» jenis air baru. Mengunjungi hari ini - air tanah. Kita akan membahas tentang apa itu air tanah, dari mana asalnya, dan kemana perginya. Sepanjang pembahasan ini, kami akan menghilangkan beberapa kesalahpahaman umum mengenai topik air tanah.

Air tanah adalah nama kolektif untuk berbagai simpanan air di bawah tanah. Air bawah tanah bisa segar, sangat segar, payau, asin, sangat asin (misalnya, pada cryopeg, yang telah kita bahas di artikel “Keanekaragaman air di dunia”).

Umum untuk semua jenis air tanah: terletak di atas lapisan tanah yang kedap air. Tanah kedap air adalah tanah yang mengandung banyak lempung (tidak memungkinkan air melewatinya) atau tanah yang terbuat dari batuan padat dengan jumlah retakan yang sedikit.

Jika Anda pergi ke luar dan menyebarkan selembar polietilen di tanah, Anda tidak akan mendapatkan apa pun selain model lapisan tanah yang kedap air. Jika Anda menuangkan air ke polietilen, air akan terkumpul dalam cekungan dan mengalir dari tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah. Akan diperoleh model sebaran airtanah. Dan jika Anda membuat beberapa lubang dengan ukuran berbeda pada polietilen, Anda akan mendapatkan model penetrasi perairan atas ke cakrawala di bawahnya.

Demikian pula, cadangan air tanah terbentuk ketika lapisan kedap air menciptakan depresi. Sungai bawah tanah terbentuk dari cekungan yang lebih tinggi ke yang lebih rendah. Di tempat-tempat di mana lapisan kedap air terputus, perairan bagian atas turun ke permukaan yang lebih rendah.

Dalam bentuk gambar dapat direpresentasikan seperti ini:

Sekarang tentang dari mana air tanah berasal.

Sumber utama: hujan. Air hujan turun dan meresap ke dalam tanah. Air menembus lapisan tanah gembur bagian atas dan terakumulasi di cekungan lapisan atas bumi yang kedap air. Jenis air ini disebut "overwater". Ini sangat bergantung pada cuaca - jika sering hujan, berarti ada air. Jika hujan lebih jarang, airnya sedikit atau tidak ada sama sekali. Ini juga merupakan lapisan air bawah tanah yang paling terkontaminasi, karena penyaringan melalui tanah sangat minim, dan air tersebut mengandung segalanya - produk minyak bumi, pupuk, pestisida, dll. dll. Kedalaman perairan jenis ini umumnya berkisar antara 2 hingga 10 meter.

Selanjutnya, ketika lapisan kedap air bagian atas pecah, air hujan masuk ke akuifer bagian bawah. Jumlahnya berbeda-beda, kedalaman kemunculannya juga sangat berbeda. Jadi, batas atasnya dimulai dari 30 meter dan bisa mencapai 300 ke atas. Misalnya, di Ukraina, perorangan dilarang menggunakan air yang kedalamannya lebih dari 300 meter, karena ini adalah cadangan strategis negara tersebut.

Pola yang menarik adalah semakin dalam letak akuifer, semakin jarang terdapat titik-titik sambungan dengan lapisan atas. Misalnya, di Gurun Sahara mereka memanfaatkan air tanah yang berasal dari bawah tanah di Eropa. Pola lainnya adalah semakin dalam perairan, semakin bersih dan semakin sedikit ketergantungan terhadap curah hujan.

Seringkali diyakini bahwa air tanah terletak di rongga. Hal ini memang terjadi, namun sebagian besar air tanah merupakan campuran pasir, kerikil, mineral lain, dan banyak air.

Dikatakan dari mana air tanah berasal dan bagaimana pergerakannya, tetapi tidak disebutkan kemana perginya. Dan mereka menghilang lebih dalam di bawah tanah, atau muncul ke permukaan dalam bentuk mata air, mata air, geyser, mata air, dan fenomena serupa lainnya. Misalnya, Dnieper berasal dari bawah tanah di suatu tempat di Belarus. Di dekat Tanjung Aya (Krimea, tidak jauh dari Sevastopol), terdapat sumber air tawar yang mengalir ke laut. Saya sendiri belum pernah melihatnya (ini dirahasiakan :), tetapi seorang penyelam memberi tahu saya: Anda menyelam dengan botol, membukanya di bawah air dengan leher menghadap ke bawah, air segar terisi.

Selain saluran keluar air tanah jenis alami, ada juga saluran keluar air tanah buatan. Ini adalah sumur. Dan fenomena menarik seperti air artesis dikaitkan dengan sumur. Dahulu kala, di Prancis, di Artez, mereka mengebor sebuah sumur untuk mencari air. Dan air mulai mengalir dari sumur seperti air mancur. Artinya, perairan artesis adalah perairan yang naik dari permukaan tanah tanpa bantuan pompa. Kasus seperti itu jarang terjadi, paling sering ada sumur aliran bebas.

Jadi, seperti segala sesuatu di alam, air tanah memiliki awal, perubahan, dan akhir - air jatuh ke bawah tanah bersama hujan, mengalir di bawah tanah dari lapisan ke lapisan, dan akhirnya mengalir ke permukaan.

Siklus air bawah tanah, bisa dikatakan :)

Sebagian besar cadangan air bumi adalah kolam bawah tanah yang mengalir melalui lapisan tanah dan batuan. Akumulasi besar air bawah tanah - danau, yang menghanyutkan endapan batuan dan tanah, membentuk lubang.

Pentingnya cairan tanah sangat besar tidak hanya bagi alam, tetapi juga bagi manusia. Oleh karena itu, para peneliti secara berkala melakukan pengamatan hidrologi terhadap kondisi dan kuantitasnya, serta mempelajari lebih dalam apa itu air tanah. Definisi, klasifikasi, dan masalah lain dari topik tersebut akan dibahas dalam artikel.

Apa itu air bawah tanah?

Airtanah adalah air yang terletak pada ruang-ruang antar lapisan batuan yang terletak pada lapisan atas kerak bumi. Air tersebut dapat disajikan dalam keadaan agregasi apa pun: cair, padat, dan gas. Seringkali, air tanah adalah berton-ton cairan yang mengalir. Yang paling umum kedua adalah blok gletser yang bertahan sejak periode permafrost.

Klasifikasi

Pembagian air tanah ke dalam kelas-kelas tergantung pada kondisi kemunculannya:

• tanah;
• tanah;
• antarstrata;
• mineral;
• artesis.

Selain jenis-jenis yang tercantum, air tanah dibagi menjadi beberapa kelas tergantung pada tingkat lapisan di mana mereka berada:

• Cakrawala atas adalah air tanah segar. Biasanya, kedalaman lokasinya kecil: dari 25 hingga 350 m.
• Cakrawala tengah merupakan letak cairan mineral atau garam pada kedalaman 50 hingga 600 meter.
• Cakrawala bawah memiliki kedalaman 400 hingga 3000 meter. Air dengan kandungan mineral yang tinggi.

Air tanah yang terletak sangat dalam bisa berumur muda, yaitu baru muncul, atau peninggalan. Yang terakhir ini dapat diletakkan di lapisan bawah tanah bersama dengan batuan dasar di mana ia “berada”. Atau peninggalan air bawah tanah terbentuk dari lapisan es: gletser mencair - cairan terakumulasi dan diawetkan.

Air tanah

Air tanah merupakan suatu cairan yang terletak pada lapisan atas kerak bumi. Ini terutama terlokalisasi di rongga spasial antara partikel tanah.

Jika Anda memahami apa itu air bawah tanah jenis tanah, menjadi jelas bahwa jenis cairan ini adalah yang paling berguna, karena lokasinya di permukaan tidak menghilangkan semua mineral dan unsur kimia. Air tersebut merupakan salah satu sumber “nutrisi” utama bagi lahan pertanian, hutan dan tanaman pertanian lainnya.

Jenis cairan ini tidak selalu terletak secara horizontal; seringkali garis besarnya mirip dengan topografi tanah. Pada lapisan atas kerak bumi, uap air tidak mempunyai “dukungan yang kokoh”, sehingga berada dalam keadaan tersuspensi.

Jumlah air tanah yang berlebihan terjadi di musim semi ketika salju mencair.

