ำไว้ในนั้น เหนือสายการผลิตจะมีตัวนำซึ่งกำหนดทิศทางของท่อที่ไหลผ่านในระหว่างการเจาะ มีการวางตัวล็อคซีเมนต์หรือดินเหนียวไว้รอบๆ ตัวนำ เพื่อป้องกันชั้นหินอุ้มน้ำจากสิ่งปนเปื้อนที่เข้ามาจากพื้นผิวผ่านวงแหวนของท่อปลอก ส่วนบนของบ่อเรียกว่าปากหรือหัว หัวสามารถวางได้ทั้งในศาลาและในบ่อทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความลึกโดยที่: ตั้งอยู่อุปกรณ์เครื่องกลและไฟฟ้า การจัดเรียงหลุมเจาะขึ้นอยู่กับประเภทของชั้นหินอุ้มน้ำ ความลึก ประเภทของหินที่ถูกเจาะ ความก้าวร้าว เส้นผ่านศูนย์กลางของบ่อน้ำ และวิธีการขุดเจาะ
ข้าว. .5. น้ำได้ดี
ในการฝึกปฏิบัติของการสร้างบ่อน้ำวิธีการขุดเจาะต่อไปนี้ได้กลายเป็นที่แพร่หลาย: หมุนที่มีการหมุนเวียนโดยตรง, หมุนที่มีการหมุนเวียนย้อนกลับ, หมุนด้วยการเป่าลม, เชือกกระทบ, กังหันเจ็ทและรวมกัน
วิธีการใช้เชือกกันกระแทกใช้ในการเจาะบ่อที่ระดับความลึกสูงสุด 150 ม. ในรูปแบบหลวมและเป็นหิน และเส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มต้นของบ่อมากกว่า 500 มม. ผนังบ่อมีการยึดด้วยท่ออย่างต่อเนื่องเมื่อผิวหน้ามีความลึก
ขึ้นอยู่กับลักษณะของการเจาะลึก การเจาะแบบหมุนจะแบ่งออกเป็นการเจาะผิวหน้าแบบวงกลมและแบบต่อเนื่อง การเจาะด้วยหน้าวงแหวนเรียกว่าการเจาะแกน ในขณะที่การเจาะด้วยหน้าต่อเนื่องเรียกว่าการหมุน วิธีแกนกลางใช้ในการก่อตัวของหินที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมสูงถึง 150-200 มม. และความลึกในการเจาะสูงถึง 150 ม. สำหรับการขุดหลุมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่และความลึกมากกว่า 500-1,000 ม. วิธีกังหันไอพ่น ขอแนะนำ
วิธีการรวม (เครื่องเคาะแบบเชือกและแบบหมุน) ใช้สำหรับเจาะหลุมลึกกว่า 150 ม. ในชั้นหินอุ้มน้ำที่ไหลอิสระและความดันต่ำซึ่งมีตะกอนหลวม วิธีการซักขึ้นอยู่กับชนิดของดินที่ผ่าน สารละลายน้ำและดินเหนียวใช้เป็นน้ำยาซักผ้า
เมื่อเลือกวิธีการขุดเจาะ ไม่เพียงแต่คำนึงถึงความสามารถในการผลิตของวิธีการและอัตราการเจาะเท่านั้น แต่ยังคำนึงถึงข้อกำหนดของเงื่อนไขที่รับประกันการเสียรูปของหินน้อยที่สุดในบริเวณก้นหลุมด้วย
บ่อน้ำจะต้องรับประกันความทนทานและการปกป้องชั้นหินอุ้มน้ำที่ผลิตจากการซึมผ่านของพื้นผิวโลกและการไหลเข้าของน้ำจากชั้นหินอุ้มน้ำที่อยู่ด้านบน แผนภาพที่ง่ายที่สุดของการออกแบบแท่นขุดเจาะแสดงไว้ในรูปที่ 1 6. ยึดบ่อน้ำด้วยท่อปลอก 1. ท่อถูกลดระดับลงที่ด้านบนของขอบเขตชั้นหินอุ้มน้ำ 6. ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 2 จะถูกหย่อนลงในปลอก ซึ่งฝังอยู่ในชั้นกันน้ำที่อยู่ด้านล่าง จากนั้นตัวกรอง 3 จะถูกลดระดับลงในท่อ 2 โดยใช้แกนที่มีตัวล็อคพิเศษ 4 หลังจากนั้นจึงถอดท่อ 2 ออก ช่องว่าง 5 ระหว่างผนังของตัวกรองและท่อปลอกจะถูกปิดผนึก ด้วยความลึกของบ่อขนาดใหญ่ (ขึ้นอยู่กับวิธีการเจาะ) จึงไม่สามารถเข้าถึงระดับที่ต้องการด้วยท่อปลอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันได้ ในกรณีนี้ ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า D2 อีกท่อหนึ่งจะถูกหย่อนลงในท่อปลอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง D1 (รูปที่ 7a) ซึ่งมีความลึกถึง h1 ซึ่งถูกฝังไว้ที่ความลึก h2 ความลึกของท่อคือ พิจารณาจากความต้านทานของหินต่อความก้าวหน้าและการพิจารณาทางเทคโนโลยี เส้นทางที่เดินทางโดยสายของท่อปลอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันเรียกว่าทางออกของสาย การเจาะลึกลงไปอีกสามารถทำได้โดยใช้ท่อปลอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า D 3 เป็นต้น ความแตกต่างระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางของสายปลอกก่อนหน้าและถัดไปต้องมีอย่างน้อย 50 มม. ผลผลิตของคอลัมน์ขึ้นอยู่กับการกระจายขนาดอนุภาคของหินและวิธีการเจาะ ด้วยวิธีเชือกกันกระแทกคือ 30-50 ม. และสำหรับเท่านั้น
