Chương 9
CƠNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM
9.1 PHÂN LOẠI CƠNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM Theo loại nguồn nước ngầm và cách thu nước cĩ thể phân ra: - Giếng khoan
- Giếng khơi |
-.Đường hầm thu nước
- Cơng trình thu nước mạch lộ
- Cơng trình thu nước thấm
92 ĐƯỜNG HẦM THU NƯỚC
9.2.1 Phạm vi ứng dụng
Đường hầm thu nước được ứng dụng để thu nước ngầm mạch nơng, độ sâu tầng chứa
nước khơng quá 8m, cung cấp cho những điểm dùng nước với lưu lượng nhỏ .Hình 9.1 giới thiệu sơ đồ cấu tạo cơng trình thu nước kiểu này
Hình 3 1 Sơ đồ cấu tạo cơng fT ình thu kiểu đường hâm
1- Đường hâm thu nước; 2- Giếng tập trung; 3- Mực nước trong giếng tập trung; 4- Mực nước tĩnh trong tầng chứa; 5- Lớp đất chứa nước; 6- Tầng cần nước
Phần thu nước là một đường hầm kiểu ống hoặc hành lang thu nước Bộ phận này
thường đặt vuơng gĩc với hướng chuyển động của nước ngầm và dốc về phía giếng tập
trung Nĩ vừa làm nhiệm vụ thu nước từ tầng chứa vừa làm nhiệm vụ vận chuyển lượng
nước này về giếng tập trung
Trang 2- Giếng tập trung: để thu gom nước từ đường hầm chảy vẻ,
sau đĩ dùng thiết bị bơm bơm lên trạm xử lý
- Giếng thăm: đặt ở đầu đường hầm, ở những vị trí đường hầm đổi hướng và trên các đoạn thẳng cứ cách nhau 50m lại đặt I giếng thăm
9.2.2 Phân loại
Theo cấu tạo, đường hầm thu nước được chia làm 3 loại: Loại nhồi sỏi đá (hình 9.2) 1a loai cho phép thu duoc nudc cĩ chất lượng tốt nhưng chỉ ứng dụng cho trường hợp tầng chứa nước rất mỏng, lưu lượng nhỏ Loại này cĩ cấu tạo đơn giản hơn cả
Loại ống thu nước (hình 9.3) là các ống bê tơng, ống bê tơng cốt thép hoặc ống thép Thành ống cĩ cắt khe hoặc khoan lỗ Ống cĩ tiết diện ngang hình trịn hoặc hình trứng Ống được đặt trong một lớp vật liệu lọc cĩ cỡ hạt lớn dẫn từ ngồi vào Hình 9.3 Đường hâm thu nước kiểu ống Hình 9.2 Đường hầm loại nhồi sối đá 1- Lớp đất đắp; 2- Lớp đất bảo vệ khơng thấm nước; 3- Cat to; 4- Sdi; 5- Da dam
Trang 39.3 CƠNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM MẠCH LỘ
9.3.1 Cơng trình thu nước ngầm mạch lộ loại phun lên
Sơ đồ cấu tạo - Nguyên tắc làm việc
Hình 9.5 giới thiệu sơ đồ cấu tạo cơng trình thu nước ngầm mạch lộ loại phun lên xây dựng năm 2001 tại Eamsel và Cưpul, Buơn Ma Thuột
Nước ngầm cĩ áp dâng lên ngang mặt đất được thu vào các ống thu nước i0 Ống 10 là các ống PE khoan lỗ, đặt trong lớp sỏi cĩ cỡ hạt 10 + 15 mm Giữa lớp cát lọc và sỏi chèn là lưới lọc 9 Bảo vệ cho cơng trình khơng bị nước bề mặt thấm xuống, phía trên lớp sỏi chèn là lớp sét lèn chặt cĩ chiều day 2 m và lớp vải chống thấm Nước mưa trên bề mặt được thốt đi bằng các rãnh thốt nước ĩ Nước ngầm dâng lên qua lớp cát lọc ở,
lưới lọc 9, qua lớp sỏi chèn, thu vào ống 70, rồi chảy về bể thu 3 Sau đĩ được các bơm cấp một bơm lên trạm xử lý t|-2 So 2020720 ZIR ey HÀ cm Sen se cĩ bJ
Hình 9.5 Sơ đồ cấu tạo cơng trình thư nước mạch lộ loại phun lén Eamsel
a) Sơ đồ chung; b) Mặt cắt ngang cơng trình thu nước; l- Ống thu nước; 2- Ống cấp nước rita; ngược; 3- Ngăn thu; 4- Trạm bơm cấp một; 5- Sét nén chat; 6- Rãnh thốt nước mưa bề mặt; '
7- Vải cách nước; 8- Cát lọc; 9- Lưới lọc; 10- Ống khoan lỗ thu nước; l1- Soi
9.3.2 Cong trinh thu nước mạch lộ loại chảy xuống _ Sơ đồ cấu tạo - Nguyên tắc làm việc
- Hình 9.6 giới thiệu sơ đồ cấu tạo cơng trình thu nước mạch lộ loại chảy xuống xây dựng 1978 tại Eatam, Buơn Ma Thuột
Tường 7 vừa là hàng rào bảo vệ vừa ngăn nước mưa tiên đồi khơng chảy vào cơng
Trang 4khu vực thu nước Nước mạch lộ từ sườn đồi chảy qua lớp sỏi chèn cỡ hạt I0 + 15 mm,
thu qua ống PVC d20, chảy vào mương thu 2 Mương thu 2 xây gạch, đậy tấm đan, đáy
dốc về phía hố tập trung 3 Nước từ hố 3 theo ống 4 tự chảy về bể thu 5 rồi được bơm cấp một bơm lên trạm xử lý BS
Hình 9.6 Cơng trình thu nước ngâm mạch lộ loại chảy xuống Eatam a) Sơ đồ chung; b) Mặt cắt ngang mương thu thốt nước; I- Tường bảo vệ; 2- Mương thu; 3- Hố tập trung; 4- Ống tự chảy; 5- Bể thu; 6- Trạm bơm cấp một;
7- Lớp bê tơng bảo vé; 8- Ống thu nước d20; 9- Lớp sỏi chèn
9.4 SƠ ĐỒ CẤU TẠO - PHÂN LOẠI GIẾNG KHOAN
9.4.1 Phạm vi ứng dụng
Giếng khoan là một cơng trình thu nước ngầm mạch sâu Độ sâu khoan giếng phụ thuộc vào độ sâu tầng chứa nước, thường nằm trong khoảng từ 20 + 200m, đơi khi cĩ thể lớn hơn Đường kính giếng 150 + 600mm Tuy nhiên các giếng khoan tay cỡ nhỏ thường dùng cho các hộ dùng nước đơn lẻ cĩ thể sử dụng giếng cĩ đường kính nhỏ từ 32 + 49mm
9.4.2 Phân loại
Trang 5- Hình 9.7a là giếng khoan hồn chỉnh,
khai thác nước ngầm khơng áp, đấy giếng được khoan đến tầng cản nước đầu tiên
- Hình 9.7b là giếng khoan khơng hồn
chỉnh, khai thác nước ngầm khơng áp, đáy ' giếng nằm cao hơn tầng cần nước
- Hình 9.7c là giếng khoan hồn chỉnh khai
thác nước ngầm cĩ áp
- Hình 9.7d là giếng khoan khơng hồn
chỉnh khai thác nước ngầm cĩ áp '
- Sơ đồ cấu tạo: (hình 9.8)
Thơng thường một giếng khoan hồn chỉnh bao gồm những bộ phận sau: :
- Ơng vách bảo vệ (trám xi măng tại chỗ): để bảo vệ giếng khỏi bị ơ nhiễm từ mặt đất
- Ơng vách khai thác: để bảo vệ máy bơm,
_ chống sụt lở giếng và tạo ống dẫn để dẫn nước lên từ ống lọc Ở phần này được chèn bằng sét
viên sấy khơ
- Ong lọc: để thu nước từ tầng chứa vào trong giếng, cấu tạo là ống khoan lỗ, cắt khe, hoặc quấn dây, tuỳ thuộc cấu tạo tầng chứa nước:
- Ơng lắng: là một đoạn ống thép đặc ở phía dưới ống lọc đáy được bịt kín để chứa một
phần mùn khoan cịn dư sau khi thi cơng giếng
và các vật liệu mịn lọt vào giếng trong quá
' trình khai thác
- - Sơi chèn: để ngăn cất vào trong giếng
trong quá trình khai thác, chèn bằng sỏi thạch anh trịn cạnh, trong phạm vi ống lọc
- Máy bơm và các cơng trình phụ trên
mặt đất - : nà
Ống vách:
Vật liệu ống vách phải đảm bảo thắng được độ kéo và độ nén sinh ra trong quá trình lấp 6 ° : x 3 Đ RX Vss»9p GULLS, ` šäšx`` Ve Ih, SNE QA AS (2/04 7⁄2 + + + + + + wee a ae Ly + + + ++ 6 % ood | [ese oF I}I liib8o OSH I IE05 od 2oÐ
oso iti tego oO ư
Trang 6đặt bơm phát triển giếng khoan và suốt thời gian vận hành Độ kéo và độ nén của ống
vách phụ thuộc vào vật liệu làm ống, đường kính ống và chiêu dày thành ống Ống vách
cĩ thể sử dụng các loại như sau: :
- Ong thép đen sản xuất theo tiêu chuẩn của hiệp hội kiểm tra vật liệu Mỹ (ASTM) 1a
loại vật liệu thường gặp cho ống vách và ống lọc Trong điều kiện nước cĩ tính ăn mịn
nhỏ thì cĩ thể dùng loại ống thép cĩ mạ một lớp oxit Cịn ống thép khơng gỉ (ống inox) sẽ được dùng trong điều kiện cĩ tính ăn mịn lớn
- - Ong PVC cĩ thể dùng làm ống vách cho các giếng nơng cĩ đường kính bế, thơng thường khơng sâu hơn 70 m và đường kính khơng lớn hơn 200 mm
