چاه های عمیق آب را از سفره های زیرزمینی به سطح زمین می آورند
چاه های عمیق آب را از سفره های زیرزمینی به سطح زمین می آورند

 گشتن به دنبال آب زیر سطح زمین، در لایه های آبدار یا سفره های آبخیز، برای پمپ کردن آب. این کار با دقت و مواظبت زیادی انجام می شود از وسایل شایسته استفاده می شود و از وسایل شایسته استفاده می شود تا چاه ها را در بهترین نقطه حفر کننده و بنابراین از اشتباهات گزاف و ناامید کننده جلوگیری کنند.

 چه کسی از این ابزارها استفاده کرد و از چه زمانی؟

حدود سال 1250 پیش از میلاد، حضرت موسی در صحرای سینا با استفاده از چوب آب یابی به دنبال آب گشت. این هنری بود که از دوران باستان شناخته شده بود. با این حال، روش های امروز از سده 20 م شروع به رخنمون کردند. این روش بیشتر در کشورهای درحال توسعه یا مناطق دیگر که آب دارند و آبیاری برای گیاهان لازم است استفاده می شود. این روش همچنین در کشورهای توسعه یافته انجام می شود ولی بیشتر برای کاربردهایی به جز مصرف مستقیم آب (باغبانی، انرژی زمین گرمایی).

چرا؟

با توجه به اهمیت روز افزون و حیاتی منابع آب و خاک در جهان، و همچنین نایابی منابع آبی، ما باید هر کار ممکن را بکنیم تا یافتن، مدیریت و نگهداری این منابع اساسی و حساس را بهبود ببخشیم.

آب زیرزمینی معمولا آب با کیفیت بالا است. به علت اینکه این آب در عمق زیادی قرار دارد، کاری عاقلانه این است که تا جایی که می شود دقیق آن را جایابی کنیم و کیفیت و کمیت آن را ارزیابی کنیم پیش از اینکه کار پر هزینه حفر چاه را انجام دهیم و بنابراین از شکست های پرهزینه جلوگیری کنیم.

این آب می تواند با دقت کم و زیاد با توجه به امواج الکترومغناطیسی که از خود می تاباند بسته به روش های بکار رفته پیدا شود.

چه کسی در درجه اول از این کار سود می برد؟ مکان ها یا محیط هایی که این روش کارایی دارند کجا هستند؟
پمپ چاه با دبی های مختلف آب را از اعماق زمین به سطح زمین می آورند
پمپ چاه با دبی های مختلف آب را از اعماق زمین به سطح زمین می آورند

این روش بیشتر به درد کشاورزان محروم و مناطق روستایی می خورد. در مناطق کوهستانی، به علت عمق زیاد آب، این روش به سختی انجام پذیر است. این روش در مناطق کم آب کارایی دارد. در واقع، لایه های آب زیرزمینی منابع طبیعی ذخیره آب هستند و می توانند مقادیر زیاد آب آشامیدنی را در طول فصول خشک نگه دارند.

این روش شامل چه چیزهایی می شود؟ چگونه اجرا می شود؟

در واقع، این کار شامل چند روش می شود که از ساده ترین روش ها شروع می شود که مورد توجه مردم یا جوامع کوچک با ابزارهای کم هستند، مانند چوب، آب یا... تا پیچیده ترین روش ها مانند آنالیز قبلی عکس های ماهواره ای یا بازتاب مغناطیسی پروتون (PMR). هدف این مقاله توضیح مفصل حالت عملیات و استفاده از روش های جورواجور نیست، چون بیشتر آن ها تا حدی گران هستند و فقط می توانند توسط متخصصان بکار روند. در عوض، هدف آن شرح اصول و فرایند و معایب این روش ها است تا جوامع و مردم بتوانند ویژگی های مهم آن ها را بدانند و بتوانند با شرکت های تخصصی تماس بگیرند. 