ข้าว. 6. แผนผังของหลุมเจาะที่ระดับความลึกเล็กและใหญ่
หินที่มั่นคงสามารถเข้าถึง 70-100 ม. ด้วยการขุดเจาะแบบหมุนผลผลิตจะเพิ่มขึ้นเป็น 300-500 ม. ซึ่งช่วยให้การออกแบบบ่อง่ายขึ้นอย่างมากลดการใช้ท่อและเร่งกระบวนการขุดเจาะ เมื่อสร้างบ่อด้วยกล้องส่องทางไกล เพื่อประหยัดท่อปลอก คอลัมน์ท่อภายในจะถูกตัดแต่ง (ดูรูปที่ 7.6) ขอบด้านบนของท่อปลอกที่เหลืออยู่ในบ่อจะต้องอยู่เหนือรองเท้าของสายก่อนหน้าอย่างน้อย 3 เมตร ช่องว่างวงแหวนระหว่างส่วนที่เหลือของสายของท่อที่ตัดกับสายก่อนหน้าของท่อปลอกจะถูกยึดหรือปิดผนึก การจัดเรียงซีลน้ำมัน
เมื่อบ่อน้ำผ่านชั้นหินอุ้มน้ำสองแห่ง บ่อน้ำด้านบนซึ่งไม่ได้ใช้ประโยชน์จะต้องถูกปิดด้วยเสาตาบอด และจะต้องฝังไว้ในบ่อน้ำ การออกแบบมีความหลากหลายมาก
สำหรับการยึดหลุมจะใช้ข้อต่อเหล็กและท่อปลอกเชื่อมด้วยไฟฟ้า สำหรับหลุมที่มีความลึกถึง 250 มม. บางครั้งจะใช้ท่อซีเมนต์ใยหินเกรดสูง
อุปกรณ์ยกน้ำประเภทต่างๆ ใช้ในการยกน้ำจากบ่อ หน่วยสูบน้ำประเภท ECV ใช้สำหรับเตรียมบ่อที่มีความลึก 10-700 ม. ขึ้นไป พวกเขาสามารถทำงานในหลุมเบี่ยงเบนภายใต้เงื่อนไขทางอุทกธรณีวิทยาที่หลากหลาย เครื่องสูบน้ำที่มีเพลาส่งกำลังใช้สำหรับบ่อลึกถึง 120 ม. โดยสามารถทำงานได้ในบ่อแนวตั้งเท่านั้น น้ำที่มีความเสียหายไดนามิกโดยประมาณไม่เกิน 5 เมตรจากพื้นผิวโลกสามารถรวบรวมได้ด้วยปั๊มแนวนอน ในการยกน้ำจากบ่อน้ำ มีการใช้เครื่องขนส่งทางอากาศ ซึ่งช่วยให้สามารถยกน้ำจากบ่อโค้งได้ เช่นเดียวกับน้ำที่มีสิ่งเจือปนทางกลในปริมาณที่เกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้สำหรับปั๊มประเภทอื่น
ศาลาถูกสร้างขึ้นเหนือปากบ่อน้ำเข้าเพื่อใช้เป็นที่เก็บหัวบ่อ มอเตอร์ไฟฟ้า ปั๊มหอยโข่งแนวนอน อุปกรณ์สตาร์ทและควบคุม และอุปกรณ์อัตโนมัติ นอกจากนี้ ยังมีชิ้นส่วนของท่อส่งแรงดันที่ติดตั้งประตู เช็ควาล์ว ลูกสูบ และวาล์วเก็บตัวอย่าง แต่ละบ่อมีเครื่องวัดการไหล
ศาลาเหนือบ่อน้ำอาจเป็นแบบใต้ดินหรือเหนือพื้นดินก็ได้ ศาลาใต้ดินมักสร้างขึ้นในดินแห้ง เพื่อลดปริมาณการก่อสร้างพวกเขาจึงสร้างห้องสองห้องในรูปแบบของบ่อน้ำ
หากบ่อรับน้ำตั้งอยู่ในสถานที่ที่ถูกน้ำท่วมจากแม่น้ำที่ราบน้ำท่วมถึง ศาลาจะถูกสร้างขึ้นบนการถมหรือภายใต้การคุ้มครองของเขื่อนกั้นน้ำที่มีความสูงเกินขอบเขตน้ำท่วมสูงสุด ตัวกรองส่วนใหญ่กำหนดความน่าเชื่อถือของโครงสร้างการรับน้ำ เนื่องจากต้องรับประกันการเข้าถึงน้ำเข้าสู่บ่อน้ำอย่างอิสระ การทำงานที่มั่นคงของบ่อน้ำเป็นเวลานาน ป้องกันการขัดด้วยการสูญเสียไฮดรอลิกน้อยที่สุด และในกรณีที่พื้นผิวอุดตัน อนุญาตให้มีความเป็นไปได้ในการดำเนินมาตรการฟื้นฟู นอกจากนี้ยังต้องทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมีและไฟฟ้าเคมี
การสูญเสียแรงดันหลักในตัวกรองเกิดขึ้นบนพื้นผิวรับน้ำ (โครง) และก้อนกรวด (หินรับน้ำ) ตัวกรองสามารถจำแนกได้ดังแสดงในรูป. 8.
ข้าว. .8. การจำแนกประเภทของตัวกรองบ่อน้ำ
ตัวกรองประกอบด้วยส่วนที่ใช้งานได้ (รับน้ำ) ท่อกรองด้านบน และถังตกตะกอน ความยาวของท่อกรองด้านบนขึ้นอยู่กับการออกแบบบ่อน้ำ หากตัวกรองอยู่บนคอลัมน์ แสดงว่าไปป์ตัวกรองด้านบนมีความต่อเนื่อง ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่า ท่อกรองด้านบนจะเข้าสู่สายการผลิตอย่างน้อย 3 ม. ที่ความลึกของบ่อสูงสุด 50 ม. และอย่างน้อย 5 ม. ที่ระดับความลึกที่มากขึ้น ในช่องว่างที่เกิดขึ้นระหว่างพวกเขาจะมีการติดตั้งซีลที่ทำจากยางป่านซีเมนต์ ฯลฯ ภายใต้เงื่อนไขบางประการบทบาทของซีลจะเล่นโดยชั้นของกรวดที่เต็มไปด้วยระหว่างปลอกการผลิตและตัวกรอง ความสูงของ ตามกฎแล้วการตกตะกอนถังในตัวกรองจะอยู่ที่ 0.5-2 ม.
