مرجع تخصصی آب و فاضلاب

چاه های آب را بسته به عمق ، روش حفر و استفاده که از آن ها به عمل می آید به انواع زیر تقسیم می کنند:

چاه های دستی :

این چاه ها قدیمی و ابتدایی ترین چاه های آب به شمار می روند که در گذشته ، بیشتر از امروز متداول بوده و مورد استفاده واقع می شدند. در روستاهای ایران چاه های دستی زیاد است و از آب آن برای مصارف شرب استفاده و یا دام استفاده می شود.چاه های دستی را اغلب در رسوبات آبرفتی و با وسایل ابتدایی (کلنگ و بیل) تا عمق برخورد به سطح آب زیرزمینی و تا چند متری زیر آن حفر می کنند . چون حفر چاه با دست در اعماق زیاد ، با مشکلات با مشکلات فراوان همراه است، لذا این چاه ها را اغلبدر نقاطی حفر می کنند که عمق برخورد به سطح آب زیرزمینی زیاد نباشد ( بین 5 تا 40متر). به منظور ایمنی و جلوگیری از ریزش دیواره ی چاه ، آن را توسط تخته سنگ ، آجر ،بتون و یا لوله ی جدار پوشش می دهند.

چاه های نیمه عمیق :

بعضی از چاه هایی که به وسیله دست حفر می شوند، چاه نیمه عمیق می گویند و برخی دیگر چاه هایی را که تا عمق حداکثر 30تا32 کنده می شوند، چاه نیمه عمیق می نامند . عده ای دیگر چاه هایی که تا اولین سفره ی آب زیرزمینی حفر می شوند، چاه نیمه عمیق می گویند.

عده ی دیگر می گویند که تا وقتی که کیفیت آب در زیر زمین تغییر نکند، چاه حفر شده در آن چاهی نیمه عمیق است. اما نظر غالب این است چاهی که تا اولین سفره ی آب زیرزمینی حفر می شود ، چاهی است نیمه عمیق به شرطی که عمق آن از 100متر تجاوز نکند.

چاه های عمیق:

به چاه هایی گفته می شود که عمقشان زیاد است و با دستگاه حفاری حفر می شوند . بیشتر چاه های کشاورزی و چاه هایی که در سفره های عمیق ، یعنی در سفره هایی که سطح آب آن ها در اعماق زیاد واقع است ، حفر می شوند از نوع عمیق می باشند. قطر چاه های عمیق متفاوت است . در عین حال قطر بیشتر چاه های عمیق بین 12 تا 18 اینچ می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

منحنی های میزان
منحنی‌های میزان خطوط فرضی هستند که تمام نقاط واقع در آنها دارای ارتفاع یکسان نسبت به سطح دریا و یا یک مبدا مشخص هستند. منحنی‌های میزان علاوه بر مشخص نمودن وضعیت پستی و بلندی ناحیه ارتفاع و شیب واقعی محل را نیز مشخص می‌نمایند.
فواصل منحنی‌های میزان بیانگر مسافت عمودی بین دو منحنی هستند. این فاصله معمولا برای تمام منحنی‌های متوالی ثابت نگهداشته می‌شود. مگر در مواقعی که ارتفاع منطقه معینی مانند قله وغیره را نشان دهند

قوانین مربوط به منحنی‌های میزان

- خطوط تراز به طرف بالادست رودها یا به طرف بالادست دره خم می‌شوند. در محل دره‌ها این منحنی‌ها ، شکل V به وجود می‌آورند که نوک آن به طرف بالادست رود است و به طرف بالادست رود منحنی میزان پی در پی ارتفاعات بالاتری را نشان می‌دهند.

- خطوط تراز در قسمت‌های فوقانی تپه‌ها منحنی‌های بسته‌ای را بوجود می‌آورند. قله تپه بالاتراز بالاترین منحنی میزان بسته قرار دارد.

- گودال‌های (فرورفتگی‌های) قاقد راه خروجی را با منحنی‌ها بسته هاشوردار نشان می‌دهند. هاشورها طوری زده می‌شوند که نوک خط‌های هاشور طرف داخل گودی را نشان دهند.

- فاصله خطوط تراز در دامنه‌های کم شیب بیشتر می‌شود.