- Ong vach Acrylonitrile - butadiene - styrene (ABC) Theo tiêu chuẩn của ASTM - F480 - 76 chứa ít nhất 75% acrylonitrile, 6% butadiene va 15% styrene Cũng như ống PVC, loại ống này chỉ á áp dụng cho các giếng nơng và cĩ đường kính bé „
- Ong vách thuỷ tính sợi được sử dụng cho các nguồn nước cĩ tính ăn mịn rất lớn Vì độ bền kém và khĩ khăn trong cơng tác nối ống mà giới hạn phạm vi sử dụng của các
ống này chỉ cho các giếng nơng Muốn tăng độ bền của ống ta cĩ thể thay đổi số vịng
dây và độ dày Tuy nhiên tăng độ bền cũng làm tăng giá thành, đặc biệt đối với các giếng khoan cĩ đường kính lớn
Các đặc điểm kỹ thuật của ống thép cần phải dựa trên đường kính trong của ống vì đường kính ngồi cịn phụ thuộc vào độ dầy của thành ống Đường kính trong của ống
vách cần phải lớn hơn đường kính ngồi của bơm ít nhất là 50 mm Cĩ thể chọn đường kính của ống vách và bơm theo bang 9.1
Bảng 9.1 Đường kính của ống vách và bơm
Cơng suất thiết kế Đường kính ngồi Đường kính tối ưu Đường kính tối thiểu (1s) của bơm (mm) của ống vách (mm) của ống vách (mm) <5 100 _IDI50 — ID125 5-11 125 —— ID200 - ID 150 10-25 — 150 ID250 ID200 22-41 200 OD 300 ID 250 38 — 57 250 ˆ — OD350 ID300 54-82 | 300 OD 400 _ OD350 - 76 ~ 114 350 OD500 OD 400 101 — 189 : 400 OD 600 OD 500 - - ID - đường kính trong _OD - đường kính ngồi -
Các ống cĩ thể nối với nhau theo các phương pháp sau:
Trang 7+ Ren ống và măng sơng + Hàn nối ống
+ Nối ống bằng miệng bát cĩ hàn phủ
Cĩ thể dùng vịng nối ống đặc biệt để nối ống thép đen với ống lọc bằng thép khơng
rỉ để giảm tới mức tối đa sự ăn mịn ở đầu nối của các kim loại khác nhau
Các ống plastic cĩ thể nối với nhau bằng các loại keo dung mơi Các loại ống thuy tinh sợi cĩ thể nối với nhau bằng khớp nối cĩ ren và mãng sơng
Cĩ thể dùng các thiết bị phụ để thiết kế và lắp đặt các giếng cĩ hiệu suất thuỷ lực cao
- Các chi tiết chính là: - Hướng tâm ống vách - Nối thu
Thiết bị hướng tâm ống vách làm cho tâm của ống vách thép hàn và ống lọc trùng nhau
Nối thu là các ống hình cơn cĩ các đường kính khác nhau Để nâng cao hiệu suất
thuỷ lực, gĩc cơn gần bằng 15° và chiều dài mối nối lớn hơn IƠ lần đường kính ống
9.5 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ GIẾNG KHOAN
Trình tự thiết kế giếng khoan gồm các bước sau:
- Dựa vào tài liệu khoan thăm đị, xây dựng mặt cắt địa chất với đầy đủ các số liệu về địa chất và địa chất thủy văn như: cấu tạo địa chất và các đặc trưng của lớp đất đá khoan qua, chiều dày và hệ số thấm của tầng chứa nước, nguồn bổ cập
- Lựa chọn tầng chứa nước và xác định độ sâu khoan giếng
- Dựa vào lưu lượng yêu cầu, sơ bộ chọn số lượng giếng, sơ đồ bố trí giếng \ và khoảng cách giữa các giếng, lưu lượng thiết kế của mỗi giếng
- Tính tốn ống lọc: Bao gồm chọn kiểu loại và xác định chiều đài, đường kính € ống - Xác định khả năng cung cấp nước của giếng bằng cách chọn trước lưu lượng rồi kiểm tra lại độ hạ mực nước trong giếng khi bơm
- Xác định đường kính ống vách - Thiết kế phần cách l¡ và bảo vệ
9.6 ỐNG LỌC CỦA GIẾNG KHOAN: -
9.6.1 Các yêu cầu đối với ống loc
Ong lọc cần đảm bảo một số yêu cầu sau:
- Cĩ tỉ lệ diện tích lọc lớn
- Ngăn khơng cho cát từ tầng chứa nước và sỏi chèn trơi lọt vào giếng
- Tổn thất áp lực của dịng chảy vào giếng nhỏ
Trang 8- Đủ bền về cơ học
- Đủ trống để làm cơng tác bảo dưỡng định kì
- Chống lại sự ăn mịn và bám cặn
Khi thiết kế ống lọc cần quan tâm đến các vấn đề sau:
- Chiều dài cơng tác của ống lọc
- Đường kính ống lọc
- Kích cỡ và hình dạng của khe thu nước
- Lưu lượng nước cần thu Van dé 4n mịn và bám cặn 9.6.2 Phân loại Theo cấu tạo, ống lọc cĩ thể phân ra làm các loại sau: J, Ong khoan lỗ Là các ống gang, thép hoặc ống thép khơng rỉ được khoan lỗ Đường kính lỗ từ 10 + 25mm Ống thép, tỉ lệ diện tích lọc 35%, ống gang 25% Ống cĩ thể gồm | đoạn hoặc nhiều đoạn nối lại với nhau Hình 9.9 Sơ đồ ống khoan lỗ 2 Ống cắt khe
Nhĩm ống lọc kiểu này bao gồm các loại:
- Ong khe doc: hinh 9:10 giới thiệu sơ đồ cấu tạo của ống khe dọc Ống loại này được
- chế tạo từ các ống thép, cat khe hình chữ nhật, gia cơng trên các máy khía Khe cĩ nhiều
cỡ khác nhau Chiểu đài khe từ 20 + 200mm, chiều rộng 2,5 + l5mm Loại ống này cĩ tổng điện tích khe trống khơng lớn nhưng tổn thất thủy lực lại tương đối lớn
- Ong lọc cĩ gờ nổi: hình 9.11 giới thiệu cấu tạo của loại ống lọc này
Hình 9.10 Sơ đồ bố trí khe của ống khe dọc Hình 9.11 Kiểu khe trống a) Bố trí so le; b) Bố trí đối nhau; c) Bố trí xen kế của ống lọc cĩ gờ nổi
Trang 9Ống lọc kiểu gờ nổi chế tạo từ các lấm thép được
dập để đục khe tạo nên gờ nổi của từng khe trống, sau
đĩ hàn lại Các khe trống đục theo hàng dọc Loại ống lọc này cĩ tổng diện tích các khe lớn nhưng độ bền khơng cao : - '-Ống' lọc cĩ khe cửa sổ: loại ống lọc này, các c khe cĩ kích thước nhỏ, sắp xế theo hàng ngan Ốn cĩ tổn P xSP Ẽ , ễ- ¬ ee, g ỗ Hình 9.12 Kiểu khe trống diện tích khe trống lớn, độ bền cơ học cao của ống lọc cĩ.khe cửa sổ ` 3 Ống lọc cuốn dây : H oe ; eg ‘i + $- , _ ae
Hinh 9.13 Ong lọc loại cuốn dây Hình 9.14 Ống lọc loại bọc lưới
Ong lọc cuốn dây là loại ống khoan lỗ hoặc cất khe mặt ngồi được cuốn đây liên
tục bằng dây đồng hoặc thép khơng ri Dây cuốn cĩ tiết điện trịn (d = | + 2.5mm) hoặc
tiết diện hình nêm, cuốn đỉnh nêm quay vào trong Khoảng cách giữa các vịng dây từ I
Trang 10+ 2,5mm Giữa lớp dây và cốt ống cĩ đặt các dây thép d = 1 + 2,5mm đọc theo chiều dài ống và cách nhau từ 40 + 50mm
4 Ống lọc bọc lưới
Hình 9.14 giới thiệu cấu tạo của một loại ống lọc bọc lưới Cấu tạo của loại ống này
là các ống khoan lỗ hoặc khe dọc bọc lưới, tấm lưới được khâu lại ở chỗ nối Giữa tấm
lưới và cốt ống cĩ các dây thép hoặc dây đồng đường kính 4 + 6mm quấn vịng quanh
ống cốt kiểu lị xo, vịng này cách vịng kia 15 + 30mm Tấm lưới được đan bằng dây ‘dong hoặc dây thép khơng rỉ Đường kính dây đan lưới 0,25 + Imm Kích thước mắt lưới
axa=lxI+3x3mm
9.6.3 Phạm vi ứng dụng
Loại ống lọc được lựa chọn phù hợp với cấu tạo của tầng chứa nước:
- Nham thạch cứng, ổn định, khe nứt bé, khơng đùn cát: khơng cần đặt ống lọc - Nham thạch nửa cứng, khơng ổn định; đá dăm cuội sỏi cỡ hạt từ 10 + 50mm chiếm trên 50% khối lượng, cĩ thể dùng các loại ống lọc sau:
+ Ống khoan lỗ, đường kính lỗ 10 + 25mm
+ Ống khe lọc, kích thước khe a x b = 150 + 250 x 10 + 15mm
+ Ống khung xương, kích thước khe 200 x 12mm
- Sỏi, đá đăm, cất to cĩ cỡ hạt từ 1 + IOmm Các hạt cĩ kích thước từ 1 + 5mm chiếm trên 50% khối lượng dùng 1 trong các loại ống sau:
+ Ống khoan lỗ hoặc khe dọc quấn dây
+ Ống khe dọc cuốn dây, kích thước khe 50 + 200 x 2,5 + 5mm
+ Ống lọc cĩ gờ nổi hoặc khe cửa sổ
- Cát thơ cỡ hạt I + 2mm chiếm trên 50% khối lượng dùng I trong các loại ống lọc sau: + Ống khoan lỗ hoặc khe dọc quấn dây bọc lưới, mắt lưới 1 x I + 2 x 2mm
+ Ống khung xương cuốn dây, khoảng cách giữa các vịng day tir 1 + 1,5mm
Trang 112 Xác định kích thước ống lọc: Lưu lượng giếng được xác định bằng cơng thức: | Q=nDLV trong dé: - D - đường kính ống lọc, m;
L - chiều dài cơng tác của ống lọc, m
V - vận tốc nước chảy qua ống lọc vào giếng
Chiều dài cơng tác của ống lọc phải nằm trong tầng khai thác Phần cơng tác này phải
nằm cách đỉnh và đáy của tầng chứa nước ít nhất là 0,5 + Im Giếng khai thác nước ngầm cĩ áp, loại hồn chỉnh chiều dài cơng tác của ống lọc lấy bằng 0,7 + 0,9 chiều dày tầng chứa nước Giếng khai thác nước ngầm khơng áp, đỉnh ống lọc phải nằm thấp hơn
mực nước động ít nhất là 3m - : 7
Giá trị vận tốc nước chảy qua ống lọc cần đảm bảo sao cho nước chảy vào trong tầng chứa nước đến giếng luơn ở trạng thái chảy tầng
Cĩ nhiều tác giả đã đưa ra cơng thức xác định trị số V đối với từng loại đất đá Tiến sĩ
CK Abramop đã đưa ra cơng thức thực nghiệm xác lập mối quan hệ giữa hệ số thấm
và gradian áp lực I qua cơng thức: ¬ thà AT `
a : mà EEL Bir " ee ,
Với các ống khoan lỗ, khe dọc, ống quấn dây hoặc bọc lưới lấy ä = 60,b= 2/3 .-
Do đĩ: |
I=60K-”” | (9-2)
Theo cơng thức Đácxi trong điều kiện chảy tầng, lưu lượng thu vào giếng cũng được
xác định theo cng thc: â Q=Kol TT "ơ (9-3)
Trang 12Hệ số thấm K được xác định bằng thực n
bảng 9.2 ghiệm Khi tính tốn sơ bộ cĩ thể lấy theo Bảng 9.2 Hệ số thấm K và bán kính ảnh hưởng R trong các tầng chứa nước | Tr Cấu tạo tầng chứa nước Hệ số thấm K (m/ng) Bán kính ảnh hưởng R (m) 1 Cát trung 10+ 25 100 + 200 2 | Cát thơ 25 +75 200 +300
3 | Cat tho pha sỏi 50 +100 300 + 500
4 | Sỏi pha cất thơ_ 75 + 150 400 + 600 5 | Sơi pha cát hạt lớn 100 + 200 500 + 1000 6 |Cudisti 200 + 300 1000 = 2000 Khi tính tốn thường chọn trước chiều dài cơng tác của ống lọc và xác định đường kính ống theo cơng thức: " p-.9 “IV (m) (9-7) trong dé:
Q - lưu lượng thiết kế của giếng khoan, m/ng: L - chiều dài cơng tác của ống lọc, m;
V - vận tốc nước chảy qua ống lọc, m/ng
Dựa vào các giá trị đã tính, chọn đường kính ống lọc theo tiêu chuẩn 9.7 TÍNH GIẾNG KHOAN LÀM VIỆC RIÊNG LẺ
9.7.1 Giếng khoan hồn chỉnh thu nước cĩ áp
Trước khi tiến hành bơm nước, mực nước trong giếng là mực nước tĩnh, ngang bằng với mặt phẳng áp lực a-a Gọi độ sâu mực nước tĩnh tính đến đáy cách thủy là H
Bơm làm việc, bơm ra khỏi giếng một lưu lượng Q Mức nước trøng giếng giảm dan Nước từ tầng chứa bất đầu chảy vào trong giếng Lúc đĩ, trong tầng chứa nước bất đầu cĩ sự phân bố lại áp lực nước ngầm Phần xung quanh giếng cĩ sự giảm áp lực, tạo thành
mặt đẳng áp cĩ dạng hình phếu, gọi là mặt cong ảnh hưởng Cắt mặt ảnh hưởng bằng
một mặt phẳng vuơng gĩc với mặt đẳng áp và đi qua tâm giếng được đường cong ảnh hưởng ab Khoảng cách từ điểm bắt đầu cĩ sự thay đổi áp lực đến tâm giếng gọi là bán kính ảnh hưởng, ký hiệu là R
Trang 13trên hình 9 -15 ký hiệu là S Đây là một đại lượng rất quan trọng khi tính tốn giếng khoan Nếu độ hạ mực nước tính ra:
- Nhỏ quá là chưa sử dụng hết khả năng cung cấp của tầng chứa nước
- Lớn quá sẽ làm tăng áp lực tồn phần của máy bơm, do đĩ làm tăng chỉ phí quản lý
- Nếu lớn quá mức là đã sử dụng quá khả năng cùng cấp của tầng chứa nước Trường hợp này, giếng thường làm việc khơng ổn định Khi đĩ cần tăng số lượng giếng lên
Hình 9.15 Sơ đồ tính tốn giếng khoan hồn chính thu nước cĩ áp
Khi bơm làm việc, nếu lưu lượng bơm đi bằng lưu lượng nước từ tầng chứa chảy vào
giếng, mực nước động trong giếng sẽ khơng thay đổi Chuyển động của nước ngầm vào giếng khi đĩ là chuyển động 6n định Độ hạ mực nước S khơng, thay đổi và lưu lượng khai thác cũng khơng thay đổi theo thời gian khai thác
Trường hợp ngược lại là chuyển động khơng ổn định lưu lượng hoặc độ hạ mực nước trong giếng thay đổi theo thời gian khai thác
Việc tính tốn giếng khoan ở đây là xác lập mối quan hệ giữa lưu lượng, độ hạ mực
Trang 14œ - diện tích giới hạn phần thu nước vào giếng Với giếng khoan hồn chỉnh thu nước cĩ áp diện tích này bằng diện tích xung quanh của hình trụ, chiều cao bằng chiều dày tầng chứa nước m và bán kính x nào đĩ | @= 27zxm I- gradian 4 ap luc Theo Dacxi: 1-4 dx Do vay: Q= onKmx oy dx Và: — dyu=_—ÐĐ # 2zEm x
Theo sơ đồ làm việc của giếng khoan: - x biến thiên trong khoảng r + R - y biến thiên trong khoảng h + H
Lấy tích phân cả 2 vế phương trình trên: ù ; 2m x H-h= Q 2nrKm Cĩ: S= Q ins 2nKm r s=0,37-9 gk Km ˆr (9-9) (9-10)
Từ cơng thức trên cĩ thể suy ra cơng thức tính lưu lượng của giếng khi chọn trước độ hạ mực nước trong giếng khi bơm
2,73KmS io r
Q=
Trong các cơng thức trên:
H - độ sâu mực nước tính tính đến đáy cách thủy của tầng chứa (m); H - độ sâu mực nước động trong giếng (m);
m - chiều dày tầng chứa nước (m);
K - hệ số thấm của tầng chứa nước (m/ng);
Q - lưu lượng khai thác của giếng (m/ng); 1ĩ4
Trang 15R - bán kính ảnh hưởng xác định bằng khoảng cách từ tâm giếng tới ria mat anh - hưởng (m);
R - bán kính ống lọc (m);
S=H-—h- độ hạ mực nước trong giếng khi bơm (m)
2 Trường hợp chuyển động khơng ổn định _ 1"
Như đã nĩi ở phần trên, khi khơng cĩ sự cân bằng giữa lưu lượng bơm đi và lứu lượng chảy vào giếng, giếng khoan sẽ làm việc khơng ổn định Trường hợp này cĩ thể sẽ xảy ra một trong hai khả năng:
- Nếu bơm ra với lưu lượng khơng đổi thì độ hạ mực nước trong giếng sẽ thay đổi theo thời gian khai thác và được xác định theo cơng thức: S=-0 08-9 Bi) ni ms (9-12) Km dat — ¬ 2 BC 2) là hàm số mũ tích phân, giá trị của nĩ phụ thuộc vào giá trị của đối số À T Àu=-— 4at Với: t - thời gian khai thác nước (ngày); - r - bán kính ống lọc (m);
a - hệ số truyền áp Nĩ đặc trưng cho tốc độ phân bố lại áp lực nước ngầm khi
chuyển động của nước ngầm vào giếng là khơng ổn định; _
, — asa Km
ụ
ae
u - hệ số phĩng thích nước hay cịn gọi là hệ số nhả nước đàn hồi
- Nếu giữ độ hạ mực nước khơng đổi theo thời gian khai thác thì lưu lượng bơm sẽ phải thay đổi và được xác định theo cơng thức:
-1256KmS ' - ¬ ¬
-~12,56Km5 (9-13)
Ei(-A)
Trong trường hợp thời gian khai thác nước rất lớn (khi ^ < 0,1) thì cĩ thể sử dụng
cơng thức của chuyển động Ổn định để tính tốn cho chuyển động khơng ổn định
Nhưng ở đây, bán kính ảnh hưởng R khơng phải là một đại lượng cố định ma no tang
dần theo thời gian khai thác và tính theo cơng thức:
R=1,5Vat (9-14)