ตัวกรองอนุภาคที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ ตัวกรองเฟรมและตัวกรองที่มีพื้นผิวรับน้ำเพิ่มเติม ในการออกแบบเหล่านี้ การป้องกันการเกิดกระดาษทรายทำได้โดยการเลือกขนาดของรูในตัวกรองที่สัมพันธ์กับขนาดอนุภาคของชั้นหินอุ้มน้ำหรือกรวด ตัวกรองที่มีตัวเบี่ยงกรวดนั้นมีลักษณะพิเศษคือการมีองค์ประกอบของพื้นผิวรับน้ำที่ขัดขวางไม่ให้ชั้นหินอุ้มน้ำหรืออนุภาคกรวดเข้าไปในตัวกรองโดยตรง
ในตัวกรองแรงโน้มถ่วง จะมีการติดตั้งช่องรับน้ำกว้างเพื่อป้องกันไม่ให้ดินถูกพัดพาไปภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง
องค์ประกอบหลักของตัวกรองคือโครงรองรับและพื้นผิวรับน้ำโครงให้ความแข็งแรงเชิงกลที่จำเป็นและทำหน้าที่เป็นโครงสร้างรองรับสำหรับพื้นผิวตัวกรอง SNiP “ น้ำประปา เครือข่ายและโครงสร้างภายนอก" แนะนำให้ใช้เฟรมประเภทต่อไปนี้: ก้าน ท่อที่มีรูกลมและเจาะรู ประทับตราจากแผ่นเหล็ก ขดลวดลวด, แผ่นประทับตรา, แผ่นประทับตราที่มีการเคลือบกรวดทรายหนึ่งหรือสองชั้น, ตาข่ายสี่เหลี่ยมและตาข่ายถักถูกใช้เป็นพื้นผิวตัวกรอง เมื่อรวบรวมน้ำปริมาณเล็กน้อย คุณสามารถใช้ตัวกรองที่ทำจากคอนกรีตที่มีรูพรุน (ที่เรียกว่ามีรูพรุน) ได้
การออกแบบตัวกรองจะแสดงในรูป .9.
ข้าว. 9. แผนภาพการออกแบบพื้นฐานของตัวกรองบ่อน้ำ
ตารางที่ 1
หัวข้อ: การคำนวณบ่อน้ำ
บ่อน้ำใช้เพื่อรวบรวมน้ำใต้ดินทั้งแบบแรงดันและแบบไม่แรงดัน (รูปที่ 10) หลุมมีสองประเภท: สมบูรณ์และไม่สมบูรณ์ โดยสมบูรณ์แล้ว เราหมายถึงบ่อน้ำที่ทะลุผ่านชั้นหินอุ้มน้ำไปยังชั้นหินอุ้มน้ำที่อยู่เบื้องล่าง หากบ่อน้ำสิ้นสุดลงด้วยความหนาของชั้นหินอุ้มน้ำ เรียกว่าไม่สมบูรณ์ ความไม่สมบูรณ์ของช่องเปิดมีสองประเภท: โดยระดับของการเปิดขอบฟ้าซึ่งขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความยาวของตัวกรองและความหนาของชั้นหิน และโดยลักษณะของช่องเปิดซึ่งขึ้นอยู่กับโครงสร้างตัวกรองที่ติดตั้ง ในรูปแบบ งานออกแบบหลักคือการเลือกประเภทที่สมเหตุสมผลและเค้าโครงของระบบหลุม เช่น การกำหนดจำนวนบ่อที่เหมาะสมที่สุด, ระยะทางระหว่างหลุมเหล่านั้น, ตำแหน่งสัมพัทธ์บนพื้นดิน, การออกแบบตัวกรอง, เส้นผ่านศูนย์กลางและเส้นทางของท่อ, ลักษณะของอุปกรณ์สูบน้ำโดยคำนึงถึงระดับน้ำในบ่อที่ลดลงที่เป็นไปได้ ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขบนพื้นฐานของการคำนวณทางอุทกธรณีวิทยาเพื่อกำหนดอัตราการไหลของบ่อน้ำและระดับน้ำที่ลดลงระหว่างการดำเนินงาน โดยประเมินอิทธิพลร่วมกันของหลุมแต่ละหลุมเมื่อทำงานร่วมกัน ในเวลาเดียวกันกับการแก้ไขปัญหาเหล่านี้ รูปแบบของบ่อน้ำเข้า จำนวนและประเภทของบ่อน้ำก็ได้รับการชี้แจง เมื่อทำการคำนวณทางอุทกธรณีวิทยา อัตราการไหลที่สอดคล้องกับปริมาณการใช้น้ำที่ระบุจะถูกใช้เป็นค่าเริ่มต้นหรือ
ข้าว. 10. ประเภทของบ่อน้ำ
1 - ตัวกรอง; 2 - ดี; 3 - ชั้นกันน้ำ (หลังคา) 4 - ระนาบความดัน
5- ชั้นหินอุ้มน้ำ; 6- กันน้ำ; 7 - เส้นโค้งภาวะซึมเศร้า; 8 - ระดับน้ำคงที่ 9 - ระดับน้ำระหว่างการสูบน้ำ
อัตราการไหลสูงสุดที่สามารถรับได้ ในทั้งสองกรณี จะมีการคำนวณเกิดขึ้น
ขนาดของโครงสร้างทางน้ำเข้า (ความลึก เส้นผ่านศูนย์กลาง) จำนวน ตำแหน่ง และอัตราการไหลของบ่อ
ตามระยะเวลาการทำงานที่กำหนดและระดับน้ำสูงสุดที่อนุญาต
เราเลือกจากการคำนวณทางอุทกธรณีวิทยาที่แตกต่างกันของโครงการที่กำลังพิจารณา
เหมาะสมที่สุด ในตัวเลือกทั้งหมด ระดับที่คำนวณลดลงจะถูกเปรียบเทียบกับระดับที่อนุญาต
หากระดับที่คำนวณได้ลดลงเกินระดับที่อนุญาต จะไม่สามารถรับประกันการผลิตของหลุมได้ ในกรณีนี้จำเป็นต้องเพิ่มจำนวนบ่อหรือกระจายให้ครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็ก เมื่อระดับลดลงต่ำกว่าระดับที่อนุญาต อัตราการไหลของหลุมจะเพิ่มขึ้น หากไม่ต้องการเพิ่มอัตราการไหล ควรลดหรือลดจำนวนหลุม
ระยะห่างระหว่างพวกเขา คุณยังสามารถเปลี่ยนเค้าโครงของท่อส่งน้ำได้ อุทกธรณีวิทยา
การคำนวณโครงสร้างการรับน้ำดำเนินการตามกฎหมายการกรอง ให้เราพิจารณาการพึ่งพาที่คำนวณโดยทั่วไปเพื่อกำหนดการไหลของน้ำของโครงสร้างการรับน้ำ การผลิตอย่างดี
ในชั้นหินอุ้มน้ำสามารถพบได้ตามความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้
ความดัน
Q = 2p กม. S พิเศษ/ร
ฟรีไหล
Q = p kmS พิเศษ (2h e - S พิเศษ) / R
ที่ไหน เค-การนำน้ำของชั้นหินที่ถูกใช้ประโยชน์ (นี่คือค่าสัมประสิทธิ์การกรอง m คือความหนาของชั้นหิน) S เพิ่มเติม - การลดลงของระดับน้ำใต้ดินสูงสุดที่อนุญาต เขา -พลังธรรมชาติของการไหลของพื้นดิน ร= R o + bx - ความต้านทานการกรองขึ้นอยู่กับสภาวะทางอุทกธรณีวิทยาและประเภทของโครงสร้างการรับน้ำ (ในที่นี้ R o - ความต้านทานไฮดรอลิก รณ ที่ตั้งบ่อน้ำ x - ความต้านทานเพิ่มเติมโดยคำนึงถึงความไม่สมบูรณ์ของการกรองของบ่อน้ำ b = Q o /Q - อัตราส่วนของอัตราการไหลของบ่อน้ำที่เป็นปัญหา Q o ต่อปริมาณการไหลของน้ำทั้งหมด Q) .