درگسستن بدنبال منابع زیرزمینی باید معیارهای فنی (هیدروژئولوژیکی) و اجتماعی- اقتصادی (نزدیک به یک روستا، هزینه اکتشاف) را در نظر بگیریم. در واقع، نزدیکی به مردم محل مهمترین معیاری است. روش های گوناگون برای یافتن لایه های فراتیک (ایستایی) وجود دارد. به طور سنتی، چوب های آب یاب تنها راه برگشتن به دنبال آب زیرزمینی بود. سپس، روش های نوین و علمی به وجود آمدند و نرخ موفقیت تاسیسات برداشت آب را به میزان زیادی بالا بردند.

الف) پیمایش اولیه

پیمایش اولیه برای کاشفان لایه های آب ایستایی لازم است، بویژه اگر آن ها اهل آن منطقه نباشند. این باعث جمع آوری اطلاعاتی می شود که می تواند به آن ها اطلاعات دقیقی را درباره مکان هایی که احتمال وجود آب هست به آن ها می دهد.

بسته به اندازه منبع مورد انتظار، این کار شامل این دو کار می شود.

  • یعنی از یک نگاه اولیه به مکان و دیدار با کدخدایان و بزرگان، انجام یک پیمایش برای دریافتن اینکه جاها در کجای آن روستا کنده شده اند یا چشمه ها در کجا استفاده شده اند، در کجا پوشش گیاهی سبزتر است و در طول فصول گرم سبز می ماند، در کجا درختان و گیاهان به طور طبیعی می رویند، در کجا منابع آب موجود بیشترین جریان را در همه فصل ها دارند، تپه های موریانه کجا هستند و غیره.
  • یا همزمان، نقشه زمین شناسی منطقه، اطلاعات اقلیمی و همه اطلاعات شایسته که ممکن است از مقامات محلی یا منطقه ای یا سازمان ها یا کارکنان منطقه ای گرفته شود، را مورد بررسی قرار دهیم.
حفر و لایروبی چاه آب نیاز به افراد متخصص، مجرب و دستگاه های خاص دارد
حفر و لایروبی چاه آب نیاز به افراد متخصص، مجرب و دستگاه های خاص دارد
پ) آب یابی با چوب

در بسیاری از کشورها (شامل فرانسه)، کسان خاصی این توانایی را دارند که وجود آب در یک منطقه را شناسایی کنند و کانال های آب (آبراهه ها، گسل ها و سفره های آب) را بیابند.

این «آب یابان» اغلب کسانی هستند که توانایی های خاصی را دارند که توسط نیاکانشان یا یک مرد یا زن فرزانه روستایی به آن ها انتقال یافته اند.

اصول کار بدین شرح است:
  • برگزیدن یک ترکه چوب چنگالی یا Y شکل از یک درخت مانند درخت انبه یا استفاده از میله های فلزی.
  • قرار دادن ترکه یا میله ها در میان انگشتان به طوری که درک حرکت آن ها به سمت پایین (یا تلاقی کردن دو میله) در مکان مورد انتظار آسان تر باشد.
  • به طور مقاطع حرکت کردن برای تعیین نوید بخش ترین منطقه.
  • انواع گوناگونی از میله های آب یاب وجود دارند:
  • ترکه چوب به شکل Y یا V
  • میله های فلزی
  • میله های موازی
  • حلقه هارت من
  • آنتن لچر

هنگامی که آب یاب از میله های فلزی استفاده می کند، اون آن ها را به طور موازی میان انگشتانش می گیرد. هنگامی که او نزدیک یک مکان می شود که زیر آن آب هست، میله ها به هم نزدیک می شوند و به هم می رسند اگر مقدار آب زیرزمینی چشمگیر باشد. این می تواند امتحان شود و کسان زیادی آن را کارامد دیده اند، ولی یافته ها دقیق نیستند واندازه سفره آب را معلوم نمی کنند. به علاوه، این روش به ما توانایی یافتن جریانات آب کم و خیلی عمیق را نمی دهند.