- فاصله خطوط تراز در دامنه‌های پرشیب کم می‌شود.

- خطوط تراز دارای فواصل یکسان نشانگر دامنه‌های دارای شیب یکنواخت است.

- خطوط تراز در موارد استثنایی همچون صخره‌های آویزان ، از روی یکدیگر عبور نکرده و همدیگر را قطع نمی‌کنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آبهاي زيرزميني به وسيله  نفوذ وتراوش آب كه اكثرا از سطح زمين ته نشست مي شوند تغذيه ميشوند .پس از نفوذ وتراوش ،حركت آبهاي زير زميني از طريق خاكها ،سنگها و ديگر مواد زمين تا هنگامي كه مقداري از آبهاي زير زميني تخليه شوند صورت ميگيرد كه اين آبها از زمين خارج شده وبه سطح  بر مي گردند وبه صورت چشمه ، رود ، يا موقتا در درياچه ها و آبگيرها و زمين هاي مرطوب باقي مي مانند . ميزان آبي كه در چرخه آبهاي زير زميني نفوذ ميكند به عوامل مختلفي بستگي دارد كه عبارتند از :
شرايط و نوع مواد سطحي محل ، طبيعت و فراواني گياهان روئيده شده (رستني) در منطقه ، اشكال توپوگرافي منطقه و فراواني بارندگي شرايط و نوع مواد سطحي : ميزان تراوش توسط افزايش فضاهاي خالي در خاك هاي سست و ماسه هاي غير متراكم و گراول ها افزايش مي يابد . سنگ بستري كه در معرض شكستگي قرار گرفته يا ذاتا پوك و متخلخل است مثل ماسه سنگ هاي درشت، همچنين تراوش هاي مجاز ذاتي توسط آبهاي سطحي و به عبارت ديگر زمين هاي غير متراكم كه شامل اجزلي مسطح و پهن كاملا آكنده از روزنه هاي ريز از موانع تراوش هستند .
همچنين سنگ هاي بستر بدون شكستگي مانند ماسه سنگ هايي با تركيب آذرين  ( به عنوان مثال گرانيت و ديوريت ) يا سنگ هاي دگرگوني درجه بالا مثل گنيس از موانع تراوش و نفوذ به شمار مي آيند .
گياهان رستني : 3/1 يا بيشتر بارندگي در مناطق پر درخت روي برگ گياهان  و درختان ميريزد و قبل از اينكه روي سطح زمين جاري شود تبخير مي گردد. تبخير هاي سطح زمين حدود 4/1 خشكي هاي سطح زمين را تشكيل مي دهد كه يا به صورت روان آب مثل رودخانه ها هستند يا اينكه به طور موقت در درياچه ها و يخچال ها ذخيره مي گردند . در صورتي كه شرايط سطحي آماده باشد باقي مانده بارندگي به داخل زمين نفوذ مي كند . تراوش آب به داخل زمين توسط ريشه گياهان كه راه هايي را حهت عبور آب ايجاد مي كنند افزايش مي يابد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

استفاده از منابع آب نامتعارف مثل استفاده مجدد از پساب فاضلاب تصفیه شده و همچنین زهابهای برگشتی کشاورزی و حتی استفاده از آب دریا ها و اقیانوسها و یخهای قطبی راهکاری جدید برای رویارویی با بحران آب است. مهمترین بحث در زمینه گسترش آنها مسئله هزینه است که محدودیت های بسیار زیادی را ایجاد کرده است. البته استفاده از پساب فاضلاب در آبیاری فضای سبز و همچنین استفاده از زهابهای برگشتی کشتزارها برای آبیاری گیاهان مقاوم به شوری و همچنین گیاهان شور پسند رو به گسترش است اما استفاده از یخهای قطبی و تصفیه آب دریاها برای شرب به علت هزینه بالا بسیار محدود می باشد. یکی دیگر از مسایل پیش رو مشکلات زیست محیطی است. لزوم پژوهش در زمینه منابع آب نامتعارف و پیامدهای مثبت و منفی آن بخصوص برای مناطق کم آب و همچنین مناطق با کیفیت آب نامناسب بیش از پیش احساس می شود .

