توضیحات

آزمایش پمپاژ     (Pumping test)

آزمایش تعیین آبدهی چاه یا آزمایش پمپاژ برای تعیین خصوصیات هیدرولیکی سفره آبدار جهت مطالعه وضعیت آبهای زیرزمینی یک منطقه و یا برای تعیین مقدار آبدهی و افت سطح آب در یک چاه انجام می‌شود.

هدف اصلی آزمایش پمپاژ تعیین ظرفیت مخصوص چاه یا نسبت آبدهی (Q) به مقدار افت سطح آب (S) جهت انتخاب پمپ و متعلقات مربوطه برای برآورد میزان هزینه‌های لازم برای تجهیز چاه می‌باشد. ضمناً‌ در نتیجه عمل پمپاژ موادریزدانه باقیمانده در مراحل حفاری و توسعه، از چاه خارج شده و توسعه طبیعی و برقراری ارتباط آبی سفره با چاه فراهم می‌شود. ظرفیت مخصوص معرف قدرت آبدهی چاه می‌باشد که بدون نیاز به وجود چاههای مشاهده‌ای صورت می‌گیرد. در حالی که در آزمایش سفره آب وجود چاههای مشاهده‌ای یا چاههای پیزومتر با فواصل معین نسبت به چاه اصلی در حال آزمایش الزامی است.

قانون دارسی

بر طبق قانون دارسی مقدار جریان آب (Q) از داخل یک لایه قابل نفوذ نسبت مستقیم با افت فشار ارتفاع (Head Loss) و نسبت عکس با طول مسیر جریان دارد و با ضریب ثابت k متناسب است.

در این فرمول:

Q : مقدار جریان آب بر حسب متر مکعب در روز

K : ضریب ثابت دارسی بر حسب متر در روز

i : شیب هیدرولیک یا مقدار افت فشار مربوط به ارتفاعh در طول مسیر L

A : سطح مقطع عمود بر جهت جریان آب بر حسب متر مربع

V: سرعت جریان بر حسب متر در روز

ضریب K را قابلیت هدایت هیدرولیکی یا قابلیت نفوذ (Permeability) گویند و آن مقدار جریان از واحد سطح مقطع گذرگاه آب تحت اثر شیب هیدرولیکی واحد می‌باشد. مقدار قابلیت نفوذ یا ضریب k  برای رس ۱۰^-۷ تا ۱۰^-۵ ، سیلت ۱۰^-۱، ماسه ریز ۱۰ تا ۱۰^-۱، ماسه درشت ۱۰ تا ۲۰۰ و شن ۱۰ تا ۱۰۰۰ متر در روز می‌باشد.

بار پیزومتریک (Piezometric Head) عبارتست از ارتفاع سطح آب زیرزمینی در یک سفره تحت فشار (محصور) در داخل چاه مشاهده‌ای در مقایسه با یک سطح مبنا مثل سطح دریا. سطح پیزومتریک به سطح فرضی آب کلیه چاههای مشاهده‌ای که در یک سفره تحت فشار حفر شده‌اند و آب تا آن سطح بالا می‌آید، گفته می‌شود. سطح فراتیک (phreatic) یا سطح آزاد آب در چاهی که در سفره آزاد حفر شده، عبارتست از ارتفاعی که فشار آب زیرزمینی با فشار آتمسفر برابر باشد.

 

اختصاصات هیدرولیکی سفره آب عبارتند از:

 قابلیت انتقال (Transmissivity)

قابلیت انتقال (T) عبارتست از مقدار شدت جریان در شیب هیدرولیک واحد از داخل مقطعی از سفره آب به عرض واحد و ارتفاع ضخامت سفره آب بر حسب مجذور طول بر زمان و یا متر مربع در روز و از حاصلضرب مقدار متوسط قابلیت نفوذ در ضخامت سفره بدست می‌آید.

ضریب ذخیره (Storage Coefficient) و آبدهی ویژه (Specific Yield)

ضریب ذخیره یا گنجایش (sy) و آبدهی ویژه (s) حجم آبی است که سفره آب می‌تواند در واحد سطح اکیفر به ازاء تغییر مقدار یک واحد فشار در خود جای دهد یا خارج کند.

