فصل اول آب زيرزميني

1

گردش آب در طبيعت آب موجود در كره زمين از درياها و اقيانوس ها منشاء گرفته است كه در

اثر تبخير و صعود به طبقات باالي جو به شكل نزوالت آسماني به خشكي ها برگشته و پس از تغييرات مختلفي مجددا به درياها مي ريزد و اين چرخه

ميليون1370همچنان تكرار مي شود. حجم آبهاي موجود در كره زمين % سطح كره خاكي را73كيلومترمكعب تخمين زده شده است كه

مي پوشاند و بخش اعظم آن را آبهاي شور درياها و اقيانوس ها تشكيلمي دهد.

ميليون1مقدار آبهاي شيرين رودخانه ها ، درياچه ها و ذخائر زيرزميني حدود كيلومتر مكعب برآورد مي شود. ميزان يخ هاي موجود در قطبين زمين

ميليون كيلومتر مكعب آب شيرين مي باشد و باالخره اتمسفر25معادل كيلومتر مكعب آب بصورت ابر و رطوبت دارا50.000زمين حدود

مي باشد. در اثر گرماي تابش نورخورشيد بر سطح درياها ، درياچه ها ،رودخانه ها و جنگلها و مردابها بخار آب متصاعد و در ارتفاعات فوقاني جو در اثر سرما

اشباع شده و بصورت برف و باران مجددا به زمين بر مي گردد ميزان كيلومتر مكعب محاسبه شده است.120.000نزوالت جوي ساليانه بالغ بر

قسمتي از آن آبهاي جاري را بوجود مي آورد كه بصورت رودخانه به درياها مي ريزد. در حدود نصف نزوالت آسماني در سطح زمين تبخير شده به همراه آبهاي حاصل از تعريق گياهان و حيوانات به جو بر مي گردد و در

حدود يك چهارم اين نزوالت در زمين نفوذ كرده و ذخائر آبي زيرزميني رابوجود مي آورند.

مقداري از اين بارشها نيز بصورت برف دائمي قطبي و يا يخچالهاي طبيعيدر مناطق مرتفع كوهستان باقي مي مانند.

2

چرخه آب در طبيعت زمين شناسي آبهاي زير زميني و بررسي مناطق با پتانسيل

آبي دانش مطالعه آبهاي زير زميني را آبشناسي )هيدروژئولوژي( مي نامند

اغلب چاه هاي بهره برداري آب در زمينهاي آبرفتي نفوذ پذير جوان متعلق به دوران چهارم زمين شناسي حفر شده اند زيرا دستيابي به اين قبيل منابع

آبي بصورت چاه و قنات راحت و کم هزينه مي باشد. البته بخشي ازاحتياجات آبي نيز از ذخائر واقع در آهكهاي كارستي تأمين مي شود.

آبي را كه در بين دانه هاي تشكيل دهنده زمينهاي آبرفتي جريان دارد به نام ( مي نامند و بخشي از آن كه به دانه ها و ذرات خاكpercolationآب ثقلي )

(imbibitionمي چسبد و قابل استحصال نمي باشد بنام آب مرطوب كننده )مي نامند.

دو عامل مهم بشرح ذيل در قابليت ذخيره سازي و آبدهي رسوبات آبرفتيو سنگها موثر مي باشد:

(Porosity تخلخل )–الف تخلخل عبارتست از نسبت در صد فضاهاي خالي موجود در بين دانه هاي تشكيل دهنده خاك يا سنگ به حجم كل آن. آبهاي زير زميني در فضاهاي موئينه اي تحت تاثير نيروي كشش سطحي صعود كرده و باالتر از سطح

3

ميلي متر است3ايستايي قرار مي گيرد. حداكثر اندازه فضاهاي موئينه اي و فضاهاي بزرگتر را موئينه درشت مي نامند. آب در سفره هاي حاوي اين

نوع تخلخل بصورت جريان آرام و يا آشفته در داخل شكافها حركت مي نمايد وليكن نمي تواند به باالتر از سطح ايستابي صعود كند. در رسوبات

ريز دانه سيلتي ورسي كه داراي تخلخل موئينه اي خيلي كوچك هستند در اثر نيروي چسبندگي بسيار قوي موجود بين ملكولهاي آب با سطح ذرات

خاك ، حركت آزاد آب بسيار كند و به سختي صورت مي گيرد. نيروي جذب موئينه اي آب در رسوبات دانه درشت و قلوه سنگي كمتر از

رسوبات دانه ريز ماسه اي وسيلتي بوده و بهمين دليل جريان آب در داخل رسوبات دانه درشت سريعتر از رسوبات دانه ريز است. خلل و فرج اوليه در بين ذرات و دانه هاي رسوبات و سنگها در زمان تشكيل آنها بوجود آمده

است وليكن خلل و فرج ثانويه در اثر پديده هاي بعدي بصورت ترك و شكاف ناشي ازعوامل جوي و يا نيروهاي تكتونيكي و سپس تاثير پديده شستشو وانحالل ايجاد شده اند. سنگهاي آهكي و دولومیتي نمونه بارز

سنگهاي داراي تخلخل ثانويه مي باشند.

(permeability قابليت نفوذ )–ب قابليت نفوذ يا نفوذ پذيري عبارت است از قابليت عبور آب از درون

(( كه به شكلAquiferفضاهاي خالي بين ذرات تشكيل دهنده سفره آب دانه ها و چگونگي ارتباط فضاها با يكديگر و عدم وجود رسوبات ريزدانه

مثل رس و سيلت در داخل اين فضاها بستگي دارد. اليه هاي تشكيل شده از مخلوط دانه هاي ريز و درشت داراي قابليت نفوذ كمتري نسبت به

اليه هاي با اندازه دانه بندي يكنواخت هستند. بين تخلخل كل و قابليت نفوذپذيري رابطه مستقيمي وجود ندارد. خاك رس با وجود قابليت نفوذ و قدرت نگهداري آب به ميزان زياد، به علت كوچكي

ذرات و در نتيجه ريزي فضاهاي خالي و باال بودن قدرت جذب مولكولي آب عمال غير قابل نفوذ مي باشد. رسوبات داراي خلل و فرج بزرگ داراي

قابليت نفوذ پذيري بيشتري هستند.

زمين هاي نفوذ پذير بر دو نوع ميباشند: زمينهاي ماسه اي با دانه بندي ريز منفصل و يكنواخت كه آب در- 1

بين فضاهاي خالي آن جريان پيدا مي كند. اين قبيل زمينها داراي قدرت تصفيه نسبتا باالئي هستند و با عمل رسوب گيري آبهاي جاري و صاف كردن آن، خلل و فرج خود را از دست داده و در نتيجه ميزان

4

آبدهي آنها كاهش مي يابد. زمينهاي متشكل از دانه ها و قطعات درشت با فضاهاي خالي بزرگ-2

بين دانه اي كه آب بصورت نامنظم و باشدت بيشتري در آن حركت مي كند. در اين زمينها خاصيت موئينه اي بسيار كم و قدرت صاف

كنندگي )پااليش( پايين مي باشد.زمينهاي متشكل از سنگهاي غير آهكي چنانچه داراي شكستگي و جابجايي زياد باشند با قابليت نفوذ باال

مي توانند سفره هاي آبي نسبتا مناسبي را بوجود آورند نظير بعضي ازانواع سنگهاي آذرين و يا دگرگوني و كنگلومراها.

سنگهاي آهكي در اثر نفوذ آب باران حاوي انیدريد كربنيك داراي حفرات، ( هستند كه بعضا واجد ذخيره آبي مي باشند.Cavesمجاري و يا غارهايي )

( گويند.karstپديده انحالل در اينگونه سنگها را كارست ) آب باران پس از نفوذ در زمينهاي متخلخل نفوذ پذير در صورت برخورد با

يك اليه غير قابل نفوذ تحتاني در درون فضاها و شكافها ذخيره شده و( را تشكيل مي دهد.aquiferسفره آبدار )

5

وضعيت آب در اليه هاي زمين: اليه هاي زمين در ارتباط با مقدار آب به دو بخش تهويه و اشباعي تقسيم

مي شوند.بخش تهويه:

اين بخش از سطح زمين تا سطح فوقاني اليه اشباعي را شامل مي شود و محل عبور آبهاي نفوذي است. در فصل گرما و خشكي بعلت وقوع تبخير سطحي حركت آب از پايين به باال خواهد بود. در زير بخش تهويه، ناحيه

اشباعي كه هميشه از آب اشباع مي باشد، قرار گرفته است. بخش تهويه به سه قسمت مجزا تقسيم مي گردد كه ضخامت آنها بستگي به وضعيت

دانه بندي اليه ها دارد: ناحيه سطحي:–الف

اين ناحيه درمجاورت باهوا قرار دارد و ريشه گياهان بوته اي و علفي در اين قسمت قرار دارد و ضخامت آن در رسوبات ريزدانه و نواحي مرطوب تا

چند متر و در رسوبات درشت دانه نواحي خشك به چندين سانتي مترمي رسد.

آب موجود در اين قسمت در اثر نيروي حركت موئينه و جذب ملكولي از پايين به باال و بر خالف نيروي جاذبه زمين حركت كرده و توسط گياهان

جذب شده و يا در اثر تبخير سطحي از بين مي رود. در اثر بارندگي و نفوذ آب به داخل اين قسمت، نيروي حركت وزني برنيروي موئينه فائق آمده و در نتيجه به قسمتهاي زيرين نفوذ مي نمايد.

ناحيه حد واسط:–ب بخش موئينه زيرين را به قسمت سطحي فوقاني مرتبط مي كند و محل عبور آبهاي نفوذي ثقلي مي باشد. آب موجود در اين ناحيه در اثر نيروي

جذب ملكولي و موئينه به حالت معلق )آب غشائي( نگهداري مي شود كه به علت عدم امكان جذب توسط ريشه گياهان و غير قابل استحصال بودن، آب مرده ناميده مي شود. ضخامت اين ناحيه تابع وضعيت دانه بندي آن و عمق قرار گيري بخش اشباعي مي باشد.در رسوبات دانه درشت نواحي خشك كه بخش اشباعي در اعماق پايين قراردارد، ضخامت اين ناحيه تا

متر هم مي رسدو در مناطق پر باران با رسوبات ريز دانه ممكن است100ضخامت آن بسيار ناچيز و در حد صفر باشد.

حاشيه موئينه:–پ بصورت يك نوار باريك مرطوب منطقه اشباعي را به ناحيه حد واسط

6

مرتبط مي كند آب موجود در اين نوار )آب جذبي( در اثر نيروي جذبموئينه اي روبه باال از اليه اشباعي زيرين منشاء گرفته است.

از آنجائيكه مقدار نيروي حركت موئينه اي در رسوبات ريز دانه سيلتي و رسي خيلي بيشتر از رسوبات درشت دانه مي باشد لذا ضخامت اين حاشيه

متر مي رسد و حال آنكه در اليه هاي3 الي 2در رسوبات ريز دانه به درشت دانه تا چند ميلي متر كاهش مي يابد.