Trang 169.7.2 Giếng khơng hồn chỉnh thu nước -
cĩ áp
Nước ngầm cĩ áp chảy vào giếng khơng hồn chỉnh với sức cản lớn hơn so với giếng
hồn chỉnh Nếu cùng làm việc ở điểu kiện
thủy văn giống nhau và cùng thu một lưu lượng như nhau thì độ hạ mực nước trong giếng khơng hồn chỉnh sẽ lớn hơn so với giếng hồn chỉnh
Sx =S+AS, _ (9-15)
trong đĩ: |
Sx - dO ha mực nước trong giếng khơng - — Hình 9.16 Sơ đồ tính tốn giếng
hồn chỉnh; khơng hồn chính thu nước cĩ áp
S- độ hạ mực nước trong giếng hồn chỉnh;
A5: - độ hạ mực nước trong giếng do tính khơng hồn chỉnh của giếng gây ra Giá trị AS, được xác định theo cơng thức:
AS, = 0,16 (9-16)
Km
Với: š=2,3c”-pgm ma L TL 2r (9-17)
L - chiều dài cơng tác của ống lọc;
A - hàm số, giá trị của nĩ được tra theo đồ thị hình 9.17 theo tỉ số L/m
Khi chiều dày tầng chứa nước rất lớn, lưu lượng của giếng cĩ thể xác định theo cơng thức: 2nKkLS KLS © =———=zy=2./3——— -1 4=" In———— T32, “3-13, (18) 3” lg-=—— \ r r Xác định cơng thức này là sai số khơng quá oF N 10% khi: al NS Lol Rose „ ` m 3 4 m
Cơng thức này cĩ ưu điểm là vắng mặt bán L/m
kính ảnh hưởng R, một đại lượng rất khĩ xác 0 02 04 0ĩ 08 10
định được chính xác Hình 9.17 Đồ thị hàm số A
Trang 179.7.3 Giếng hồn chỉnh thu nước khơng áp
Mực nước ngầm trong tầng chứa nước A - A Khi bơm chưa làm việc, mực nước tinh trong giếng, coi như ngang bằng với mức A - A Khi bơm nước ra khỏi giếng với lưu lượng Q, mực nước trong giếng hạ dần xuống Nước ngầm từ tầng chứa nước chảy vào
trong giếng Mực nước ở xung quanh giếng cũng hạ dần xuống tạo thành phễu hạ mực
nước Mặt tự do của phéu ha mực nước này cũng gọi là mặt cong ảnh hưởng Mực nước B-B gọi là mực nước động Độ sâu mực nước động tính đến đáy cách thủy là hạ Đường A - B gọi là đường cong ảnh hưởng Hình 9.18: Sơ dé ‘tinh tốn giếng khoah hồn chỉnh thu nước ngầm khống áp 1 Trường hợp chuyển động ổn định <Low lượng giếng được xác định theo céng thttc Duypuy: Q=aV trong đĩ:
—8~ diện tích giới hạn phần thu nước vào giếng; Diện tích này bằng diện tích xung quanh của 1 hình trụ bán kính x, chiều cao y nào đĩ (hình 9.18);
0= 2nxy |
- Chiều cao y này là độ sâu mực nước ngầm phía ngồi giếng V - vận tốc trung bình của dịng thấm chảy đến giếng;
V=KI K - hệ số thấm của tầng chứa nước; [ - độ dốc thủy lực
Trang 18l=— dx Cĩ: V= Koy dx Từ các cơng thức trên cĩ: Q=2rxyK dy dx Va: Q & = ydy 2mK x Lấy tích phân phương trình trên cĩ: Q Inx =—y°+C l2 9-19 21K 2 7 - } C - hằng số tích phân Hằng số này được xác định từ các điều kiện giới hạn ứng với điểm A: x=R y=Hụ Do đĩ: C -Hị (9-20) - Tí trong đĩ:
R - ban kinh ảnh hưởng;
Hạ- độ sâu mực nước tĩnh ứng với điểm A nằm cách tâm giếng một khoảng R
Trang 19Hoặc cơng thức tính độ hạ mực nước ngầm trong giếng khi bơm: R
Sy = Hy —./Ho 0,73 21g% K or (9-23)
Từ các cơng thức trên cĩ thể xác định được độ sâu mực nước tính y trong vùng ảnh
hưởng của giếng tại điểm nằm cách tâm giếng một kHoảng x nào đĩ để xây dựng đường
cong ảnh hưởng theo cơng thức: : _+ =Lan- hà) (9-24) “aR — T 2 Trường hợp chuyển động khơng ổn định
- Nếu giếng khoan được khai thác với lưu lượng khơng đổi thì độ hạ mực nước trong giếng khi bơm được xác định theo cơng thức:
Sp = Ho ~ H, - 016 BỊC —À) (9-25)
- Nếu giữ cho độ hạ mực nước khơng đổi theo thời gian khai thác nước thì lưu lượng bơm được xác định theo cơng thức: -6, 28KS,(2H, - Sy) ECD (9-26) pee
E,(-A) 1a ham số mũ tích phan, đối số k= đa Giá trị của E (- X)u tra theo bảng 9.3
Bảng 9.3 Một số giá trị của hàm số BA) s r? , | = r? l _ủ “Ta EC aren BA) 0,0001 — 8633 07 | - 03⁄4- 0,001 6331 — bow 9.22 0,01 4,038 2 0,049 02 1,823 2 0,013 0,3 1,223 4 0/0036 0,5 0,56 5 _ 0/0012
Nếu thời gian khai thác nước rất lớn cĩ thể sử dụng cơng thức của chuyển động ổn
định ở trên để tính tốn cho trường hợp chuyển động khơng ổn định nhưng bán kính ảnh hưởng R xác định theo cơng thức l = 1, Svat VOL:
Trang 20ụ
aw
Với:
K - hệ số thấm của tầng chứa nước (m/ng);
hrp- chiều dày trung bình của tầng chứa nước trong thời gian khai thác (m);
L - hệ số phĩng thích nước
9.7.4 Giếng khơng hồn chỉnh thu nước khơng áp
_ Tương tự như trường hợp giếng cĩ áp, khi giếng khoan khơng hồn chỉnh làm việc
trong tầng chứa nước khơng áp, độ hạ mực nước trong giếng dũng tăng thêm một lượng ASp do tính khơng hồn chỉnh của giếng gây nên ASs được tính theo cơng thức:
ASS = hy -,{h? -0,372 (9-27)
Hạ - độ sâu mực nước tĩnh tính đến đáy cách thủy của ting chứa nước trước khi bơm;
Ở day:
So - độ hạ mực nước trong giếng hồn chỉnh xác định theo cơng thức (9-23) và
(9-22) ứng với chuyển động ổn định và khơng ổn định;
€ - ham số khơng thứ nguyên Giá trị của nĩ xác định theo cơng thức (9-17) Trị số A trong cơng thức tra theo đồ thị 9-17 với: : sk m=H K L=L, So 2 _ So + 1 Dođĩ S=—— 2 m So 0” 2 L - chiều dài phần thu nước thực tế của giếng: Sh - độ hạ mực nước thực tế trong giếng khoan khơng hồn chỉnh - ap:
Hình 9.19 Sơ đồ tính tốn giếng khoan
khơng hồn chỉnh thu nước ngâm khơng áp
Trang 219.8 XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA GIẾNG KHOAN
9.8.1 Bán kính ảnh hưởng
Trong điều kiện cĩ thể, nên cĩ các lỗ khoan thăm dị và tiến hành bơm thí nghiệm Lúc đĩ bán kính ảnh hưởng R cĩ thể xác định một cách-tương đối đúng theo số liệu của giếng thí nghiệm hoặc giếng khai thác trong điều kiện địa chất thủy văn tương tự với giếng thiết kế theo cơng thức: Ig(R+ —rr) 9-28 Ig(R —r) 0-28) S R=Rre— trong đĩ:
CR, r,s - ban kinh anh hưởng, bán kính ống lọc, độ hạ mực nước của 1 ging thiết kế | Rn T, s- bán kính ảnh hướng, bán kính ống lọc, độ hạ mực nước của giếng thí
, nghiém hoặc giếng đang khai thác
Việc tính tốn theo cơng thức trên gặp một khĩ khăn là giếng thiết kế cịn nhiều
thơng số chưa được xác định nên phải tính tốn theo phương pháp thử dần để cĩ phương án tốt nhất
Ngồi ra bán kính ảnh hưởng cũng cĩ thể xác định theo cơng thức thực nghiệm: - Trong chuyển động ổn định:
R=l0SK_ (m)
S - độ hạ mực nước trong giếng khi bơm, m;
K - hệ số thấm của tầng chứa nước, m/ng
- Trong chuyển động khơng ổn định: R=l,5Vat - a - hệ số truyền áp, m”/ng; © t - thoi gian khai thac nước, ng 9.8.2 Độ hạ mực nước giới hạn : Khi thiết kế và quản lý giếng khoan nhất thiết phải đảm bảo diều kiện: c 8x Sự | |
S - dé ha muc nước của giếng thiết kế;
Sun - độ hạ mực nước giới hạn của giếng thiết kế - Với giếng khai thác nước ngầm cĩ áp:
Sen = H~ (0,3 z 0,5)m — AS — AH,
Trang 22- Với giếng khơng áp:
` Sen = (0,5 + 0,7)H — AS — AH,
H - chiều sâu mực nước tĩnh tính đến đáy cách thủy khi chưa bơm;
m - chiều dày tầng chứa nước cĩ áp; AS - tồn thất mực nước qua ống lọc;
