مقاله آب های زیرزمینی

دانلود مقاله آب های زیرزمینی

چکیده

فلات ایران به ویژه نواحی مختلف ایران از اقلیم های متفاوتی تشکیل شده است، در حالی که در نواحی جنوبی آن در تابیتان گرما به ۵۰ درجه بالای صفر می رسد نوار مدیترانه ای خزر، آب و هوای مرطوب را از سر می گذراند. در این میان یکی از مهمترین شاخص های تفاوت اقلیم ها مسأله آب است. بررسی اجمالی وضعیت منابع آبی ایران و از جمله منابع زیرزمینی آن، ما را بر این باور استوارتر می کند که می‌بایست منابع آبی موجود کشور حفظ و حراست شوند.

برابر گزارش های تحلیلی موجود، وضعیت سفره های آب زیرزمینی در اغلب دشت های کشور در وضعیت مطلوب نبوده و تعدادی نیز بحرانی هستند. بر اساس آمار سال آبی ۸۲-۱۳۸۱ حدود ۶/۷۴ میلیارد مترمکعب آب از طریق چاه ها، چشمه ها و قنوات از منابع آب زیرزمینی کشور استحصال می شود که حدود ۶۰ درصد آب استحصالی از طریق بیش از چهارصد و پنجاه هزار حلقه چاه است. هر چند فقط ۲۸ درصد چاه های موجود کشور عمیق است اما میزان بهره‌برداری از این چاه ها بیش از ۶۹ درصد تخلیه کل چاه های کشور را شامل می شود و از کل تعداد چاه های موجود حدود ۲۶۸ هزار حلقه در مناطق آزاد و ۱۹۰ هزار حلقه در مناطق ممنوعه حفر شده است.

از سوی دیگر جدیدترین آمار حاکی از آن است که از ۶۰۹ محدوده مطالعاتی، ۲۲۵ محدوده مطالعاتی ممنوعه اعلام و پیشنهاد ممنوعه شدن ۴۵ محدوده دیگر نیز توسط شرکت های آب منطقه ای کشور ارائه شده که در وزارت نیرو در دست بررسی است، با این حال حدود شش میلیارد مترمکعب آب در دشت های کشور کسری مخزن وجود دارد که رقم قابل توجهی است.

–

مقدمه

در مبحث آبهای زیرزمینی عموماً خواص فیزیکی و شیمیایی آب و محیط زمین شناسی، حرکت طبیعی، بازیابی و موارد استفاده آن مورد مطالعه قرار می گیرند. سالیان بسیاری است که دانشمندان بلژیکی و فرانسوی این علم را «هیدروژئولوژی» و پژوهشگران آمریکای لاتین آنرا «هیدروژئولوژیا» نامیده اند. از طرف دیگر، علمای آلمانی بر آن قسمت از علم آب که بطور اخص مربوط به آب زیرین می شود، نام «هیدرولوژی» نهاده اند. تمایل مشابهی برای اختصاص واژه «هیدرولوژی» به مطالعه آبهای زیرین و بکار بردن عباراتی چون «هیدروگرافی» و «هیدرومتری» برای مطالعه آبهای سطحی، در ممالک متحده نیز وجود داشته است. در سال ۱۹۳۸ ، شورای اجرایی «جامعه بین المللی هیدرولوژی علمی» (IASH) مصرف واژه «هیدرولوژی» را برای آن شاخه از علم آب که مربوط به آبهای زیرزمینی است، معمول نمود تا آنکه آنرا از «نهرشناسی» (پوتامولوژی) – «دریاشناسی» (لیمنولوژی) و برف و یخ شناسی (کریولوژی)، متمایز سازد.