بخش اشباعي ( مي باشد كه كليه خلل وAquiferاين بخش در حقيقت همان سفره آبدار )

فرج و شكاف هاي آن از آب پر شده است و ضخامت آن بستگي به ميزان تغذيه و يابرداشت آب و عمق قرارگيري اليه غير قابل نفوذ زيرين دارد. در

اليه هاي اشباعي سرعت حركت آب بطرف نقطه تخليه به شكل و اندازه خلل و فرج و شكافها و نحوه ارتباط آنها با يكديگر و شيب اليه بستگي

دارد. سرعت جريان در رسوبات دانه درشت يكنواخت بيشتر از رسوبات دانه ريز مي باشد. سطج آب در اليه اشباع را سطح

ايستايي Stable Water Table (S. W. T.)مي نامند .شكل سطح ايستايي و شيب آن

تابع شيب توپوگرافي بوده و كمي برجسته مي باشد و نسبت به موقعيتنقطه تغذيه و تخليه و تغييرات نفوذپذيري تغيير می نمايد.

سفره هاي آبدار متشكل از رسوبات مخلوط سيلت و ماسه ريز دانه كه داراي خلل و فرج بسيار ريز مي باشند جزو اليه هاي نيمه قابل نفوذ يا نيمه

( مي باشند كه سرعت حركت آب در اين اليه ها اندكAquicluedتراوا )است.

اليه هاي غير قابل نفوذ از جنس رسوبات بسيار دانه ريز رسي مي باشند كه به دليل وجود فضاهاي ميكروسكوپي بسيار كوچك نمي توانند آب رااز خود

عبور دهند. در واقع ذرات ريز رسي ابتدا ملكولهاي آب را تحت تاثير نيروي جاذبه ملكولي بخود جذب كرده و سپس به علت ريز بودن منافذ بين دانه اي

اجازه عبور آب را ازخود نمي دهد.وضعيت حركت آبهاي نفوذي در داخل خلل و فرجها

آبهاي نفوذي در منافذ و شكافهاي زمين هاي آبرفتي و يا سنگي به سهحالت حركت مي كند.

حركت آب در امتداد قائم و نيروي جاذبه با فائقحركت ثقلي:- 1 آمدن بر نيروهاي موئينه و كشش سطحي از سطح زمين به اليه

اشباعي زيرين مي رسد.

7

: اين حركت از سطح اليه اشباعي درخالف جهتحركت صعودي-2 نيروي جاذبه زمين و در اثر نيروي موئينه از پايين به باال صورت

مي گيرد. اين حركت در داخل حفرات و منافذ اليه اشباعيحركت افقي:-3

سفره آبدار انجام گرفته و جهت آن از منطقه تغذيه بطرف منطقهتخليه و بهره برداري مي باشد.

انواع سفره هاي آبدار- سفره آب آزاد1

هر گاه اليه هاي نفوذ پذير مرتبط با سطح زمين بر روي يك اليه غير قابل نفوذ عمقي قرار گرفته باشد تشكيل سفره آب آزاد را مي دهد. اين نوع

سفره آبي از بارشهاي جوي بطور مستقيم تغذيه ميکند و بعلت آنكه فاقد اليه پوششي غير قابل نفوذ مي باشد درمعرض خطر آلودگي هاي سطحي

مثل فاضالب ها قرار دارد. سطح آب اين قبيل سفره ها كه با كم و زياد شدن تغذيه و يا برداشت آب ، باال و پايين مي گردد ، بنام سطح آب آزاد يا

( ناميده مي شود.Water Tableسطح ايستابي )- سفره آب نيمه آزاد2

اگر چنانچه سفره آب بوسيله اليه غير قابل نفوذ و يا كم نفوذ پوشيده شده باشد بطوريكه سطح آب سفره باالتر از سطح تحتاني اليه پوششي قرارداشته باشد، بنام سفره آب نيمه آزاد يا نيمه تحت فشار ناميده مي شود.

سفره آب تحت فشار-3 اگر چنانچه سفره آب زيرزميني توسط دو اليه غير قابل نفوذ و يا نيمه قابل

نفوذ از پايين و باال احاطه شده باشد، تشكيل سفره آب تحت فشار را مي دهد. چنانچه دراين گونه سفره ها چاهي حفر گردد، سطح آب چاه باالتر از سطح ايستابي سفره قرار مي گيرد بطوريكه ممكن است آب تا نزديكي

سطح زمين برسد كه به آن سفره نيمه آرتزين مي گويند و يا آنكه آب از دهانه چاه به بيرون سرازير شود كه به آن سفره آبدار آرتزين يا سفره

آبدار تحت فشار با جريان آزاد مي گويند. تغييرات سطح آب اين قبيل چاهها بستگي به فشار آب ناشي از شيب اليه آبدار، اختالف ارتفاع منطقه تغذيه با محل تخليه )دهانه چاه( بزرگي خلل و فرج و شكاف هاي اليه آبدار دارد. سطح آب فرضي در داخل سفره تحت فشار و يا سطح آب در داخل چاه

( مي گويند.piezometricحفر شده در اين سفره را سطح پيزومتريك )~ب ، در اثر برداشت بيش از حد آب از سفره تحت فشار و كاهش ارتفاع آ

8

سطح پيزومتريك به زير سطح پائيني طبقه غير قابل نفوذ يا نيمه قابل نفوذپوششي افت کرده و سفره آب آزاد بوجود مي آيد.

سفره آب معلق-4 چنانچه بخشي از منطقه تهويه بوسيله يك اليه غير قابل نفوذ در باالي ناحيه

اشباعي از سفره آزاد آب جدا شده باشد و آبهاي فرو رو سطحي در آن ذخيره شود، تشكيل سفره آب معلق را مي دهد. اين قبيل سفره ها به دليل وسعت كم و ضخامت اندك فاقد آبدهي مكفي و دائمي مي باشند. سطح آب

چنين سفره هائي به راحتي تحت تاثير بارشهاي جوي، برداشت آب و ياعمل تبخير در فصول گرم در نوسان مي باشد.

9

10

سنگ شناسي آذرين، رسوبي و دگرگوني در ارتباط با ذخائر آبي كاني ها به صورت انفرادي و يا تجمعي سنگها را به وجود آورده اند. لذا

شناخت آندسته ازكاني ها كه درارتباط با ذخائر آبي مي باشند حائز اهميت است. براي تعيين مشخصات يك كاني خارج از محيط آزمايشگاه از وسايلي

همچون چاقو، محك )يك قطعه چيني بدون لعاب(، ذره بين دستي با ، اسيد هيدروكلريك رقيق )جوهر نمك( و آهنربا مي توان بهره10بزرگنمايي

جست. كانيها را براساس درجه سختي به ده قسمت دسته كرده اند كه هركاني مي تواند كاني قبلي خود را خراش بدهد:

- فلد سپار6- تالک 1 - کوارتز 7- ژیپس ) گچ( 2 - توپاز8- کلسیت )آهک( 3 - کرندوم9-فلوئورین 4 - الماس10- آپاتیت 5

تالك و گچ با ناخن خط بر مي دارند. كلسيت يا سنگ آهك، فلورين و آپاتيت با چاقو خط بر مي دارند. البته آهك با اسيد هيدروكلريك رقيق مي جوشد و

گاز كربنيك آزاد مي كند.( علم مطالعه سنگهاي سازنده پوسته زمين )petrologyسنگ شناسي )

Litospherمي باشد. سنگها را بر مبناي طرز تشكيل آنها به سه دسته ) تقسيم مي نمايند:

(:Igneous Rocks- سنگهاي آذرين )1 از سرد شدن مواد مذاب دروني زمين بوجود مي آيند و شامل سنگهاي

آذرين دروني و بيروني مي باشند. ( در اثر فورانهاي آتشفشاني بوجودvolcanic rocksسنگهاي آذرين بيروني )

آمده و بسرعت سرد شده و مخفي بلورمي باشند. بازالت يا سنگ پا با تركيب قليائي و ريوليت به رنگ خاكستري روشن باتركيب اسيدي از

سنگهاي آذرين بيروني هستند. كوه دماوند يك آتشفشان خاموش متعلق بهاواخر دوران سوم و اوايل دوران چهارم زمين شناسي است.

( مثل گرانيت در زير اليه هاي پوستهplutonic rocksسنگهاي آذرين دروني) زمين و بتدريج سرد شده اند و بافت آنها از كانيهاي متبلور درشت و ريزبوجود آمده است. كوه الوند همدان از جنس سنگهاي گرانيتي مي باشد.

- سنگهاي دگرگوني2 سنگهاي آذرين و رسوبي اعماق زمين چنانچه بمدت طوالني تحت تاثير

فشار و حرارت و يا محلولهاي شيميايي فعال قرار گيرند به سنگهاي ( تبديل مي شوند. اين سنگها اليه اليه بوده وMetamorphic rocksدگرگوني )

11

كانيها در جهت معيني امتداد يافته اند. سنگ شيست از دگرگوني رسوبات رسي به وجود آمده است. سنگهاي دگرگوني ممكن است بصورت ناحيه اي

( و يادگرگوني مجاورتي در اثر باال آمدنSynclineدر محل ناوديس ها ) توده هاي گرم گرانيتي از اعماق زمين، بوجود آمده باشند. سنگهاي

دگرگوني مجاورتي و ناحيه اي درمنطقه استان همدان تا حوالي مالير،بروجرد و اراك گسترش دارند.

سنگهاي آذرين و دگرگوني از نظر پتانسيل آبي فاقد ارزش مي باشند و لذااز توضيحات بيشتر خودداري مي شود.

(:sedimentary Rocks- سنگهاي رسوبي )3 سنگهاي رسوبي از نظر منشاء تشكيل به دو دسته سنگهاي تخريبي

مكانيكي و شيميايي تقسيم مي شوند: سنگهاي رسوبي تخريبي: از سخت شدن مواد حاصل از تخريب سنگهاي رسوبي، آذرين و يا دگرگوني قديمي تر كه توسط جريان آب و يا باد حمل

شده و در محيط هاي دريائي و يا خشكي ته نشين شده اند، بوجود آمدهاست.

قطعات سنگهاي حمل شده با طي مسافت طوالني زواياي تيز خود را از دست داده و گرد مي شوند. اين قطعات گرد شده چنانچه بوسيله سيمان آهكي يا سيليسي محلول در آب حوضه رسوبي به يكديگر جوش بخورند

(Conglomerateتشكيل سنگ يك پارچه اي را بنام سنگ جوش )كنگلومرا مي دهند. چنانچه قطعات سنگي مسافت كمي را طي نموده و زواياي تيز خود را حفظ كرده و بوسيله سيمان بيكديگر جوش خورده باشند تشكيل

( را مي دهند. Brecciaسنگ برش ) ( و از رسوب دانه هايClay stoneاز رسوب خاكهاي رسي، سنگ رس )

( بوجودSand stoneماسه و بهم چسبيدن آنها توسط سيمان، ماسه سنگ )مي آيد.

( از رسوب خاكسترهاي آتشفشاني در آب درياها بوجودTuffسنگ توف )مي آيد مثل سنگ هاي سبز شمال تهران.

سنگهاي رسوبي شيميايي از رسوب امالح كربنات كلسيم، سيليس، سولفاتها و انواع نمكهاي محلول در اثر فعال و انفعاالت شيميايي درآب

( با تركيبChert(، چرت )Limestoneدريا ها بوجود مي آيند. سنگ آهك ) , NaCl( وسنگهاي نمكي با تركيب CaSo4, 2 H2Oسيليسي ، سنگ گچ )

KCl.از اين دسته مي باشند همچنين ممكن است سنگهاي آهكي از بقاياي مرجانها و اسفنجهاي دريائي

كه از امالح آهك محلول در آب دريا تغذيه مي كنند و ياتجمع پوسته آهكي

12

صدفهاي دريايي بوجود آمده باشد.از مشخصه هاي سنگهاي رسوبي، اليه اليه يا مطبق بودن آنها مي باشد.

