• بازدید : 54 views
  • بدون نظر
این فایل در ۴۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

آب زير زميني يكي از مهمترين منابع تامين آب شيرين مورد نياز انسان است. آب زير زميني ، بعد از يخچالها و يخ پهنه ها، بزرگترين ذخيره آب شيرين زمين را تشكل مي دهد. امروزه بهره برداري از منابع آب زير زميني ، براي مصارفي چون كشاورزي ، صنعت و شرب ، توسعه زيادي پيدا كرده است. در مناطق خشك و دور از رودخانه ها و درياچه هاي آب شيرين ، غالباً تنها تامين آب براي مصارف مختلف استفاده از منابع آب زيرزميني است. حتي در نقاطي كه آبهاي سطحي به قدر كافي موجود باشد ، ممكن است آبهاي زير زميني ترجيح داده شود. استفاده از آب زير زميني ، با وججود آن كه استخراج آن معمولاً گرانتر از برداشت آب از رودخانه هاست و نمكهاي محلول در آن به طور كلي بيش از رودخانه هاست، به دلايل زير بيشتر مورد توجه است:
۱- معمولاً آبهاي زير زميني عاري از جانداران بيماري زاست و احتياج به تصفيه ندارد.
۲- دماي آبهاي زير زميني نسبتاً ثابت و براي عمل تبادل حرارتي در كارخانه ها مفيد است.
۳- تركيب شيميايي آبهاي زير زميني معمولاً ثابت است.
۴- آبهاي زير زميني غالباً بي رنگ و فاقد مواد تيره كننده است.
۵- آلودگيهاي زيستي و راديواكتيو كمتر روي آب زير زميني تأثير دارد.
۶- آبهاي زير زميني غالباً تحت تأثير خشك ساليهاي كوتاه مدت قرار نمي گيرد.
۷- در بسياري از مناطقي كه آب سطحي قابل اطميناني وجود مدارد آبهاي زير زميني غالباً در دسترس است.
استفاده از آبهاي زير زميني در كشور ما، كه فاقد منابع آب سطحي فراروان است، از دير باز رواج بسيار داشته است. امروزه نيز بخش مهمي از آبهاي مورد نياز ، بخصوص در كشاورزي و براي مصارف شهري ، از منابع زير زميني تأمين مي شود. در حال حاضر در سطح كشور سالانه حدود ۴۹ ميليارد متر مكعب آب از منابع زير زميني برداشت مي شود (جدول ۱-۱ ) اين رقم بخش بزرگي از كل آبهاي مصرفي در كشور ما را تشكيل مي دهد. مقايسه اين رقم با حجم جريانهاي سطحي ، اهميت استفاده از آبهاي زير زميني را رد ايران نشان مي دهد. بنا به آمار موجود حجم تقريبي جريانهاي سطحي در حوضه هاي آبريز كشور به طور متوسط سالانه حدود ۶۸ ميليار متر مكعب است، كه تمام اين آب نيز توسط سدهاي مخزني مهار نشده و بخشي از آن بخصوص در ماههايي از سال كه نياز كمتري به آب وجود دارد هدر مي رود.

جدول ۱-۱ ميزان بهره برداري و تخليه منابع آب زيرزميني در ايران سال آبي ۷۰-۶۹ (به ميليون متر مكعب)
چاه عميق چاه نيمه عميق قنات چشمه جمع
۲۳۷۴۱ ۹۲۲۵ ۷۸۹۹ ۷۹۱۹ ۴۸۷۸۴

تاريخچه بهره برداري از آبهاي زير زميني
بهره برداري از آبهاي زير زميني ، براي رفع نيازهاي روزمره ، به گذشته هاي دور بر مي گردد. پيش از آن كه انسان راه استفاده از آبهاي زير زميني را بيابد ، در كنار رودخانه ها، درياچهها و چشمه ها زندگي مي كرده است. مسلماً يكي از قدمهاي بزرگ تمدن زماني برداشته شد كه انسان راه به دست آوردن آب با وسايل مصنوعي را يافت . بهره برداري از آبهاي زيرزميني ، بخصوص در مناطق خشك آسيا سابقه هاي طولاني دارد. اولين راه بهره برداري از آب زيرزميني احتمالاً چاه بوده است . قديمي ترين چاه آبي كه تاكنون بجاي مانده در دره رود سند است كه ساختمان آنرا به ۶۰۰۰ سال پيش مربوط مي دانند . مصريان در ۳۰۰۰ يال قبل از ميلاد مسيح در حفر چاه در زمينهاي سنگي مهارت داشته اند. چينيان قديم با روش حفاري آهسته ، كه ساله و بلكه دهها سال طول مي كشيد و شبيه روش حفاري ضربه اي امروزي بود، چاههايي با عمق اعجاب انگيز ۱۵۰۰ متر نيز حفر كرده اند.