ANH, - độ sâu đặt bơm dưới mực nước động Độ sâu này cĩ thể lấy từ 2 + 5m
9.8.3 Mối quan hệ giữa lưu lượng, độ hạ mực nước và lưu lượng riêng của giếng
Giữa lưu lượng bơm Q và độ hạ mực nước S trong giếng khi bơm cĩ mối liên hệ lẫn nhau Khi tính tốn hoặc bơm thí nghiệm ở một giếng nào đĩ ta cĩ thể xác lập được
quan hệ Q = f(S) hoặc S = @(Q)
- Trường hợp nước ngầm cĩ áp: Mối quan hệ Q = f(S) gần như là bậc nhất (hình 9.20): Trường hợp này, tỉ lệ giữa lưu lượng và độ hạ mực nước là một đại lượng khơng
đổi hoặc gần như khơng đổi Qe Lg const S, 5; 0 2 0 = Q R SY S} Hình 9.20 Đồ thị mối quan hé O = f{S) _ Hình 921
Như vậy q chính là lưu lượng tính bình quân trên một đơn vị chiều sâu hạ mực-nước, q được gọi là lưu lượng riêng hay lưu lượng đơn vị của giếng
- Trường hợp nước ngầm khơng áp: Trong tầng chứa nước khơng áp, khi độ hạ mực : nước càng făng thì chiều dày lớp nước chảy vào giếng càng giảm Vì vậy lưu lượng thu được cũng giảm đi, nghĩa là độ hạ mực nước S tăng nhanh hơn so với độ tăng lưu lượng
Q và lưu lượng đơn vị trong trường hợp này là một đại lượng khơng đổi Độ hạ mực
nước càng tăng thì lưu lượng riêng càng giảm Mối quan hệ Q = f(S) là một đường cong (hình 9.21) Trong thực tế tầng chứa nước được cấu tạo bởi các phần tử đất, cát, cuội sỏi cĩ hình dạng và kích thước rất khác nhau nên hình dạng của các lỗ hổng mà dịng thấm
chuyển động qua cũng muơn hình muơn vẻ Khi bơm nước, các loại tổn thất thủy lực
Trang 23xuất hiện cả trong và ngồi giếng đều tương đối lớn Với cả tầng chứa nước cĩ ap và khơng áp, mối quan hệ Q = f(S) luơn luơn khác với lý thuyết Vì vậy khi tính tốn người ta thường sử dụng các cơng thức thực nghiệm
Cơng thức được sử dụng rộng rãi:
| S=aQ+ PQ
a, B - các hệ số được xác định theo số liệu bơm thí nghiệm Mối quan hệ giữa S và Q cĩ thể đưa được về dạng bậc nhất:
3 ~=ø+BQ ©|
Trong một số trường hợp kết quả tính tốn sẽ hợp lý hơn khi sử dụng cơng thức:
Ss=pQ”" ¬ |
Với D, m là các hệ SỐ được xác định bằng các số liệu thí nghiệm Các tính tốn tương tự như đối với hệ số œ va B ở trên
Ngồi ra cũng cĩ thể sử dụng cơng thức thực nghiệm của M.E AntopskI: Q=a+blgS
Với a, b là các hệ số được xác định dựa vào các số liệu bơm thí nghiệm như hai
trường hợp trên :
9.9 GIENG KHOAN THU NUGC TU NHIEU TANG CHUA
9.9.1 Khai thác nước từ nhiều tầng chứa nước |
Giả sử giếng khoan khai thác nước từ hai tầng chứa nước Tầng chứa nước thứ nhất cĩ chiều đày m;, hệ số thấm K;, bán kính ảnh hưởng ty
R, Tầng chứa nước thứ hai cĩ chiều dày mạ, hệ , A
số thấm Kạ, bán kính ảnh hưởng R¿ c TRUER || RRR ERR - Trường hợp giữa hai tầng chứa nước khơng TP HÀ TU Q=2.13K,mj, ,2.13K,m,S, nh ag lg—* ¬.= ` TY : I, —= BS _" Kế 2256 _ ZOE: m=mmM.) Với: rị, r; - bán kính phần ống lọc nằm trong
tầng chứa nước thứ nhất, thứ hai và độ hạ mực nước trong giếng:
Hình 9.22 Sơ đỏ tính tốn giếng khoan
S=S, +5; khai thác nước từ nhiều tạng chứa
Trang 24- Trường hợp giữa hai tầng chứa nước cĩ mối liên hệ về mặt thủy lực: _2,73K(m,+m,)S Q= lg — R r Với: = Kim mị +m; + Kam, Cịn độ hạ mực nước: - §;=$;=S
9.9.2 Khai thác nước từ một tầng chứa nhưng cĩ bổ cập từ các tầng khác
_ - Cĩ nguồn bổ cập từ đáy hoặc mái:
Cĩ nhiều trường hợp khi khai thác nước từ một tầng chứa nhưng tầng này lại cĩ mối liên hệ thủy lực với tầng chứa nước ở phía mái hoặc phía đáy làm cho lưu lượng giếng tăng lên đáng kể Lúc này, lưu lượng giếng cĩ thể xác định theo cơng thức: 2,73KmS = 273Kms R (9-29) Ig — T Với: R=Ll2 JEmm, 0 trong đĩ:
K, m - hệ số thấm và chiều dày của tầng chứa nước được khai thác;
Ko, mo - hé số thấm và chiều dày tầng bổ cập - Nguồn bổ cập từ cả đáy và mái:
Trường hợp này, lưu lượng giếng cũng được xác định theo cơng thức trên nhưng đại lượng R tính theo cơng thức:
trong đĩ:
K,, m, - hệ số thấm và chiều dày tầng bổ cập ở phía mái;
‘Ky, m; - hệ số thấm và chiều dày tầng bổ cập ở phía đáy
9.10 TÍNH NHĨM GIẾNG KHOAN LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI
Trang 25nhau làm cho lưu lượng và độ hạ mực nước trong mỗi giếng thay đổi so với khi làm việc
riêng lẻ và mặt ảnh hưởng của nhĩm giếng cũng cĩ dạng khá phức tạp Cĩ nhiều phương
pháp tính nhĩm giếng khi làm việc đồng thời 7 9.10.1 Phuong pháp Forgaymer |
- Việc tính tốn được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu nhĩm giếng khoan hồn chỉnh,
khơng áp, bố trí bất kỳ, cĩ ảnh hưởng lẫn nhau khi làm việc đồng thời trong tầng chứa nước
Vấn đề đặt ra là phải xác định lưu lượng của các giếng hoặc độ hạ mực nước tại một
điểm bất kì nào đĩ nằm trong mặt ảnh hưởng '
Dựa trên các cơng thức cơ bản về dịng thấm của Đácxi, sự nghiên cứu về giếng
khoan của Đuypuy và nguyên lý cộng thế trong cơ học chất lỏng, Forgaymer đã đưa ra
phương trình của mặt ảnh hưởng (hình 9.23) như sau:
mẽ" bat ye (9-30)
trong đĩ: Oe ST
y - độ sâu mực nước fnh tại điểm tính tốn A;
VỊ, Ya› Yn - đỘ sâu mực nước tĩnh tại điểm tính tốn A đo được khi giếng 1, 2, , n làm việc - an A, cs ee 39292À⁄2/29/29/212À⁄À⁄2)⁄29/2)7/23/2À/2)/2Ư// — 2⁄4 Win ted did be 2 Hình 9.23
Theo phương trình (9-19) ở trên cĩ thể viết được phương trình đường cong ảnh hưởng
của từng giếng đối với điểm A
Q
yy = xi +e
Trang 26Với: - xị, xạ - khoảng cách từ giếng I, 2 đến điểm tính tốn;
Q¡, Q¿ , Q„ - lưu lượng bơm ra từ các giếng 1, 2 n; "¬
Y¡, Y2› ; Yạ - độ sâu mực nước ngầm tại điểm tính tốn do ảnh hưởng của các giếng số 1, 2, , n khi bơm nước
Thay các phương trình (9-30) vào (9-31), nhận được phương trình mặt ảnh hưởng khi nhĩm giếng cùng làm việc: =D <n x;)+C (9-32) i=! Trong đĩ, C là hằng số tích phân, giá trị của nĩ do điều kiện biên của mặt ảnh hưởng xác định: C=C,4+ G+ +C, Xét trường hợp đơn giản nhất, lưu lượng của các giếng bằng nhau: Q,=Q,= =Q,= (9-33) trong đĩ: n - tổng số giếng cùng làm việc; | Q¿ - lưu lượng tổng cộng của cả nhĩm giếng Thay phương trình (9-33) vào (9-32) cĩ: 5;Inx,+C (9-34) nmK i=l Cho rằng các giếng thu nước từ tầng chứa nước đồng nhất, điểm A là điểm khong bi ảnh hưởng: X)=X,= =X,=R y=H Do vậy phương trình (9-34) cĩ dạng: HP = - 29 InR"+C (9-35) zin
Với: R - bán kính ảnh hưởng của nhĩm giếng;
H - chiều sâu mực nước tĩnh tính đến đáy cách thủy
Từ đĩ xác định được:
C=H- Qo InR"
7n
Trang 27Thay phương trình (9-35) väo (9-34) cĩ:
y°=H - Qo ple —!- (In R® - > Inx, ) Tk Kn - (9-36)
Phương trình trên được sử dụng để xác định độ sâu mực riước tại bất kì một giếng nào trong nhĩm hoặc bất kì điểm nào trong vùng ảnh hưởng khi biết lưu lượng của nhĩm giếng hoặc ngược lại
Nếu nhĩm giếng bố trí trên chu vi đường trịn (hình Gam?
