ژئوهیدرولوژی

تاریخچه ژئوهیدرولوژی
   کمبود عمومی آب، ازدحام محلی جمعیت و اهمیت کشاورزی در
مناطق خشک قاره آسیا، سبب شده است که هنر ساختن چاه ها و راهروهای تراوش آب اول بار
در آنجا توسعه یابد. روایات مربوط به آب چاه و احداث آن در نوشته های قدیمی به
فراوانی وجود دارد و بالاخص در کتب مقدس انجیل در مورد پیدایش آن صحبت به میان آمده
است.
   حفر چاهها در خاور نزدیک توسط قوای انسانی و یا حیوانات و با کمک قلابها
و سایر وسایل دستی اولیه علی رغم اشکالات فراوان انجام شده است. تعداد چاه های حفر
شده با دهانه بزرگ به طوریکه در برخی از آنها حیوانات چهارپا قادر به رفت و آمد
بوده اند، نشانه پشترفت صنعتی مردم آن زمان و اهمیت آب به عنوان جزء لاینفکی از
زندگی و حیات می باشد. عمق این چاه ها به ندرت از 50 متر تجاوز نموده است. مصریان
در 3000 سال قبل از میلاد در کار حفر چاه در زمین های سنگی تبحر داشته اند، حفر این
چاه ها به عملیات سنگبری با دست محدود شده است. چینی های قدیم که در بسیاری از
اختراعات پیشرو بوده اند، در ساختن یک مته دوار نیز که تقریباً نظیر مته های جدید
امروزی است، سهیم اند. ماشین های حفاری اولیه از چوب ساخته می شد و از بازوی بشر
قدرت می گرفت. با وجود کند بودن این نوع حفاری مردم کهن توانسته اند چاه های فوق
العاده عمیقی را که حفر آنها سالها و حتی دهه ها به طول انجامیده است، به وجود
آورند.
   بزرگترین موفقیت مردم قدیم در بهره برداری از آبهای زیرزمینی، ساختن
راهروهای دراز زهکشی یعنی «قنات» بوده است که آب را از ته نشست های آبرفتی و یا سنگ
های رسوبی غیر متراکم جمع آوری می نماید. از قنات ها برای اولین بار احتمالاً در
ایران استفاده شده است. امروزه تعداد زیادی از این قناتها در ایران و افغانستان
هنوز مورد استفاده هستند. معروفترین این قناتها در ایران بوده و در دامنه کوههای
البرز قرار دارد.
   به هر حال فن ساختن آن از طرف شرق به افغانستان و از غرب به
مصر رخنه نموده است.

 

نمایی
از یک چاه که در منزل جهت تأمین آب حفر شده است
حفر
چاه آب بصورت مدرن
 

روش های حفر چاه آب در 100 سال گذشته به سرعت پیشرفت نموده و علت آن تا حدودی
مربوط به اطلاعاتی است که از حفر چاههای گاز و نفت به دست آمده است. مهمترین
پیشرفتی که در روش حفر، تاکنون حاصل شده است، مربوط به «روش دوارهیدرولیکی» می
باشد. در حفاری های اولیه با این روش، از یک پوشش خارجی کمک گرفته می شد ولی در
حدود سال 1890 متوجه گردیدند که گل سفت (گل حفاری) برای نگهداری دیواره های چاه
کفایت می کند، لذا از آن پس استفاده از پوشش خارجی متروک شد. با این کارایی جدید و
با حفاری موفقیت آمیز چاه نفت "اسپیندل تاپ" (Spindle Top) در ایالت تگزاس که در
سال 1901 توسط روش های حفاری دوار به انجام رسید، در 80 سال گذشته، براهمیت این روش
به تدریج افزوده گشت. اگرچه هنر حفر چاه آب هنوز از صنعت حفر چاه نفت کمک می گیرد،
ولی تعداد زیادی از ابداعات از قبیل حفاری دوار معکوس، چاههای با پوسته شنی و
دوربین های چاه آب، مستقیماً از حفاری چاههای آب ناشی شده اند.