Air tanah

Variasi terestrial adalah perairan yang terletak pada kedalaman tertentu di lapisan atas bumi. Kedalaman aliran zat cair bisa lebih besar jika berada di daerah gersang atau gurun. Di daerah beriklim sedang dengan curah hujan yang berkala dan konstan, air tanah tidak terlalu dalam. Dan jika terjadi hujan atau salju berlebih, cairan tanah dapat menyebabkan banjir di daerah tersebut. Di beberapa tempat, air jenis ini muncul ke permukaan tanah dan disebut mata air, mata air atau sumber.

Air tanah terisi kembali karena curah hujan. Banyak orang mengacaukannya dengan artesis, tetapi yang terakhir terletak lebih dalam.

Cairan berlebih bisa menumpuk di satu area. Akibat posisi berdiri tersebut, terbentuklah rawa, danau, dan lain-lain dari air tanah.

antar lapisan

Apa itu air tanah antarstratal? Sebenarnya akuifer ini sama dengan air tanah dan tanah, hanya saja tingkat alirannya lebih dalam dibandingkan dua akuifer sebelumnya.

Ciri positif dari cairan antar lapisan adalah bahwa cairan tersebut jauh lebih bersih karena letaknya lebih dalam. Selain itu, komposisi dan kuantitasnya selalu berfluktuasi dalam satu batas konstan, dan jika terjadi perubahan tidak signifikan.

Artesis

Perairan artesis terletak pada kedalaman melebihi 100 meter dan mencapai 1 km. Varietas ini dianggap paling cocok untuk dikonsumsi manusia. Oleh karena itu, di daerah pinggiran kota, pengeboran sumur bawah tanah sering dilakukan sebagai sumber pasokan air untuk bangunan tempat tinggal.

Saat mengebor sumur, air artesis keluar ke permukaan, karena merupakan jenis air tanah bertekanan. Letaknya pada rongga batuan di antara lapisan kerak bumi yang kedap air.

Titik acuan pengambilan air artesis adalah objek alam tertentu yang terletak di permukaan: cekungan, lengkungan, palung.

Mineral

Mineral adalah yang terdalam dan paling menyembuhkan serta berharga bagi kesehatan manusia. Mereka mengandung berbagai unsur mineral dalam jumlah besar, yang konsentrasinya konstan.

Air mineral juga memiliki klasifikasi tersendiri:

Berdasarkan tujuan:

• ruang makan;
• obat;
• campur aduk.

Menurut dominasi unsur kimia:

• hidrogen sulfida;
• karbon dioksida;
• kelenjar;
• yodium;
• brom

Menurut derajat mineralisasinya: dari perairan tawar hingga perairan dengan konsentrasi tertinggi.

Klasifikasi berdasarkan tujuan

Air tanah digunakan dalam kehidupan manusia. Tujuannya bervariasi:

• air minum adalah air yang layak dikonsumsi baik dalam bentuk alami, tidak tersentuh, maupun setelah dimurnikan;
• teknis adalah cairan yang digunakan dalam berbagai sektor teknologi, ekonomi atau industri.

Klasifikasi berdasarkan komposisi kimia

Komposisi kimiawi airtanah dipengaruhi oleh batuan yang berdekatan dengan kelembaban. Kategori berikut dibedakan:

1. Segar.
2. Mineralisasi rendah.
3. termineralisasi.

Biasanya, perairan yang terletak dekat dengan permukaan bumi adalah air tawar. Dan semakin dalam kelembapannya, semakin termineralisasi komposisinya.

Bagaimana air tanah terbentuk?

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi terbentuknya air tanah.

1. Pengendapan. Curah hujan berupa hujan atau salju diserap oleh tanah sebesar 20% dari jumlah seluruhnya. Mereka membentuk tanah atau cairan tanah. Selain itu, kedua kategori kelembapan ini berpartisipasi dalam siklus air di alam.
2. Mencairnya gletser permafrost. Air tanah membentuk seluruh danau.
3. Ada juga cairan remaja yang terbentuk di magma yang memadat. Ini adalah jenis air primer.

Pemantauan air tanah

Pemantauan air tanah merupakan kebutuhan penting yang memungkinkan Anda melacak tidak hanya kualitasnya, tetapi juga kuantitasnya, dan keberadaannya secara umum.

Jika pemeriksaan mutu air dilakukan di laboratorium dengan memeriksa sampel yang diambil, maka eksplorasi keberadaannya dilakukan dengan cara-cara sebagai berikut, yang saling berhubungan satu sama lain:

1. Pertama, kawasan tersebut dinilai keberadaan air tanahnya.
2. Kedua, indikator suhu cairan yang terdeteksi diukur.
3. Selanjutnya digunakan metode radon.
4. Setelah itu, sumur dasar dibor, dilanjutkan dengan pelepasan inti.
5. Inti yang dipilih dikirim untuk penelitian: umur, ketebalan dan komposisinya ditentukan.
6. Sejumlah air tanah dipompa dari sumur untuk mengetahui karakteristiknya.
7. Berdasarkan sumur dasar, peta kejadian cairan dibuat dan kualitas serta kondisinya dinilai.

Eksplorasi air tanah dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

1. Pendahuluan.
2. Terperinci.
3. Operasional.

Masalah polusi

Masalah pencemaran air tanah sangat relevan saat ini. Para ilmuwan mengidentifikasi metode polusi berikut:

1. Kimia. Jenis polusi ini sangat umum terjadi. Sifat globalnya bergantung pada fakta bahwa terdapat sejumlah besar perusahaan pertanian dan industri di bumi yang membuang limbahnya dalam bentuk cair dan padat (mengkristal). Limbah ini dengan sangat cepat menembus cakrawala yang mengandung air.
2. Biologis. Air limbah yang terkontaminasi dari keperluan rumah tangga, saluran pembuangan yang rusak - semua ini adalah penyebab kontaminasi air tanah dengan patogen.

Klasifikasi berdasarkan jenis tanah jenuh air

Berikut ini dibedakan:

• keropos, yaitu yang mengendap di pasir;
• retak, yang mengisi rongga-rongga bongkahan batu dan batu;
• karst, yang terletak pada batuan kapur atau batuan getas lainnya.

Tergantung lokasinya, komposisi air terbentuk.

Cadangan

Air tanah dianggap sebagai sumber daya mineral yang terbarukan dan berperan dalam siklus air di alam. Total cadangan mineral jenis ini mencapai 60 juta km3. Namun, meskipun indikatornya tidak sedikit, air tanah dapat mengalami pencemaran, dan hal ini sangat mempengaruhi kualitas cairan yang dikonsumsi.

Kesimpulan

Sungai, danau, air tanah, gletser, rawa, laut, samudera - semua ini adalah cadangan air bumi, yang saling berhubungan dalam satu atau lain cara. Kelembaban yang terdapat pada lapisan tanah tidak hanya membentuk cekungan bawah tanah, tetapi juga mempengaruhi pembentukan reservoir permukaan.

Air tanah layak untuk diminum manusia, oleh karena itu menyelamatkannya dari pencemaran adalah salah satu tugas utama umat manusia.

(hingga kedalaman 12-16 km) dalam wujud cair, padat, dan uap. Sebagian besar terbentuk akibat rembesan permukaan air hujan, lelehan dan air sungai. Air tanah terus bergerak baik dalam arah vertikal maupun horizontal. Kedalaman kemunculannya, arah dan intensitas pergerakannya bergantung pada permeabilitas air batuan. Batuan permeabel meliputi kerikil, pasir, dan kerikil. Tahan air (waterproof), praktis tahan terhadap air - tanah liat, padat tanpa retak, tanah beku. Lapisan batuan yang mengandung air disebut akuifer.