سنگهاي آهكي از نظر پتانسيل ذخائر آبي اهميت خاصي دارند. آب باران با حل كردن گاز كربنيك موجود در هوا خاصيت اسيدي پيدا كرده و در نتيجه

نفوذ در داخل درز و شكاف ها مي تواند آنرا در خود حل كرده و به مرور موجب وسيع تر شدن اين مجاري و فضاها شود. با فراخ شدن اين مجاري در طول ميليونها سال حفرات كارستي بسيار بزرگي در دل كوهها بوجود

مي آيد كه چنانچه راه فراري نداشته باشند، مخزن خوبي براي آبهاي نفوذي خواهند بود. چنانچه در حين حفاري در سازندهاي آهكي به چنين غارهايي

برخورد شود مي بايد بسيار با احتياط عمل نمود تا مبادا ادامه حفاري وبرخورد به غارهاي خشك سبب فرار آب اين مخازن طبيعي شود.

غار عليصدر همدان نمونه بارز يك غار كارستي آبدار بزرگ مي باشد. با تغييرات عمق حوضه رسوبي در طول زمان، ممكن است اليه هاي آهكي

مخصوص اعماق زياد بصورت تدريجي به اليه هاي آهك مارني و سپس مارن كه خاص اعماق كمتر است، تبديل شوند. درمناطقي كه چنين رسوباتي

بصورت متناوب قرار گرفته باشند )نواحي جنوب استان فارس( به علت آنكه اليه هاي مارني غير قابل نفوذ مي باشند، ممكن است اليه هاي آهكي به

علت ضخامت كم و يا پوشش مارني و يا وجود ناخالصي مارن در متن آهك، فاقد ذخائر قابل توجه آب باشند. لذا توصيه مي شود قبل از اقدام به

حفاري، بررسي و مطالعات زمين شناسي و ژئوفيزيكي براي تعيين غارهايآهكي آبدار انجام شود.

سازندهايي مثل سروك، آسماري، جهرم، تاربور، الر، مزدوران، تيرگان، شتري، جمال، سنگ آهك قم و سنگهاي آهكي كرتاسه از مهمترين

سازندهاي كارستي كشورمان مي باشند كه در شرايط مناسب آب و هواييذخاير عظيمي از آب زيرزميني مي تواند در آنها تشكيل شود.

توضيح اينكه مارن يا گل سرشور به رنگهای سبز ، سبز كبود، كرم روشن قهوه اي از ته نشست خاك رس در محيطهاي آبي حاوي آهك محلول بوجود مي آيد . خاك مارن با جذب آب به صورت گل چسبنده در آمده و آب را از خود عبور نمي دهد و بعد از خشك شدن سخت و شكننده مي شود . نسبت

درصد متغيير است و با تغييرات65 تا 35مخلوط خاك رس و آهك از نسبت رس و آهك، سنگ حاصله بنام مارن آهكي، مارن و آهك مارني

ناميده مي شود يكي از راه هاي شناخت مارن خاصيت جذب آب آن مي باشدبه طوريكه به زبان خيس مي چسبد.

اليه هاي مارني به علت خاصيت جذب آب در حين حفاري متورم شده و با تنگ كردن مجراي چاه باعث گير افتادن سر مته حفاري و ابزار متصل به

13

آن مي شوند. توصيه مي شود براي كاهش ميزان جذب آب و در نتيجه بادكردگي الیه های

مارن و رس مقداري نمك طعام به آب حفاري اضافه شود. آن دسته ازمواد رسوبي كه در خشكي ها توسط آبهاي جاري موقت و يا

دائمي، باد و يا يخچالهاي طبيعي بوجود آمده اند و متعلق به دوران چهارم زمين شناسي هستند به علت جوان بودن معموال فاقد سيمان بوده و يا

اينكه سيمان بين دانه ها بسيار ضعيف مي باشد. رسوبات آبرفتي منفصل ماسه و گراول بدليل تخلخل و نفوذ پذيري باال و ظرفيت زياد ذخيره سازي آب مهمترين سفره هاي آبدار را تشكيل مي دهند كه بعلت سهولت حفاري و عمق كم سطح ايستابي بيشترين تعداد چاه هاي بهره برداري آب كشور را شامل مي شوند. رسوبات منفصل با پتانسيل ذخيره سازي آب به اشكال

گوناگون به شرح ذيل بوجود مي آيند.

زمين شناسي سفره هاي آبدار آبرفتي الف- دره ها يا گوديهاي مدفون

دره ها و يا گوديهاي قديمي در مناطق كوهستاني اگر توسط واريزه هاي درجا و يامواد حمل شده توسط سيالبها و يخچالهاي طبيعي پر شده و در زمانها

بعدي توسط رسوبات جديدتر پوشيده شده باشند، مي توانند تشكيل سفره هاي با توانائي ذخيره آب را بدهند. بديهي است كه جنس سنگهاي كوههاي منشاء تشكيل دهنده اين سفره ها مي بايد از سنگها و مواد غير

قابل نفوذ مثل مارن، سنگ رس، گچ و مواد مشابه نباشد. اين قبيل سفره ها يا از طريق درز و شكاف و شكستگي هاي كوههاي مجاور تغذيه

مي گردند و يا اينكه مستقيما از طريق مواد رسوبي پوشاننده سطحي. حجم آب ذخيره شده به عمق و وسعت دره ها و ضخامت رسوبات نفوذ

پذير بستگي دارد.

ب- رودخانه ها و آبراهه هاي مدفون آبراهه هاي عميق نواحي كوهستاني و رودخانه هايي كه از زمانهاي گذشته

توسط قلوه سنگها و قطعات سنگهاي ريز و درشت رودخانه اي پر شده اند و امروز ممكن است در بعضي موارد توسط رسوبات متفاوت سيالبي و يا بادي پوشيده شده باشند، مخازن خوبي براي تشكيل سفره هاي آبدار زير

زميني مي باشند. دانه بندي رسوبات رودخانه اي بسيار متغير بوده و با تغييرات آبدهي

رودخانه و طول مسافت حمل مواد از ريزدانه سيلت و ماسه تا قطعاتبزرگ قلوه سنگ را شامل مي شود.

14

حجم آب ذخيره شده و مقدار آبدهي چاه هاي محفوره در چنين زمين هائي بستگي مستقيم به عمق و وسعت آبراهه و جنس و دانه بندي مواد پركننده دارد. هر چه دانه ها درشت تر و يكنواختي و گردشدگي بيشتر باشد، ميزان تخلخل و در نتيجه مقدار آب ذخيره شده بيشتر خواهد بود. تغذيه اين قبيل

سفره ها توسط جريانهاي سطحي موقت يا دائم صورت مي گيرد.

ج- دشتهاي آبرفتي سنگهاي كوهها و ارتفاعات در اثر عوامل مخرب تكتونيكي و جوي شكسته شده و بوسيله جريانهاي آبي به سمت درياها حمل مي گردند. اين مواد در اثر حمل با يكديگر برخورد كرده و شكسته شده و بتدريج ريزتر مي گردند.

از طرفي جريان آب كه در مناطق كوهستاني بعلت شيب تند، قوي مي باشد، با رسيدن به دشت وسيع كم شيب و پخش شدن در سطح،

قدرت خود را از دست داده و ديگر قادر به حمل مواد درشت دانه نمي باشد. لذا اين قبيل رسوبات از ناحيه كوهستاني بطرف دشت و دريا

بتدريج ريز دانه مي گردند بطوريكه در نزديكي ساحل به رسوبات ريز دانه ماسه، سيلت و رس تبديل مي شوند. بهترين مثال آن رسوبات آبرفتي جلگه خوزستان مي باشد كه ازكوههاي آهكي و مارني زاگرس سرچشمه گرفته و

به خليج فارس ختم مي گردد و رسوبات آن توسط رودخانه هاي كارون و كرخه حمل و ته نشين شده اند. اين رسوبات در نواحي كوهپايه اي دزفول،

شوشتر، مسجد سليمان، رامهرمز و بهبهان قلوه سنگهاي درشت دانه مي باشند و حال آنكه در منطقه اهواز و بطرف جنوب به رسوبات ماسه اي

دانه ريز، سيلت و رس تغيير يافته اند. در منطقه شمال ايران بدليل نزديكي دريا به منطقه كوهستاني و درنتيجه مسافت كم حمل مواد و از طرفي جنس اغلب سنگها كه آذرين و سخت

مي باشند، رسوبات ساحلي در بعضي مناطق از نوع قلوه سنگي و در اكثر مناطق ماسه اي مي باشد. رسوبات آبرفتي دشتها خصوصا درنواحي نزديك

به رشته كوهها، مخازن خوبي براي آبهاي زير زميني مي باشند و بخش عمده آبهاي استخراجي زير زميني در ايران از اين گونه منابع تامين

مي گردد. تغذيه اين سفره ها در ناحيه كوهستاني از آبهاي حاصل از بارش برف و باران و نفوذ در داخل شكستگي هاي سنگها و جريان آن در زير

زمين و به داخل رسوبات آبرفتي و يا از نفوذ آبهاي جاري آبراهه ها به درون رسوبات درشت دانه مخروط افكنه اي كوهپايه ها و سپس جريان زيرزميني

بطرف دشت صورت مي گيرد.همچنين در مناطقي كه جنس رسوبات سطحي ازمواد نفوذ پذير تشكيل شده باشد، تغذيه مستقيم از نزوالت جوي

15

منشاء مي گيرد.

رسوبات منفصل آبداررسوبات يخچالي

( كهPleistoceneاز آغاز دوران چهارم زمين شناسي و در دوره پلئيستوسن ) ميليون سال در حدود يك3 تا 2به دوران يخبندان مشهور است به مدت

سوم سطح خشكي هاي زمين را توده هاي عظيم يخ فرا گرفته بود. در حدود ( همزمان با گرمHolocene سال پيش و با آغاز دوره عصر جديد )8000

شدن كره زمين و ذوب تدريجي برف ها از وسعت منطقه پوشيده از يخ كاسته شد. با عقب نشيني يخ ها، وسعت منطقه پوشيده از برف به

محدوده قطب هاي جنوب و شمال فعلي كاهش يافت. يخچالها در مناطق كوهستاني ضمن حركت خود به كمك قطعات سنگ و

شكل حفر نمايند و بتدريج كه شيبUخاك همراه مي توانند دره هاي عميق بستر كم مي شود سرعت حركت آنها نيز كم شده و با ذوب تدريجي،

محتويات خود را در كف دره ها ته نشين نمايند. رسوبات يخچالي بسيار ناهمگن بوده و از تخته سنگهاي بزرگ تا قلوه سنگ

و شن و ماسه و سيلت و رس تشكيل شده اند. اين رسوبات معموال فاقد اليه بندي مي باشند. رسوبات يخچالي ميليونها كيلومتر مربع از سطح زمين را پوشانده اند و در مناطق شمالي آمريكا، كانادا و كشورهاي شمالي اروپا و آسيا، با حفر چاه از ذخائر آبي موجود در اين رسوبات استفاده مي گردد.

اين رسوبات در بخش شمالي شهر تهران در بعضي مناطق ديده مي شوند. چون حجم بيشتر رسوبات يخچالي را رسوبات ريز دانه رس و سيلت

تشكيل مي دهد كه در البه الي دانه ها و قطعات درشت تر قرارگرفته اند، لذاميزان نفوذ پذيري و در نتيجه آبدهي آنها نسبتا ضعيف مي باشد.