 ج) روش های نوین

این روش ها باعث یافتن سفره های آب زیرزمینی با دقت بیشتری می شوند، و در ارزیابی اندازه، حجم، کیفیت و دوام آن ها کارامد هستند.

بعضی چاه های آب بدون نیاز به پمپ از آنها آب خارج میشود
بعضی چاه های آب بدون نیاز به پمپ از آنها آب خارج میشود
جانگاری

تحلیل نقشه ها و سبزه زارهای محلی باعث شناخت اولیه حضور آب می شود. در اکتشافات در مقیاس وسیع، یک تحلیل زمین شناختی جهانی می توانند توسط تفسیر تصاویر ماهواره ای یا هوایی انجام شود. این ها می توانند حضور نقاط زمین شناختی که می توانند باعث بالارفتن گسل ها و بیرون زدن سنگ ها شوند را نشان دهند.

هیدروژئوفیزیک

روش های نوین باعث یافتن سفره های آب زیرزمینی با دقت بیشتری می شوند، و در ارزیابی اندازه، حجم، کیفیت و دوام آن ها کارامد هستند

روش های ژئوفیزیکی اکنون روش های اصلی اکتشاف و جایابی سفره های آب زیرزمینی هستند. روشی برگزیده اساساً بستگی به زمینه جغرافیایی دارد. با این روش ها، ما تلاش می کنیم که ویژگی های فیزیکی خاک و به ویژه ویژگی های الکتریکی آن را پر می کنیم. سفره های آب اغل میان لایه های سنگی گیر افتاد اند. همه سنگ ها مقدار معینی از الکتریسته را منتقل می کنند ولی رسانش و مقاومت پذیری آن ها بسته به نوع آن ها تفاوت دارند. انواع سنگ شامل: سنگ فشرده، سنگ خشک، سنگ شکسته، سنگ خیس، ساختارهای متخلخل یا غیر متخلخل هستند.

مقاومت پذیری الکتریکی یک ماده توانایی آن برای مقاومت در برابر جریان الکتریسیته می باشد. این روش ها بر پایه ظرفیت خاک یا سنگ برای رسانش الکتریسیته و اندازه گیری رسانش یا مقاومت پذیری آن ها هستند. از این اندازه گیری ها، نوع، اندازه و کیفیت سفره آب استنتاج و مشخص یا شاید فقط تخمین زده می شوند، ولی با یک احتمال زیاد.

دو نوع اصلی از روش ها وجود دارند که گاهی به طور پی در پی استفاده می شوند:

الف) اندازه گیری مقاومت الکتریکی با استفاده از جریان مستقیم

این بیشترین استفاده را دارد چون با بیشترین تعدا موقعیت ها سازگار است. این کار شامل فرستادن جریان مستقیم به درون یک ساختار زمین شناختی در یک مکان معین (50 تا 400 ولت بسته به مقاومت- رسانایی) با استفاده از دو الکترود (A , B) است. چند نوع آرایش الکترود وجود دارند (ونر، شلام برگر، 4 ترمینال و غیره). منطقه مورد اکتشاف نباید خیلی بزرگ باشد و باید نسبتا صاف و هموار و بدون ساختمان ها باشند که می توانند باعث تداخل شوند و باعث ناشدنی کردن داشتن خطوط AB با طول مورد نیاز (بیش از 300 متر) می شوند.