9.24), bán kính xạ và điểm tính tốn A trùng với tâm - / - `
đường trịn thì: / 49"
KX) =X = = Xy = XQ Ạ -Q-—-€ ——Q>
› i \ + i *
~ 2 2 Q n n \ /
va y =H* —-—(inR" -Inx Kn! 0) ‘oO : @ | 4
Hay: H’? -y’= Q in& ce 7N Xy | _ Hình 9.24 Do đĩ cĩ thể xác định được lưu lượng của nhĩm giếng: nK(H?~y2) ` Q =m | 937) In — , ơ â a, - L36KS(2H-53) Hay: 7 cioy=b SÚU-3 “ ¬ -(9-38) lg — Xo
Trong đĩ S là độ hạ mực nước tại tâm nhĩm giếng
_ Cơng thức trên cĩ dạng giống như cơng thức Duypuy Do vậy cĩ thể nĩi rằng tổng lưu lượng cửa các giếng bố trí trên chủ vi đường trịn khi làm việc đồng thời cĩ ảnh hưởng lẫn nhau bằng lưu lượng của 1 giếng tưởng tượng cĩ bán kính xạ và cĩ độ.hạ mực nước bằng độ hạ mực nước ở tâm nhĩm giếng Cơng thức Forgaymer | được thành lập với 3 điều kiện:
- Bề mặt tầng khơng thấm nước được coi là mặt phẳng nằm ngang
- Trị số độ hạ mực nước tại điểm tính tốn ứng với điều kiện biên là bằng khơng - Mặt giới hạn của vùng thấm được coi như mặt trụ thẳng đứng
Trang 28trong đĩ:
R - bán kính ảnh hưởng của nhĩm giếng:
Xi, X2 ~ khoảng cách từ giếng I 2 đến giếng tính tốn; Qọ - lưu lượng của cả nhĩm giếng
Cơng thức Forgaymer cũng được ứng dụng để tính tốn cho trường hợp giếng khoan được bố trí trên chu vi các hình cĩ cạnh ít chênh lệch nhau
9.10.2 Phương pháp Antopski
Khi các giếng làm việc đồng thời cĩ ảnh hưởng lẫn nhau, độ hạ mực nước trong các giếng tăng lên hoặc lưu lượng sẽ bị giảm đi so với khi làm việc riêng lẻ Antopski đã lập nên các cơng thức để xác lập các mối quan hệ này
Mức độ ảnh hưởng giữa các giếng cĩ thể biểu thị bằng hệ số ảnh hưởng B hoặc hệ số hao hụt ơ , -Q_@ P Q q o = O27 @ _ 9-4 Q q Với:
Q, q - lưu lượng và lưu lượng đơn vị của giếng khi làm việc riêng lẻ;
Q’ q’ - lưu lượng và lưu lượng đơn vị của giếng khi làm việc đồng thời với điều kiện giữ nguyên độ hạ mực nước
Từ cơng thức trên cĩ:
oO + B= = 1 (9-40)
Các hệ số œ và B hồn tồn cĩ thể xác định được khi cĩ các số liệu thí nghiệm
Khảo sát hai giếng thí nghiệm số 1 và 2 (hình 9.25) Lần lượt cho từng giếng một làm việc riêng lẻ
Qa
Hình 9.25
Trang 29- Bơm nước từ giếng số l với lưu lượng Ơ;, sẽ Q gây nên độ hạ muc nuéc S, tai giéng so | va ty tai 7 giếng số 2 AI - Bơm nước từ giếng số 2 với lưu lượng Q;, tương: _ứng cĩ 5; Và tạ Cho 2 giếng cùng làm việc Nếu giữ nguyên độ hạ s
mực nước trong giếng như khi làm việc riêng lẻ, lưu
lượng bơm sẽ phải giảm đi
uf
q it L
Khi giếng làm việc riêng lẻ bơm với lưu lượng ©, mực nước tĩnh ở trong giếng là a — a, độ hạ mực nước
là S (hình 9.26)
Do chịu ảnh hưởng của giếng lân cận, mức nước
trong giếng trước khi bơm lúc này là b — b Nếu muốn giữ nguyên độ hạ mực nước S thi phải bơm với lưu lượng Q°< Q Lúc đĩ: S= St Hình 9.26 Và lưu lượng đơn VỊ iq’ <q Q q=— - lưu lượng đơn vị của giếng khi khơng bị ảnh hưởng của giếng khác , Q
q'= > lưu lượng đơn vị của giếng khi bị ảnh hưởng
Như đã nêu trên, lưu lượng đơn vị là một đại lượng it thay đổi, nên lưu lượng don vi
khi đĩ phải tính theo độ hạ mực nước S” : ¡
S=S-t
Q’ =q(5 - t) |
Do đĩ cĩ thể thiết lập được cơng thức tính hệ số hao hụt œ theo cơng thúc:
~q5-q€S=U 1 ch (94)
Trong thực tế độ hạ mực nước do ảnh hưởng lẫn nhau giữa các giếng khi làm việc riêng lẻ t và khi làm việc đồng thời L rất khác nhau Khi thí nghiệm chỉ cĩ thể đo được t, Q, S va Q’ Van dé dat ra 1a phai tính được t’ dua vao cac số liệu thí nghiệm
Theo tính chất của dịng thấm và qua thực nghiệm thấy rằng sự thay đổi của độ hạ
mực nước t1 gần như tỈ lệ với sự thay đổi của lưu lượng bơm nên cĩ thể viết được:
U Q _ q(S-L) =| t
t Q qs S
t
Trang 30Từ đĩ cĩ: te | —— (9-42) S+t oo : Hệ số giảm lưu lượng khi các giếng làm việc đồng thời được xác định theo cơng thức: t a=— S t a = —— S+t
Nếu trong nhĩm cĩ nhiều giếng ảnh hưởng lẫn nhau thì khi làm việc đồng thời lưu
lượng của một giếng được xác định theo cơng thức: Q'= Sa(1- Š ơ,) (9-43) i=l œ; - hệ số giảm lưu lượng của các giếng cĩ gây ảnh hưởng đến lưu lượng của giếng tính tốn 9.10.3 Cơng thức Abramốp
Sử dụng nguyên lý cộng thế trong nghiên cứu nhĩm giếng ảnh hưởng làm việc đồng thời Theo phương pháp này, độ hạ mực nước ở một giếng nào đĩ sẽ bằng tổng độ hạ mực nước trong giếng đĩ khi làm việc riêng lẻ và độ hạ mực nước gây ra đối với giếng đĩ khi làm bơm nước từ các giếng khác trong nhĩm
S=Sa+S).4+S) qt +S, 4 trong do:
5 - độ hạ mực nước trong giếng A khi
nhĩm giếng làm việc đồng thời;
SA - độ hạ mực nước trong giếng A khi làm việc riêng lẻ;
SI-A› 52-A - độ hạ mực nước tại giếng A do ảnh hưởng của việc bơm nước từ các giếng I1, 2, khi làm
việc riêng lẻ;
Hình 9.27
n - tổng số giếng ảnh hưởng đến giếng A
Trang 31trong đĩ:
._S¡.- độ hạ mực nước ở giếng số 1 khi nhĩm giếng làm việc đồng thời; Q¡, Q¿, , Q„ - lưu lượng của các giếng số Ì, 2 , n;
rọ - bán kính giếng số l;
- - bán kính ảnh hưởng xác định ứng với chuyển động ổn định và khổng ổn định;
Tị-2,Tị-3; -› Tị_a - Khoảng cách từ các giếng 2, 3, n đến giếng tính tốn số l 2 Giếng hồn chỉnh bố trí một dấy song song với sơng (hình 9.26) - Giếng hồn chỉnh cĩ áp: Lưu lượng của một giếng cĩ áp: _Q= 628— - (9-44) | 2,3lg—+-—— my | TC - Hoặc độ hạ mực nước trong một giếng: | S=——(—+0,73lg—— QL Ly (9-45) 2E l 5 Tp Hinh 9.28
- Giếng hồn chỉnh khơng áp: Lưu lượng của l1 giếng:
Q=3, Sor (9-46)
2,3lg——+——=
+ Tg trong đĩ:
ty - ban kinh giéng;
/- mot nita khoang cach giữa hai giếng kể nhau;
L - khoảng cách từ dãy giếng dén mép sơng
Trang 339.10.5 Cơng thức Senkatrơp
Cơng thức này được áp dụng để tính lưu lượng của một trong các giếng bố trí trên chu vi hình trịn hoặc các hình khác cé ti sé giữa các cạnh a/b < 2,5
cm Giếng hồn chỉnh cĩ Ap: Q=2,73————— —— (95J) - Giếng hồn chỉnh khơng áp: KS(2H-S) n 0 lg INg n-l Q=1,36 (9-52) trong do: n - SỐ giếng trong nhĩm;
- bán kính đường trịn hoặc đường trịn tương đương cĩ diện tích bằng điện tích
hình.mà trên chu vi bố trí.các giếng
9.11 QUẦN LÝ VÀ VẬN HÀNH GIẾNG KHOAN
“9.11.1 Quan ly giếng khoan ˆ
Để quản lý, vận hành và bảo dưỡng giếng một cách cĩ hiệu quả, cần thiết phải theo dõi giếng 'khoan một cách đầy đủ Các thơng tin này cho phép ta tim ra những nguyên nhân chính làm giảm hãng suất của giếng và cĩ thể đưa ra được một chế độ vận hành hợp lý
df, số liệu Sơ bộ
- Những thơng tin này được ghi chép trong báo cáo cuối cùng sau khi g giếng được thị cơng xong Các số liệu cần ghi chép gồm: -
- Ban vẽ hồn cơng thi cơng giếng: cột dia tầng, cấu trúc giếng, vật liệu ống › vách, ống lọc, chiều dày ống, kích thước lõ, khe lọc, kích cỡ lớp sỏi chèn, độ nghiêng giếng
- Số liệu bơm thổi rửa: lưu lượng bơm, mực nước tĩnh, mực nước động độ hạ mực