این «ماینزر» بود که در سال ۱۹۳۹ برای اولین بار در یک جلسه IASH واژه «ژئوهیدرولوژی» را برای مطالعه آبهای زیرزمینی معرفی نمود. قبل از وی نیز «مید» که مهندس هیدرولیک و یکی از روسای پیشین «جامعه مهندسان راه و ساختمان آمریکا» (ASCE) بود، واژه «هیدروژئولوژی» را برای مطالعه قوانین مربوط به پیدایش و حرکت آبهای زیرزمینی بکار برده بود. مهندسان و زمین شناسان همه در این عقیده که: «در علم آبهای زیرین برای دانستن محدودیتهای زمین‌شناسی در شرایط هیدروگرافیک و تغییر در این شرایط در اثر تغییرات زمین شناسی اطلاع کافی از زمین شناسی عمومی لازم می‌باشد» با وی همراه اند. «مید» به خصوصیت مطالعه آبهای زیرزمینی بعنوان یک عامل مهم زمین شناسی اشاره کرده و تأیید می‌نماید که دانستن این علم به درک علل «زایش» و «رشد» رودخانه ها و شبکه های زهکشی کمک می نماید. «ماینزر» واژه هیدرولوژی را در مورد آبی بکار می برد که مدار هیدرولوژی را از هنگام نزول به زمین تا تخلیه آن به دریاها و یا رجعت آن به هوا طی می کند و این علم را به «هیدرولوژی آبهای سطحی» و «هیدرولوژی آبهای زیرین» یا «ژئوهیدرولوژی» تقسیم نموده است.

مسلماً در مفهوم واقعی واژه‌های «هیدروژئولوژی» و «ژئوهیدرولوژی» اختلافاتی نمودار شده است. «مید» و «ماینزر» که مولفین کتابهای کلاسیک هیدرولوژی می باشند، واژه های فوق را برای بیان یک جزء قسمت از هیدرولوژی بکار برده اند. بسیاری از زمین‌شناسان آمریکایی نیز مفهوم لفظی هیدروژئولوژی را دنبال نموده و آنرا برای مطالعه تمام آبها، چه آبهای سطحی و چه آبهای زیرزمینی توسته داده اند. در این واژه توجه بیشتر به زمین‌شناسی معطوف است تا به هیدرولوژی. موضوع مفاد این کتاب بهرحال به آب زیرین محدود می شود. انتخاب عنوان کتاب با تعریف ماینزر مطابقت داشته و همانطور که در پیش گفتار ذکر شده است، تأکید بیشتری بر روی هیدرولوژی آب زیرزمینی گذاشته شده است تا بر طبیعت زمین شناسی آن. برای زمین شناسان آبهای زیرین و هیدرولیکدانهای آبهای زیرزمینی لزوم دانستن ژئوهیدرولوژی یک امر اساسی است.

بهترین پژوهشهای علمی و کارهای فنی غالباً از طریق همکاری زمین شناسان هیدرولیکدانها، زارعین، شیمیدانها، و علمای فیزیک متبحر در علوم زمینی به ثمر رسیده است. در سالهای اخیر بعلت آگاهی از نوشته های علمی، از تکرار پژوهشهای دوباره در یک مسأله خودداری شده، در نتیجه مسایل آبهای زیرزمینی پرورانده و پیچیده تر شده اند، لذا همکاری برای حل این مسایل لازم می باشد. در واقع در اوصل جریان آبهای زیرزمینی مسأله مشترکی بین هیدروژئولوژیست‌ها که تعیین میزان دبی سالم یک سفره آب زیرزمینی را به عهده دارند و مهندسی که مسئول اجرای مقاله های زهکشی و آبیاری می باشد، وجود دارد. اصول پراکندگی و پخشیدگی در محیط‌های پوک که توسط مهندسان نفت در مطالعه انتقال گاز و نفت بکار می رود، در دخول آب شور به زمین های آبده ساحلی نیز بکار برده می شود. جریان سیال از محیط پوک، به جریان آب از مصالح سنگی و خاکی محدود نمی شود. مهندسان مکانیک نیز به مسأله انتقال حرارت ناشی از حرکت گاز از یک محیط پوک علاقمنداند. مسأله انتقال جرم یک گاز در حین عبور مخلوطی از گازها از یک مایع حلال در برجهای بسته مورد نظر مهندسان شیمی می باشد. حاصل این مطالعات حجم بزرگی از مقالات تخصصی در مورد فیزیک جریان سیال از محیط پوک است که در دسترس هیدرولوژیست ها و ژئوهیدرولوژیست ها قرار دارد.