مقادير تخميني توزيع آب در جهان:

منبع آب	حجم آب به كيلومتر مكعب	حجم آب به مايل مكعب	درصد آب شيرين	درصد كل حجم آب
اقيانوس‌ها، درياها و گذرگاه‌ها	1,338,000,000	321,000,000	--	96.5
توده‌هاي يخ،‌يخچال‌ها و برف‌هاي دائمي	24,064,000	5,773,000	68.7	1.74
آب زيرزميني	23,400,000	5,614,000	--	1.7
شيرين	10,530,000	2,526,000	30.1	0.76
شور	12,870,000	3,088,000	--	0.94
رطوبت خاك	16,500	3,959	0.05	0.001
يخ زيرزميني و يخ دائمي	300,000	71,970	0.86	0.022
درياچه‌ها	176,400	42,320	--	0.013
شيرين	91,000	21,830	0.26	0.007
شور	85,400	20,490	--	0.006
اتمسفر	12,900	3,095	0.04	0.001
آب تالاب‌ها	11,470	2,752	0.03	0.0008
رودخانه‌ها	2,120	509	0.006	0.0002
آب بيولوژيكي	1,120	269	0.003	0.0001
كل	1,386,000,000	332,500,000	-	100

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مشخصات فيزيكي سطح زمين و نگرش سيستمي :
• تئوري سيستمها :
• سيستم مجموعه ايست متشكل ازاجزاي مختلف كه بين انها روابط مختلف به همراه جريان ماده و انرژي وجود دارد؛
• سيستم باز و بسته
• جريان ماده و انرژي تحت يك تعادل پويا مي باشد كه توسط آستانه هاي مختلف كنترل مي شود
• حوزه آبخيز يك سيستم به شمار مي آيد

• اتمسفر :
• فضاي اطراف زمين :
• براساس تركيب گازي هموسفر؛هتروسفر (نيتروژن؛ اكسيژن،هليوم و هيدروژن)
50 % وزن در5/6 كيلومتري   • آب و 2 CO مهمترين عوامل  • بر اساس تغيرات فشار و دما :
• تروپوسفر؛ استراتوسفرر؛ مزوسفر؛ تر موسفر

• آب كره يا هيدروسفر :
• كليه آب هاي زمين 71%   • وجود چرخه آب كه سبب گردش ماده و انرژي است  • نقش اقيانوس ها در تنظيم دملي كره زمين و گاز كربنيك
• ليتوسفر : 29%
• كليه مواد جامد زمين:  • قاره ها، كوهستان ها، دشتها، فلات ها و جلگه ها  • منحني هيپسومتري:  • ار تفاع متوسط و عمق متوسط  • ار تفاع متوسط قار ها  • امتداد ارتفاعات

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب های زیرزمینی (groundwaters): آب زیرزمینی آبی است که در زیر سطح زمین ، درزه‌ها و فضاهای حفره‌ای را در صخره‌ها و رسوبات پر می‌کند. اکثر آبهای زیرزمینی بطور طبیعی خالص هستند. اکثر اوقات ، آبهای زیرزمینی سالها حتی قرنها قبل از مصرف دست نخورده باقی می‌مانند. بیش از 90% آب آشامیدنی کل جهان از آب زیرزمینی است. مردم ما هر روز 1700 میلیارد لیتر آب مصرف می کنند. 97% آبهای کره زمین درون اقیانوسها است و 2% آن یخ زده است. ما آب مورد نیاز خود را از 1% باقیمانده تهیه می‌کنیم که از یکی از دو منبع زیر بدست می اید: سطح زمین (رودخانه‌ها ، دریاچه‌ها و نهرها) و یا از آبهای زیرزمینی. امروز حدود 117 میلیون نفر ، یعنی بیش از نیمی از جمعیت آمریکا متکی به آبهای زیرزمینی به عنوان منبع آب آشامیدنی هستند. جای تعجب نیست که کشف آلودگی آبهای زیرزمینی در تمام دنیا موجب بروز نگرانیهای شدیدی شده است