nước trong giếng khi bơm
- Số liệu bơm giếng: loại bơm, động cơ, cơng suất, điện áp, tần số, số vịng quay
2 Quy trình vận hành giếng và máy bơm, ghỉ chép số liệu
Trang 34biến đổi của hiệu suất giếng, bơm giếng cũng như sự thay đổi về điều kiện địa chất thuy văn dẫn đến sự thay đổi cơng suất giếng Hàng năm cần cĩ bao cáo tổng kết về việc vận hành, bảo dưỡng bơm, giếng, chất lượng nước
Một bộ hồ sơ hồn chỉnh cơng tác ghi chép bao gồm bản danh: mục chi tiết các thành
phần của giếng nước Việc này tạo điều kiện cho cơng tấc sửa chữa bơm, giếng tiến
hành nhanh chĩng
3 Danh mục kiểm tra hàng ngày của người vận hành
* Tổng thể:
- Ghi chép cơng suất của mỗi giếng
- Ghi chép mực nước tĩnh và mực nước động cua giếng `
- Lấy mẫu nước phân tích 2 - 4 tuần/lần * Kiểm tra giếng:
- Kiểm tra hàm lượng cát bằng mắt thường hoặc thiết bị đo hàm lượng cát Rossum
(nếu cĩ) Việc phát hiện hàm lượng cát tăng nhanh trong nước cho thấy cần thiết phải xử lý Trường hợp hàm lượng cát trong nước tăng lên và mực nước giảm nhanh trong khi
khơng cĩ sự sụt lún nào thì lập tức phải kiểm tra kỹ, cĩ thể cát chỉ chảy vào ít ở phần
trên của ống lọc Nếu cĩ sự sụt lún, cĩ thể ống lọc giếng tiếp xúc trực tiếp với tầng chứa làm cho cát mịn trần vào trong giếng
- Đối với những giếng cĩ lớp sỏi chèn, kiểm tra độ tụt của sỏi, nếu cần thiết phải chèn bổ sung
- Kiểm tra các vật liệu lấp nhét ở trong giếng 6 tháng I lần (các giếng khai thác trong trầm tích đều sinh ra việc lấp nhét bởi các vật liệu mịn vào trong giếng) Việc gia tăng các vật liệu mịn chảy vào trong giếng cho thấy cĩ thể do lớp sỏi chèn ngồi ống lọc bị hồng, ống vách hay ống lọc bị vỡ hay do kích thước lỗ lọc quá lớn
- Kiểm tra cấu trúc giếng bằng máy Camera chuyên dụng (nếu cĩ) Việc kiểm tra,
theo dõi bằng mắt thường cũng cĩ thể cho biết cần phải tiến hành sửa chữa giếng * Các cơng việc kiểm tra khác
- Kiểm tra xung quanh cơng trình và quan sát mọi sự việc bất thường say ra, bao gồm:
+ Cĩ lỗ hở trên tường _
+ Cĩ chất phế thải, cĩ dại, cây đổ
+ Cĩ nước đọng hay nước tạo nổi bong bĩng trên mặt đất - Kiểm tra tất cả các ống trên mặt đất xem:
+ Tuyến nước thơ cĩ bị rị rỉ khơng + Các van chặn cĩ bị rị rÍ khơng
Trang 35+ Kiểm tra các hố ga van tuyến nước thơ: cĩ bị sập, mất tấm đan, Kiểm tra mặt
bằng giếng, đường cơng tác của giếng cĩ bị lấn chiếm, xâm phạm khơng
- Kiểm tra bằng mắt hệ thống chiếu sáng - Kiểm tra vệ sinh bên trong trạm bơm
4 Tiêu chuẩn bảo dưỡng giếng
Để đảm bảo cơng suất của giếng khơng bị giảm nhanh, việc kiểm nghiệm hiệu suất
của giếng phải được tiến hành theo định kỳ và kết quả được so sánh với các giá trị đạt được khi giếng mới đưa vào sử dụng Một giếng được coi là bảo dưỡng hợp lý nếu hiệu
suất của nĩ khơng giảm quá 15% so với hiệu suất ban đầu Nếu cơng suất của giếng
giảm dưới tiêu chuẩn cho phép thì phải tiến hành thổi rửa lại giếng Thơng thường việc xác định hiệu suất của giếng bằng phương pháp bơm giật cấp tương đối tốn kém và phương pháp phổ biến là đánh giá hiệu suất giếng theo trị số tỷ lưu lượng:
Lưu lượng (/⁄S)
Tỷ lưu lượng (//sm)=-——————————
y ns ( Độ hạ mực nước (m)
9.11.2 Các sự cố giếng khoan và biện pháp khắc phục : -
Sau một thời gian khai thác một số giếng bị suy thối làm ảnh hưởng đến VIỆC khai thác Cĩ thể liệt kê những V: vấn đề thường gap ở các tầng chứa nước khác biệt: : _ Trầm tích: vo co ¬ l Giếng sinh cát | 2 Giéng bị trít tắc vùng „lọc bởi c các phần tử hạt mỊn 3 BỊ ăn mịn, " -4 Sự hình thành lớp VỎ cặn n cứng „ -5, Sự nhiễm vi khuẩn - ˆ 6 Sụt lún, giếng bị nghiêng quá tiêu chuẩn cho phép ˆ 7 Nhiém ban Cát kết: 1 Giếng sinh cát 2 Sự ăn mon
3 Cĩ màu đục với những vùng đất đá khơng én dinh c cé chứa những phiến: sét nhỏ 4 Bít kín các khe bởi cặn lắng, khống vật
Đá vơi:
Trang 363 Nhiễm vi khuẩn do những vùng thấm nơng phía trên
4 Nhiễm bẩn do nước chất lượng xấu xâm nhập
3 Bit tac bởi sét hoặc bùn trong vùng nơng cĩ cấu trúc hạt mịn nứt gãy Đá bazan: Các giếng khoan khai thác trong tầng bazan thường khơng cĩ vấn đề gì lớn, tuy nhiên cĩ thể cĩ một vài vấn đề sau: 1 Nhiễm bần do nước chất lượng xí xấu xâm nhập 2 Trít tắc ở các vùng nợđg đư sé 3 Cĩ khí sinh ra tự nhiên dẫn đến cĩ vấn đề trong khi hi hoat động của trạm bơm giếng Đá granit và đá biến chất: 1 Trít tắc các vùng nơng do sét và bùn xâm nhập từ các tầng nằm phía trên 2 Khống vật hố các kẽ nứt
1 Các nguyên nhân chính dân đến suy giảm hiệu suất giếng
Do sự can nhiễm lớn: khi các giếng khoan khai thác bố trí quá gần nhau sẽ gây can nhiễm và làm tăng thêm độ hạ mực nước, kéo theo sự gia tăng chiều cao đẩy của bơm Điều này dẫn đến cơng suất của giếng giảm, chi phí điện bơm nước tăng
Cơng suất của giếng khai thác của cũng bị giảm trong trường hợp khai thác quá trữ
lượng cho phép (lượng bổ cập tự nhiên khơng đủ bù đắp lượng nước khai thác) Khi đĩ độ hạ mực nước sẽ bị gia tăng liên tục để đảm bảo lưu lượng khai thác Nếu cứ tiếp tục khai thác thì tầng chứa nước sẽ bị cạn kiệt
Do bố trí giếng gần ranh giới khơng thấm nước Tại một giếng khai thác, phễu hạ:
mực nước sẽ mở rộng tới điểm cân bằng với lượng bổ cập Trong trường hop phéu ha
mực nước đang lan rộng bị giới hạn bởi ranh giới khơng thấm nước hoặc bán thấm thì độ hạ mực nước sẽ tăng lên để đáp ứng dịng chảy đủ vào trong giếng và như vậy dẫn đến
cơng suất của giếng giảm
Hiện tượng suy giảm hiệu suất giếng cịn cĩ thể do ống lọc bị han rỉ và bám cặn 2 Giếng bơm lên quá nhiều cát
Hầu hết hiện tượng cát chui vào trong giếng qua lớp sỏi chèn là do thiết kế lớp sỏi chèn khơng đúng hoặc cĩ hiện tượng rỗng lớp sỏi chèn Trong trường hợp nĩi chung nếu
lớp sỏi chèn khơng tốt, việc thổi rửa giếng, cải tạo giếng và phục hồi tầng chứa sẽ kém
hiệu quả Lúc này tốt hơn cả là giảm lưu lượng khai thác và kéo dài chu kỳ:bơm lên
Nếu giếng bơm lên nhiều cát sau một thời gian hoạt động tốt cần phải tiến hành phân
Trang 37bất thường này cho thấy các phần tử tạo nên cầu giữ, ngăn khơng cho các hạt mịn đi qua bị phá huỷ, dẫn đến cát dễ.dàng chui vào ống lọc qua khoảng hổng Nếu ống hút của
bơm đặt trong ống vách, khoảng rỗng của lớp sỏi chèn thường xảy ra ở đỉnh ống lọc bee ght œ , oa j2S , 6 I a œ : \, = 80- £ N cũ ao ° Tự \ we as
= if ` \_ Hệ số ống chên, địa tầng nước ¬
B 407 1 \ valdp ống đúng.quy định Giếng cĩ các lỗ rỗng = Ị \ X ——_——- E Ì SN <⁄ : © i \ \ ( \ 30- i 1} _ a \ NĨ \ ⁄ Z7 \ | i \ \ | / \ et \ t \ “N 20 J \ \ * i \ : TẾ a : AC 3 | ố quá 40- j s Te L tai một số vung, - j 1 TƯỜNG rm Ey ap te es ee 0 T — m—— T TT 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 - “Thời gian (phú!)