–

فهرست

چکیده ۱

مقدمه. ۳

تاریخچه. ۷

تاریخچه ژئوهیدرولوژی و هیدروژئولوژی.. ۷

بهره برداری از آبهای زیرزمینی.. ۷

منشأ آبهای زیر سطحی – نظریه های اولیه. ۱۱

جریان آبهای زیرین. ۱۶

تشکیلات زمین شناسی و جریان آبهای زیرین – واژه ها ۱۷

ترکیب خاک و سنگ… ۱۸

انواع مختلف آبهای زیر سطحی.. ۲۲

رابطه بین آبهای زیرین و آبهای سطحی.. ۲۴

«آبدهی ممتد» ۲۶

سفره آب زیرزمینی.. ۳۱

انواع سفره های آبدار. ۳۳

چه سنگهایی تشکیل سفره آبدار می دهند؟. ۳۴

سفره های آزاد. ۳۵

سفره آویزان. ۳۵

سفره های تحت فشار یا محصور. ۳۵

ایجاد چشمه. ۳۶

سفره آزاد. ۳۶

تعریف و ریشه لغوی.. ۳۶

سفره آزاد و سازو کار آن. ۳۷

سفره تحت فشار. ۳۸

تغذیه مصنوعی و مدیریت منابع آب.. ۴۰

تغذیه مصنوعی سفره ها پاسخگوی چیست.. ۴۰

تعریف تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی.. ۴۲

کاربردهای تغذیه مصنوعی.. ۴۴

تغییر دادن کیفیت آب.. ۴۵

شرایط کلی استفاده از تغذیه مصنوعی.. ۴۶

شرایط هیدرولوژیک – منبع تغذیه. ۴۸

شرایط هیدروژئولوژیک و هیدرودینامیک – مخازن زیرزمینی.. ۴۹

شرایط زمین شناختی و ساختمانی – شرایط حد. ۵۴

مدیریت آبهای زیرزمینی.. ۵۵

چگونگی اعمال مدیریت حوضه. ۶۰

جزئیات نحوه انجام دادن و اجرای برنامه. ۶۱

برنامه ریزی مطالعات آبهای زیرزمینی.. ۶۱

آبدهی حوضه. ۷۱

بازدهی ایمن (Safe yield) 72

تغییر در فرضیه بازده ایمنی.. ۷۴

بازدهی معدنی (Mining yield) 76

بازدهی ماندگار (Perennial yield) 79

تاریخچه آلودگی آب (Water Pollution) 82

تعریف آلودگی آب: ۸۲

عوامل آلوده کننده آب: ۸۳

عوامل آلوده کننده آبهای زیرزمینی: ۸۳

عوامل آلوده کننده آبهای سطحی: ۸۴

بحران آب.. ۸۵

مصرف بهینه آب.. ۸۶

آلودگی آبهای زیرزمینی.. ۸۷

روشهای عمده بهره برداری مصنوعی از آب زیرزمینی.. ۹۴

تعیین تجهیزات مورد نیاز بهره برداری.. ۱۰۰

دبی مجاز یا تغییرات دبی بر حسب تغییرات افت سطح آب.. ۱۰۰

دبی مجاز – افت مجاز: ۱۰۲

عمق نصب پمپ.. ۱۰۳

تعداد طبقات پمپ.. ۱۰۳

قدرت  موتور. ۱۰۳

تدوین و تصویب قوانین آبهای زیرزمینی.. ۱۰۸

منابع. ۱۱۲