قنات ها یک سیستم قدیمی هستند که آب را از مناطقی دورتر به سطح زمین می آورند
قنات ها یک سیستم قدیمی هستند که آب را از مناطقی دورتر به سطح زمین می آورند

ب) روش های اندازه گیری این واکنش پذیری به وسیله ابزارهای مغناطیسی این روش ها که اجرای آن ها آسانتر است، مانند اسلین گرام و روش های VLF، سیگنال های الکترومغناطیسی ایجاد شده در نتیجه پدیده القاء مغناطیسی را اندازه گیری می کنند. آن ها هیچ نیازی به تماس با زمین و بنابراین هیچ نیازی به الکترود ندارند. آن ها اندازه گیری واکنش پذیری خاک به تحریک الکترومغناطیسی را امکان پذیر می کند. با این حال، آن ها نمی توانند در همه انواع زمین ها یا برای سفره های آب با عمق بیشتر از20 متر یا حتی کمتر استفاده شوند. استفاده از آن ها به نظر می آید که کاهش یافته است.

بازتاب مغناطیسی پروتون (PMR)

این یک روش یافتن آب مستقیم است. این شامل فرستادن جریانات الکتریکی به درون زمین، سپس اندازه گیری سیگنال های خروجی توسط اتم های هیدروژن در مولکول های آب است. آن نیاز به ابزارهای تخصصی مانند مگنومترهای پروتون دارد که می توانند میدان های الکترومغناطیسی را اندازه گیری کنند. رکوردهای آن ها می توانن در منطقه تفسیر شوند، و مهم تر از همه چیز، مقدار آب زیرزمینی موجود در سیگنل ها می تواند در عرض چند ثانیه استنتاج شود.

روش ایزوتوپ

این روش بیشتر برای ردیابی جریان آب و تخمین زدن سن آب زیرزمینی به درد می خورد. ما می دانیم که لایه ایستایی توسط گذر آب از درون منطقه درون روانه بازسازی می شود. در این منطقه، ساختار زمین شناختی سفرآب به سطح زمین می آید. اکتشافات با استفاده از روش ایزوتوپ می تواند نشانه های خوبی را به ما بدهد. اگر نفوذ آب وجود داشته باشد، این نفود می تواند ردیابی و ارزیابی شود توسط تحلیل گونه ها در محتوای ایزوتوپ خاک مرطوب بالای لایه ایستایی، بیشتریم ایزوتوپ های استفاده شده عبارتند از تریتیوم، دوتریوم، اکسیژن 18 و کربن 14. نتایج نشان داده اند که این روش قابل اعتماد است، بویژه اگر با مدل های فیزیکی شرح دهنده جریان آب استفاده شود.

6. ملاحظاتی که باید لحاظ شود
  • آب یابان هرگز نمی توانند وجود آب یا عمق، کیفیت یا کمیت آن را تضمین کنند، چون روش آن ها فقط مسی است. به علاوه، این روش توسط عوامل جورواجور منحرف می شود (حواس جمع نبودن، وجود یک جریان الکتریکی). برای بهینه سازی اکتشاف سفره های آب، اطلاعات اضافی و اندازه گیری ها مورد نیاز هستند.
  • برای دوری از ریسک های چشمگیر، این کار گریزناپذیر است که درخواست خدمات متخصصان هیدروژئوفیزیک برای انجام حفاری های بزرگ باشید.
7. گزینش روش برطبق ویژگی های هیدروژئوفیزیکی
دکل های مخصوص حفاری میتوانند چاه هایی تا عمق 400 متر حفاری کنند
دکل های مخصوص حفاری میتوانند چاه هایی تا عمق 400 متر حفاری کنند

این امکانات در جدول معرفی شده توسط بروشور AFD شرح داده شده اند.

8. فواید

این روش ها گاهی از خطرات جدی یا هزینه در اکتشاف آب زیرزمینی دوری می کنند و هم در زمان و هم در هزینه صرفه جویی می کنند. پیمایش های اولیه در محل و آب یابی نشانه های جالبی را با هزینه کم در اختیار می گذارند اگر ابزارهای کمی دردسترس باشند. روش های برپایه مقاومت الکتریکی و رسانش، دقیق تر هستند و چگالی اندازه گیری فضایی بزرگی را ارائه می دهند، که اکتشافات نسبتاً دقیقی را امکان پذیر می کنند. آن ها یافتن نشانه های غیرمستقیم وجود آب را امکان پذیر می کنند. روش PMR یک روش نوآورانه و سریع برای دریافتن مستقیم وجود آب است. استفاده از آن در حال گسترش است.