ضریب ذخیره در سفره‌های محصور تابع قابلیت ارتجاع مواد سازنده سفره و آب است و بین ^۴-۱۰ تا ^۶-۱۰ متغیر است.

آبدهی ویژه در سفره‌های آزاد عملاً برابر تخلخل مؤثر می‌باشد. در رسوبات ریزدانه فضاهای کوچک بین دانه‌ای در تخلخل مؤثر لایه تأثیری ندارد زیرا نیروی نگهدارنده آب بزرگتر از وزن آب می‌باشد. مقدار آبدهی ویژه ماسه بین ۱/۰ تا ۲/۰ است.

مقاومت هیدرولیک (Hydraulic Resistance)

مقاومت هیدرولیک یا مقاومت در برابر جریان عمودی یا ضریب معکوس تراوش (Reciprocal leakage Coefficient) خاص سفره‌های نیمه محصور بوده و از تقسیم ضخامت بخش اشباع لایه نیمه قابل نفوذ (D) بر قابلیت نفوذ آن لایه برای جریان عمودی  یعنی بدست می‌آید.

فاکتور تراوش (Leakage Factor)

این فاکتور منشاء آب حاصل از چاه حفر شده در یک سفره آب را نشان می‌دهد و بر حسب متر بیان می‌شود. اگر مقاومت لایه نیمه قابل نفوذ در برابر جریان آب در مقایسه با مقاومت خود سفره آب زیاد باشد، فاکتور تراوش زیاد بوده و تأثیر تراوش کم است.

فاکتور زهکشی (Drainage Factor)

فاکتور زهکشی در سفره آبهای آزاد با آبدهی تأخیری قابل مقایسه با فاکتور تراوش در سفره‌های نیمه محصور است و واحد آن متر طول می‌باشد. اگر مقدار این فاکتور مساوی بی‌نهایت شود آبدهی سفره فوری و سریع بوده و همزمان با پائین رفتن سطح ایستابی خواهد بود.

 

انواع سفره‌های آبدار

 سفره آب غیرمحصور(Unconfined Aquifer)

سفره آب غیر محصور عبارتست از یک لایه قابل نفوذ که قسمتی از آن دارای آب اشباع بوده و بر روی یک لایه تقریباً غیرقابل نفوذ قرار گرفته باشد. سطح آب در این سفره‌ها همان سطح آزاد یا سطح فراتیک است. خروج آب از درون فضاهای بین دانه‌ها در سفره‌های غیرمحصور دانه‌ریز تحت تأثیر نیروی ثقل به آرامی و پس از گذشت مدتی از پائین رفتن سطح ایستابی صورت می‌گیرد که به آن سفره غیر محصور با آبدهی تأخیری (Unconfined Aquifer with delayed yield) می‌گویند.

 سفره آب محصور(Confined Aquifer)

هر گاه یک لایه نفوذپذیر اشباع از آب از بالا و پائین بوسیله دو لایه نفوذناپذیر محصور شود، سفره آب محصور بوجود می‌آید. در این سفره‌ها فشار آب معمولاً بیش از فشار آتمسفریک بوده و به آن آب محصور یا آب تحت فشار می‌گویند که چنانچه سطح آب بالاتر از سطح فوقانی سفره آب قرار بگیرد به آن حالت آرتزین می‌گویند.

سفره آب نیمه محصور(Semi confined Aquifer)

اگر لایه آبدار اشباع از بالا بوسیله لایه نیمه قابل نفوذ و از پائین بوسیله لایه غیرقابل نفوذ و یا کم نفوذ احاطه شده باشد بنام سفره نیمه محصور یا نشتی (Leaky) خوانده می‌شود.

سفره آب نیمه غیرمحصور(Semi-Unconfined Aquifer)

سفره آب نیمه غیر محصور بوسیله لایه نیمه قابل نفوذ دانه‌ریز که قابلیت نفوذپذیری آن در جهت افقی قابل اغماض نباشد پوشیده شده است.