رسوبات بادي رسوبات بادي كه در مقايسه با رسوبات رودخانه اي و يخچالي از وسعت

كمتري برخوردار هستند. از مواد دانه ريز سيلت و ماسه تشكيل شده اند وبه دو گروه لس ها و تپه هاي ماسه اي تقسيم مي شود:

(: از تجمع مواد دانه ريز يكنواخت سيلتي همراه با مقدارLoessلس ها ) كمي خاك رس و ماسه ريزدانه بوجود آمده اند. ممكن است در مواردي

ذرات تشكيل دهنده بوسيله سيمان آهكي به يكديگر چسبيده باشند و كال به دليل ريزدانه بودن و نفوذپذيري ضعيف نمي توانند سفره هاي آبي قابل توجه بوجود آورند. اين رسوبات متعلق به دوره پلئيستوسن بوده و بوسيله باد و يا يخچالها در سطح خشكي ها و يا در داخل درياچه ها بوجود آمده اند و رنگ

16

آنها كرم تا قهوه اي مايل به زرد مي باشد. گسترش آنها از شمال اروپاي مركزي تا شرق چين مي باشد. همچنين در دره مي سي سي پي و شمال غربي امريكا وجود دارد. معموال بدون اليه بندي بوده و ضخامت آنها كمتر

متر مي باشد.30از

رسوبات ماسه اي ماسه هاي بادي در صحراها تنها منبع تامين آب مي باشند. نفوذپذيري آنها باال

بوده و لذا آبدهي مناسب باكيفيت مطلوب دارند. دراثر نيروي مكش پمپ آب، دانه هاي ماسه از زمين اطراف چاه مكيده شده و بتدريچ و با گذشت زمان، حفره خالي ايجاد شده تحمل نگهداري اليه هاي فوقاني را نداشته و

در اثر ريزش آن و فشار به لوله جدار باعث قيچي كردن لوله ها و گير افتادن پمپ و متعلقات در درون چاه مي شود، از طرفي ورود ماسه به داخل چاه و مكش آن توسط پمپ موجبات خورندگي لوله ها و قطعات پمپ را فراهم مي نمايد. در مناطقي كه سطح ايستابي نزديك به سطح

زمين باشد، اقتصادي ترين روش بهره برداري از اين منابع آبي حفر چاهدستي دهانه گشاد و سنگ چيني ديواره آن مي باشد.

سفره هاي آبدار ماسه اي با سطح ايستابي كم عمق در حد چندين متر در منطقه غرب اهواز بطرف بستان و مرز عراق وجود دارد و نمونه عميق آن

متر هم مي رسد در بخش غربي شهرستان ايرانشهر70 تا 60كه به حدود ديده مي شود.

براي حفر چاههاي عميق در اين قبيل سفره ها الزم است كه لوله گذاري اينچ صورت گيرد و بين دو جدار6جداره چاه با دو قطر و اختالف حداقل

را شن ريزي )گراول پكينگ( نمايند. البته بهتر است كه در حد فاصل لوله جدار بزرگتر و زمين ، شن ريزي صورت گيرد تا در اثر مرور زمان و ورودتدريجي ماسه بدرون چاه، حفره ايجاد شده توسط دانه هاي شن پرشود.

رسوبات آبرفتي دانه ريز رسوبات دانه ريز شيل، سيلت و رس داراي فضاهاي بسيار كوچك بين

دانه اي مي باشند كه آب ورودي به آنها در اثر نيروي جاذبه ملكولي به سطح دانه ها مي چسبد و در نتيجه مانع جريان آزاد آب در بين فضاهاي خالي

مي شود. لذا نفوذپذيري آنها بسيار ضعيف بوده و آبدهي چاه هاي محفورهدر چنين زمين هائي بسيار ناچيز مي باشد.

( از تراكم مواد رسوبي تخريبي ريز دانه نظير سيلت و خاكShaleشيل ) رس تحت نيروي فشار ناشي از وزن رسوبات پوشاننده فوقاني بوجود

مي آيدو داراي اليه بندي ظريف و نازك بوده كه در اثر اعمال نيرو به

17

موازات سطوح اليه بندي به ورقه هاي نازك تبديل مي شود. سطوح اليه بندي از كانيهاي رسي و ذرات سيليس تشكيل شده و بصورت سطح

هوازده در آمده اند. عموما نرم مي باشند و ليكن درجه سخت شدگي آنها به اندازه اي است كه در اثر خيس شدن متالشي نمي شوند. شيلها معموال از

% كانيهاي15% كاني رسي يا ذرات ميكا و 35% سيلت و 50حداقل كوارتز يا فلدسپات بوجود آمده اند رنگ شيلها قرمز، قهوه اي، سياه و يا

تا002/0خاكستري مي باشد. سيلت به ذرات موجود در خاك به قطر ( عبارتست از كانيها و ياذرات تخريبيClay ميلي متر مي گويند. رس )05/0

ميلي002/0با هر تركيبي و يا ذرات كانيهاي رسي متبلور با قطر كمتر از دسته رسهاي درشت، متوسط، ريز و خيلي ريز4 ميكرون و به 4متر تا

ميكرون داراي خاصيت كلوئيدي4دانه تقسيم مي شوند. ذرات كوچكتر از مي باشند.

خاكهاي رسي مخلوطي از ذرات كلوئيدي با خاصيت پالستيكي شديد شامل كانيهاي رس و كانيهاي فرعي ذرات ريز كوارتز، فلدسپاتهاي تجزيه شده،

كربنات ها و كانيهاي تركيبات آهني مي باشد. مخلوط آن با آب تبديل به گل با خاصيت تغيير شكل پذيري پالستيكي مي شود و نمونه ساخته شده از آن

بعد از خشك شدن، شكل خود را حفظ و در اثر حرارت كامال سختمي شود. بعضي از رسها خاصيت پالستيكي ندارند.

ميلي متر و002/0% ذرات كوچكتر از 50خاك رس از مخلوط بيش از حداقل بميزان يك چهارم از كانيهاي رسي تشكيل شده است، براي

تشخيص سيلت و رس از يكديگر چنانچه يك مكعب به ابعاد يك سانتي متر از نوع خيس آنها درست نمائيم و بعد از خشك شدن كامل نمونه آنرا بين دو انگشت بفشاريم، سيلت در اثر اعمال فشار خرد مي شود و حال آنكه

رس سالم مي ماند.

زمين شناسي سازندهاي متراكم )سنگي( آبدار سنگهاي آهكي

سنگهاي آهكي داراي تخلخل ثانويه مي باشند و مقدار اين تخلخل بستگي به درجه خلوص سنگ و ميزان درز و شكافهاي موجود در آن دارد. در اثر تاثير

نيروهاي تكنونيكي ناشي از حركات كوهزائي، اين سنگها دچار شكستگي شده كه محل مناسبي براي نفوذ بارشهاي اسيدي مي باشد. آب باران با حل كردن گازكربنيك موجود در هوا خاصيت اسيدي پيداكرده و در نتيجه

سبب حل شدن آهك و گشاد شدن درز و شكافها مي شود. جريان آب در داخل اين شكافها مي تواند آهكهاي بادرجه خلوص كمتر را كه همراه خاك

18

رس مي باشند سريعتر شسته و غارهاي كوچك و بزرگ بوجود آورد. در صورتيكه اين غارها راه فرار نداشته باشند، آب در داخل آنها ذخيره شده

و مخزن خوبي براي تامين آب مي باشند. البته تعيين موقعيت غارها با روشهاي ژئوالكتريكي قبل از اقدام به حفاري مي تواند از بروز خسارت و

ضرر و زيان ناشي از حفاري در آهكهاي فاقد غارهاي كارستي واجد آب مناسب جلوگيري نمايد. بعضا اتفاق مي افتد چاههائي كه بدون انجام

مطالعات علمي زمين شناسي و آبشناسي در كوههاي آهكي حفاري شده اند و به آب مناسب برخورد ننموده اند. در مناطقي كه اليه هاي آهكي با اليه هاي

مارن بطور متناوب قرار گرفته اند مثل نواحي شرقي و جنوب شرقي شيراز و يا نواحي جنوبي استان فارس، شانس كمي براي دستيابي به ذخائر

آبي مناسب وجود دارد. در مناطق واقع در امتداد رشته كوههاي زاگرس، آهكهاي آسماري، جهرم، تاربور و شهبازان، در كوههاي البرز سنگ آهك الر

و كرتاسه و در رشته كوههاي كپه داغ سازند مزدوران و تيرگان بهترينگزينه براي حفاري مي باشند.

سنگهاي گچي سنگهاي گچي با قابليت انحالل نسبتا زياد و در نتيجه نفوذپذيري باال،

حوضه هاي آبي مناسبي را بوجود مي آورند. البته آبهاي استحصالي از اين قبيل منابع داراي تركيبات سولفاته مي باشند كه كيفيت خوبي براي شرب

ندارند.

ماسه سنگ و سنگ جوش هرگاه دانه هاي ماسه و شن و يا قلوه سنگ بوسيله سيمان آهكي يا

سيليسي به يكديگر جوش خورده باشند، تشكيل سنگهاي يكپارچه اي را مي دهند كه بدليل پرشدگي خلل و فرج و فضاهاي بين دانه اي بامالط

سيمان فاقد نفوذ پذيري مي باشند. اگر چنانچه در اثر نيروهاي تكتونيكي وارده، اين سنگها داراي درز و شكاف و شكستگي گردند، ميتوانند مقداري

آب درخود ذخيره نمايند و ليكن از نظر ميزان آبدهي در اكثر مواقع فاقدارزش سرمايه گذاري هستند.

سنگهاي آذرين سنگهاي آتشفشاني با تركيب قليائي مثل بازالت و يا پوميس )سنگ پا( كه

از سرد شدن مواد مذاب جاري در سطح زمين بوجود آمده اند داراي حفره ها و فضاهاي خالي زيادي ناشي از خروج گازهاي محلول در ماده

مذاب مي باشند. اين حفرات اكثرا به يكديگر ارتباط ندارند و بهيمن دليل نفوذ پذيري آنها خيلي ضعيف بوده و لذا نمي توانند سفره آبي خوبي به

19

حساب آيند. بازالتهاي ستوني منشوري شكل با درز و شكستگي هاي فراوان و يا توده اي شكل با مجاري متقاطع و شاخه شاخه كه در اثر خروج گازها به هنگام سرد شدن سريع مواد مذاب ايجاد شده اند، مي توانند محل

مناسبي براي ذخيره سازي آب باشند.

20

خصوصيات رسوبات در ارتباط با آب مواد رسوبي جوان متعلق به دوران چهارم زمين شناسي كه حداكثر حدود

ميليون سال از عمر تشكيل آنها مي گذرد بصورت رسوبات آبرفتي3 مخروطه افكنه اي ، درياچه اي و بادي و يخچالي در خشكي ها بوجود آمده اند، فاقد چين خوردگي بوده و شيب آنها تابع شكل توپوگرافي زمين بستر تشكيل اين مواد مي باشد. اين رسوبات اكثرا داراي دانه بندي ناهمگن و از مخلوط قطعات سنگهاي ريز و درشت منفصل بدون سيمان و يا با سيمان

ضعيف تشكيل شده اند و بخش اعظم آبهاي استخراجي از چاه هاي محفورهدر اين قبيل تشكيالت حاصل مي شود.