بزرگترين ابتكار در استفاده از آبهاي زير زميني در گذشته ساختن قننات يا كاريز بوده است ايرانيان مبتكر ساختن قنات اند. ساختن قنات در ايران از حدود ۳۰۰۰ سال پيش شروع شده و سپس به ديگر نقاط گسترش پيدا كرده است. آثار قناتهاي قديمي در نقاط مختلف كشور ما به فراواني ديده مي شود . طول پاره اي از اين قناتها به دهها كيلومتر مي رسد.
در اوايل قرن ۱۲ ميلادي با پيدا شدن چاههاي آرتزين در اروپا ، تكنيك حفاري چاهها توسعه زيادي پيدا كرد. معهذا تا اواخر قرن ۱۸ عمق چاهها به ندرت از ۳۰۰ متر تاوز مي كرد. تنها در اواخر قرن ۱۹ بود كه عمق چاههاي حفر شده با وسايل ماشيني جديد توانست از عمق چاههاي قديمي چيني ها بيشتر شود.
گرچه بهره برداري از آبهاي زير زميني از گذشته هاي دور معمول بوده و روشهاي استخراج آن توسعه پيدا كرده ولي نظريه هاي مربوط به منشاء و حركت آب زير زميني همپاي آن بسط نيافته است فيلسوفان قديم يونان اغلب چنين تصور مي كردند كه مجراهايي در زير زمين وجود دارند كه مستقيم يا غير مستقيم با درياها در ارتباط اند و آب دريا از طريق آنها ، پس از صاف شدن به صورت چشمه در سطح زمين ظاهر مي شود. در تمام قرون وسطي حتي تا قرن ۱۷ ميلادي ، نظريه هاي فيلسوفان يوناني ، در ميان دانشمندان مغرب زمين رواج داشته است اغلب چنين مي پنداشتند كه باران و برف به تنهايي نمي تواند آب چشمه ها و رودخانه ها را تأمين كند.
برخي از دانشمندان ايراني نيز در خصوص آبهاي زير زميني و سطحي نظران ارزنده اي ارائه كردهاند. از جمله «ابوبكر محمد بن الحسن الحاسب كرجي» (قرن چهارم و پنجم هجري قمري) در كتابي تحت عنوان «استخراج آبهاي پنهاني» در باره منشاء و راههاي استخراج آب زيرزميني گفتگو مي كند. در اين كتاب به روشني گفته شده كه «ماية آبهاي ساكن در شكم زمين و منشاء چشمه ها ، رودها و نهرها از باران و برف است» ابوريحان بيروني (قرن چهارم و پنجم هجري قمري) در آثار الباقيه منشاء آب چشمه ها و علت تغييرات مقدار آب آنها را ذكر كرده است. وي براي اولين بار خروج آب از چاههاي آرتزين را بر اساس قانون ظروف مرتبط بيان مي كند. «ابوحاتم مظفر اسفرازي» (قرن پنجم و ششم هجري قمري) در «رسالة آثار علوي» در باره پديد آمدن جويها، رودها و چشمه ها ، نفوذ آب به زمين ، حركت آب در زير زمين ، تغيير كيفيت آب به دليل وجود كانيهاي قابل حل در مسير آب و بسيار مسايل آب شناسي ديگر به تفضيل سخن گفتن است.