ปริมาณ ร, R o และ x สามารถกำหนดได้ด้วยระดับรายละเอียดที่แตกต่างกันเท่านั้น
สถานการณ์อุทกธรณีวิทยา เมื่อสร้างแผนการคำนวณจะถือว่าชั้นหินอุ้มน้ำ
ชั้น (ระบบ ชั้นหินอุ้มน้ำที่ซับซ้อน) ทั้งในสภาพธรรมชาติและในสภาวะ
การดำเนินการรับน้ำเป็นพื้นที่ทางกายภาพเดียวด้วย
ขอบเขตภายนอกบางอย่าง งานพื้นฐานมีไว้เพื่อกำหนดเงื่อนไขเหล่านี้
เอฟ.เอ็ม. Bochever และ N.N. เวริกาน่า เงื่อนไขได้แก่ โครงสร้างทางธรณีวิทยา โครงสร้าง และคุณสมบัติ
ชั้นหินอุ้มน้ำและแหล่งเติมน้ำใต้ดิน ทางเลือกของโครงการอย่างใดอย่างหนึ่งนั้นดำเนินการบนพื้นฐานของข้อมูลอุทกธรณีวิทยาที่ได้รับจากการสำรวจหรือขึ้นอยู่กับอะนาล็อกของบ่อน้ำใกล้เคียง ตามแผนภาพ การคำนวณความต้านทานอย่างใดอย่างหนึ่งจะใช้การพึ่งพาที่คำนวณได้ ในตาราง 5.2 แสดงการพึ่งพาที่คำนวณได้บางส่วนสำหรับการกำหนดความต้านทานไฮดรอลิกในระหว่างการทำงานของการรับน้ำประเภทต่าง ๆ ใกล้กับแม่น้ำที่สมบูรณ์แบบภายใต้เงื่อนไขของการกรองคงที่ แม่น้ำที่สมบูรณ์แบบ ได้แก่ แม่น้ำที่มีความกว้างพอสมควรโดยไม่มีวัสดุที่เป็นปนทรายหรืออุดตัน ซึ่งขัดขวางการกรองน้ำในแม่น้ำลงสู่ชั้นหินอุ้มน้ำ แอ่งน้ำบาดาลมีลักษณะเป็นโครงสร้างเป็นชั้นของชั้นน้ำ ชั้นหินอุ้มน้ำที่ซึมผ่านได้ดีสลับกับชั้นที่กันน้ำและซึมผ่านได้เล็กน้อย สำหรับแอ่งเหล่านี้ จะพิจารณาโครงร่างการออกแบบต่อไปนี้: ชั้นหินอุ้มน้ำที่แยกได้ของพื้นที่ไม่จำกัด และชั้นหินอุ้มน้ำแบบแยกส่วน การก่อตัวที่ไม่ จำกัด ที่แยกได้นั้นมีลักษณะเฉพาะเนื่องจากไม่มีแหล่งน้ำใต้ดินภายนอก ในระหว่างการทำงานของโครงสร้างรับน้ำ ระดับน้ำใต้ดินจะลดลงอย่างต่อเนื่อง การดำเนินการรับน้ำดังกล่าวจะมาพร้อมกับการก่อตัวของหลุมอุกกาบาตที่ครอบคลุมพื้นที่กว้างใหญ่ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ควรคำนึงถึงผลกระทบที่เป็นไปได้ของปริมาณน้ำที่ออกแบบไว้บนโครงสร้างปริมาณน้ำที่มีอยู่ด้วย การพึ่งพาการคำนวณขั้นพื้นฐานสำหรับการกระจายความต้านทานไฮดรอลิก R0เมื่อปริมาณน้ำที่ใช้งานในชั้นที่ไม่มีขอบเขตแยกแยกแสดงไว้ในตาราง .3. การพึ่งพาเหล่านี้รวมถึงรัศมีอิทธิพลตามเงื่อนไขของบ่อน้ำ กรัมใน = ,ที่ไหน เอ -ร่วม เอ่อค่าสัมประสิทธิ์การนำไฟฟ้าแบบเพียโซอิเล็กทริกของการก่อตัวซึ่งแสดงลักษณะอัตราการกระจายแรงดันน้ำใต้ดินในระหว่างการเคลื่อนไหวที่ไม่มั่นคง (โดยที่ k คือค่าสัมประสิทธิ์การกรองที่กำหนดโดยการทดลอง m คือความหนาของการก่อตัว t คือระยะเวลาของการลดลงของน้ำใต้ดิน m คือ ค่าสัมประสิทธิ์ผลผลิตน้ำของการเกิดแรงดัน)
ในชั้นหินอุ้มน้ำจะมีแหล่งน้ำใต้ดินเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพล
การไหลของน้ำใต้ดินเข้าสู่ขอบฟ้าที่ถูกใช้ประโยชน์จากชั้นอาหารใกล้เคียง
ผ่านชั้นการซึมผ่านต่ำในหลังคาหรือด้านล่างของขอบฟ้า โหมด
โดยทั่วไปการทำงานของช่องรับน้ำเหล่านี้จะไม่มั่นคง แต่ด้วยสต๊อกจำนวนมาก
น้ำในชั้นอาหารและการไหลของน้ำอย่างเข้มข้นเข้าสู่ชั้นหินที่ถูกใช้ประโยชน์ด้านล่าง
ระดับปริมาณน้ำอาจคงที่ คำนวณการพึ่งพาเพื่อกำหนด
ความต้านทานไฮดรอลิก R o ในชั้นสองชั้นแสดงไว้ในตาราง 1 4. หมายถึงกรณีที่ชั้นบนสุดมีความสามารถในการซึมผ่านได้น้อยมาก (k o< k), содержит воды, имеющие свободную поверхность, и обладает значительной водоотдачей (m>ม.*) ชั้นที่ถูกใช้ประโยชน์ชั้นล่างประกอบด้วยหินที่สามารถซึมผ่านได้สูง รูปแบบนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับชั้นหินอุ้มน้ำบาดาลซึ่งอยู่ที่ระดับความลึกตื้น มีการพึ่งพาที่คล้ายกันสำหรับเงื่อนไขอื่น ๆ ของการเกิดน้ำใต้ดิน