از طرفي سنگهاي رسوبي قديمي تر از دوران چهارم زمين شناسي كه در حوضه هاي رسوبي دريايي و يا بعضا در خشكي بوجود آمده اند، تحت تاثير حركات كوهزائي دورانهاي مختلف زمين شناسي قرار گرفته و به صورت

چين خورده و تكتونيزه مي باشند. اين سنگها چنانچه تحت تاثير عوامل فرسايشي قرار نگرفته باشند همگي سخت و تقريبا بدون خلل و فرج

مي باشند و در صورتي مي توانند از نظر پتانسيل هاي آبي مورد توجه قرار گيرند كه داراي درز و شكاف و فضاهاي نفوذ پذير ثانويه شده باشند.

گسلها و شكستگي و درز و شكاف هاي ناشي از تاثير نيروهاي دروني زمين بصورت كششي و همچنين باز شدگي ها ي ناشي از انحالل و شسته شدن مواد نرمتر و يا خرد شده مي تواند ظرفيت نفوذ پذيري و ذخيره سازي آب

را در اين قبيل سنگها افزايش دهد.

بررسی مناطق با پتانسیل آبی اولين قدم براي اقدام به حفر چاه بهره برداري آب، شناسايي سازندهاي با

قابليت ذخيره سازي و آبدهي مناسب مي باشد. اصوال منابع تامين آب زيرزميني به دو دسته تقسيم مي شود.

الف- منابع آبي مستقر در زمينهاي آبرفتيب- منابع آبي مستقر در سازندهاي آهكي واجد شكستگي و غار

رسوبات آبرفتي ريز دانه همراه با خاك رس، سازندهاي مارني و يا سنگهاي متراكم يكپارچه رسوبي، آذرين و يا دگرگوني بدون شكستگي و درز و

شكاف نمي توانند براي تأمين آب به حساب آيند. ضمنا بهتر است در سازندهاي آهكي مارني و يا رسوبات تيپ آبرفتي كه بوسيله سيمان سيليسي و يا آهكي بهم جوش خورده اند با احتياط بدنبال

آب جستجو كرد.

21

مشخصات و ضرائب سفره آبدار سفره هاي آبي براساس عوامل تخلخل، نفوذ پذيري، ضريب قابليت انتقال

و ضريب ذخيره سازي از يكديگر تفكيك و رده بندي مي شوند.

تخلخل ( به حجم كلw( عبارتست از درصد نسبت حجم فضاهاي خالي )Pتخلخل )

( كه مقدار آن از فرمول vتوده سنگ )P=100×w

v.محاسبه مي شود حداكثر ميزان تخلخل گزارش شده مربوط به رسوبات آبرفتي ريز دانه

95 تا 80عصر جديد در دلتاي مي سي سي پي آمريكا مي باشد كه در حدود درصد است.

تخلخل در سنگهاي سخت با ميزان درز و شكاف موجود و چگونگي ارتباطآنها با يكديگر رابطه مستقيم دارد.

تخلخل مفيد تخلخل مفيد عبارتست از حجم فضاهاي خالي مرتبط به هم كه آب بتواند

آزادانه در آن جريان يابد. در سفره هاي آب آزاد حجم آب استحصال شده از حجم معيني از خاك يا سنگ معرف تخلخل مفيد مي باشد و از فرمول

Pe=VE×100V.محاسبه مي گردد

V حجم فضاهاي خالي مرتبط به هم و VE تخلخل مفيد، Peدر اين فرمول حجم كل نمونه مي باشد.

تخلخل مفيد با شكل ، اندازه و يكنواختي دانه ها و ميزان سيمان شدگيذرات نسبت مستقيم دارد.

% مي باشد و حال آنكه60براي مثال مقدار تخلخل كل در خاك رس حدود % تجاوز نمي كند زيرا بدليل آنكه دانه هاي10تخلخل مفيد آن از حداكثر

رس خيلي ريز مي باشند حفرات بين دانه ها نيز بسيار ريز هستند. همچنين ميزان تخلخل مفيد در ماسه درشت با دانه بندي يكنواخت بيش از مخلوط

ماسه درشت و ريز مي باشد.

درصد تخلخل مفيدنوع رسوب يا سنگخاك رس

ماسهماسه درشت )شن(مخلوط ماسه و شن

10-130-1030-1525-15

22

ماسه سنگشن

سنگ آهك

15-55-5/05-5/0

نفوذپذيري قدرت هدايت جريان آب در سفره هاي آبي را نفوذ پذيري يا قدرت هدايت

( در يك سفره آبيKهيدروليكي سفره مي گويند. ضرب نفوذ پذيري ) عبارتست از سرعت عبور آب به حجم يك متر مكعب از مقطع يك متر

مربع سفره در تحت شيب گراديان هيدروليكي يك متر در يك متر و حرارت درجه سانتيگراد در مدت يك روز.20

نفوذ پذيري با مقدار تخلخل مفيد رابطه مستقيم داشته و یکی از فاکتورهای مهم تعیین کننده مشخصات سفره آبی می باشد . ضريب نفوذ

سانتي متر در ثانيه در رسوبات مختلف تغيير10-9 تا 102پذيري بين مي كند.

2 10 1 10 10

1- 10 2- 10 3-10

4- 10 5- 10 6- 10

7- 10 8- 10 9- 10

شن و سنگريزهبدون ذرات ريز

ماسه ، ماسه +شن

بدون ذرات ريز

ماسه دانه ريز وسيلت مخلوطماسه و رس

رس

نفوذپذيري خيليخوب

بدون نفوذنفوذ پذيري بدنفوذ پذيري خوبپذيري

»جدول تغييرات ضريب نفوذپذيري در رسوبات آبرفتي«

(Transmissibilityضريب قابليت انتقال ) ( سفره آب زير زميني عبارتست از توانائي عبورTضريب قابليت انتقال )

آب از كل ضخامت سفره اشباعي و برابر است با حاصلضرب ضريب نفوذپذيري آن سفره در ضخامت اليه اشباعي آبدار كه عبارتست از مقدار حجم آب بر حسب متر مكعب كه از مسيري قائم به مقطع يك متر مربع و ارتفاع معادل ضخامت سفره اشباعي و گراديان هيدروليكي واحد در درجه

حرارت سفره در واحد زمان عبور كند.

Q)حجم آب عبوري )متر مكعب در روز : Kضريب نفوذ پذيري بر حسب متر مكعب در روز :

23

Iگراديان هيدروليكي بر حسب متر در متر : Aسطح مقطع عبور جريان آب بر حسب متر مربع در روز :Tضريب قابليت انتقال آب بر حسب متر مكعب :L.عرض مقطع بر حسب متر که تخليه در آن صورت مي گيرد :

24

( روز ( در مكعب متر عبوري آب Q حجم

( متر / متر ) (گراديان متر ) (ضخامت 1متر ) ( 1روز ) IL

T=Q=K.I.A.=T.I.L

از تقسيم مقدار اختالف ارتفاعIگراديان هيدروليكي يا شيب هيدروليكي آب در دو چاه پیزومتر به فاصله اين دو چاه از يكديگر به دست مي آيد.

مأخذ: )تكنيك حفاري و اصول استخراج آبهاي زيرزميني- دكتر حجت اله(1375ضيائي

25

»مقايسه تخلخل هاي نمونه و ضرائب نفوذپذيري مواد معمولي با منشاءهايمتفاوت«

I= Δh→(m)L→(m)

ضريب ذخيره ضريب ذخيره يك سفره آب آزاد عبارتست از حجم آب آزاد شده يا ذخيره شده در داخل يك ستون فرضي از مواد متشكل سفره به سطح مقطع يك

متر )واحد(متر مربع وارتفاع يك )واحد( متر و در واقع برابر تخلخل مفيدمي باشد.

تا1ضريب ذخيره بر حسب درصدمحاسبه مي گردد و مقدار آن معموال از درصد مي رسد.20 درصد متغيير بوده و ندرتا تا 10

ضريب ذخيره در سفره تحت فشار برابر حجم آب آزاد شده از حجم يك متر مكعب مواد تشكيل دهنده سفره است كه فشار آن يك واحد اضافه يا

كم شده باشد.( متغير مي باشد .9 الي 1×) 10-4مقدار اين ضريب معموال بين

روشهاي بهره برداري از منابع آب زيرزميني حفاري چاه و قنات از روشهاي ابداعي بشر براي بهره برداري از ذخائر آبي

زير زميني مي باشد.قنات يا كاريز

از زمانهاي بسيار قديم در ايران باستان براي بهره برداري از مخازن آب زيرزميني، در زمينهای آبرفتي كوهپايه ها توسط ابزار دستي حفاري

مي گرديده است و امروزه نيز همچنان متداول مي باشد. يك رشته قنات از يك پشته يا گالري با شيب حدود يك متر در كيلومتر كه كار انتقال آب را به

مظهر قنات بعهده داردو تعدادي چاه هاي قائم )ميله( تشكيل شده است. اولين چاه كه در نزديكي كوه تا برخورد به سفره آبي حفر مي گردد و عمق آن از بقيه چاه هاي مسير بيشتر مي باشد، مادر چاه قنات نام دارد. قسمتي از پشته كه از مادر چاه قنات شروع شده و بطرف دشت امتداد مي يابد در سفره آبي قرار دارد و آب از ديواره ها به داخل گالري وارد مي شود )بخش

تركار قنات( و بقيه مسير بانزديك شدن به دشت و خارج شدن از سفره آبي فقط كار انتقال آب را بعهده دارد. )بخش خشكه كار قنات( نحوه

احداث يك رشته قنات به اين ترتيب است كه از محل خروج آب )مظهر قنات( واقع در دشت، حفاري پشته آغاز و بطرف دامنه كوه امتداد مي يابد

بطوريكه از داخل سفره ي آبدار عبور نمايد. چاه هاي قائم )ميله چاه( متر از يكديگر براي خارج نمودن مواد حفاري شده50 تا 30بفواصل حدود

پشته و دست يابي به داخل آن جهت اليروبي و بازسازي هاي بعدي حفرمي گردد.

سانتي60 سانتي متر و عرض آن حدود 120ارتفاع سقف پشته معموال

26

متر و طول آن با توجه به وضعيت آبدهي منطقه ممكن است تا چند كيلو متر هم برسد. بخش خشكي پشته را كه در باالي سطح ايستايي سفره

قرار دارد، قسمت خشكه قنات مي نامند. دهانه چاهها را بعد از خاتمه عمليات مي بندند. هرنج قنات قسمت اوليه قنات را گويند كه از مظهر

متر حفر4قنات به طرف دشت بصورت يك كانال روباز و بعمق حداكثر تا مي گردد.

در زمينهاي سست ريزشي )شوالتي(ديواره ميله ها را با طوقه )كول( سيماني و ديواره پشته را معموال با كولهاي سفالي و يا سيماني جدار بندي

و محافظت مي نمايند. چنانچه نفود پذيري زمين در قسمت خشكه قنات زياد باشد براي جلوگيري

از نفوذ و فرار آب، كف پشته را با مالت سيمان عايق بندي ميكنند. در نواحي كوهستاني شيب سفره آبدار زياد بوده در نتيجه طول بخش آبده

قنات كم مي باشد وليكن در مناطق دور از كوه كه مسطح مي باشند و شيب سفره آبدار كم است طول قسمت آبده قنات ممكن است تا چند

كيلومتر برسد. نظير چنين قناتهایی را در نواحي يزد و كرمان مي توان ديد. درمنطقه خراسان قنات هاي قديمي با طول نسبتا زياد و مادر چاه بعمق تا

ليتر در ثانيه بالغ مي شود. بدليل400 متر وجود دارد كه آبدهي آنها تا 400 آنكه آب قنات در تمامي فصول سال و هميشه جاري مي باشد، براي

جلوگيري از به هدر رفتن آن در اواخر پاييز و فصل زمستان مي توان دهانه قنات را در محل مظهر آن مسدود نمود مشروط بر آنكه ديواره هاي پشته و

ميله ها در بخش سست و ريزشي توسط كولهاي بتني محافظت شدهباشد.