Menurut kondisi terjadinya, airtanah dibedakan menjadi tiga jenis: yang terletak pada lapisan tanah paling atas; , terletak pada lapisan kedap air permanen pertama dari permukaan; interstratal, terletak di antara dua lapisan kedap air. Air tanah diberi makan oleh sedimen yang merembes, air, danau,. Ketinggian air tanah berfluktuasi menurut musim dalam setahun dan berbeda di berbagai zona. Dengan demikian, praktis bertepatan dengan permukaan dan terletak pada kedalaman 60-100 m. Mereka tersebar hampir di mana-mana, tidak memiliki tekanan, dan bergerak perlahan (di pasir kasar, misalnya dengan kecepatan 1,5-2,0 m). per hari). Komposisi kimia air tanah bervariasi dan bergantung pada kelarutan batuan di sekitarnya. Berdasarkan komposisi kimianya, mereka membedakan antara air tanah segar (hingga 1 g garam per 1 liter air) dan air tanah termineralisasi (hingga 50 g garam per 1 liter air). Saluran keluar alami airtanah ke permukaan bumi disebut sumber (mata air, mata air). Biasanya terbentuk di tempat rendah dimana akuifer melintasi permukaan bumi. Mata air bisa dingin (tidak lebih tinggi dari 20°C), hangat (dari 20 hingga 37°C) dan panas atau termal (lebih dari 37°C). Mata air panas yang memancar secara berkala disebut geyser modern (,). Air dari mata air tersebut mengandung berbagai unsur kimia dan dapat bersifat karbonat, basa, garam, dll. Banyak di antaranya yang memiliki khasiat obat.

Air tanah mengisi kembali sumur, sungai, danau, ; melarutkan berbagai zat dalam batuan dan mengangkutnya; menyebabkan tanah longsor. Mereka memberi tanaman kelembapan dan air minum bagi penduduk. Mata air menyediakan air paling murni. Uap air dan air panas dari geyser digunakan untuk memanaskan bangunan, rumah kaca, dan pembangkit listrik.

Cadangan air tanah sangat besar - 1,7%, tetapi diperbarui dengan sangat lambat, dan ini harus diperhitungkan saat menggunakannya. Yang tidak kalah pentingnya adalah perlindungan air tanah dari pencemaran.

Mata air bawah tanah

Struktur asupan air

Definisi:

Struktur asupan air(asupan air) - kompleks struktur hidrolik dan stasiun pompa yang memastikan asupan air dari sumber, pengolahan awal dan pasokan, sesuai dengan kebutuhan konsumen untuk aliran, aliran, dan tekanan yang tidak terputus.

Asupan air(alat pemasukan air) - suatu struktur yang dengannya air diambil dari sumber pasokan air dan dilindungi dari benda-benda fauna dan flora yang memasuki aliran yang diangkut.

Asupan air- proses pengambilan air dari sumber pasokan air.

Ekstraksi air dalam- proses pemilihan air dari lapisan bawah sumber pasokan air.

Sumber pasokan air- aliran air atau badan air yang digunakan untuk penyediaan air.

Tempat pengambilan air- bagian dari sumber pasokan air di mana air yang diambil oleh saluran masuk air mempengaruhi pergerakan sedimen, puing-puing, lumpur, plankton, serta arah arus yang dipicu oleh faktor-faktor lain.

Kondisi sumber air setempat- seperangkat faktor topografi, geologi, meteorologi, hidrologi, hidromorfologi, hidrotermal, hidrobiologi, dan lainnya dari wilayah sumber yang dipilih atau ditentukan. Karena faktor-faktor ini saling terkait, biasanya kondisi lokal
individu untuk setiap area sumber pasokan air yang dipilih.

Stratifikasi kepadatan- perubahan kepadatan air di sepanjang kedalaman aliran air atau waduk. Hal ini dapat timbul karena perbedaan suhu atau salinitas air antara lapisan permukaan dan lapisan bawah, serta karena masuknya massa air dengan kandungan sedimen yang tinggi.

Kuliah 1.

Jenis sumber pasokan air

Sumber permukaan

Aliran air – sungai, kanal;

Waduk - danau, laut, samudera

Mata air bawah tanah

Air tanah dibedakan: untuk air pasang, air tanah, air artesis, dan air tambang.

Untuk wilayah utara negara itu, perairan ini dibedakan: supra-permafrost, inter-permafrost, dan sub-permafrost.

Cadangan air tanah dibagi menjadi alami dan operasional.

Cadangan alam– ini adalah volume air yang terkandung dalam pori-pori dan retakan batuan (cadangan statis dan elastis) dan laju aliran air yang mengalir melalui bagian (bagian) akuifer (cadangan dinamis).

Cadangan operasional menentukan kemungkinan praktis ekstraksi air tanah dan mengkarakterisasi jumlah air yang dapat diperoleh dari reservoir menggunakan struktur pengambilan air yang rasional dalam hal teknis dan ekonomi dalam mode operasi tertentu dan kualitas air yang memenuhi persyaratan konsumen selama periode perkiraan. konsumsi air

Topik: Kondisi air tanah.

Jenis asupan air. Ketentuan penggunaannya

Ilmu hidrogeologi mempelajari tentang air tanah.

Menurut kondisi terjadinya (Gbr. 1), dua jenis utama air tanah dibedakan - aliran bebas dan tekanan. Cakrawala perairan yang mengalir bebas tidak memiliki lapisan kedap air yang terus menerus. Di cakrawala seperti itu, ketinggian air bebas terbentuk, yang kedalamannya sesuai dengan permukaan akuifer.

Perairan akuifer kontinu pertama dari permukaan

Mereka disebut tanah. Akumulasi air berbentuk lensa pada akuitard atau lapisan permeabel rendah dengan sebaran lokal membentuk tempat bertengger yang terletak di atas air tanah.

Biasanya ada air tanah. perairannya mengalir bebas, meskipun di beberapa daerah mungkin terdapat tekanan lokal; Mereka biasanya terletak di kedalaman yang dangkal dan oleh karena itu terkena faktor hidrometeorologi. Tergantung pada musim,

curah hujan dan perubahan suhu baik tingkat air tanah maupun komposisi kimianya. Pengisian ulang air tanah terjadi melalui infiltrasi curah hujan atmosfer dan air sungai, dan dalam beberapa kasus karena masuknya air bertekanan dari cakrawala di bawahnya. Karena lokasinya yang dangkal dan kurangnya lapisan kedap air, air tanah mudah terkontaminasi. Ketentuan

Keberadaan perairan ini sangat beragam.

Air bertekanan terkandung di antara lapisan kedap air. Dalam lubang bor yang telah menembus akuifer bertekanan, air naik ke atas atap cakrawala ini. Jika tingkat tekanan (piezometri) terletak di atas permukaan tanah, maka sumur mengalir. Oleh karena itu, untuk memperoleh air yang mengalir sendiri, perlu dilakukan pengeboran sumur di daerah yang reliefnya rendah. Suatu formasi permeabel yang dibatasi oleh dua akuitard tidak boleh terisi air. Dalam hal ini, perairan antarstratal semi-tekanan atau non-tekanan terbentuk. Perairan bertekanan sering disebut artesis, terlepas dari apakah perairan tersebut mengalir atau tidak

Beras. 1 Diagram kondisi airtanah

Akuifer dikatakan terkekang jika mempunyai daerah pengisian ulang yang terletak pada ketinggian yang lebih tinggi dari atap kedap air pada cakrawala tersebut.

Ketika air dipompa keluar dari sumur, corong cekungan terbentuk di sekitarnya. Pada perairan tidak bertekanan, corong ini mencerminkan penurunan permukaan air di sekitar sumur sehingga mengeringkan sebagian akuifer. Di cakrawala tekanan, depresi permukaan piezometrik terbentuk - penurunan tekanan di zona tertentu di sekitar sumur. Perairan artesis biasanya terletak pada kedalaman yang kurang lebih cukup. Mereka diisolasi dari permukaan oleh lapisan kedap air dan oleh karena itu kurang rentan terhadap polusi dibandingkan air tanah. Saat menilai kemungkinan penggunaan air tanah, cadangan operasional alaminya ditentukan. Cadangan air tanah alami berarti jumlah air tanah yang berada pada akuifer yang tidak terganggu oleh pengoperasian bangunan pengambilan air; dalam kondisi operasional, konsumsinya, yang dapat diperoleh di lapangan dengan menggunakan fasilitas pengambilan air dalam rasio teknis dan ekonomis dalam mode operasi tertentu dengan kualitas air yang memenuhi kebutuhan konsumen selama perkiraan waktu konsumsi. . Mereka merupakan bagian dari cagar alam. Saat merancang bangunan pemasukan air, cadangan operasional air tanah dihitung berdasarkan hasil pekerjaan hidrogeologi terperinci yang dilakukan di lapangan.

Selama eksploitasi akuifer, rezim alami dan keseimbangan air tanah terganggu, akibatnya muncul zona tekanan rendah di area ekstraksi air, dan dengan demikian tercipta kondisi yang menguntungkan untuk keterlibatan sumber daya tambahan di dalamnya. akuifer yang dieksploitasi ini: aliran air dari akuifer yang berdekatan dipisahkan oleh lapisan permeabel rendah, infiltrasi presipitasi atmosfer, penyaringan dari aliran air permukaan dan waduk, pengaturan rezim air secara buatan, dll. Tergantung pada tingkat eksplorasi cadangan operasional, kompleksitas Berdasarkan kondisi hidrogeologi dan hidrokimia, keseragaman sifat filtrasi batuan pembawa air menentukan kategori airtanah.

Topik: Jenis-jenis pengambilan air tanah. Ketentuan penggunaannya. Pengambilan air menggunakan sumur

Pemilihan jenis dan tata letak bangunan pengambilan air dilakukan berdasarkan kondisi geologi, hidrogeologi dan sanitasi kawasan, serta pertimbangan teknis dan ekonomi. Asupan air tanah terdiri dari struktur individu (penampungan) untuk memperoleh air tanah, dan sistemnya

:(asupan air). Salah satu struktur penahan juga bisa disebut saluran masuk air. Sumur air dan sumur poros banyak digunakan dalam eksploitasi air tanah yang mengalir bebas dan bertekanan. Sumur tambang lebih sering digunakan ketika volume konsumsinya kecil dan kedalaman air tanah 20-30 m. Penggunaan sumur air yang efektif dimungkinkan ketika kedalaman dasar akuifer lebih dari 8-10 m dan ketika ketebalannya 1-2 m. Efisiensi penggunaannya meningkat seiring dengan kedalaman air akuifer; Ketika akuifer berada dalam lapisan, ketika satu atau lebih dari lapisan tersebut merupakan sumber pasokan air, maka sumur menjadi sangat diperlukan.

Intake air horizontal dapat digunakan pada akuifer dangkal dengan ketebalan kecil. Seringkali penggunaannya memungkinkan untuk mencapai efek asupan air yang lebih tinggi daripada penggunaan asupan air vertikal. Saluran masuk air horizontal berupa pipa drainase dan galeri, digunakan untuk menampung air tanah, diletakkan di dalam parit galian dan terletak pada kedalaman tidak lebih dari 5-8 m. Saluran masuk air radial horizontal dibor dari ruang poros tengah dan berada lebih sering digunakan untuk menampung air tanah, dan baru-baru ini - dan untuk menangkap air bertekanan pada kedalaman 20-30 m. Saluran masuk air horizontal berupa adit dan kariz dipasang pada kedalaman air hingga 20 m, dan terkadang lebih. . Kariz adalah metode kuno untuk menangkap air tanah. Saat ini, tidak sedang dibangun, tetapi yang sudah selesai dioperasikan dan diperbaiki (Transcaucasia dan Asia Tengah bagian selatan). Bangunan penangkap dirancang untuk menerima air dari sumber naik dan turun (mata air, mata air). Tergantung pada kondisi jalan keluar ke permukaan bumi dari akuifer, daerah tangkapan air dapat mempunyai desain yang berbeda-beda: berupa pipa drainase dengan kumpulan dari sumur ke ruang, satu ruang penangkap, dan kadang-kadang dalam bentuk a poros dengan pipa pembuangan. Struktur seperti itu relatif jarang terjadi di Rusia.

Pengambilan air tanah dengan menggunakan lubang bor adalah... metode yang paling umum dalam praktik penyediaan air, karena metode ini dibedakan berdasarkan keserbagunaan dan keunggulan teknisnya. Ini digunakan di berbagai kedalaman air tanah. Air dari saluran masuk air diangkut melalui pipa pengumpul ke waduk atau ke pipa air utama atau ke jaringan konsumen di lokasi. Jaringan pipa air juga dapat digabungkan dengan jaringan pasokan air di lokasi; Menurut mode hidrolik, mereka dapat berupa tekanan, gravitasi, dan tekanan gravitasi. Skema pemasukan air siphon menggunakan jenis saluran air khusus - siphon prefabrikasi. Tata letak jaringan pipa air prefabrikasi sangat beragam rencana (linier, buntu, cincin, berpasangan), karena bergantung pada lokasi saluran masuk air, tangki pengumpul, kategori keandalan pasokan air, dll. Yang paling umum adalah skema saluran pipa air linier, yang dirancang dalam satu atau beberapa aliran (Gbr. 2). Melingkar (Gbr. 3. dan skema taman Gambar 4) pengaturan saluran air prefabrikasi dimungkinkan.

Beras. .2. Skema jaringan pipa air prefabrikasi linier (jalan buntu).

Pilihan skema dibuat berdasarkan perbandingan pilihan tekno-ekonomi. Dengan panjang saluran penampung air yang panjang dan jumlah sumur yang banyak, terkadang lebih bijaksana untuk menyambungkan saluran air ke beberapa tangki pengumpul (tergantung pada lokasi konsumen air dalam kaitannya dengan lokasi pengambilan air).

Skema pengangkutan air tergantung pada metode produksinya. Pipa air prefabrikasi bertekanan paling banyak tersebar luas, hal ini disebabkan oleh penggunaan sistem lubang bor yang dilengkapi dengan pompa submersible. Sistem aliran gravitasi dari jaringan pipa air prefabrikasi digunakan untuk mengumpulkan air dari tangki, sumur yang mengalir sendiri, serta dari sumur yang dilengkapi dengan unit pompa atau angkutan udara.

Keuntungan dari sistem ini adalah kemungkinan penggunaan pipa aliran bebas. Saat mensuplai air dari bangunan pengumpul air ke jaringan gravitasi, pengoperasian setiap stasiun pompa tidak bergantung pada pengoperasian stasiun pemompaan lainnya dan dapat diatur tanpa memperhitungkan interaksinya.

Beras. .3. Skema pipa air prefabrikasi melingkar.

Beras. .4. Skema pipa air prefabrikasi berpasangan

Sumur air, sesuai dengan persyaratan pengeboran dan geologi (Gbr. 5), memiliki desain teleskopik. Bagian terendah dari sumur berfungsi sebagai tangki pengendapan. Di atas bah terdapat bagian pemasukan air dari sumur - sebuah filter yang melaluinya air dari akuifer memasuki wilayah kerjanya. Di atas bagian pemasukan air sumur terdapat kolom-kolom pipa produksi dan pipa selubung, yang di satu sisi menjaga dinding sumur agar tidak runtuh, dan di sisi lain berfungsi untuk menempatkan pipa-pipa pengangkat air dan pompa di dalamnya. Di atas tali produksi terdapat konduktor, yang mengatur arah pipa yang melewatinya selama pengeboran. Kunci semen atau tanah liat ditempatkan di sekitar konduktor, melindungi akuifer dari kontaminan yang masuk dari permukaan melalui annulus pipa selubung. Bagian atas sumur disebut mulut atau kepala. Kepala, tergantung pada kedalamannya, dapat ditempatkan di paviliun dan di dalam sumur, di mana: peralatan mekanik dan listrik berada. Pengorganisasian lubang bor tergantung pada jenis akuifer, kedalamannya, jenis batuan yang dibor, agresivitasnya, diameter sumur dan metode pengeboran.

Beras. .5. Siram dengan baik.

Dalam praktek pembuatan sumur air, metode pemboran sebagai berikut telah tersebar luas: putar dengan sirkulasi langsung, putar dengan sirkulasi terbalik, putar dengan hembusan udara, tali perkusi, turbin jet dan gabungan.

Metode shock-rope digunakan ketika mengebor sumur hingga kedalaman 150 m pada formasi lepas dan berbatu dan diameter awal sumur lebih dari 500 mm. Dinding sumur diamankan dengan pipa secara terus menerus seiring dengan semakin dalamnya permukaan sumur.

Berdasarkan sifat pendalamannya, pemboran putar dibedakan menjadi pemboran muka sirkular dan pemboran kontinyu. Pengeboran dengan muka melingkar disebut pemboran inti, sedangkan pemboran dengan muka kontinu disebut pemboran putar. Metode inti digunakan pada formasi batuan dengan diameter sumur sampai dengan 150-200 mm dan kedalaman pengeboran sampai dengan 150 m. Untuk pengeboran sumur berdiameter besar dan kedalaman lebih dari 500-1000 m, metode turbin reaktif adalah metode yang digunakan. direkomendasikan.

Metode gabungan (tali perkusi dan putar) digunakan untuk pengeboran sumur sedalam lebih dari 150 m di akuifer aliran bebas dan tekanan rendah yang diwakili oleh sedimen lepas. Cara pencucian tergantung pada jenis tanah yang dilewati. Larutan air dan tanah liat digunakan sebagai larutan pencuci.

Saat memilih metode pengeboran, tidak hanya kemampuan manufaktur metode dan kecepatan penetrasi yang diperhitungkan, tetapi juga ketentuan kondisi yang menjamin deformasi minimal batuan di zona lubang dasar.

Sumur harus menjamin keawetan dan perlindungan akuifer produksi dari penetrasi permukaan bumi dan masuknya air dari akuifer di atasnya. Diagram paling sederhana dari desain rig pengeboran ditunjukkan pada Gambar. 6. Sumur diamankan dengan pipa selubung 1. Pipa diturunkan ke atas batas akuifer 6. Sebuah pipa dengan diameter lebih kecil 2 diturunkan ke dalam selubung, yang terkubur di lapisan kedap air di bawahnya. Kemudian filter 3 diturunkan ke dalam pipa 2 dengan menggunakan batang yang memiliki pengunci khusus 4, setelah itu pipa 2 dilepas, celah 5 antara dinding filter dan pipa casing ditutup. Dengan kedalaman sumur yang besar (tergantung metode pengeboran), tidak mungkin mencapai level yang dibutuhkan dengan pipa casing dengan diameter yang sama. Dalam hal ini, pipa lain yang berdiameter lebih kecil D2 diturunkan ke dalam pipa selubung dengan diameter D1 (Gbr. 7a), yang telah mencapai kedalaman h1, yang dikubur hingga kedalaman h2 ditentukan berdasarkan ketahanan batuan terhadap kemajuan dan pertimbangan teknologi. Jalur yang dilalui oleh rangkaian pipa selubung dengan diameter yang sama disebut jalan keluar dari rangkaian tersebut. Pendalaman sumur lebih lanjut dicapai dengan menggunakan pipa selubung dengan diameter lebih kecil D 3, dll. Perbedaan antara diameter senar selubung sebelumnya dan selanjutnya harus minimal 50 mm. Hasil kolom tergantung pada distribusi ukuran partikel batuan dan metode pengeboran. Dengan metode shock-rope jaraknya 30-50 m dan hanya untuk

Beras. 6. Diagram lubang bor pada kedalaman dangkal dan dalam

batuan yang stabil dapat mencapai 70-100 m. Dengan pengeboran putar, hasil meningkat menjadi 300-500 m, yang secara signifikan menyederhanakan desain sumur, mengurangi konsumsi pipa dan mempercepat proses pengeboran. Ketika sebuah sumur dibangun secara teleskopik, untuk menghemat pipa selubung, kolom pipa bagian dalam dipangkas (lihat Gambar 7.6). Tepi atas pipa selubung yang tersisa di dalam sumur harus setidaknya 3 m di atas sepatu tali sebelumnya. Celah melingkar antara sisa tali pipa yang dipotong dan tali pipa selubung sebelumnya disemen atau disegel. mengatur segel minyak.

Apabila sebuah sumur melewati dua akuifer, maka akuifer bagian atas yang tidak dieksploitasi harus ditutup dengan kolom buta, dan harus dikubur di dalam akuitard. Desain sumur sangat beragam.

Untuk mengencangkan sumur, digunakan kopling baja dan pipa selubung yang dilas listrik; untuk sumur dengan kedalaman hingga 250 mm, terkadang digunakan pipa semen asbes bermutu tinggi.

Berbagai jenis alat pengangkat air digunakan untuk mengangkat air dari sumur. Unit pompa tipe ECV digunakan untuk melengkapi sumur dengan kedalaman 10-700 m atau lebih. Mereka dapat bekerja di sumur yang menyimpang dalam berbagai kondisi hidrogeologi. Unit pompa dengan poros transmisi digunakan untuk sumur dengan kedalaman hingga 120 m; hanya dapat beroperasi di sumur vertikal. Air dengan perkiraan kerusakan dinamis tidak lebih dari 5 m dari permukaan bumi dapat ditampung dengan pompa horizontal. Untuk mengangkat air dari sumur, digunakan airlift, yang memungkinkan pengangkatan air dari sumur melengkung, serta air yang mengandung kotoran mekanis dalam jumlah melebihi batas yang ditetapkan untuk jenis pompa lainnya.

Paviliun dibangun di atas muara sumur pemasukan air untuk menampung kepala sumur, motor listrik, pompa sentrifugal horizontal, peralatan start dan kontrol, serta perangkat otomasi. Selain itu, mereka berisi bagian dari pipa tekanan yang dilengkapi dengan gerbang, katup periksa, pendorong, dan katup pengambilan sampel. Setiap sumur dilengkapi dengan flow meter.

Paviliun di atas sumur bisa bertipe bawah tanah atau di atas tanah. Paviliun bawah tanah biasanya dibangun di tanah kering. Untuk mengurangi volume konstruksi, dibuat dua ruang berupa sumur air.

Apabila sumur-sumur pengambilan air terletak di tempat-tempat yang tergenang air banjir sungai dataran banjir, maka pendopo dibangun di atas timbunan atau di bawah perlindungan bendungan tanggul yang ketinggiannya melebihi cakrawala banjir maksimum. Filter sangat menentukan keandalan struktur pemasukan air, karena filter harus memastikan akses bebas air ke dalam sumur, pengoperasian sumur yang stabil untuk waktu yang lama, melindungi dari pengamplasan dengan kehilangan hidrolik minimal, dan jika permukaannya tersumbat, memungkinkan kemungkinan dilakukannya tindakan restorasi. Selain itu, mereka harus tahan terhadap korosi kimia dan elektrokimia.

Kehilangan tekanan utama pada filter terjadi pada permukaan penerima air (rangka) dan lapisan kerikil (batuan pembawa air). Filter dapat diklasifikasikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 8.

Beras. .8. Klasifikasi filter air sumur

Filter terdiri dari bagian yang berfungsi (penerima air), pipa di atas filter dan tangki pengendapan. Panjang pipa filter di atas tergantung pada desain sumur. Jika filter terletak pada kolom, maka pipa filter di atas merupakan kelanjutannya. Dengan diameter yang lebih kecil, pipa filter atas memasuki jalur produksi minimal 3 m pada kedalaman sumur hingga 50 m dan minimal 5 m pada kedalaman lebih besar. Pada celah yang terbentuk di antara keduanya, dipasang segel yang terbuat dari karet, rami, semen, dll. Dalam kondisi tertentu, peran segel dimainkan oleh lapisan kerikil yang diisi antara selubung produksi dan ketinggian filter tangki pengendapan di filter biasanya diambil 0,5-2 m.

Yang paling banyak digunakan adalah filter partikel, yang mencakup filter bingkai dan filter dengan permukaan penerima air tambahan. Dalam desain ini, efek pencegahan pengamplasan dicapai dengan memilih ukuran lubang pada wadah filter relatif terhadap ukuran partikel akuifer atau kerikil. Filter dengan deflektor kerikil dicirikan oleh adanya elemen permukaan penerima air yang mencegah masuknya akuifer atau partikel kerikil secara langsung ke filter.

Pada filter gravitasi, lubang pemasukan air yang lebar dipasang agar tanah tidak terbawa pengaruh gravitasi.

Elemen utama filter adalah rangka penyangga dan permukaan penerima air. Kerangka tersebut memberikan kekuatan mekanik yang diperlukan dan berfungsi sebagai struktur penyangga permukaan filter. SNiP “Pasokan air. Jaringan dan struktur eksternal" merekomendasikan jenis rangka berikut: batang, tabung dengan perforasi bulat dan berlubang, dicap dari lembaran baja. Gulungan kawat, lembaran stempel, lembaran stempel dengan lapisan pasir-kerikil satu atau dua lapis, jaring persegi dan jalinan digunakan sebagai permukaan filter. Saat mengumpulkan air dalam jumlah kecil, filter yang terbuat dari beton berpori (disebut berpori) dapat digunakan.

Desain filter ditunjukkan pada Gambar. .9.

Beras. 9. Diagram desain dasar filter air sumur

Tabel.1

Topik: Perhitungan air sumur

Sumur air digunakan untuk menampung air tanah bertekanan dan non-tekanan (Gbr. 10). Ada dua jenis sumur: sempurna dan tidak sempurna. Yang kami maksud dengan sempurna adalah sumur yang menembus akuifer ke akuifer di bawahnya. Jika sumur berakhir pada ketebalan akuifer, maka disebut tidak sempurna. Ada dua jenis ketidaksempurnaan bukaan: berdasarkan derajat pembukaan cakrawala, yang bergantung pada rasio panjang filter dan ketebalan formasi, dan berdasarkan sifat bukaan, yang bergantung pada struktur filter yang dipasang. dalam formasi. Tugas desain utama adalah memilih tipe dan tata letak sistem sumur yang rasional, mis. penentuan jumlah sumur yang optimal, jarak antar sumur, lokasi relatifnya di permukaan tanah, desain filter, diameter dan rute pipa, karakteristik peralatan pemompaan, dengan mempertimbangkan kemungkinan penurunan permukaan air di dalam sumur. Masalah-masalah ini diselesaikan berdasarkan perhitungan hidrogeologi untuk menentukan laju aliran sumur dan penurunan permukaan air selama operasi, menilai pengaruh timbal balik dari masing-masing sumur ketika mereka bekerja sama. Bersamaan dengan penyelesaian masalah ini, tata letak sumur pengambilan air, jumlah dan jenisnya juga diperjelas. Saat melakukan perhitungan hidrogeologi, laju aliran yang sesuai dengan konsumsi air yang ditentukan diambil sebagai nilai awal, atau

Beras. 10. Jenis-jenis sumur

1 - menyaring; 2 - Sehat; 3 - lapisan kedap air (atap); 4 - bidang tekanan;

5- akuifer; 6- tahan air; 7 - kurva depresi; 8 - ketinggian air statis; 9 - ketinggian air selama pemompaan

laju aliran maksimum yang dapat diperoleh. Dalam kedua kasus tersebut, perhitungan ditetapkan

dimensi bangunan pemasukan air (kedalaman, diameter), jumlah, lokasi dan laju aliran sumur

untuk durasi operasi tertentu dan penurunan permukaan air maksimum yang diizinkan.

Berdasarkan varian perhitungan hidrogeologi dari skema yang dipertimbangkan, kami memilih

optimal. Di semua opsi, penurunan level yang dihitung dibandingkan dengan penurunan yang diizinkan.

Jika tingkat yang dihitung turun melebihi tingkat yang diizinkan, produksi sumur tidak dapat terjamin. Dalam hal ini, perlu menambah jumlah sumur atau mendistribusikannya ke area kecil. Ketika levelnya turun di bawah level yang diizinkan, laju aliran sumur dapat ditingkatkan. Jika peningkatan laju aliran tidak diperlukan, maka jumlah sumur harus dikurangi atau dikurangi

jarak di antara mereka. Anda juga dapat memvariasikan tata letak saluran pipa air. Hidrogeologi

perhitungan struktur pemasukan air dilakukan berdasarkan hukum filtrasi. Mari kita pertimbangkan ketergantungan yang dihitung secara umum untuk menentukan aliran air dari struktur pemasukan air. Produksi yang baik

dalam akuifer dapat ditemukan menurut hubungan berikut:

tekanan

Q = 2pkm S tambahan/R

mengalir bebas

Q = p kmS ekstra (2h e - S ekstra) / R

Di mana k- konduktivitas air dari formasi yang dieksploitasi (di sini adalah koefisien filtrasi; m adalah ketebalan formasi); S tambahan - penurunan permukaan air tanah maksimum yang diizinkan; Dia - kekuatan alami aliran tanah; R= R o + bx - ketahanan filtrasi, tergantung pada kondisi hidrogeologi dan jenis struktur pemasukan air (di sini R o - ketahanan hidrolik R di lokasi sumur; x - resistensi tambahan, dengan mempertimbangkan ketidaksempurnaan filtrasi sumur; b = Q o /Q - rasio laju aliran sumur yang dimaksud Q o dengan total aliran pemasukan air Q). .

Kuantitas R, R o dan x hanya dapat ditentukan dengan tingkat detail yang berbeda-beda

situasi hidrogeologi. Saat membuat skema perhitungan, diasumsikan bahwa akuifer

lapisan (sistem, kompleks akuifer) baik dalam kondisi alami maupun dalam kondisi

pengoperasian saluran masuk air adalah satu area fisik dengan

batasan eksternal tertentu. Pekerjaan mendasar dikhususkan untuk menentukan kondisi ini

F.M. Bochever dan N.N. Verigana. Kondisi meliputi struktur geologi, struktur dan properti

akuifer, serta sumber pengisian air tanah. Pilihan skema tertentu dilakukan berdasarkan data hidrogeologi yang diperoleh dari hasil survei, atau berdasarkan analogi sumur terdekat. Sesuai dengan diagram, satu atau beberapa ketergantungan yang dihitung digunakan untuk menghitung resistansi. Dalam tabel 5.2 menunjukkan beberapa ketergantungan yang dihitung untuk menentukan hambatan hidrolik selama pengoperasian berbagai jenis saluran masuk air di dekat sungai sempurna dalam kondisi filtrasi yang stabil. Sungai sempurna meliputi sungai yang lebarnya cukup besar tanpa material berlumpur atau tersumbat sehingga menghalangi penyaluran air sungai ke dalam akuifer. Cekungan artesis dicirikan oleh struktur lapisan air yang berlapis. Akuifer yang permeabelnya baik bergantian dengan lapisan yang kedap air dan yang permeabelnya lemah. Untuk cekungan ini, skema desain berikut dipertimbangkan: akuifer terisolasi dengan luas tidak terbatas dan akuifer berlapis di bagiannya. Formasi terisolasi yang tidak terbatas dicirikan oleh tidak adanya sumber pasokan air tanah dari luar. Selama pengoperasian bangunan pengambilan air, permukaan air tanah terus menurun. Pengoperasian saluran masuk air tersebut dibarengi dengan terbentuknya kawah-kawah cekungan yang menutupi wilayah yang luas. Dalam kondisi ini, kemungkinan dampak dari saluran masuk air yang dirancang terhadap struktur saluran masuk air yang ada harus diperhitungkan. Ketergantungan perhitungan dasar untuk distribusi hambatan hidrolik R0 ketika mengoperasikan saluran masuk air di lapisan terisolasi tak terbatas diberikan dalam tabel. .3. Ketergantungan ini mencakup radius pengaruh bersyarat dari sumur g masuk = , Di mana A - bersama eh koefisien konduktivitas piezoelektrik formasi, mencirikan laju redistribusi tekanan air tanah selama gerakan tidak stabil (di sini k adalah koefisien filtrasi yang ditentukan secara eksperimental; m adalah ketebalan formasi; t adalah durasi penurunan air tanah; m adalah koefisien hasil air dari pembentukan tekanan)

Di akuifer berlapis, cadangan air tanah terbentuk di bawah pengaruhnya

aliran air tanah ke cakrawala yang dieksploitasi dari lapisan makanan di sekitarnya

melalui lapisan terpisah dengan permeabilitas rendah di atap atau dasar cakrawala. Mode

Pengoperasian saluran masuk air ini umumnya tidak stabil. Namun dengan stok yang besar

air dalam formasi makan dan aliran air intensif ke dalam formasi yang dieksploitasi di bawahnya

tingkat pada asupan air dapat stabil. Ketergantungan yang dihitung untuk menentukan

hambatan hidrolik R o dalam lapisan dua lapis diberikan dalam tabel. 4. Mengacu pada kasus ketika lapisan atas memiliki permeabilitas yang sangat lemah (k o< k), содержит воды, имеющие свободную поверхность, и обладает значительной водоотдачей (m>M*). Lapisan bawah yang dieksploitasi terdiri dari batuan yang sangat permeabel. Pola ini khas untuk akuifer artesis yang terletak pada kedalaman dangkal. Ketergantungan serupa juga terjadi pada kondisi lain terjadinya air tanah.

Saat menghitung asupan air, perlu memperhitungkan resistensi filtrasi tambahan x, karena tingkat pembukaan akuifer sumur. Nilai numerik koefisien x bergantung pada parameter m/r o dan aku f/m, Di mana M- ketebalan akuifer; r o - radius sumur; aku – panjang penyaring. Untuk perairan tanpa tekanan m=h e - Jadi/ 2 . ; aku f =; aku fn -Jadi o / 2, di sini Dia - kekuatan awal aliran bebas ; Jadi - menurunkan ketinggian air di dalam sumur; aku fn– panjang total filter yang tidak tergenang. Nilai numerik x diberikan pada Tabel 5. Penurunan air yang diizinkan di dalam sumur S ekstra ditentukan berdasarkan data pemompaan eksperimental. Perkiraan penurunan permukaan air yang diizinkan dapat ditentukan:

mengalir bebas

S tambahkan= (0,5±0,7) h e - D h us - D h f

tekanan

S tambahkan = N e- [(0,3 − 057)]m+ D N kita - D N f

Di mana Bukan Dan Dia- tekanan di atas dasar cakrawala (dalam strata tekanan) dan kedalaman awal air hingga akuitard (dalam cakrawala tidak terbatas);

D h kami D N kami- kedalaman perendaman maksimum pompa (dengan tepi bawahnya di bawah tingkat dinamis);

D h f, D N f– kehilangan tekanan pada saluran masuk sumur, M– ketebalan akuifer.

PERHITUNGAN KOMPLEKS INJEKSI AIR TANAH

Sumur pemasukan air, yang dihubungkan oleh saluran air prefabrikasi, mewakili satu sistem hidrolik. Selama pengoperasian sistem seperti itu, hubungan antara perubahan laju aliran sumur (dan pengambilan air secara umum) dengan perubahan rezim hidrodinamik air tanah, serta parameter hidrolik masing-masing struktur, terlihat jelas. Oleh karena itu, pada tahap pengembangan proyek, kinerja sistem harus dinilai. Penilaian tersebut dilakukan berdasarkan perhitungan asupan air tanah yang komprehensif. Tugas utama perhitungan asupan air tanah yang komprehensif adalah untuk menentukan nilai sebenarnya dari laju aliran sumur dan penurunan muka air di dalamnya, serta alirannya. laju dan kehilangan tekanan dalam jaringan pipa pengumpul air dan parameter pengoperasian peralatan pengangkat air. Oleh karena itu, perhitungan tersebut harus dilakukan dalam mode desain yang berbeda dan untuk periode pengoperasian pengambilan air yang berbeda (yaitu, dengan mempertimbangkan fluktuasi musiman dalam tingkat dan penipisan cadangan air tanah, kerusakan dan kegagalan sumur, pemutusan masing-masing jalur pengumpulan air. saluran pipa, dll.) dan Berdasarkan hal ini, jadwalkan pelaksanaan kegiatan yang bertujuan untuk menjaga kestabilan pengoperasian sistem. Bahan awal untuk melakukan perhitungan pengambilan air adalah: a) diagram desain hidrogeologi lokasi pengambilan air dan bangunan resapan; b) skema desain pengumpulan air dari sumur; c) diagram ketinggian pasokan air ke konsumen.

Metode grafis-analitis perhitungan hidrolik mode operasi sumur tunggal.

Saat mengeluarkan air dari sumur (Gbr. 11), tekanan pompa H dihabiskan untuk mengatasi ketinggian geometri kenaikan air z, menurunkan level S dan kehilangan tekanan pada pipa air D h dari sumur ke titik pasokan air. Dalam hal ini, pompa yang dipasang di sumur menghasilkan tekanan yang sama dengan:

H = (Ср - Сст.hor.) +S+ D hвр.

Di mana N - tinggi total kenaikan air dari sumur; v p, - tanda ketinggian air di dalam tangki; V st.pegunungan - tanda ketinggian air tanah statis; S- menurunkan level di dalam sumur; D h in - kehilangan tekanan pada pipa air dari sumur ke reservoir, termasuk kehilangan tekanan pada pipa pengangkat air.

Perbedaan ketinggian (Ñ r - Ñ st.hor.) adalah ketinggian geometris air yang naik dari sumur. Jika tanda ini tidak berubah, maka (Ñ p - Ñ st.hor.) = const= z

Sebaliknya pompa mengembangkan tekanan sesuai dengan karakteristik operasinya H-Q, yang pada kisaran nilai efisiensi optimal dapat diperkirakan dengan persamaan bentuk: H = A-BQ 2

Di mana A Dan DI DALAM - karakteristik pompa H-Q.

Rns.11. Diagram pasokan air dari sumur

1- menyaring; 2 - pompa

Beras. 12. Metode grafis-analitik untuk menghitung sistem pipa-reservoir pipa air sumur-pompa"

Mengganti ekspresi (4) ke dalam rumus (3) dan memperhitungkan ketergantungan S = ¦(Q) dan D h= ¦(Q) menghasilkan ekspresi

Z + (R+x) + aku AQ 2 = A-BQ 2

dimana k adalah koefisien filtrasi; T- ketebalan batuan induk ( km- koefisien

konduktivitas air batuan); R - resistensi filtrasi formasi; x - filtrasi

resistensi filter dengan baik; aku- panjang pipa penambah air dari pompa ke titik sambungan

sumur ke reservoir dan A, adalah resistivitas pipa air.

Sehubungan dengan sumur tunggal, persamaan (5) dapat diselesaikan secara grafis. Untuk melakukan hal ini, koordinat H-Q harus diposisikan sedemikian rupa sehingga titik H = 0 terletak pada ketinggian v pegunungan. Maka garis v = const (pada grafik (Gbr. 12) akan menentukan tinggi geometri kenaikan air dari sumur, dan garis tersebut 1 - karakteristik sumur SQ (karakteristik sumur dapat dibangun baik dari data eksperimen maupun berdasarkan perhitungan). Akhirnya, dengan menentukan tahanan hidrolik, karakteristik pipa air h-Q diplot (kurva 2). Saat menambahkan karakteristik S-Q dan D h -Q, karakteristik gabungan (kurva 3) pipa air dan sumur penampung, yang merupakan grafik ketergantungan tinggi total kenaikan air terhadap laju aliran sumur.

Beras. 13. Metode grafis untuk memecahkan masalah pengendalian aliran sumur

Grafik (Gbr. 12) juga menunjukkan karakteristik ( markas besar)(melengkung 4) pompa yang seharusnya dipasang di sumur. Perpotongannya dengan kurva 3 memberikan titik operasi pompa dengan koordinat N r dan Q r(Di mana Q hal-aliran pompa aktual dan Tidak - tekanan yang dikembangkan oleh pompa dengan pasokan air seperti itu). Pada saat yang sama, nilai S di sumur dan D h di saluran air juga ditentukan. Seringkali, dari kisaran yang tersedia tidak mungkin untuk memilih pompa yang titik operasinya benar-benar sesuai dengan Q atau yang diperlukan H sumur. Oleh karena itu, dalam praktiknya, pompa dipilih dengan headroom tertentu dan suplainya diatur. Pengaturan tersebut biasanya dilakukan dengan menggunakan katup yang dipasang pada saluran tekanan; lebih jarang - dengan mengubah jumlah impeler pompa.

Dalam hal suplai pompa diatur dengan memasang throttle pada saluran tekanan yang menghubungkan sumur ke pipa air, efisiensi pemasangan menurun tajam dan berjumlah

h= hai

di sini h adalah efisiensi instalasi, diambil menurut grafik HQ pada pompa tertentu Q; H n - tekanan pompa, berdasarkan suplai Q dikurangi kehilangan tekanan D h dalam pipa air; z hal- nilai pelambatan.

Oleh karena itu, karena sifatnya yang tidak ekonomis, cara pengaturan ini tidak dapat direkomendasikan untuk jangka waktu yang lama, terutama jika nilainya z hal Besar ( z hal> D tidak), dimana D tidak - tekanan yang dikembangkan oleh satu impeler pompa. Pada z > DN n aliran unit pemompaan harus disesuaikan dengan mengubah jumlah impeler. Banyaknya roda yang perlu dikeluarkan dari pompa ditentukan oleh persamaan n = z Dan / DN r dengan pembulatan N ke nilai integer terkecil terdekat. Dalam hal itu z > DN n, kemudian, bersamaan dengan perubahan jumlah impeler, throttle dipasang pada saluran tekanan untuk memastikan aliran pompa tertentu. Besarnya tekanan yang dicekik adalah

Z n > Z n - n D N n

Misalkan kondisi tersebut mengharuskan air disuplai ke reservoir sebesar Qt, sedangkan

Jumlah< Q . Этому расходу на совмещенном графике рис.12 соответствует точка В с координатами

Qt dan Ht. Tekanan pompa sebenarnya saat menyuplai air dalam jumlah Qt sama dengan H t1 (H t1 > H t).