เมื่อคำนวณปริมาณน้ำเข้าจำเป็นต้องคำนึงถึงความต้านทานการกรองเพิ่มเติม x เนื่องจากระดับการเปิดของชั้นหินอุ้มน้ำ ค่าตัวเลขของสัมประสิทธิ์ x ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ m/r o และ ลิตร/นาทีที่ไหน ม-ความหนาของชั้นหินอุ้มน้ำ r o - รัศมีหลุม; ฉันฉ –ความยาวตัวกรอง สำหรับน้ำที่ไม่มีแรงดัน ม=เอช อี - ส โอ/ 2 . ; ล ฉ =; ล.fn -S o / 2 นี่ เขา -กำลังเริ่มต้นของการไหลอิสระ ; ดังนั้น -การลดระดับน้ำในบ่อน้ำ ฉัน– ความยาวรวมของตัวกรองที่ไม่ท่วม ค่าตัวเลขของ x แสดงไว้ในตารางที่ 5 หยดน้ำที่อนุญาตในบ่อน้ำ เอสพิเศษพิจารณาจากข้อมูลการทดลองสูบน้ำ สามารถกำหนดระดับน้ำที่ลดลงโดยประมาณที่อนุญาตได้:
ฟรีไหล
S เพิ่ม= (0.5÷0.7) h e - D h us - D h f
ความดัน
S เพิ่ม = N อี- [(0.3۞057)]ม+ D N เรา - D N f
ที่ไหน ไม่และ เขา- ความดันเหนือฐานของขอบฟ้า (ในชั้นความดัน) และความลึกเริ่มต้นของน้ำถึงจุดพยุง (ในขอบเขตอันไม่จำกัด)
D h เรา D N เรา- ความลึกในการแช่สูงสุดของปั๊ม (โดยมีขอบล่างอยู่ใต้ระดับไดนามิก)
ดี เอช เอฟ ดี เอ็น เอฟ– การสูญเสียแรงดันที่ทางเข้าของบ่อน้ำ ม– ความหนาของชั้นหินอุ้มน้ำ
การคำนวณที่ซับซ้อนของการฉีดน้ำใต้ดิน
บ่อน้ำรับน้ำที่เชื่อมต่อกันด้วยท่อร้อยสายน้ำสำเร็จรูป เป็นระบบไฮดรอลิกระบบเดียว ในระหว่างการทำงานของระบบดังกล่าว ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลของบ่อ (และปริมาณน้ำโดยทั่วไป) กับการเปลี่ยนแปลงในระบบอุทกพลศาสตร์ของน้ำใต้ดินตลอดจนพารามิเตอร์ทางไฮดรอลิกของโครงสร้างแต่ละส่วนจะมองเห็นได้ชัดเจน ดังนั้นในขั้นตอนการพัฒนาโครงการจึงควรประเมินประสิทธิภาพของระบบ การประเมินดังกล่าวจัดทำขึ้นบนพื้นฐานของการคำนวณปริมาณน้ำบาดาลที่ครอบคลุม ภารกิจหลักของการคำนวณปริมาณน้ำบาดาลที่ครอบคลุมคือการกำหนดค่าที่แท้จริงของอัตราการไหลของบ่อน้ำและการลดลงของระดับน้ำในนั้นตลอดจนการไหล อัตราและการสูญเสียแรงดันในการรวบรวมท่อน้ำและพารามิเตอร์การทำงานของอุปกรณ์ยกน้ำ ดังนั้นการคำนวณดังกล่าวควรดำเนินการภายใต้โหมดการออกแบบที่แตกต่างกันและสำหรับช่วงเวลาที่แตกต่างกันของการดำเนินการรับน้ำ (เช่นโดยคำนึงถึงความผันผวนของระดับตามฤดูกาลและการลดลงของปริมาณน้ำสำรองใต้ดิน colmatage และความล้มเหลวของบ่อน้ำการตัดการเชื่อมต่อของสายรวบรวมน้ำแต่ละสาย ไปป์ไลน์ ฯลฯ ) และจากนี้ให้กำหนดเวลาการดำเนินกิจกรรมที่มุ่งรักษาการทำงานที่มั่นคงของระบบ วัสดุเริ่มต้นสำหรับการคำนวณปริมาณน้ำเข้าคือ: ก) แผนภาพการออกแบบทางอุทกธรณีวิทยาสำหรับตำแหน่งของปริมาณน้ำและโครงสร้างการแทรกซึม; b) รูปแบบการออกแบบสำหรับรวบรวมน้ำจากบ่อน้ำ c) แผนภาพระดับสูงของการจัดหาน้ำให้กับผู้บริโภค
วิธีการวิเคราะห์เชิงกราฟิกสำหรับการคำนวณไฮดรอลิกของโหมดการทำงานของหลุมเดี่ยว
เมื่อดึงน้ำออกจากบ่อ (รูปที่ 11) แรงดันปั๊ม H จะถูกใช้เพื่อเอาชนะความสูงทางเรขาคณิตของการเพิ่มขึ้นของน้ำ z ลดระดับ S และการสูญเสียแรงดันในท่อส่งน้ำ D h จากบ่อไปยังจุดจ่ายน้ำ ในกรณีนี้ ปั๊มที่ติดตั้งในบ่อน้ำจะพัฒนาแรงดันเท่ากับ:
H = (Ср - Сст. hor.) +S+ D ชั่วโมง
ที่ไหน ยังไม่มี -ความสูงรวมของน้ำที่เพิ่มขึ้นจากบ่อน้ำ v p, - เครื่องหมายระดับน้ำในถัง; V st. ภูเขา - เครื่องหมายแสดงระดับน้ำบาดาลคงที่ S- ลดระดับในบ่อน้ำ D ชั่วโมง การสูญเสียแรงดันในท่อส่งน้ำจากบ่อน้ำไปยังอ่างเก็บน้ำ รวมถึงการสูญเสียแรงดันในท่อยกน้ำ