Hình 9.31 Phan tích nguyên nhân sinh cát
Khi phát hiện cát bơm lên khỏi giếng từ các khoảng hồng cần \ phải cĩ biện pháp xử lý ngay Việc khơi phục sẽ gặp khĩ khăn hoặc khơng cĩ hiệu quả nếu vẫn vận.hành
giếng mà khơng xử lý kịp thời Phương pháp củng cố lại lớp sỏi chèn trong giếng tốt:
nhất là dùng phương pháp bom thut píttơng như trong cơng nghệ khoan đập cáp Phương pháp này sé sắp Xếp, củng cố lại lớp sĩi chèn xung quanh, giếng ngăn khơng cho cát lọt vào giếng
- Đối với giếng cĩ lớp sỏi chèn, cũng cĩ trường hợp bơm lên.cát mặc dù cấp phối giữa lớp sơi chèn và tầng chứa nước tương đối phù hợp nhưng lại.quá cao so với một hoặc nhiều lớp cát: xen kẹp trong địa tầng “Trong trường hợp này do người thiết kế giếng cĩ thể khơng phát hiện được tầng cát xen kẹp để xử lý một cách đúng đắn Để xử 1ý chúng ta phải tổng hợp mọi thơng tin từ nhật ký khoan giếng, vật liệu bơm lên (như mầu sắc, kích thước ) để xác định nguyên nhân và nguồn gốc Cĩ thể kiểm tra bằng camera, thổi phân đoạn để phát hiện vùng cát lọt vào giếng và đưa ra phương án bịt (lồng vá) đoạn
ống gây ra sự cố - bị
Trường hợp các hạt của tầng chứa lợt vào giếng và được bơm lên:-do: ống vách hay ống lọc bị thủng, bị vỡ quy trình xử lý cũng tương tự: nở
Trong một số trường hợp, nguyên nhân cát lọt vào giếng là do cơng tác vận hành Nếu bơm hút với vận tốc lớn hơn cơng suất thiết kế sẽ làm tăng vận tốc dịng nước, làm
cho các cầu nối bị sụp đổ và sinh ra cát cho đến khi nào các cầu nối mới được hình
thành Sự gián đoạn trong cơng tác bơm hút cũng cĩ thể phá huỷ các cầu nối đã tạo nên
trong quá trình bơm liên tục
Trang 38Những giếng khoan được thực hiện theo biện pháp đánh sập tự nhiên cũng cĩ thể xảy ra hiện tượng cát lọt vào giếng giống như trong giếng cĩ lớp sỏi chèn nhân tạo Việc.xử
lý bằng biện pháp thổi rửa lại.giếng sẽ giúp ổn định tầng lọc ngược tự nhiên -
- Ong lọc bị ăn mịn gây ra lỗ lọc (khe lọc) quá rộng dẫn đến cát chui vào trong giếng - Sự hình thành lớp vỏ cặn cứng bên ngồi ống lọc và lỗ lọc làm tăng nhanh vận tốc nước chảy vào giếng
- Bơm thổi rửa ban đầu khơng phù hợp
- Lưu lượng khai thác quá lớn so với cơng suất thiết kế - Tổn hao hiệu suất của giếng do trít tắc bởi các vật liệu mịn
Quy trình kỹ thuật vận hành giếng cĩ tác động đến tuổi thọ của giếng Trong một số trường hợp giếng mới được khai thác với lưu lượng lớn hơn nhiều so với cơng suất thiết
kế Nếu cứ tiếp tục khai thác như vậy một vài năm thì giếng cĩ thể sẽ giảm cơng suất và
cĩ thể khơng thể khơi phục lại được do các cặn nhỏ bị lơi kéo vào chèn chặt xung quanh vùng lọc
Hiện tượng tương tự cũng cĩ thể xảy ra đối với giếng hoạt động liên tục trong một thời gian dài khơng mà khơng được thổi rửa Dịng chảy liên tục khơng cĩ sự rửa ngược sẽ làm cho các vật liệu mịn lấp đầy các khe hở của vùng lọc dẫn đến giảm khả năng thấm Cơng việc cải tạo giếng ít khi khơi phục lại được hồn tồn cơng suất ban đầu
Các giếng khoan được khai thác liên tục trong nhiều tháng sẽ minh chứng rõ nét
nhất xu hướng giếng bị trít tắc Những giếng cĩ chu kỳ vận hành hàng ngày thường
duy trì cơng suất cĩ hiệu quả Kinh nghiệm là điều quan trọng trong việc xếp đặt chu kỳ vận hành giếng tối ưu Trong một số trường hợp vận hành giếng hàng tuần sẽ duy trì.cơng suất cĩ hiệu quả Trong một số trường hợp khác, vận hành một hay nhiều lần trong ngày lại cĩ hiệu quả Tránh các chu kỳ vận hành khơng hợp lý để ngăn ngừa sự bất 6n định của vùng lọc Trong trường hợp phát hiện thấy tỷ lưu lượng của giếng
giảm, cần phải tiến hành các biện pháp xử lý kịp thời Khi tỷ lưu lượng của giếng tổn
hao đến 50% giá trị ban đầu, việc thối rửa lại giếng hiếm khi đạt được kết quả khơi phục được hồn tồn Sự trít tắc cĩ thể được hạn chế bằng cách giảm lưu lượng bơm
hoặc qua cơng tác thổi rửa giếng
Tổn hao hiệu suất của giếng do hình thành lớp vỏ cặn cứng hoặc vị khuẩn Lớp cặn
bám vào thành giếng thường là gi, khống chất kết tủa, cát, bùn và vi khuẩn phát triển Lớp phủ làm giảm tiết diện ống lọc, bít các lỗ, khe lọc, làm giảm lưu lượng và tăng tốn
thất áp lực |
Những thay đổi hố lý trong nước của giếng và những vùng phụ cận làm các khống chất hịa tan thay đổi trạng thái và kết tủa thành cặn Những cặn này bịt các lỗ, khe lọc, các khe trống xung quanh ống lọc làm giảm lưu lượng của giếng
Trang 39Nước gây ra lớp phủ thường cĩ tính kiểm Lượng cacbonat cứng dư là nguồn phổ biến
gây ra lớp phủ trong các giếng Sắt và mangan cũng là nguồn gây ra các lớp phủ trong giếng Sắt tạo ra kết tủa màu nâu đỏ cịn cặn măng gan là mầu đen
3 Cặn bám cĩ nguồn gốc vỉ sinh
Trong một tầng chứa lý tưởng sẽ cĩ các Gradient thuỷ hố và vi sinh suốt tầng chứa ' (hình 9.32) Lượng ơxy hồ tan, điện thế ơxy hố khử và nồng độ các vi sinh vật hiếu khí sẽ giảm dần theo chiều sâu Tỷ số nồng độ của sắt hồ tan (FeT ?) với sắt khơng tan (Fe**) sẽ tăng theo chiều sâu do giá trị điện thế ơxy hố khử nhỏ hơn
Trong giếng khoan khơng bơm hút tạo nên một mơi trường duy nhất trong tầng chứa
Bên ngồi vùng ảnh hưởng của giếng nước ngầm cĩ dịng chảy ở trạng thái cân bằng hố
học tương đối trong tầng chứa Trong giếng khai thác, dịng chảy ngầm hướng về phía giếng và cĩ thể sinh ra dịng chảy rối ở khu vực ngay cạnh giếng khoan
Vì vậy, sẽ cĩ điểm hội tụ của dong chay, đặc biệt làở phần trên của vùng ống lọc Điều này dẫn đến sự hồ trộn theo phương thẳng đứng của nước ngầm, dẫn đến trạng thái khơng cân bằng Nước dưới sâu cĩ tính khử lớn, cịn nước mạch nơng lại cĩ tính
ơxy hố lớn Ở giữa hai vùng đĩ là vùng vừa cĩ điều kiện hiếu khí vừa cĩ điều kiện kị khí và vi khuẩn gây cặn sắt sẽ phát triển gây nên sự kết tủa Sự sát nhập các chất vơ cơ vào lớp
màng vi sinh vật là kết quả cả hai quá trình hấp thụ chủ động và thụ động 'Quá trình chủ động bao gồm các vi sinh vật tự đưỡng như Gallionella sử dụng sắt để phát triển và các tế bào dị dưỡng sử dụng các thành phần hữu cơ của hợp chất kim loại hữu cơ Quá trình thụ động liên quan đến sự tạo thành và sự dính kết của các chất keo (Fe, Al, cacbonat và sét) với các polyme (EPS) khi nude di qua hoac cat ngang bề mặt cặn bám
Cac can bam vi sinh (do vi khuẩn sắt, mangan) thường bám ở khu vực đầu ống lọc, miệng hút, tr rong cánh quạt của bơm chìm, ống nâng nước và tại vi 1 tri méi nối; con thu
trên đường ống dẫn nước tho ,
4 Su nhiễm bẩn Tra
Trong quá trình khai thác nước, giếng cĩ thể bị nhiễm bẩn do các nguyên nhận sau:
- Việc sử dụng các hố phân tự hoại trong vùng bổ cập nước ngầm
~ Sự rị rỉ, thấm của các chất bẩn vào.giếng khoan hoặc xung quanh.ống vách của giếng khoan do trám bịt khơng đạt yêu cầu hoặc vận hành bảo dưỡng giếng khoan kém
- Sự ơ nhiễm của tầng chứa do rị ri và thấm xuyên của nước ngầm bị nhiễm bẩn hoặc
cĩ chất lượng kém từ tầng chứa này sang tầng chứa khác qua các giếng xây dựng khơng đúng quy cách hoặc qua các giếng bị ăn mịn
- Sự rị rï thấm xuyên từ tầng chứa này sang tầng chứa khác qua các giếng hoặc lơ khoan thăm dị khống sản, dầu khí huỷ bỏ khơng đúng quy cách (khơng chèn kin va lấp kín)
Trang 40- Các biện pháp khắc phục loại nhiễm bẩn này tuỳ theo nguồn gốc, : bản chất và mức độ nhiễm bẩn Các biện pháp đĩ là: Bacterial Fe? - Huỷ bỏ giếng - Bảo vệ giếng khơng bị nhiễm bẩn từ bể mặt Vùng bị tắc nghẽn [7 - Bị tầng chứa nước hoặc một II 6
os ; x 2 Tầng chứa nước IITA ae
phần tầng nước bị nhiêm bẩn IIIIII| '
a ae VET
- Xu ly tram lai giéng khoan va IIIIII
dùng hố chất xử lý giếng nếu ơ Š y gene Hinh 9.32
nhiễm do nguồn gốc vi sinh
- Xử lý nước hoặc pha trộn để giảm chất bẩn xuống mức cho phép $ Hồng cấu trúc
Nguyên nhân của sự hỏng cấu trúc ống vách và ống lọc giếng:
- Ăn mịn
- Cĩ lỗ thủng sinh ra ở thân bơm hoặc ống đẩy của bơm do cĩ sự ăn mịn hoặc do cát dẫn đến nước phun tia qua lỗ vào ống vách
- Cĩ sự chênh lệch áp lực thuỷ tĩnh trên ống vách hoặc ống lọc
- Lún nền đất
- Máy bơm hoặc dụng cụ bị rơi hoặc do vận hành sai các dụng cụ giếng
Đánh giá sự hư hại cấu trúc: Thơng thường hư hỏng cấu trúc giếng được phát hiện trong khi vận hành giếng hoặc khi kiểm tra bơm Việc ghi chép và lưu trữ số liệu thường xuyên cĩ thể giúp ta xác định được vấn đề nhanh chĩng Sau đây là một vài biểu hiện
thơng thường nhất
- Cĩ sỏi hay cắt trong nước bơm lên
- Giếng ngừng cấp nước đột ngột cùng với việc ống lọc bị lấp đầy
- Vật liệu ở trong giếng cĩ kích thước lớn hơn lỗ lọc hay mất lưới Sỏi to và các hạt của tầng chứa cĩ trong lịng giếng chứng tỏ rằng ống vách hay ống lọc Bị vỡ
- Máy bơm khơng kéo lên hoặc hạ xuống được, điều này cĩ thể do ống bị bĩp méo hay bị tắc nghẽn -
- Thao tác, lắp đặt và vận hành các dụng cụ làm sạch giếng khĩ khăn
Thơng thường nếu cĩ camera chuyên dụng, cĩ thể kéo bơm lên quay camera kiểm tra