سفره آب زیرزمینی (groundwater Table):
سفره آب به لایه یا منطقه قابل نفوذی در زیر سطح زمین گفته می‌شود که آب در آن می‌تواند جریان یابد. سفره آب همچنین باید قابلیت آبدهی خوبی داشته‌ باشد. سطح فوقانی سفره آب ، یا سطح ایستایی همواره افقی نیست و به‌طور طبیعی از منطقه تغذیه آن ، یعنی محل و منطقه‌ای که آب زیرزمینی را تامین می‌کند، به طرف محل تخلیه دارای شیب است. بطور کلی شکل سطح استیابی غالبا از شکل سطح زمین پیروی می‌کند. ولی برآمدگیهای آن هموارتر است. بنابراین ایستایی در نواحی پست در نزدیک سطح زمین و در تپه‌ها و کوه‌ها در عمق زیادتر قرار دارد.
بطور معمول در مناطق پرباران و در دشتها سطح ایستایی بالا و در مناطق خشک و کوهستانی پایین است. در مناطق مرطوب سطح ایستایی ممکن است تا نزدیک سطح زمین بالا بیاید. در گودیهای چنین نقاطی ، ممکن است «آبگیر» و در صورت وجود پوشش گیاهی ، «باتلاق» بوجود اید. تغییرات ارتفاع سطح ایستایی را بر حسب زمان به صورت نمودارهایی به نام هیدروگراف نشان می‌دهند.سفره‌های دارای بازدهی قابل توجه اغلب در رسوبات ناپیوسته شنی و ماسه‌ای تشکیل می‌شوند.
آبرفتها ، یعنی رسوباتی که توسط رودها در دره‌ها و دشتها برجای گذارده می‌شوند، معمولا سفره‌های آب زیرزمینی خوبی تشکیل می‌دهند. رسوبات رسی گرچه از تخلخل زیادی برخوردارند، ولی چون قابلیت نفوذ کمی دارند، با وجود حجم آب زیادی که ممکن است در خود ذخیره کرده‌باشند، سفره آب زیرزمینی تشکیل نمی‌دهند و به عنوان مواد غیر قابل نفوذ در نظر گرفته می‌شوند. در سنگهای متراکم نیز آب معمولا در نمونه‌هایی ایجاد می‌شود که از تخلخل ثانوی قابل توجه برخوردار باشند. در این میان بهترین سفره آبها معمولا در سنگهای آهکی درز و شکافدار ایجاد می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تخلخل عبارت است از تمام خلل و فرج‌های موجود در رسوب یا سنگ که به دو صورت کل یا موثر بیان می‌شود. تخلخل کل (Total Prosity) شامل تمام منافذ موجود در رسوب یا سنگ است که از نسبت حجم حفره‌های موجود در سنگ به حجم کل سنگ بدست می‌آید و آن را به در صد بیان می‌کنند. تخلخل موثر یا مفید (Effective Prosity) شامل حفره‌های متصل به هم است که قادر است مایعات را از خود عبور دهد. این تخلخل از نسبت حجم حفره‌های متصل به هم به حجم کل سنگ بدست می‌آید. لازم به ذکر است که در سنگ حفره‌هایی وجود دارد که قادر نیستند مایعات را از خود عبور دهند. این حفره‌ها به نام تخلخل غیر مفید نامیده می‌شود و از تفاضل تخلخل مفید از تخلخل کل بدست می آید.