ความแตกต่างในระดับความสูง (ñ r - ñ st.horizon) คือความสูงทางเรขาคณิตของการขึ้นของน้ำจากบ่อ หากเครื่องหมายเหล่านี้ไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น (Š p - ñ st.hor.) = const= z
ในทางกลับกันปั๊มจะพัฒนาแรงดันตามลักษณะการทำงานของมัน H-Q ซึ่งในช่วงของค่าประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุดสามารถประมาณได้ด้วยสมการของรูปแบบ: H = A-BQ 2
ที่ไหน กและ ใน -ลักษณะเฉพาะของปั๊ม H-Q
รน.11. แผนผังการจ่ายน้ำจากบ่อน้ำ
1- ตัวกรอง; 2 - ปั๊ม
ข้าว. 12. วิธีการวิเคราะห์เชิงกราฟิกสำหรับการคำนวณระบบอ่างเก็บน้ำ - ท่อส่งน้ำ - ปั๊มน้ำบาดาล
การแทนที่นิพจน์ (4) ลงในสูตร (3) และคำนึงถึงการพึ่งพา S = ¦(Q) และ D h= ¦(Q) ให้นิพจน์
Z + (R+x) + ฉัน AQ 2 = A-BQ 2
โดยที่ k คือสัมประสิทธิ์การกรอง ต- ความหนาของหินโฮสต์ ( กม- ค่าสัมประสิทธิ์
การนำน้ำของหิน) R - ความต้านทานการกรองรูปแบบ x - การกรอง
ความต้านทานการกรองที่ดี ล- ความยาวของท่อส่งน้ำจากปั๊มถึงจุดเชื่อมต่อ
บ่อน้ำถึงอ่างเก็บน้ำ และ A คือความต้านทานของท่อส่งน้ำ
ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับหลุมเดี่ยว สมการ (5) สามารถแก้ได้ในรูปแบบกราฟิก เมื่อต้องการทำเช่นนี้ พิกัด H-Q ควรอยู่ในตำแหน่งเพื่อให้จุด H = 0 อยู่ที่ระดับ v ของภูเขา จากนั้นเส้น v = const (บนกราฟ (รูปที่ 12) จะกำหนดความสูงทางเรขาคณิตของน้ำที่เพิ่มขึ้นจากบ่อน้ำ และเส้น 1 - ลักษณะของหลุม SQ (ลักษณะของหลุมสามารถสร้างได้ทั้งจากข้อมูลการทดลองและบนพื้นฐานของการคำนวณ) ในที่สุด โดยการระบุความต้านทานไฮดรอลิก ลักษณะของท่อส่งน้ำ h-Q จะถูกพล็อต (เส้นโค้ง 2). เมื่อเพิ่มคุณลักษณะ S-Q และ D h -Q แล้ว ลักษณะรวม (curve 3) บ่อน้ำของท่อส่งน้ำและอ่างเก็บน้ำซึ่งเป็นกราฟของการพึ่งพาความสูงรวมของน้ำที่เพิ่มขึ้นกับอัตราการไหลของบ่อน้ำ
ข้าว. 13. วิธีการแบบกราฟิกสำหรับการแก้ปัญหาการควบคุมการไหลของบ่อน้ำ
กราฟ (รูปที่ 12) ยังแสดงคุณลักษณะ ( สำนักงานใหญ่)(โค้ง 4) ปั๊มที่ควรติดตั้งในบ่อน้ำ ทางแยกกับทางโค้ง 3 ให้จุดปฏิบัติการของปั๊มพร้อมพิกัด N r และ Q r(ที่ไหน คิวพี-การไหลของปั๊มจริงและ ไม่มี -แรงดันที่พัฒนาโดยปั๊มที่มีการจ่ายน้ำดังกล่าว) ในเวลาเดียวกันก็กำหนดค่าของ S ในบ่อน้ำและ D h ในท่อน้ำด้วย บ่อยครั้ง จากช่วงที่มีอยู่ ไม่สามารถเลือกปั๊มที่มีจุดทำงานตรงกับค่า Q หรือที่ต้องการได้ ชมบ่อน้ำ ดังนั้นในทางปฏิบัติ ปั๊มจะถูกเลือกด้วยแรงดันที่แน่นอนและการควบคุมการจ่ายของปั๊ม กฎระเบียบดังกล่าวมักจะดำเนินการโดยใช้วาล์วที่ติดตั้งบนเส้นแรงดัน น้อยลง - โดยการเปลี่ยนจำนวนใบพัดปั๊ม
ในกรณีที่การควบคุมการจ่ายปั๊มโดยการติดตั้งปีกผีเสื้อบนเส้นแรงดันที่เชื่อมต่อบ่อน้ำกับท่อส่งน้ำ ประสิทธิภาพของการติดตั้งจะลดลงอย่างรวดเร็วและมีจำนวน
ชั่วโมง= ชั่วโมง
โดยที่ h คือประสิทธิภาพของการติดตั้ง ซึ่งคำนวณตามกราฟ H-Q ที่ปั๊ม Q ที่กำหนด H n - แรงดันปั๊มขึ้นอยู่กับการจ่าย Q ลบการสูญเสียแรงดัน D h ในท่อส่งน้ำ ซีพี- ค่าการควบคุมปริมาณ
ดังนั้นเนื่องจากมีลักษณะไม่ประหยัดจึงไม่สามารถแนะนำวิธีการควบคุมนี้ได้เป็นระยะเวลานานโดยเฉพาะในกรณีที่ค่า ซีพียอดเยี่ยม ( ซีพี> ง ยังไม่มี)ที่ไหน D ไม่ ไม่ -แรงดันที่พัฒนาโดยใบพัดปั๊มหนึ่งตัว ที่ z > D N nควรปรับการไหลของหน่วยสูบน้ำโดยการเปลี่ยนจำนวนใบพัด จำนวนล้อที่ต้องถอดออกจากปั๊มถูกกำหนดโดยนิพจน์ n = zและ / ดี เอ็น อาร์ด้วยการปัดเศษ ปเป็นค่าจำนวนเต็มที่น้อยที่สุดที่ใกล้ที่สุด ในกรณีที่ z > D N n,จากนั้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงจำนวนใบพัด จะมีการติดตั้งปีกผีเสื้อบนเส้นแรงดันเพื่อให้แน่ใจว่าปั๊มจะไหล ขนาดของแรงดันที่ควบคุมคือ
