حفاری چاه آب

حفاری چاه آب

چاه  آب از جمله منابع مهمی برای تامین آب مورد نیاز بشر می باشد که آب این چاه از طریق سفره های زیر زمینی آب تامین می شود. البته برای دستیابی به چنین منابعی نیاز به حفر چاه به صورت دستی یا ماشینی خواهیم داشت.

البته لازم به ذکر است، این منبع آب زیر زمینی از زمان های قدیم تا کنون مورد استفاده بشر در زمینه های مختلف آشامیدنی، کشاورزی و حتی در کارخانجات صنعتی قرار می گیرد.

تاریخچه حفر چاه آب:

چاه آب در زمان های قدیم به صورت دستی حفر می شد  و شامل میله چاه بود  که به صورت افقی به قطر استاندارد 90 سانتی متر و 100 سانتی متر حفر می گردید. البته ساختار چاه، شامل میله چاه ، انباری ، طوقه درب چاه فاضلاب می باشد.

در برخی چاه ها و قنات های بسیار قدیمی هم از انتها چاه تا بالای چاه را به شکل بسیار زیبا آجر چینی و طوقه چینی می کردند.

اما امروزه حفر چاه آب به صورت تخصصی و علمی انجام می گیرد. به گونه ای که برای حفر یک  چاه استاندارد، باید ابتدا مشخصات هیدرولیکی آکویفرو کار آئی هیدرولیکی توسط تست‌ های پمپاژ محاسبه گردد تا در این راستا نسبت به سفره های آب زیر زمینی شناخت بیشتری پیدا کنند.

البته در زمان حفر چاه آب المان های زیادی در نظر گرفته می شود. بنابراین در ادامه به بررسی آن ها خواهیم پرداخت.

مشخص کردن محل حفر چاه آب:

قبل از این که اقدام به حفر چاه نمایید، باید بررسی ‌های لازم ژئوفیزیکی زمین ‌شناسی در مناطق حفر چاه انجام شود. این بررسی‌ های ضروری باید شامل مشخصات لایه‌ های زمین، جریان آب‌ های زیرزمینی و کیفیت آب سفره ‌ها باشد. در واقع این اطلاعات به افراد کمک می کند تا دچار مشکلات و اشتباهات در زمان حفر چاه نگردند.

به علاوه، این آگاهی‌ ها به حفار کمک می‌ کند که در مورد بهترین محل حفر، نحوه‌  حفاری و عمق چاه تصمیم ‌گیری کند.

در واقع برای شناختن بهترین محل حفاری چاه آب در محدوده مورد نظر باید چند گزینه مهم را در نظر گرفت. این موارد شامل:

زمین شناسی، بافت خاک، شیب زمین، جهت شیب، چشمه ها، رودخانه ها و قنات های موجود در منظقه و اختلاف ارتفاع مناطق می باشد.

اما موارد ذکر  شده، فقط 10 تا 20 درصد عمل شناسایی منابع آب زیر زمینی رو شامل می شود و 80 درصد  شناسایی توسط یک کارشناس متبهر انجام می شود.  در همین راستا آبشناسان ماهر، برای افزایش دقت در بررسی منابع آب زیرزمینی از روش ها و دستگاه های تخصصی ژئوفیزیک یا دستگاه تعیین محل حفر چاه آب استفاده می کنند.

روش های حفر چاه آب:

پس از این که محل حفر چاه مشخص گردید، نوبت به زمان حفر چاه می رسد. البته روش های متعددی برای حفر چاه وجود دارد که این روش ها با توجه به عوامل مهمی نظیر نوع سازند زمین‌شناسی، دسترسی به روش حفاری و محل چاه در انتخاب روش حفاری مناسب مشخص می گردد.

در واقع حفر چاه به یکی از دو روش ضربه‌ ای یا چرخشی انجام می ‌شود.

روش ضربه ای

در روش ضربه ‌ای یک مته‌ ی فلزی سنگین بلند، توسط کابل‌ های فلزی قوی به سمت بالا و پایین حرکت می‌ کند و با خرد کردن خاک، سنگ و لایه ‌های موجود، وارد زمین می گردد.

پس از آن تکه ‌های خرد شده از طریق شیر و لوله ‌ای که در انتهای مته قرار گرفته شده، از سوراخ چاه خارج می گردند. لوله‌ های جدار فلزی نیز با ضربه‌ های محکم تجهیز حفاری وارد زمین شده و منجر به عمیق ‌تر شدن حفره‌ چاه خواهد شد.