گاهي ممكن است يك اليه نفوذ ناپذير سفره آبدار را به دو بخش باالئي و پاييني تقسيم نمايد دراينصورت دو كانال زير زميني به موازات يكديگر در

سفره باالئي و زيرين در يك امتداد حفر مي نمايند و در اينصورت مادر چاههاي دو رشته قنات مي توانند از يكديگر جدا باشند و حال آنكه ميله هاي

قنات مي توانند بين دو رشته مشترك باشند.

چاه آب و انواع آن چاه آب حفره اي قائم و يك ساختمان هيدروليكي مي باشد كه از سطح

زمين شروع شده و تا داخل سفره آبدار ادامه مي يابد و آب سفره در اثر نيروي ثقل و حركت جانبي به درون آن نفوذ نموده و توسط سطل و يا

پمپ استخراج مي گردد. چاهها را بر حسب روش حفاري، عمق، نحوه بهره برداری ، وضعيت زمين

27

شناسي و ليتولوژي، عمق سطح آب سفره و اهداف حفاري به انواع ذيلتقسيم بندي مي كنند.

- چاههاي اكتشافي و مطالعاتي كه به منظور بررسي و مطالعه1 مشخصات هيدروليكي و هيدروديناميكي و ضخامت سفره آبدار ، ليتولوژي

و عمق سنگ كف، وضعيت اليه هاي نفوذ ناپذير در مناطق بكر و يا نا اينچ جهت6شناخته حفر ميگردند. از اين گروه چاههاي پيزومتري به قطر

مطالعه سطح ديناميك آبها حفاري مي گردند. متر50- چاه هاي بهره برداري عميق، كه عمق چاه حفر شده بيش از 2

بوده و توسط دستگاه هاي حفاري و يا بعضا با دست حفاري مي گردند. بهرهبرداري از آنها توسط پمپ توربيني و يا شناور صورت مي گيرد.

3 - چاه هاي نيمه عميق: به دليل باال بودن سطح ايستابي داراي عمق نسبتا كمي مي باشند حفر آنها بدليل ارزاني نيروي كار معموال با دست صورت

مي گيرد و بهره برداري از آنها توسط پمپ هاي كمر چاهي سانتريفوژ كه درنزديكي سطح آب و در داخل ديواه چاه نصب مي گردد، انجام مي شود.

متر هم100قطر چاه هاي دستي حدود يك تا دو متر و عمق آنها گاهي تا مي رسد. بعد از برخورد به آب، معموال براي آنكه آب ورودي به چاه مانع

ادامه حفاري نشود از پمپ هاي سانتريفوژ براي تخليه آب بهنگام كاركردن استفاده مي نمايند. چنانچه جنس زمين از آبرفت درشت دانه غير ريزشی

متر زير سطح برخورد به آب،5تشكيل شده باشد، مقني مي تواند تا حدود حفاري را ادامه دهد. وليكن در زمينهاي شوالتي، عمليات حفاري به سختي و باكول گذاري انجام مي شود و چون نمي توان بيش از چند متر در سفره

آبي به حفاري ادامه داد بناچار مبادرت به حفر گالريهاي افقي در جهاتمختلف براي استحصال آب بيشتر مي نمايند.

به علت محدوديت حفاري در زير سطح ايستابي و ضخامت كم ستون آب در داخل چاه در فصول كم باران و ايام پر مصرف سال ، سطح آب اين

چاهها پايين رفته و لذا براي تامين آب مورد نياز مرتبا مي بايد كف شكني واليروبي گردند

چاه هاي آرتزين نام آرتزين از محلي بنام آرتز واقع در كشور فرانسه كه براي اولين بار

چنين چاهي در آن محل حفاري گرديده گرفته شده است. هرگاه يك اليه نفوذ پذير آبدار در بين دو اليه غير قابل نفوذ قرار گرفته باشد، بهنگام حفاري و برخورد به اليه آبدار، سطح آب در داخل چاه باال

آمده و چنانچه فشار به اندازه كافي باشد آب از دهانه چاه خارج مي شود.

28

چاه فلمن يا چاه هاي مخزني گالري دار در زمينهاي از جنس رسوبات سست منفصل شن و ماسه و يا قلوه سنگ

با سطح آب نزديك به سطح زمين ، اقتصادي ترين روش استحصال آب در متر و تا عمق5 تا 2حجم زياد، حفاري يك حلقه چاه قائم دستي به قطر

چند متر زير سطح آب بمنظور انباشت آب ورودي از گالريهاي افقي مي باشد . ديواره و كف اين چاه را با بتن عايق بندي و مستحكم مي نمايند.

سپس گالريهاي افقي متعدد در جهات مختلف و با شيب خيلي ماليم و به ارتفاع حدود يك متر از كف چاه عمود بر ديواره چاه در داخل سفره آبدار

متر هم100حفر مي نمايند. طول اين گالريها ممكن است به بيش از برسد.

يكي از روشهاي جديد احداث چنين چاه هائي استفاده از ماشينهاي متر مي تواند20مخصوص مي باشد. حفاري چاه قائم براي اعماق بيش از

FELMANبا دستگاههاي حفاري مخصوص صورت گيرد. در روش فلمن اينچ كه در16 الي 8متخصص سوئيسي لوله هاي فوالدي مقاوم بقطر

قسمت پيشرو داراي يك مخروط فوالدي بسيار مقاوم نوك تيز سوراخ دار كيلوگرم70مي باشد، به كمك دستگاه هاي پرس هيدروليكي با فشار حدود

بر سانتي متر مربع در ديواره چاه و عمود بر آن در جهات مختلف و بطور شعاعي در داخل ماسه هاي سفره آبي و با شيب بسيار ماليم فرو برده

مي شود. هنگام فرو بردن لوله فوالدي، ماسه هاي سفره آبدار به همراه آب از راه

سوراخهاي مخروط پيشرو وارد لوله فوالدي كم قطر تري كه در وسط لوله فوالدي هادي تعبيه شده، مي گردد و همراه جريان آب از داخل اين لوله وارد

چاه اصلي مادر يا چاه جمع كننده مي شود و توسط پمپ آب از درون چاه تخليه مي گردد. اين عمل باعث مي شود تا لوله با نيروي كمتري در زمين

متر در زمين هاي از80فرو رود بطوريكه مي توان اين لوله ها را تا حدود جنس رسوبات دانه ريز ماسه اي فرو برد.

14 الي 7در خاتمه كار، لوله مشبك متناسب با قطر لوله هادي و به قطر اينچ وارد لوله هادي نموده و آنگاه لوله هادي را بيرون مي كشند. سطح

درصد كل سطح لوله را30 تا 20مشبك در ارتباط با دانه بندي سازند از شامل مي شود.

متر مي رسد كه امروزه با كمك روشهاي30عمق چاه عمودي معموال تا متر نيز حفاري مي شوند و سطح60حفاري نوين چاه هاي عمودي تا عمق

آب از اين بابت عامل محدود كننده عمق حفاري نمي باشد. بلكه جنس

29

رسوبات آبرفتي و سختي و نرمي زمين عامل اصلي تعيين كننده حفاريمي باشد.

اين نوع چاهها در بستر آبرفتي رودخانه هاي دائمي و يا آبرفتهاي با سطح آب متر و گسترش محدود4 تا 3زير زميني كم عمق با ضخامت كم حدود

قابليت بهره برداري بسيار زيادي دارند در حاليكه چاه هاي عميق در اليه هاي كم ضخامت كارآيي ندارند. بنابراين مطالعه سيستماتيك مكان يابي در

رابطه با منابع آب زيرزميني و سطحي منطقه، زمين شناسي و توپوگرافي و هيدرولوژي ناحيه، وضعيت آبدهي ساليانه و حداقل و حداكثر دبي، ابعاد هندسي شيب و دانه بندي بستر اهميت خاصي دارد. در مرحله بعدي براي

مشخص كردن وضعيت آبدهي زمين و ضرايب هيدروديناميكي اليه آبدار يك اينچ تا برخورد به سنگ كف براي آزمايش پمپاژ12حلقه چاه اصلي بقطر

حلفه چاه پيزومتر براي اندازه گيري سطح آب زيرزميني بهنگام4 تا 2و آزمايش پمپاژ، حفاري مي شود. براساس نتايج بدست آمده محل چاه

مخزني، عمق و قطر آن و همچنين طول كوره هاي افقي و حدود آبدهيمشخص مي شود و عمليات اجرائي بشرح ذيل صورت مي گيرد:

ابتدا يك حلقه فوالدي با لبه تيز برنده و به ارتفاع يك متر و باندازه قطر خارجي چاه كه اصطالحا چاقو نام دارد، در روي زمين و محل حفاري قرار

مي گيرد. اين حلقه پيشرو باعث سهولت حفاري و پايين رفتن بدنه بتني چاه مي گردد. اولين حلقه بتني مسلح را بر روي آن قالب بندي و بتن ريزي

مي كنند. سپس اقدام به حفاري و تخليه مواد موجود درون حلقه مي نمايند. اين عمل سبب پايين رفتن چاقو فوالدي و حلقه بتوني مستقر بر روي آن

مي گردد. اين كار تا رسيدن به عمق مورد نظر ادامه مي يابد. دقت و مهارت در اجراي كار از شرايط ضروري براي جلوگيري از كج

شدگي چاه و يا ريزش زمين و از بين رفتن ماحصل كار مي باشد. در اولين حلقه بتوني كه در پايين ترين نقطه چاه قرار دارد چند دريچه به فواصل مشخص در يك يا چند رديف به منظور انجام حفاري هاي افقي و

زهكشي آب از سفره آبدار، قرار مي دهند. در خاتمه حفاري چاه قائم كف آنرا بتون مي نمايند تا از فرار آب جلوگيري

شود و در ضمن ماشين آالت حفاري افقي را بتوان مستقر نمود. بعد از استقرار ماشين حفاري افقي در مقابل دريچه ها يك شاخه لوله

متر كه بر سر آن يك مته حفاري دايره اي پيشرو3 اينچ به طول 10فوالدي بسته شده است، از درون دريچه ديواره بتن توسط فشار جك هاي

به درون زمين فرو مي كنند. لوله هاي بعدي راPipe jakingهيدروليكي بنام به اين لوله بسته و به همين ترتيب به درون زمين فرو مي كنند. اين لوله ها

30

را هادي مي نامند و در خاتمه حفاري گالري افقي، لوله هاي مشبك از جنس پلي استابيون مقاوم در درون آن كار مي گذارند و سپس لوله هاي فوالدي را يكي يكي بيرون مي آورند. اين لوله هاي مشبك، كار زهكشي آب از سفره

اينچ كمتر از2زير زمين را به درون چاه بعهده دارد و قطر آن معموال لوله هادي است.

طول گالري هاي افقی در صورتيكه به موانعي مثل تخته سنگ و يا تنه درختان قطور برخورد ننمايد با توجه به بافت زمين و بسته به قدرت

متر مي باشد.50 تا 30دستگاه حفاري بين پس از پايان عمليات حفاري گالري هاي افقي، در دهانه خروجي آنها به داخل چاه قائم يك شير فلكه كه از سطح زمين قابل باز و بسته شدن

باشد، نصب مي نمايند. ليتر در ثانيه و در400 تا 200ميزان آبدهي اين چاه هاي مخزني بين

ليتر در ثانيه نيز مي رسد. بعد از آماده شدن چاه1000شرايط مناسب تا ابتدا كار توسعه با باز كردن شير فلكه هر گالري و خروج آب ازداخل آن به

درون چاه قائم تا خارج شدن شن و ماسه و گل و الي همراه آب و صافشدن آن صورت مي گيرد و اين كار به نوبت براي هر گالري انجام مي شود.