Z n > Z n - n D N n
ปล่อยให้เงื่อนไขกำหนดให้ส่งน้ำเข้าอ่างเก็บน้ำในปริมาณ Qt ในขณะที่
จำนวน< Q . Этому расходу на совмещенном графике рис.12 соответствует точка В с координатами
Qt และ Ht แรงดันปั๊มจริงเมื่อจ่ายน้ำในปริมาณ Qt เท่ากับ H t1 (H t1 > H t)
ดังนั้น ความดันที่ควบคุมคือ zt = H| - ฮท. ที่จุดตัดของเส้นตั้งฉาก
คืนค่าจากจุด B ถึงแกน x โดยมีบรรทัดที่ 1 และ 3 ที่มีค่าที่ต้องการของทุกบรรทัด
ตัวแปร zn", D h o และ 5 t เมื่อจ่ายน้ำในปริมาณ Q t หากส่วนประกอบใดมีการเปลี่ยนแปลง
การพึ่งพาอาศัยกัน (.5) จุดปฏิบัติการของปั๊มจะเปลี่ยนไปตามคุณลักษณะ Q-H ตัวอย่างเช่นการลดลงของน้ำใต้ดินทำให้ความสูงทางเรขาคณิตของน้ำที่เพิ่มขึ้นจากบ่อน้ำเพิ่มขึ้นเช่น เพื่อเพิ่มแรงดันปั๊ม H และด้วยเหตุนี้อัตราการไหลของหลุมลดลง Q ภาพที่คล้ายกันนี้สังเกตได้จากการเพิ่มขึ้นของความต้านทานไฮดรอลิกของตัวกรองหลุมที่เกิดจากคอลมาเทจ เวลา Тз ในระหว่างที่เงื่อนไข S จะไม่ถูกละเมิด จาก> ถือได้ว่าเป็นช่วงเวลาของการดำเนินงานที่มั่นคงของบ่อน้ำ อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติ ตามกฎแล้ว ในครั้งนี้จะน้อยกว่าอายุการใช้งานโดยประมาณของบ่อน้ำ ให้เราสมมติ (รูปที่ 13) ว่าลักษณะบ่อน้ำ (เส้น) ถูกกำหนดไว้สำหรับระยะเวลาของการก่อสร้างและในระหว่างการทำงานของบ่อน้ำ ความต้านทานไฮดรอลิกของตัวกรองเพิ่มขึ้น และลักษณะเริ่มถูกกำหนดโดยเส้น 2. จากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ จุดการทำงานของปั๊มจะเปลี่ยนจากจุด B ไปยังจุด B" ในกรณีนี้ (ดูรูปที่ 13) ระดับน้ำในบ่อที่ลดลงจะเป็น 5" > 5 และอัตราการไหลจะลดลงตามปริมาณ DQ ในรูป 13 เพื่อความชัดเจนของโครงสร้างกราฟิก คุณลักษณะ H-Q ของปั๊มจะถูกแทนที่ด้วยสิ่งที่เรียกว่าลักษณะปีกผีเสื้อ ซึ่งได้มาจากการลบการสูญเสียแรงดันในท่อส่งน้ำ D h เข้า จากพิกัด H เพื่อให้แน่ใจว่ามีการจ่ายที่จำเป็นของ หน่วยสูบน้ำในปริมาณ Qt การสูญเสียแรงดันที่คันเร่งควรลดลงด้วยค่า zn และควรเป็น zн = zн - (S" - S) ในกรณีนี้ (ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 13) ระดับน้ำในบ่อที่ลดลงก็จะเพิ่มขึ้น ดังนั้น วิธีการควบคุมการจ่ายแบบนี้จึงสามารถใช้ได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่งเท่านั้นจนกว่าการลดลงของบ่อจะน้อยกว่า S (หรือในขณะที่ค่า ";>o) . ในรูปที่ 5.13 จุด D สอดคล้องกับเงื่อนไขเมื่อ ที่ () = f, (r > 0) และ 5 = 5 op เมื่อ r"n ไม่เปลี่ยนแปลง ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นอีกจะทำให้การติดตั้งฟีดลดลง ในเวลาเดียวกันหาก r "a ลดลงเป็นค่าที่น้ำประปาจากบ่อน้ำจะเป็น () ระดับน้ำ I ในบ่อน้ำจะลดลงและ 5 จะเกิน 5 ด้วยเหตุนี้ ลักษณะของหลุมที่แสดงด้วยเส้นโค้ง 2 จึงสอดคล้องกับเงื่อนไขเมื่อตัวกรองอุดตันอย่างมากและการดำเนินการติดตั้งเพิ่มเติมโดยไม่ใช้ชุดมาตรการเพื่อคืนค่าอัตราการไหลของหลุมจึงเป็นไปไม่ได้ โดยการสร้างตัวกรองหลุมใหม่ เป็นไปได้ที่จะลดความต้านทานไฮดรอลิกให้ใกล้เคียงกับค่าเริ่มต้น จากนั้นด้วยแรงดันที่ควบคุม zn" กระแสการติดตั้งจะเป็น Qn > Qt และเมื่อความต้านทานเพิ่มขึ้นน้ำที่ไหลจะลดลงและเฉพาะเมื่อ ถึงการอุดตันสูงสุดของตัวกรองหลุมจะเท่ากับ Qt การแนะนำระบบเติมน้ำบาดาลประดิษฐ์ (AGR) ทำให้ระดับน้ำใต้ดินเพิ่มขึ้นซึ่งในทางกลับกันจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการไหลของปั๊มที่ติดตั้งในบ่อน้ำ ในเวลาเดียวกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีการไหลเพิ่มขึ้นจำเป็นต้องควบคุมการทำงานของปั๊มหรือเปลี่ยนใหม่ด้วย สมมติว่าการติดตั้ง IPPV ถูกนำไปใช้งาน ณ เวลา t = Ts (เมื่อตัวกรองหลุมอุดตันอย่างมาก) และรับประกันว่าระดับจะเพิ่มขึ้นตามจำนวน DS จากนั้นตามการคำนวณทางอุทกธรณีวิทยาเป็นไปได้ที่จะเพิ่มปริมาณน้ำโดยให้ค่า Qg เท่ากับ