روش چرخشی

در روش چرخشی که با عنوان روش روتاری هم شناخته شده است، مته‌ حفاری ضمن چرخش، باعث حفر چاه در زمین گردد. در این روش، از ماده ‌ای مخصوص به نام گل حفاری (Drilling Mud) استفاده می شود.

در واقع گل حفاری، حین چرخش از داخل مته وارد حفره  چاه شده و از اطراف مته به سمت بالا جریان می ‌یابد و از حفره خارج خواهد شد. این کار هم باعث خنک ‌کاری نوک مته گردیده و هم خروج ذرات خرد شده از داخل حفره‌  چاه را انجام می‌ دهد.

 البته در این روش هم زمان با حفاری، لوله ‌های جدار چاه نیز به سمت پایین حفره هدایت می شوند.

جدار داخلی چاه آب:

از دیگر موضوعات مهم بعد از حفر چاه، جلوگیری از ریزش چاه می باشد. به همین دلیل چاه‌ های عمیقی که به منظور برداشت آب حفر می‌ شود، باید با یک جدار داخلی تجهیز  شود تا از ریزش خاک سست، سنگ ‌ها، ذرات درشت و آلاینده ‌ها به داخل چاه جلوگیری گردد.  علاوه بر موارد گفته شده، در جداره چاه مواردی مانند پمپ و سایر تجهیزات قرار گرفته می شود.

 جدار چاه ‌های آب معمولا از جنس فولاد یا UPVC می باشد. به طوری که این جداره داخلی از سطح زمین تا سفره‌  آب زیر زمینی امتداد خواهد داشت.

در ضمن به منظور جلوگیری از نفوذ  آلاینده‌ ها به چاه آب، لازم است جدار چاه به لوله‌  تهویه و سرپوش مجهز گردد. هم چنین سرپوش جدار باید به گونه ای طراحی شود تا از عبور ذرات و حشرات به داخل چاه جلوگیری نماید.

البته لازم به ذکر است در راستای تعیین جنس مناسب جدار چاه باید عوامل مختلفی، از جمله روش حفاری، نوع زمین و کیفیت آب زیر زمینی را در نظر گرفت.

جدارهای فولادی چاه برای روش حفاری ضربه ‌ای و یا در مواقعی که نیاز به مقاومت بالا در برابر فشار وجود دارد، مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

در حالی که جدار های UPVC سبک‌ تر بوده و در مقابل خوردگی آب و مواد شیمیایی مورد استفاده برای ضد عفونی نمودن آب آشامیدنی، مقاوم هستند.

در ضمن بر روی جداره های داخلی چاه، شیار هایی ایجاد شده یا در جدارهای مدرن تر توری های مشبک قرار می گیرد.  پس از لوله‌ گذاری چاه، در اطراف قسمت‌ های مشبک‌ دار جدار، قشری از گراول ایجاد می شود که به آن گراول پک گفته می شود.

 وجود گراول در جداره داخلی، قطر موثر چاه را افزایش می دهد و از ورود ذرات ریزدانه به درون جدار، خالی شدن پشت جدار و حفاظت لوله‌  جدار جلوگیری می گردد.

نکات مهم برای حفر چاه آب:

در راستای شناسایی کمی و کیفی لایه ‌های آبدار، نمونه‌ برداری از آب، خاک و سنگ لایه‌ های حفاری شده در زمان اجرای حفاری الزامی می باشد. البته برداشت  نمونه در روش‌ های مختلف حفاری نیازمند توجه به نکات خاصی می باشد.

هم چنین اگر عمق چاه آب، کمتر از ۵۰ فوت باشد و یا میزان عمق آن در لایه نقوذ ناپدیر زمین  کمتر از ۱۰ فوت باشد، احتمال خطر نفوذ آلودگی به آب چاه وجود خواهد داشت. برای این چاه ها، حداقل فواصل تا سایر ساختمان ها و تجهیزات، می بایست دو برابر مقدار مشخص شده برای چاه های عادی باشد.

جدار چاه از هر جنسی که انتخاب شود، باید حداقل تا عمق ۴ تا ۵ متر در داخل زمین قرار داده شده و کاملا آب بندی شوند.