اولين كساني كه توانستند بر اساس مشاهده تجزيه منشاء آبهاي سطحي و زير زميني را نشان دهند، «پيرپرو» (۱۶۸۰ – ۱۶۰۸) و «آدمه ماريوت» (۱۶۸۴ – ۱۶۲۰)، دانشمندان فرانسوي ، بودند . پرو با اندازه گيري مقدار بارندگي و آب جاري در يك حوضه نشان داد كه مقدار آب جاري خيلي كمتر از مقدار باران بوده است. ماريوت ضمن تأييد تجزبه پرو ، راجع به نفع آب در زمين بررسيهايي انجام داد و نتيجه گيري كرد كه چشمه ها با باراني كه به زمين نفوذ مي كند ، تغذيه مي شوند. «ادموند هالي» (۱۷۴۲-۱۶۵۶) دانشمند انگليسي نشان داد كه مقدار تبخير از درياي مديترانه براي تامين كليه آبهايي كه رودخانه ها ب اين دريا مي ريزند كافي است. «هنري دارسي» (۱۸۵۸ – ۱۸۰۳) مهندس فرانسوي ، اولين كسي بود كه قانون حاكم بر جريان آب در محيطهاي متخلخل را بيان كرد و قدم بزرگي در راه مطالعه آبهاي زير زميني برداشت.
در خلال قرن نوزدهم و قرن حاضر ، باپيشرفت علوم زمين شناسي و هيدروليك ، كه رابطه نزديكي با مطالعه آبهاي زير زميني دارند، همچنين گسترش مطالعات شيمي آب ژئوفيزيك ، دانش انسان دربارة شناخت آبهاي زيرزميني توسعه بسيار يافته است.
فصل ۲
 آب در زمين و لايه هاي آبدار
آب در زمين در منافذ و فضاهاي خالي سنگها و خاكها جمع مي شود . اما همه آب موجود در زير سطح زمين به راههاي معمولي ، مثل حفر چاه قابل برداشت نيستند. وقتي چاهي در زمين حفر مي شود ممكن است به خاكها يا سنگهاي مرطوب يا حتي اشباع از آب برخورد كند. ولي تا زماني كه اين آبها نتوانند آزادانه به داخل چاه تراوش كنند. مستقيماً قابل بهره برداري نيستند. «آب زيرزميني» يا «آب زير سطحي» اصطلاحي است كه به تمام آبهاي موجود در زير سطح زمين اطلاق مي شود. ولي هيدروژئولوگها عمدتاً با آبهايي سر و كار دارند كه تمام منافذ سنگها و خاكها را در زير سطح ايستابي اشغال كرده است. از اين رو غالباً اصطلاح «آب زيرزميني » را براي اين بخش از آبهاي زير سطح زمين ، كه قابل برداشت به وسيله چاه ، چشمه يا قنات است، به كار مي برند. قسمت اعظم آب موجود در زير زمين بخشي از «چرخه آب» است. بنابر اين آب باران و برف (به طور كلي آبهاي جوي) منشاء اصلي آبهاي زيرزميني است. البته مقادير كمي آب از منابع ديگر مثلاً آبهاي محبوس يا فسيل (آبهاي باقيمانده در منافذ سنگهاي رسوبي از زمان تشكيل) يا آبهاي جوان (آبهاي ماگمايي يا آتشفشاني ) نيز ممكن است وارد اين چرخه شود.
ويژگيهاي فيزيكي و سنگ شناسي محيطهاي متخلخل
حجم آب موجود در منافذ خالي سنگه و خاكها ممكن است نسبتاً كم يا زياد باشد. به علاوه آب در پاره اي از سنگها به سختي و در برخي ديگر به آساني جا به جا مي شود. امكان تشكيل مخزن آب زيرزميني و قابليت آبدهي هر مخزن قبل از هر چيز به ويژگيهاي فيزيكي و سنگ شناسي محيطهاي متخلخل وابسته است. از اين رو بررسي خصوصيات سنگها و منافذ موجود در آنها، از نظر مطالعه آبهاي زيرزميني اهميت زيادي دارد.

عتیقه زیرخاکی گنج