سپس اقدام به آزمايش پمپاژ و تعيين آبدهي مجاز چاه مي نمايند. ليتر در ثانيه و1000چاه مخزني مياندوآب در ساحل زرينه رود بيش از

ليتر در ثانيه آبدهي500چاه مخزني ساحل زاينده رود اصفهان بيش از دارد.

بطور كلي اگراستحصال حجم زيادي آب از يك اليه آبرفتي با ضخامت كم مورد نظر باشد، حفر اين نوع چاهها به دليل تماس بسيار زياد گالري هاي

افقي با پايين ترين سطح اليه آبدار، جوابگوي اين نياز مي باشد. چون آب استحصالي از پايين ترين قسمت اليه آبدار صورت مي گيرد لذا

عمل تصفيه فيزيكي و رسوب گيري مواد معلق توسط زمين بخوبي انجام مي شود و حتي با وجود آب آلوده سطحي مي توان آب بهداشتي و تميز از

اليه هاي زيرين برداشت نمود. حتي در مناطق داراي آب شور چنانچه يك رودخانه آب شيرين در جريان باشد مي توان به اين وسيله از اليه هاي آبرفتي رودخانه حاوي آب شيرين استفاده نمود و حال آنكه حفر چاه عميق در اين مناطق اكثرا با شكست

مواجه مي شود. عليرغم هزينه اوليه باال براي احداث اين قبيل چاه هاي مخزني در موارد

بسياري مي توانند كامال اقتصادي و مقرون به صرفه باشند. تا30 سال و عمر گالري هاي افقي بين 100عمر چاه عمودي بتني بيش از

31

سال است كه قابل بازسازي و استفاده مجدد است. آب استحصالي50 صاف و بهداشتي بوده و احتياج به احداث تصفيه خانه با هزينه سنگين و

گزاف ندارد. هزينه نگهداري ناچيز و بهره برداري آن در حد مصرف انرژي پمپ ها است. در مقايسه با چاه هاي عميق نيز بسيار اقتصادي مي باشد.

حلقه چاه عميق، شعاع حريم كم و15طول عمر زياد، آبدهي باال معادل تا بهره برداري آسان و از همه مهمتر قابل اجرا بودن در زمينهاي آبرفتي با

ضخامت كم از مزاياي اين چاه هاي مخزني است.

بررسي جوانب اقتصادي حفر و تجهيز چاه براي حفر يك حلقه چاه آب و تجهيز آن تا لحظه استحصال آب از زمين

مي بايد در درجه اول هزينه هاي مربوطه محاسبه گردد تا با توجه به هدف استفاده از اين آب مشخص شود كه آيا اين ميزان سرمايه گذاري براي

دستيابي به اين حجم آب اقتصادي مي باشد يا خير. براي مثال حفاري درمناطق كم آب براي كشت گندم با توجه به قيمت تمام

شده محصول و مصرف زياد آب، بهيچ وجه توجيه اقتصادي ندارد مضافا اينكه حفظ ذخائر آبي زيرزميني براي مصارف شرب و بهداشتي از اهميت

ويژه اي برخوردار است. در حالت ديگر ممكن است با مقدار آبي كه يك هكتار گندم بعمل مي آيد، بتوان چندين هكتار زمين را به روش آبياري

قطره اي به توليدات با ارزش افزوده خيلي باالتر اختصاص داد و از محل درآمد حاصل از فروش محصوالت بتوان مقدار خيلي بيشتري گندم

خريداري نمود و يا با اداره يك مجتمع صنعتي عظيم با اين مقدارآب تعداد بسياري را به كار گمارد و از فروش محصوالت توليدي و بهره حاصل از

32

آن، چندين برابر گندم خريداري نمود. لذا قبل از هر گونه اقدامي براي حفر يك حلقه چاه بايد موارد ذيل در

نظرگرفته شود: اولويت مصرف آب با توجه به ميزان بارندگي و تغذيه سفره آبي و-1

حجم ذخائر زيرزميني، با كدام بخش از كشاورزي، صنعت و يا اجتماعاتانساني مي باشد.

در موارد غير استراتژيك با بررسي ارزش افزوده آب بدست آمده و-2تاثير آن در رشد و شكوفائي اقتصادي منطقه

تاثيرات مثبت و يا منفي ميزان برداشت آب در هر مورد بر روي-3ساير موارد فعاليت در منطقه

توجيه اقتصادي هزينه تمام شده هر ليتر آب با بازده حاصله از آن-4 مثال چنانچه باغي قديمي در محدوده اراضي شهري واقع شده باشد براي

آبياري آن نمي توان از آب شرب لوله كشي بعلت قيمت گزاف آن استفاده نمود و از طرفي اگر وسعت اين باغ كم و درختان آن از نوع گياهان بدون ثمر باشد، حفاري يك حلقه چاه عميق و تجهيز آن از نظر هزينه مقرون به

صرفه نخواهد بود. محاسبه فاصله توليد تا مصرف و هزينه انتقال با توجه به كيفيت و-5

كميت آب براي جلوگيري از به هدر رفتن وقت و هزينه هاي حفاري با احتمال عدم

برخورد به آب مناسب در مناطق بدون سابقه حفاري مي بايد در درجه اول در رابطه با جنس زمين، وضعيت نفوذ پذيري اليه ها و تخمين ضخامت

سفره آبدار و كيفيت آب از نظر شوري و امالح سنگين و بررسي ميزان بارندگي ساليانه، از متخصصين زمين شناسي و آبشناسي و اطالعات افراد

محلي استفاده نمود. همچنين در ادارات و ارگانهاي ذيربط براي بدست آوردن نتايج مطالعات و بررسي هاي انجام شده قبلي در زمينه اطالعات ژئوفيزيكي و زمين شناسي، جستجو نمود تا بدينوسيله به وضعيت دانه

بندي اليه ها و ضخامت سفره آبدار و عمق سنگ كف و وسعت منطقه آبي وكيفيت آب تا حدود زيادي پي برد. البته تعبير و تفسير صحيح نتايج

بررسي هاي ژئوفيزيكي حاصل كار گروهي متشكل از كارشناسان مختلف باتجربه مي باشد.

بر طبق يك آمار منتشره در رابطه با حفاري چاه هاي نفت و گاز در سالهاي ميالدي در يكي از كشورها، اهميت و ارزش مطالعات و1943 تا 1938

بررسي هاي علمي قبل از هر گونه اقدام عملياتي، محرز گرديد. از كل چاههاي نفتي كه بدون انجام مطالعات زمين شناسي و ژئوفيزيكي

33

درصد به نتيجه رسيدند.8/4بصورت حدس و گمان حفاري گرديدند فقط 2/20 درصد چاههائي كه براساس فقط مطالعات زمين شناسي و 4/16

درصد كل چاههايي كه23درصد آنهائي كه فقط با مطالعات ژئوفيزيكي و براساس بررسيهاي زمين شناسي و ژئوفيزيكي حفاري شدند به نتايج مثبت

رسيدند. بنابراين نتيجه گيري مي شود كه حفاري براساس تحقيقات و مطالعات

علمي مي تواند ضريب اطمينان رضايت بخش بودن نتايج حاصله و جلوگيري از به هدر رفتن وقت و سرمايه را تضمين نمايد. براساس مطالعات بدست آمده مي توان روش حفاري را نيز انتخاب نمود، حفاري با دستگاه ضربه اي در صورتيكه جنس زمين، و زمان طوالني حفاري اين اجازه را به ما بدهد

كم هزينه تر از دستگاه هاي دو~اري مي باشد. در زمين هائي كه آب به علت امالح باال داراي قدرت خورندگي فلزات

بجاي لوله هاي جدار فوالدي، ضامنUPVCمي باشد، استفاده از لوله هاي حفظ سرمايه گذاري مي باشد. حفر چاه هاي دستي دهانه گشاد در زمينهاي

كم آب با سطح ايستابي كم عمق بعلت ارزاني نيروي كار در كشور مامقرون به صرفه تر از حفاري با دستگاه مي باشد.

34

چگونگي استفاده صحيح از چاه ها و كنترل عوامل آلودگيسفره هاي زيرزميني

در بهره برداري از چاه هاي حفاري شده، با توجه به ظرفيت آبي سفره كارشناسان و مسئوالن مربوطه دبي مجاز را معين مي نمايند و نبايد سعي شود بيش از مقدار مجاز تعيين شده نسبت به پمپاژ آب، اقدام نمود. بهره

برداران هم بهتر است از اين ثروت خدادادي محافظت نموده و بفكر نسل هاي بعدي نيز باشند. جلوگيري از به هدر رفتن آب در مسير توليد تا

مصرف، استفاده از روشهاي آبياري قطره اي يا باراني و حتي االمكان كشت محصوالتيكه نياز آبي كمتر و بازدهي اقتصادي بيشتري دارند، مد نظر

قرار گيرد. كارخانجات از ورود پساب صنعتي و شيمايي به زمينهاي نفوذ پذير كه موجب آلودگي منابع آب زيرزميني مي گردد، جلوگيري و از

روشهاي تصفيه و سالم سازي آب استفاده نمايند. انتقال صحيح آب از چاه تا محل مصرف خصوصا در بخش كشاورزي از

هدر رفتن آن جلوگيري مي نمايد. بهترين روش انتقال آب بوسيله كانالهاي بتوني و يا لوله مي باشد كه از تبخير و يا نفوذ بخش اعظمي از آب در طول

مسير جلوگيري مي نمايد.

تعيين روش حفاري در ارتباط با وضعيت زمين شناسي اليه ها براي انتخاب نوع دستگاه و روش حفاري مي بايد وضعيت زمين شناسي

منطقه، جنس زمين، عمق و ضخامت سفره، كميت و كيفيت آب مطالعه وبررسي شود.

براي نيل به اين اهداف بعد از بررسي هاي زمين شناسي سطحي و جمع آوري اطالعات وضعيت آبي از افراد محلي و چاههاي حفر شده قبلي

مي توان تصميم مقتضي اتخاذ كرد. در مناطق ناشناخته و بدون سابقه حفاري بعد از بررسي هاي اوليه

زمين شناسي براي شناخت وضعيت اليه هاي زمين و خصوصيات سفره آبي، از مطالعات ژئوفیزیکی به روش ژئوالکتریک میتوان بهره جست . گاهی

ممکن است برای تکمیل مطالعات نیاز به حفاری های ژئوتكنيكي و( باشد.Corringنمونه گيري يا مغره گیری )

با جمع بندي نتايج بدست آمده بشرح ذيل مي توان سيستم حفاري را انتخاب نمود تا با كمترين هزينه و صرف وقت، بيشترين بازدهي را در حفر يك چاه

بدست آورد: الف- مطالعه و بررسي نظر زمين شناسان در رابطه با مطالعات و بازديد

منطقه حفاري

35

مطالعه و بررسي نتايج انجام مطالعات ژئوفيزيكي منطقه–ب استفاده از اطالعات گردآوري شده محلي–ج بررسي نمونه هاي بدست آمده و نتايج آزمايشات براي تعيين جنس–د

زمين و دانه بندي اليه ها در صورت انجام حفاري ژئوتكنيكي. براي مثال حفاري يك حلقه چاه در مناطق سنگي كوهستاني از جنس آهك

و سطح آب زيرزميني عميق نياز به يكدستگاه حفاري قوي مجهز به سيستم هاي دوراني مستقيم با گل حفاري، سيستم حفاري ايرليفت و

( مي باشد.D.T.Hسيستم حفاري با چكش ) از طرفي حفاری با استفاده از گل بنتونيت در سنگهاي آهكي دارای

شكستگي هاي كوچك و آبدهي ضعيف با نفوذ گل در داخل شكافها سببتاثير منفي در ميزان آبدهي چاه مي گردد.