Qr=Qt+2pkmDS. /(ร+x) (.6)
โดยที่ k คือความต้านทานการกรองของชั้นหินอุ้มน้ำภายใต้การกระทำของปริมาณน้ำ
บ่อ; x - ความต้านทานเพิ่มเติมต่อความไม่สมบูรณ์ | ในเวลา Ts
ในรูปที่ 14 ค่าของ Q คือค่าขาดของจุด C ซึ่งอยู่ที่จุดตัดของลักษณะเฉพาะของหลุม (เส้นที่ 2) และเส้น a - ข S ที่สอดคล้องกันเพิ่มเติม + DS โดยที่ DS = Q b, R b./ 2pkm, R 6 - [ความต้านทานการกรองของชั้นหินอุ้มน้ำภายใต้การดำเนินการ
 |
ข้าว. 14. การคำนวณการเพิ่มขึ้นของอัตราการผลิตหลุมในระหว่างการเติมเทียม
น้ำบาดาล (IGW)
จะมี
ปริมาณน้ำจากบ่อที่ n ใด ๆ ในระดับที่กำหนดคือ
ข้าว. 5.17. โครงการเชื่อมต่อบ่อน้ำแบบอนุกรมกับท่อส่งน้ำ
หลังจากนั้น
นอกจากนี้ยังกำหนดแรงดันปั๊มด้วย
การดำเนินการเรซวี เพื่อจุดประสงค์นี้ การคำนวณปริมาณการใช้น้ำจะดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้
เรื่อง. . บ่อน้ำของฉัน ปริมาณน้ำในแนวนอน
ข้าว. .22. แผนภาพบ่อเพลา
ริเอะ. .23 การสร้างเพลาอย่างดีจากวงแหวนคอนกรีตเสริมเหล็กสำเร็จรูป
ปริมาณน้ำในแนวนอน
ตามกฎแล้วปริมาณน้ำในแนวนอนที่ทันสมัยคือคูระบายน้ำหรือแกลเลอรีระบายน้ำที่มีช่องเปิดที่เหมาะสมพร้อมตัวกรองกรวดทรายสำหรับรับน้ำ องค์ประกอบแกรนูเมตริกของแต่ละชั้นของตัวกรองย้อนกลับถูกกำหนดโดยการคำนวณ น้ำจะถูกระบายไปยังตำแหน่งของอุปกรณ์ไอดีผ่านถาดที่อยู่ด้านล่าง สำหรับการตรวจสอบ การระบายอากาศ และการซ่อมแซมระหว่างการทำงาน ช่องรับน้ำจะมีบ่อตรวจสอบ
เมื่อถอนน้ำปริมาณเล็กน้อยสำหรับผู้บริโภครายย่อยเพื่อจัดหาน้ำชั่วคราวเช่นเดียวกับเมื่อความลึกของน้ำใต้ดินอยู่ห่างจากพื้นผิวโลก 2-3 เมตรจะใช้ท่อน้ำเข้าจากร่องลึก ปริมาณน้ำจากหินกรวด (รูปที่ 5.24, a) ดำเนินการในคูน้ำโดยวางวัสดุกรองซึ่งขนาดจะเพิ่มขึ้นตรงกลางคูหา อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคของชั้นเคลือบที่อยู่ติดกันและอนุภาคของชั้นบนถูกเลือกสำหรับการเคลือบตัวกรองของปริมาณน้ำที่ดี
ข้าว. ท่อน้ำเข้าคูน้ำ
ข้าว. .25. แกลเลอรีท่อน้ำรูปไข่และสี่เหลี่ยม
ข้าว. .26 การปรับปริมาณน้ำเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
ในการไหลของแรงดัน
เป็น. 27. โครงการคำนวณปริมาณน้ำเข้าแนวนอน
 |
พบความต้านทานไฮดรอลิก R โดยใช้สูตร
ค= xโอ/ ล (xo- ระยะทางจากแม่น้ำถึงแหล่งน้ำ 1 - ครึ่งหนึ่งของความยาวของปริมาณน้ำ)
คุณสามารถหาความต้านทานเพิ่มเติม x ได้โดยใช้สูตร
ที่ไหน r o- รัศมีการระบายน้ำ กับ -ทำให้ท่อระบายน้ำลึกลงต่ำกว่าระดับน้ำใต้ดิน
สำหรับการไหลที่ไม่ใช่แรงดัน ความหนาของชั้นความดัน ม=ชั่วโมงเฉลี่ย, ที่ไหน ชั่วโมงเฉลี่ย- กำลังเฉลี่ยของการไหลของพื้นดินระหว่างการดำเนินการรับน้ำ ( ชั่วโมงเฉลี่ย= 0.7 ธ0.8)
สำหรับท่อระบายน้ำและช่องสี่เหลี่ยม r o = 0,5 (ข 1+ 0,5 บี 2), ที่ไหน ข 1- ลึกท่อระบายน้ำใต้ระดับน้ำใต้ดิน ข 2- ความกว้างของท่อระบายน้ำ
ในกรณีแม่น้ำที่มีความสมบูรณ์แบบด้านการกรอง (รูปที่ 28) ความต้านทานไฮดรอลิก รกำหนดโดยสูตร
ร =จริง)
เราก็ขอแนะนำเช่นกัน
กำลังโหลด...