تکامل ژئوهیدرولوژی
   عقیده های قدیمی درباره منشاء آبهای زیرزمینی متعدد و
فوق العاده متنوع اند. با این همه جای بسی تعجب است که مشاهده می گردد تئوریهای
جدید به بعضی از فرضیات متقدمین (پیشینیان) نزدیک می گردد. بنابراین می توانیم
منصفانه برای بیان یک عقیده، اسامی مشاهیر هیدرولوژئولوژی قدیمی را با هیدروژئولوگ
های عهد حاضر یک جا ذکر نمائیم.
   در واقع دو فرضیه اصلی هنوز در زمان ما ارزش
خود را حفظ نموده اند که به بیان آنها می پردازیم:
   اولین فرضیه توسط ویترو
(Vitruve) بیان گردیده است و بعدها توسط دانشمندان دیگر بسط داده شد. برطبق این
فرضیه وجود آبهای زیر زمینی مربوط به نفوذ آبهای رودخانه ای در زمین تا رسیدن به یک
لایه غیر قابل نفوذ می باشد که برروی آن آب موجود در سفره جاری می شود یا در آن
نفوذ می نماید. بنابراین وجود آبهای زیر زمینی در ارتباط با چرخه کلاسیک آب می
باشد.
   فرضیه دوم در سال 1877 توسط فلگر (Volger) به کمک محاسبات دقیق چنین
ارائه گردید که آب زیرزمینی ممکن است از تراکم داخلی ناشی از سردشدن هوایی که قبلاً
از بخار آب اشباع شده بود، حاصل شود. فلگر که این نظریه را به پیروی از نظریات
ارسطو در این مورد دنبال میکرد تنها یک اشتباه مرتکب گردید. امروزه مشاهدات متعدد
صحت نظریات او راتائید می نمایند.
  
   هیدرولوژئولوژی و ژئوهیدرولوژی
جدید
   توسعه در این علوم در قرن گذشته در سه رشته کم و بیش مجزا انجام شده
است:
   1) تکمیل رابطه زمین شناسی با پیدایش آبهای زیرزمینی
   2) بسط
معادلات ریاضی برای بیان حرکت آب از سنگ ها و مواد رسوبی دانه دانه.
   3)
مطالعه شیمی آبهای زیرزمینی و یا علم (هیدروژئوشیمی).
  
   آبهای زیرسطحی
به 6 علت ازآبهای سطحی برترند:
   1- آبهای زیرسطحی عاری از اورگانیسم های
پتوژنیک بوده و برای مصارف شهری و صنعتی هیچ احتیاجی به تصفیه ندارند.
   2- آب
های زیرسطحی دمای تقریباً ثابت داشته و بدین علت در مصارف تبرید از مزیت بزرگی
برخوردار می باشد.
   3- این آب غالباً بی رنگ بوده و عاری از تیرگی است.
  
4- ترکیب شیمیایی این نوع آب تقریباً ثابت است.
   5- انبارش آبهای زیرسطحی
عموماً بیش از آبهای سطحی می باشد، بنابراین ذخایر آب زیرزمینی خیلی کمتر از آبهای
سطحی تحت تأثیر خشکی های کوتاه مدت قرار می گیرند.
   6- آلودگی رادیواکتیو و
بیولوژیک آبهای زیرزمینی بسیار نادر است.
   آب زیرزمینی، که از طریق تغذیه
طبیعی زمین در طی سالیان درازی ذخیره شده است، در بسیاری از مناطق که دارای آب سطحی
مطمئن نمی باشند، وجود دارد. در بعضی نقاط، توسعه آب زیرزمینی به طور عموم با سه
ایراد مواجه می شود:
   1- مهم ترین ایراد آن است که در بسیاری از مناطق سنگ های
زیرزمینی دارای تخلخل کافی و یا نفوذپذیری کافی برای تسلیم مقادیر زیادی آب به چاه
ها نمی باشند.
   2- آب زیرزمینی در بعضی مناطق غالباً (نه همواره) دارای مواد
جامد معلق بیشتری از آبهای سطحی در همان منطقه می باشد.
   3- مخارج ایجاد یک
چاه عموماً بیشتر از مخارج احداث آبراهه های کوچک است. این امر خصوصاً در مناطقی با
بارندگی متوسط یا زیاد، صحت خواهد داشت.

منبع:http://www.ngdir.ir

/ 0 نظر / 159 بازدید