تخلخل‌ها را بر مبنای مختلفی همچون اندازه حفره‌ها و زمان تشکیل آنها طبقه بندی می‌کنند. در طبقه بندی بر مبنای اندازه حفره‌ها ، تخلخل‌ها را به دو نوع ماکروسکوپی و میکروسکوپی تقسیم می‌کنند. در تقسیم بندی بر مبنای زمان تشکیل خلل و فرج موجود در سنگ یا رسوب ، تخلخل را به انواع اولیه و ثانویه تقسیم می‌کنند.
انواع تخلخل بر مبنای اندازه
تخلخل ماکروسکوپی
در این تخلخل قطر منافذ از 8 میکرون بیشتر است. در این منافذ ، آب و مواد سیال دائما و به آسانی جریان پیدا می‌کنند و حرکت آنها تابع نیروی جاذبه می‌باشد. منافذ موجود در این نوع تخلخل در اثر انحلال مواد عملکرد فشارهای تکتونیکی و یا شکستگی‌های ناشی از خشک شدن سنگ و رسوب بوجود می‌آیند. در رسوب‌های آبرفتی و در سنگ‌های با قابلیت انحلال زیاد (مثل آهک) به فراوانی قابل مشاهده هستند. شکستگی‌های ناشی از عمل کوهزایی یا انحلال آهک و رسوبات تبخیری حفر‌ه‌ها و مجاری قابل عبور مواد سیال را فراهم می‌کنند. در نتیجه آب و نفت در آنها جریان پیدا می‌کنند. اگر طبقات بالا و پایین آن غیر قابل نفوذ باشند، مخازن بزرگ آب و نفت در چنین سنگ‌هایی حاصل می‌شود.
تخلخل میکروسکوپی
در تخلخل میکروسکوپی قطر منافذ کوچکتر از 8 میکرون می‌باشد. در این منافذ آب و یا سایر سیالات به آسانی نمی‌توانند حرکت کنند. لذا در این نوع منافذ نیروی جاذبه در عبور و جریان مایعات موثر نیست و حرکت مایعات در این منافذ تابع قانون لوله‌های مویین می‌باشد. تخلخل میکروسکوپی در رسوبات رسی فراوان است. این رسوبات طبقات غیر قابل نفوذ هستند و آب را در منافذ کوچک خود جای داده و به زحمت آن را از دست می‌دهند. در واقع تخلخل موجود در رسوبات رسی از نوع غیر مفید بوده و منافذ و حفره‌های موجود در آنها به هم راه ندارند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فرآیندهای بیولوژیکی و بیوشیمیایی تشکیل رسوبات کربناته مهم هستند، هر چند ته نشست غیر آلی CaCO3 از آب دریا نیز انجام می‌شود. پس از رسوبگذاری ، فرایندهای فیزیکی و شیمیایی دیاژنزی می‌تواند بطور قابل ملاحظه‌ای رسوب کربناته را تغییر دهد. سنگهای آهکی در سرتاسر جهان و در هر دوره زمین شناسی از پرکامبرین به بعد یافت می شوند، و منعکس کننده تغییرات انجام شده از طریق تکامل و انقراض بی‌مهرگان با اسکلت‌های کربناته می‌باشند.

سنگهای آهکی در پرکامبرین نیز فراوانند، لیکن معمولا دولومیتی شده و بیشتر حاوی استروماتولیت هستند، که عمدتا توسط سیانو باکتریا (جلبک سبز - آبی) تولید شده‌اند.
اهمیت اقتصادی سنگهای آهکی
امروزه اهمیت اقتصادی سنگهای آهکی عمدتا در رابطه با خواص مخزن آنها می‌باشد چون در حدود نیمی از مخازن مهم نفتی جهان در سنگهای کربناته قرار دارد. سنگهای آهکی نیز میزبان رسوبات سولفید سرب و روی اپی ژنتیکی از نوع دره می سی سی پی هستند که دارای مصارف صنعتی و شیمیایی خیلی زیادی ، از جمله در ساختن سیمان می‌باشند.
گسترش سنگهای آهکی
در نتیجه رویدادهای اخیر زمین شناسی و با توجه به دوره یخچالی پلیستوسن و پایین آمدن سطح آب دریا در جهان ، در حال حاضر رسوبات کربناته دریاهای عمیق گسترش وسیعی ندارند. در گذشته دریاهای اپی ریک کم عمق بطور متناوب نواحی قاره‌ای را بطور وسیع می‌پوشانده‌اند بطوری که سنگهای آهکی در هزاران کیلومتر مربع رسوب کرده‌اند. و مقیاس وسیع ، گسترش رسوبگذاری کربناتها با بالا بودن سطح آب دریا در جهان انطباق دارد.
عوامل کنترل کننده رسوبگذاری کربناتها
درجه حرارت
بسیاری از موجودات با اسکلت کربناته ، نظیر مرجانهای ریف ساز و بسیاری از جلبکهای سبز آهکی ، برای رشد خود به آبهای گرم نیاز دارند. بنابراین اکثر رسوبات کربناته در کمربند گرمسیری - نیمه گرمسیری و در حدود 30 درجه شمال و جنوب خط استوا یافت می‌شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب