أنظمة الآبار العميقة لنزح مياه الحفريات

ما هي أنظمة الآبار العميقة لمياه الحفريات؟

أنظمة الآبار العميقة هي طرق نزح المياه المستخدمة لإزالة المياه من التكوينات الرملية أو الصخرية السابقة تحت الحفريات. حيث يمكن أيضًا استخدام هذه الطريقة لإزالة الضغط الارتوازي لمنطقة الأرض قيد الدراسة. كما تعتبر طريقة أنظمة نزح المياه من الآبار العميقة أكثر ملاءمة في المناطق التي يتم فيها إجراء حفريات عميقة.

إنّ هذا يتطلب معدّل ضخ أعلى لنزع الماء. يستخدم هذا بشكل أساسي في التحضير الأرضي لبناء الأنفاق والسدود ومحطات الطاقة والأعمدة والأقفال. كما يمكن أن يصل عمق الحفريات والعمود إلى 300 قدم. ويمكن تصريفها عن طريق ضخها من الآبار العميقة باستخدام توربين أو مضخة غاطسة.

تكمن الأهمية الرئيسية للآبار العميقة كوسيلة لنزع المياه في إمكانية تثبيتها في جميع أنحاء محيط الحفريات. سيسمح ذلك لمنطقة البناء بالتخلص من العبء بواسطة المعدات المستخدمة لنزح المياه.

عمل وترتيب نظام الآبار العميقة:

ترتيب الآبار العميقة لغرض نزح المياه مشابه لترتيب الآبار التجارية. بحيث ستستفيد هذه الأنظمة من شاشة يبلغ قطرها من 6 إلى 4 بوصات وبأطوال تصل إلى 300 قدم. وعند تثبيت مثل هذا النظام، يتم وضع مرشح حول الشاشة. كما يساعد هذا الترتيب على منع تسرب مواد الأساس إلى البئر. بينما يساعد تركيب الفلتر أيضًا على تحسين العائد.

من أجل إزالة مياه الحفريات العميقة الصغيرة، يمكن استخدام أنظمة الآبار العميقة جنبًا إلى جنب مع الآبار العميقة. ويتم تطبيق ذلك على الأعمال ذات الصلة من الأنفاق والقيسونات المغمورة والأعمدة والمناطق ذات الرمل الناعم الحبيبي أو التربة الطبقية السابقة. كما في المناطق، توجد طبقة صخرية أسفل جدول الأرض، تعمل هذه الطريقة بشكل أفضل.

تؤدي زيادة التدرج الهيدروليكي إلى البئر بسبب استخدام الفراغ إلى حدوث فراغ داخل المنطقة المحيطة. وهذه الظاهرة تتجنب التسرب من المياه الجاثمة إلى الحفريات. حيث أن تركيب نظام البئر العميق يشتمل على فراغ. ويتطلب هذا النوع سعة فراغية كافية للخضوع لعملية نزح المياه بكفاءة.

للحصول على مساحة مبللة كافية من الامتصاص في طبقة المياه الجوفية، يجب توفير عمق جيد مناسب. وهذا يساعد على إنتاج العائد والتراجع التفاعلي. كما في معظم تطبيقات الهندسة المدنية، يتم استخدام عمق 60 مترًا مع عمق نموذجي يبلغ 20 مترًا.

لمسافة محدودة تتراوح من متر إلى مترين، قد يخترق البئر طبقة غير منفذة تقع أسفل طبقة المياه الجوفية التي يتم ضخها. وهذا هو التصرف مثل مستنقع للغرامات. بينما يجب وضع المضخة في مثل هذا المستوى في البئر بحيث يساعد دوران الماء على البقاء باردًا.

يقرر تخطيط الموقع تباعد الآبار. ولكن الأكثر شيوعًا أن التباعد المستخدم هو 10 إلى 30 مترًا. كما يؤدي تعميق البئر إلى انخفاض في المناطق. في بعض الأحيان قد تكون هذه هي المناطق التي لا يمكن فيها تحديد مواقع الآبار. ويجب توخي الحذر والاحتياطات الخاصة حتى لا يحدث أي نوع من التسوية للمباني المجاورة مع زيادة التراجع.

يمكن تسهيل تدفق المياه بالجاذبية إلى البئر دون التأثير على الطبقات غير المجمعة التي يتم ضخها عن طريق استخدام مصافي البئر. بينما بناءً على نوع الواجب المنجز، يمكن أن تكون المواد المستخدمة من الفولاذ أو البلاستيك. بحيث سيؤدي استخدام معدن مختلف إلى خلايا تآكل.

تشغيل نظام الآبار العميقة لنزح مياه الحفريات:

يتطلب تشغيل نزح المياه من الآبار العميقة إمدادات كهربائية من مولدات ثلاثية الطور. وللاستخدام في عمليات طويلة الأجل، يوصى بقطع المولد تلقائيًا في حالة انقطاع التيار الكهربائي. حيث تعتبر هذه المعدات من متطلبات التأمين. كما في حالة عدم توفر الطاقة الكهربائية، يتم استخدام مضخات محرك الديزل التي تعمل بالديزل.

يُنصح بامتلاك مضخات احتياطية في حالة حدوث أي عطل. كما يجب أن نحسب الوقت من فشل البئر إلى دخول الماء. ولفترة قصيرة من الزمن، يجب أن يتمتع البئر المجاور بالقدرة على تولي مهمة البئر الفاشلة. حيث أن هذه الفترة القصيرة ضرورية لاتخاذ إجراءات علاجية.

من أجل الحفاظ على التراجع وإيقاف تجفيف المضخة ، يتم وضع أقطاب مراقبة المستوى عند المستويات القصوى والدنيا داخل حفرة البئر. بحيث سيساعد الضبط اليدوي الصحيح والدقيق لصمام إعادة شحن السطح في الحفاظ على الضخ بمعدل ثابت.

تتراوح المضخات المستخدمة لهذا الغرض من مضخات رفع الهواء البسيطة المستخدمة بشكل أساسي في أنشطة نزح المياه على المدى القصير. وبالنسبة للآبار ذات القطر الكبير، تعد مضخات العمود الرأسي ذات المحرك العلوي والمضخات الكهربائية الغاطسة اختيارًا جيدًا.

لا تستخدم المضخات للحصول على ناتج أعلى ممّا هو ضروري. كما يجب أن يكون استخدام الأنبوب المدار بعمود كبير ذو وضع رأسي بدقة مع بطانة وشاشة رأسية مناسبة لعدم وجود أي نوع من الاهتزاز. حيث أن مضخة ثقب التجويف الغاطسة الكهربائية هي المضخة الأكثر تنوعًا لضخ الآبار العميقة. والتنظيف المنتظم للمضخة ضروري وسوف تؤثر الصيانة على الإخراج.

ملاءمة نظام نزح المياه من الآبار العميقة:

تكون الطريقة أكثر ملاءمة حيث يجب إجراء نزح المياه على المدى الطويل. بحيث سيعمل هذا بالتالي على الحفريات الكبيرة لمجموعة متنوعة من ظروف الأرض. ويمكن أن تساعد هذه الأنظمة في توفير تصريف منخفض للتربة التي تعلوها والتي تكون أقل نفاذية إلى الطبقة المنفصلة التي يتم ضخها. بينما يساعد هذا أيضًا في تخفيف الضغط تحت طبقة الطين المحصورة.

تصميم نظام نزح المياه من الآبار العميقة:

يجب تطوير نموذج مفاهيمي مفصل بناءً على التحقيق الميداني الذي تم إجراؤه. ومن المهم جدًا التحديد المبكّر للمسافة والتراجع ونتائج الوقت بناءً على اختبارات الضخ التي يتم إجراؤها. حيث أن بعض الخطوات الأساسية التي يتم تضمينها فيما يتعلق بتصميم أنظمة نزح المياه العميقة هي:

• يتم تحديد السحب المطلوب للبئر في البداية. بحيث سيساعد هذا في ملاءمة هندسة الحفر.

• يتم حساب التدفق إلى الحفريات. ويمكن تقييم التدفق في مناطق واسعة باستخدام شبكات التدفق. كما يمكن أن يتحقق هذا أيضًا من الإمكانات أثناء سرعة التدفق العالية التي قد تسبب الأنابيب أو الغليان.

• يتم حساب المحصول والطول المبلل لبئر التجربة.

• يتم حساب عدد الآبار والتباعد. والعثور على تفاعل المنطقة، إنْ وُجد، لتلك الآبار في مراكز أقل من 20 مترًا.

• تم تصميم حزمة المرشح وفتحات الغربال للتأكد من عدم سحب طبقة المياه الجوفية إلى البئر.

• يتم فحص سرعة الدخول إلى البئر.

• يتم فحص حجم المضخة بحيث تناسب الشاشة أو البطانة.

• يجب توفير مساحة عمل كافية للمنحدرات الجانبية والحفر.

• يتم تكرار الحسابات حتى يتم الحصول على التصميم الأمثل.