Akibatnya, tekanan yang dibatasi adalah zt = H| - Ht. Pada perpotongan garis tegak lurus,

dipulihkan dari titik B ke sumbu x, dengan garis 1 dan 3 berisi nilai yang diinginkan dari semua garis

variabel zn", D h o dan 5 t bila air disuplai sejumlah Q t. Jika salah satu komponen berubah

ketergantungan (.5) titik operasi pompa bergeser sesuai dengan karakteristik Q-H. Jadi, misalnya, menipisnya cadangan air tanah menyebabkan peningkatan ketinggian geometris kenaikan air dari sumur, yaitu. terhadap peningkatan tekanan pompa H dan, dengan demikian, penurunan laju aliran sumur Q. Gambaran serupa diamati dengan peningkatan resistensi hidrolik dari filter sumur yang disebabkan oleh colmatage. Waktu Тз di mana kondisi S tidak dilanggar Dari> dapat dianggap sebagai periode pengoperasian sumur yang stabil. Namun, dalam praktiknya, kali ini, biasanya, ternyata kurang dari perkiraan umur sumur. Mari kita asumsikan (Gbr. 13) bahwa karakteristik sumur (garis]) ditentukan untuk periode konstruksinya, dan selama pengoperasian sumur, hambatan hidrolik filter meningkat, dan karakteristik mulai ditentukan oleh garis 2. Akibat perubahan tersebut maka titik operasi pompa akan bergeser dari titik B ke titik B". Dalam hal ini (lihat Gambar 13) penurunan muka air di dalam sumur adalah 5" > 5, dan laju alirannya akan berkurang sebesar DQ. Pada Gambar. 13, untuk kejelasan konstruksi grafis, karakteristik H-Q pompa diganti dengan apa yang disebut karakteristik throttle, diperoleh dengan mengurangkan kehilangan tekanan dalam pipa air D h in dari ordinat H. Untuk memastikan pasokan yang diperlukan dari pompa unit pompa sebesar Qt, kehilangan tekanan pada throttle harus dikurangi dengan nilai zn dan harus zн = zн - (S" - S). Dalam hal ini (seperti dapat dilihat dari Gambar 13), penurunan muka air di dalam sumur semakin meningkat. Oleh karena itu, cara pengaturan suplai ini hanya dapat digunakan untuk jangka waktu operasi tertentu, sampai penurunan muka air di dalam sumur kurang dari S (atau selama nilainya ";>o) 5.13, titik D sesuai dengan kondisi ketika pada () = f, (g > 0), dan 5 = 5 op. instalasi. Pada saat yang sama, jika r "a dikurangi menjadi nilai di mana pasokan air dari sumur akan (), maka akan terjadi peningkatan penurunan muka air I di dalam sumur dan 5 akan melebihi 5. Akibatnya, karakteristik sumur, yang diwakili oleh kurva 2, sesuai dengan kondisi ketika filter sangat tersumbat dan pengoperasian instalasi lebih lanjut tanpa penerapan serangkaian tindakan untuk memulihkan laju aliran sumur tidak mungkin dilakukan. resistensi hidrolik dapat dikurangi ke nilai yang mendekati nilai awal. Kemudian, dengan tekanan throttle zn", aliran instalasi akan menjadi Qn > Qt, dan dengan meningkatnya resistansi, laju aliran akan lebih tinggi. akan berkurang dan hanya ketika penyumbatan maksimum filter sumur tercapai maka akan sama dengan Qt. Pengenalan sistem pengisian ulang air tanah buatan (AGR) menyebabkan peningkatan permukaan air tanah, yang pada gilirannya menyebabkan peningkatan aliran pompa yang dipasang di dalam sumur. Pada saat yang sama, untuk memastikan peningkatan aliran tertentu, perlu juga mengatur pengoperasian pompa atau menggantinya. Mari kita asumsikan bahwa instalasi IPPV dioperasikan pada waktu t = Ts (ketika filter sumur sangat tersumbat) dan memastikan peningkatan level sebesar jumlah DS. Kemudian, berdasarkan perhitungan hidrogeologi, dimungkinkan untuk meningkatkan asupan air sehingga mencapai nilai Qg sama dengan

Qr=Qt+2pkmDS. /(R+x) (.6)

di mana k adalah ketahanan filtrasi akuifer di bawah pengaruh pemasukan air

sumur; x - resistensi tambahan terhadap ketidaksempurnaan |baik pada waktu Ts

Pada Gambar 14, nilai Q adalah absis titik C yang terletak pada perpotongan karakteristik sumur (garis 2) dan garis a - B sesuai S tambahan + DS, dimana DS = Q b, R b./ 2pkm, R 6 - [resistensi filtrasi akuifer yang sedang bekerja

Beras. 14. Perhitungan kenaikan laju produksi sumur selama pengisian buatan

air tanah (IGW)

kita akan memilikinya

persediaan air dalam jumlah banyak dari sumur ke-n pada tingkat tertentu adalah

Beras. 5.17. Skema penyambungan sumur seri linier ke pipa pengumpul air.

Setelah itu

Selain itu, tekanan pompa ditentukan

operasi rezv. Untuk tujuan ini, perhitungan Intake Air dilakukan dengan urutan sebagai berikut.

Subjek. . Sumur tambang. Asupan air horizontal

Beras. .22. Diagram sumur poros

Rie. .23 Konstruksi sumur poros yang terbuat dari cincin beton bertulang prefabrikasi

Asupan air horizontal

Intake air horizontal modern, pada umumnya, adalah parit drainase atau galeri drainase yang dilengkapi bukaan yang sesuai dengan filter pasir-kerikil untuk menerima air. Komposisi granulometri dari masing-masing lapisan filter balik ditentukan dengan perhitungan. Air dialirkan ke lokasi alat pemasukan nodose melalui baki yang terletak di bagian bawah. Untuk pemeriksaan, ventilasi dan perbaikan selama pengoperasian, saluran masuk air dilengkapi dengan sumur inspeksi.

Ketika mengambil air dalam jumlah kecil untuk konsumen kecil untuk pasokan air sementara, serta ketika kedalaman air tanah 2-3 m dari permukaan bumi, digunakan saluran masuk air parit. Pengambilan air batu-kerikil (Gbr. 5. 24, a) dilakukan di parit, meletakkan bahan penyaring, yang ukurannya bertambah ke arah tengah parit. Rasio diameter partikel lapisan pelapis yang berdekatan dan partikel lapisan atas dipilih untuk filter pelapis saluran masuk air sumur.

Beras. Saluran masuk air parit

Beras. .25. Galeri pemasukan air berbentuk oval dan persegi panjang

Beras. .26 Asupan air berbentuk persegi panjang adit

dalam aliran tekanan

adalah. 27. Skema penghitungan asupan air horizontal

Resistansi hidrolik R ditemukan dengan menggunakan rumus

C= X Hai/ aku (x o- jarak dari sungai ke sumber air; 1 - setengah panjang asupan air).

Resistansi tambahan x dapat ditemukan dengan menggunakan rumus.

Di mana r o- radius pembuangan; Dengan - memperdalam saluran air di bawah permukaan air tanah.

Untuk aliran non-tekanan, ketebalan lapisan tekanan M=rata-rata jam, Di mana rata-rata jam- kekuatan rata-rata aliran tanah selama operasi pengambilan air ( rata-rata jam= 0,7 ¸0,8)

Untuk saluran dan saluran persegi panjang r o = 0,5 (b 1+ 0,5b 2), Di mana b 1- memperdalam saluran air di bawah permukaan air tanah; b 2- lebar saluran pembuangan

Dalam kasus sungai yang sempurna dalam hal penyaringan (Gbr. 28). resistensi hidrolik R ditentukan oleh rumus

R =dalam)