ب) معایب

در بیشتر  اوقات، عملیات بر پایه آب یاب نتیجه ای ندارند و یافته ها خیلی نادقیق هستند. به علاوه ارزیابی کارایی نوع عملیات دشوار است چون موقعیت ها خیلی کم قابل مقایسه هستند. افرون بر آن، استفاده از این ابزار معایبی را به همراه دارد. فقط عمق خاصی ردیابی آب امکان پذیر است و نشانه ها ممکن است توسط حضور سیگنال های الکترومغناطیسی یا خطوط برق منحرف شوند.روش های نوین هیدروژئوفیزیک گران هستند. آن ها فقط می توانند برای راه اندازی یک چاه آب بزرگ یا دسته ای از چاه های بزرگ که برای بودجه های سنگین وجود دارند بکار روند.

9. هزینه

در بیشتر اوقات، اکتشاف سفره های آب بزرگ در کشورهای نیمکره جنوبی توسط برنامه توسعه ملل متحد و بانک جهانی تامین مالی می شود. یک پیمایش اولیه باید ارزیابی ارزش اطلاعات (معنی کارایی و هزینه آنها) را امکانپذیر کند. درحالی که هزینه آب یاب خیلی کم است (چند ده یورو)، هزینه استفاده از روش های نوین بسیار بیشتر است وبستگی به موقعیت های زمین و روش های استفاده شده دارد. آن همیشه برابر با چند ده هزار یورو است.

قیمت های آب یاب ها بر اساس کشورها، تجربه آب یاب و هزینه های رفت و آمد متفاوت هستند. برای مثال، آب یاب های راپائونگ از توگو برای خدمات خود از 80 تا 160 یورو درخواست می کنند. هزینه دستگاه هایی که اندازه گیری های هیدروژئوفیزیکی را انجام می دهند بستگی به اندازه ماشین، هزینه های نگهداری و هزینه های آموزش دارد. برآورد هزینه ها به دقت سخت است، چون اطلاعات کمی درباره دستمزد متخصصان اکتشاف سفره آب، روش های مورد استفاده آن ها و نوع منطقه مورد بررسی وجوددارد. هزینه های دیگر شامل ترابری تجهیزات به مکان ها و محل اقامت و غذای تیم متخصصان است. این به طور عمومی پذیرفته شده است که گشتن به دنبال نقطه کندن چاه نباید بیش از 20 درصد هزینه کندن چاه باشد.

10. در چاه، بیش از 300 نوار پناهنده از کشورهای همسایه در شرق کشور اسکان یافته اند، جایی که ذخیره آب بسیار کم است. برای یافتن منابع آبی تازه، سازمان های غیردولتی زیاد شامل UNHCROXFAM (مرکز پناهندگان سازمان ملل) درحال کار بوده اند به صورت شریکی با ابزارهای زنبق، یک شرکت فرانسوی که تجهیزات می فروشد و آموزش ارائه می دهد.

روش اصلی استفاده شده روش تصویر برداری بازتاب مغناطیسی است، با فرستادن جریانات الکتریکی به درون زمین، یافتن اتم های اکسیژن و تعیین مقدار آب موجود در سنگ را امکان پذیر می کند، به شرطی که عمق آب کمتر از 150 متر باشد، که در مورد چاه صدق می کرد. چندین سفره آب در پیرامون ایریبا یافت شوند. یک کیت بازتاب مغناطیسی کامل درحدود 350 کیلوگرم وزن دارد و حدود 140 هزار دلار قیمت دارد.

نظرات شما

تبلیغات شرکت های تولیدی و بازرگانی آزاد و رایگان است