در منطقه اي كه جنس زمين از مخلوط مواد آبرفتي ريز و درشت غير ريزشي با سطح آب كم عمق است نيازي به دستگاههاي حفاري دو~اري گران قيمت نمي باشد و حفاري با دستگاه ضربه اي سبك، ارزان ترين و

مطمئن ترين شيوه است. متر60در زمينهاي سست كم آب با عمق سطح آب زيرزميني حداكثر تا

چون توسعه چاه دهانه گشاد به تنهايي مقدور نمي باشد، براي استحصال آب با حجم باال مي توان از حفر يك حلقه چاه دهانه گشاد و تعدادي

گالري هاي افقي در جهات مختلف به روش فلمن استفاده نمود ودر حفر چندين حلقه چاه معادل و صرف هزينه هاي سنگين سرمايه گذاري براي

بهره برداری و هزينه هاي استهالك و نگهداري صرفه جوئي نمود. در مناطق كم آب كويري كه آب دور از مناطق مورد نياز باشد، شيوه حفر

قنات و استحصال و انتقال آب تا محل مصرف از نظر اقتصادي، باصرفه ترين روش مي باشد.

36

مراحل اخذ صالحيت حفاري متقاضيان دريافت صالحيت حفاري مي بايد به شركتهاي آب منطقه اي

مراجعه و مراحل ذيل را طي نمايند: دارا بودن مدرك تحصيلي كارشناسي در رشته هاي مرتبط با-1

معدن– عمران آب – عمران – زمين شناسي- آبياري –گرايشهاي حفاري آبشناسي و استخراج يا اكتشاف نفت براي مدير عامل– مكانيك –

شركت حفاري و براي متقاضيان پروانه صالحيت حفاري جديد. به ازاء هر دستگاه حفاري معرفي يك نفر مسئول فني با داشتن مدرك تحصيلي

كارشناسي در رشته هاي تعريف شده و يا مدرك تحصيلي فوق ديپلم با پنج سال سابقه كار و يا ديپلم با ده سال سابقه كار حفاري جهت نظارت

بر عمليات حفاري1تسليم درخواست كتبي طبق فرم شماره -22معرفي مسئول فني شركت طبق فرم شماره -3 تنظيم تعهدنامه عدم اشتغال در دستگاه هاي دولتي و وابسته به دولت-4

3طبق فرم شماره تنظيم تعهدنامه عدم انتقال پروانه صالحيت حفاري به غير مگر با-5

اطالع و موافقت دفتر حفاظت و بهره برداري از آبهاي زير زميني طبق4فرم شماره

تنظيم تعهدنامه كتبي محضري مبني بر عدم هر گونه ادعاي حق در-65صورت رد صالحيت علمي طبق فرم شماره

انجام آزمون عملي با دستگاه حفاري توسط شركت سهامي آب-7 منطقه اي و اعالم نتيجه به دفتر حفاظت و بهره برداري از آبهاي زيرزميني

6طبق فرم شماره شركت در آزمون كتبي ومصاحبه حضوري توسط دفتر حفاظت و-8

6بهره برداري از آبهاي زير زميني و اعالم نتيجه طبق فرم شماره صدور پروانه صالحيت حفاري توسط كميسيون صالحيت حفاران-9

37

شرايط تجديد پروانه صالحيت حفاري: تسليم درخواست كتبي به دفتر حفاظت و بهره برداري از آبهاي-1

زيرزميني ارائه فتوكپي مصدق اساسنامه، شركتنامه و اظهارنامه ثبتي شركت-2روزنامه رسمي حاوي آگهي تاسيس و ثبت شركت-3 روزنامه رسمي حاوي آگهي هاي تغييرات حاصله از ابتداي تاسيس-4

شركت تا به حالتاييد اداره ثبت شركتها مبني بر موجوديت و فعال بودن شركت-5فتوكپي مصدق مدارك تحصيلي كليه شركاء و مديران-6 آخرين صورتجلسه هيات مديره در مورد تغييرات شركت كه به تاييد-7

ثبت شركتها رسيده باشدفتوكپي مصدق شناسنامه و يك قطعه عكس مدير عامل-8فتوكپي مصدق اوراق مالكيت-9

- آخرين اظهارنامه يا مفاصا حساب، مالياتي )مربوط به سال قبل از10درخواست پروانه صالحيت(

- اعالم آدرس دقيق محل استقرار دستگاههاي حفاري جهت بازديد11پرسشنامه تكميل شده تشخيص صالحيت حفاران-12معرفي مسئول فني شركت-13

- ارائه تعهدنامه رسمي توسط مدير عامل آنشركت مبني بر حضور14 فيزيكي مسئول فني معرفي شده هنگام استقرار دستگاه حفاري تا ترخيص آن در تمام مراحل حفاري و پمپاژ در محل چاه و تكميل و

امضاء كليه فرمهاي مربوطه كه توسط دفتر حفاظت و بهره برداري از آبهاي زيرزميني تهيه و ارائه مي گردد )شناسنامه چاه( و مكاتبات فني توسط مسئول فني و تهيه صورتجلسه تحويل چاه و ترخيص دستگاه

حفاري با امضاء مشترك مسئول فني و مالك چاه و مدير عامل شركت حفاري با هماهنگي و عندالزوم حضور نماينده شركت آب منطقه اي

ذيربط در محل و امضاء مشاراليه در ذيل صورتجلسه.

چگونگي مراحل اخذ پروانه حفر چاه متقاضيان حفر چاه عميق براي مصارف غير از موارد شرب، خانگي و يا

باغچه مي بايد به سازمان آب مربوطه در هر استان و يا شهرستان مراجعه و درخواست كتبي خود را تسليم نمايند. انجام مراحل قانوني تا صدور

پروانه بهره برداري معموال حدود يكماه بطول مي انجامد و چگونگي مراحلآن به شرح ذيل است:

38

ارائه درخوست كتبي به همراه مدارك مالكيت براي تشكيل پرونده-1 بررسي و تاييد مدارك مالكيت توسط واحد حقوقي و اخذ جوابيه-2

استعالم ها از مراجع ذيربط واريز هزينه كارشناسي و تعيين وقت بازديد از محل ملك مورد نظر-3 تنظيم گزارش كارشناسي و طرح گزارش در كميسيون رسيدگي به-4

صدور پروانهطرح در كميته تخصيص براي مشخص نمودن سهميه آب منطقه-5 طرح در كميسون براي صدور مجوز حفر و تعيين اينكه آيا متقاضي-6

هزينه جبراني براي طرح هاي در دست اقدام آبي در رابطه با سفره هايآبي نظير تغذيه مصنوعي و ... بايد بپردازد يا خير.

صدور مجوز انعقاد قرار داد با شركت حفاري مجاز داراي صالحيت-7حفاري از وزارت نيرو و متعاقب آن صدور مجوز حفر چاه

نظارت بر استقرار دستگاه حفاري در محل و انطباق با محل حفر-8 چاه طبق كروكي موجود در پرونده و نهايتا كنترل عمليات حفاري و لوله

گذاري توسط قسمت بازرسي و نظارتصدور مجوز نصب منصوبات مجاز و كنتور-9

-صدور مجوز بهره برداري و قرائت دوره اي كنتور حجمي10

پاره اي از قوانين جاري آب بر طبق قوانين موجود در مناطق غير ممنوعه حفر چاه و استفاده از آب

متر25آن براي مصرف خانگي، شرب و يا آبياري باغچه تا ظرفيت آبدهي قانون مربوطه مجاز است و احتياج به5مكعب در شبانه روز بر طبق ماده

صدور پروانه ندارد. - در مناطق ممنوعه با مجوز وزارت نيرو حفر چاه براي اين1تبصره

منظور مجاز است و نيازي به كسب پروانه ندارد. - در صورتيكه حفر چاه موجب كاهش يا خشكانيدن آب چاه يا2تبصره

قنات مجاز و يا چشمه هاي مجاور گردد، وزارت نيرو بدوا به موضوع رسيدگي و سعي در برقراري توافق بين طرفين مي نمايد و چنانچه توافق

حاصل نشد معترض مي بايد به دادگاه صالحه مراجعه نمايد. - هرگاه در اثر حفر و بهره برداري از چاه يا قنات جديد االحداث در14ماده

اراضي غير محياه آب منابع مجاور نقصان يابد ياخشك شود به يكي از طرقزير عمل مي شود:

اگر كاهش يا خشك شدن منابع مجاور با كف شكني و يا حفر چاه–الف

39

ديگري جبران پذير باشد با توافق طرفين، صاحبان چاه جديد بايد هزينهحفر چاه و يا كف شكني را به صاحبان منابع مجاور پرداخت نمايد.

اگر كاهش يا خشك شدن منابع مجاور و يا كف شكني جبران پذير–ب نباشد در اينصورت با توافق طرفين معادل آب كاهش يافته منابع مجاور در

قبال شراكت در هزينه هاي بهره برداري به تشخيص وزارت نيرو از چاه يا قنات جديد بايد تامين شود و در صورت عدم توافق طبق بند »ج« اين ماده

عمل مي شود. در صورتيكه، با تقليل ميزان بهره برداري ازچاه يا قنات جديد مسئله–ج

تاثير سوء بر منابع مجاور از بين برود در اينصورت ميزان بهره برداري چاهيا قنات جديد بايد تا حد از بين رفتن اثر سوء در منابع مجاور كاهش يابد.

در مواردي كه چاه جديد در اراضي محياه حفر و احداث شده باشد و–د آب منابع مقابل را جذب ننمايد احكام باال درمورد آن جاري نخواهد شد

- وزارت نيرو در هر محل پس از رسيدگي هاي الزم براي آبهاي24ماده مشروحه ذيل كه تحت نظارت و مسئوليت آن وزارتخانه قرار مي گيرد

اجازه بهره برداري صادرمي كند.آبهاي عمومي كه بدون استفاده مانده باشد.–الف

سد سازي و زهكشي و–ب - آبهايي كه بر اثر احداث تاسيسات آبياري غيره بدست آمده و يا مي آيد.

آبهاي زائد بر مصرف كه به دريا، درياچه و انهار مي ريزد.–ج آبهاي حاصل از فاضالبها و آبهاي زائد از سهميه شهري–د آبهائيكه در مدت مندرج در پروانه بوسيله دارنده پروانه يا جانشين او به–و

مصرف نرسيده است. آبهائيكه پروانه استفاده از آن به بعلل قانوني لغو شده باشد.–ر آبهائيكه بر اثر زلزله يا ساير عوامل طبيعي در منطقه اي ظاهر شده–ح

باشد. - هيچكس حق ندارد آبي را كه اجازه مصرف آنرا دارد بمصرفي28ماده

بجز آنچه در پروانه قيد شده است برساند و همچنين حق انتقال پروانه صادره را به ديگري بدون اجازه وزارتخانه نخواهد داشت مگر به تبع زمين و

براي همان مصرف با اطالع وزارت نيرو.

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65