V Mức nhiễm xạ 109 Tổng hoạt độ α Bq/l 0,1 TCN 6053
3. Chiều sâu của giếng
Chiều sâu của giếng đ−ợc xác định thông qua các tài liệu của các lỗ khoan thăm dò hoặc thông qua các tài liệu của các giếng lân cận. Nhìn chung, giếng đ−ợc khoan tới đáy tầng trữ n−ớc có dự kiến khai thác, vì vậy chiều sâu của giếng tuỳ thuộc vào chiều dầy của tầng trữ n−ớc và số tầng trữ n−ớc bị giới hạn có dự kiến khai thác.
4. Chiều sâu của bộ phận n−ớc vào ở thân giếng
Chiều sâu tối −u của bộ phận n−ớc vào ở thân giếng đ−ợc xác định có liên quan đến bề dày của tầng trữ n−ớc, độ hạ thấp của n−ớc ngầm khi khai thác và sự phân tầng, phân lớp địa chất của tầng trữ n−ớc.
E.Johnson (1966) đã đ−a ra chiều sâu của bộ phận n−ớc vào ở thân giếng ứng với các điều kiện địa chất khác nhau:
- Trong tầng trữ n−ớc có áp lực và đồng nhất, hàm l−ợng cát chiếm tới (70 ữ 80)%. Tuỳ vào chiều dày tầng trữ n−ớc, giả thiết rằng mực n−ớc ngần khi bơm không hạ thấp hơn đỉnh của tầng trữ n−ớc. (Thực tế thiết kế đãcho thấy ở những giếng phun chiều cao hạ thấp lớn nhất là khoảng cách từ mực n−ớc ngầm tĩnh đến đỉnh tầng trữ n−ớc).
Vị trí bộ phận n−ớc vào đ−ợc đặt ở giữa tầng trữ n−ớc và tốt nhất là chia đoạn này thành những khoảng cách bằng nhau rồi đục lỗ n−ớc vào từng đoạn xen kẽ với những đoạn ống kín không đục lỗ. Hình thức này có thể đ−a năng lực của giếng đạt tới 90% (hoặc hơn), l−u l−ợng tối đa có thể khai thác nếu bộ phận n−ớc vào xuyên hết tầng trữ n−ớc.
- Trong tầng trữ n−ớc có áp nh−ng không đồng nhất thì chiều sau bộ phận n−ớc vào nên có chiều sau bằng bề dày tầng trữ n−ớc.
- Trong tầng trữ n−ớc không áp (có mực n−ớc ngầm) chiều sâu bộ phận lấy n−ớc chỉ bằng 1/3 chiều dày tầng trữ n−ớc. Trong một số tr−ờng hợp thuận lợi có thể chọn chiều sâu bộ phận n−ớc vào bằng 1/2 chiều dày tầng trữ n−ớc. Năng lực của giếng sẽ đ−ợc nâng lên.
120
Đối với tr−ờng hợp này việc lựa chọn chiều sâu của bộ phận n−ớc vào phải có sự so sánh tác động của hai yếu tố: Một là, chọn chiều sâu lớn nhất có thể lấy đ−ợc l−u l−ợng lớn hơn nó sẽ giảm đ−ợc sự tập trung của dòng chảy vào giếng, nh−ng lại hạ thấp mực n−ớc ngầm đáng kể. Mặt khác, nếu chọn chiều sâu bộ phận n−ớc vào đủ dài đỡ tốn kém nh−ng vẫn lấy đ−ợc l−u l−ợng yêu cầu.
Độ hạ thấp mực n−ớc trong giếng th−ờng là từ mực n−ớc ngầm tĩnh đến đỉnh bộ phận n−ớc vào. Tuy nhiên, đối với vùng n−ớc ngầm không áp (có mực n−ớc ngầm) phải dùng máy bơm để bơm n−ớc. Vì thế, mực n−ớc trong giếng đã hạ thấp phải cao hơn đỉnh bộ phận n−ớc vào để bảo đảm lấy đ−ợc l−u l−ợng lớn nhất theo thiết kế
Bộ phận n−ớc vào th−ờng đ−ợc đặt thấp hơn tầng trữ n−ớc và th−ờng đặt lớp cuối của tầng trữ n−ớc.
Hình 5.19a – Bộ phận n−ớc vào đợc đặt ở tầng
trữ n−ớc
Hình 5.19b – Giếng khoan không có ống bọc bảo vệ trong nền rắn chắc
- Trong tầng trữ n−ớc không áp và không đồng nhất: Nguyên tắc bố trí bộ phận n−ớc vào của tr−ờng hợp này cũng giống nh− tr−ờng hợp tầng trữ n−ớc có áp và không đồng nhất. Nh−ng cũng cần chú ý là trong tầng trữ n−ớc không áp và không đồng nhất bộ phận n−ớc vào đ−ợc đặt tại vị trí thấp của tầng trữ n−ớc thấp nhất nhằm nâng cao độ hạ thấp, tăng năng lực của giếng.
Động cơ và máy bơm
Đất sét Cát mịn Đất sét Cát vừa Cát rất mịn Cát vừa Đất sét Đất sét Cát thô Đất sét Đất sét
ống chứa máy bơm
Bộ phận nối giảm đ−ờng kính ống ống kín ống có khe hở ống có khe hở Sỏi đệm C át và đá dă m Tầng đá cứ ng có k h e nứ t Vỏ bảo vệ ống tạm thời Vữa xi măng 6m Mực n−ớc bơm thấp Lỗ khoan không có vỏ bọc
121 - Giếng sâu với nhiều tầng trữ n−ớc.
Nhìn chung, đối với giếng ống sâu th−ờng xuyên quá hai hoặc nhiều hơn nữa tầng trữ n−ớc khác nhau, những tầng trữ n−ớc có thể cùng một tính chất hoặc cũng có thể khác nhau nh− đã nêu ở trên. Vì thế, khả năng khai thác ở những tầng trữ n−ớc nói chung sẽ khác nhau và phụ thuộc vào các đặc tr−ng địa chất thuỷ văn của từng khu vực nh−:
- Số l−ợng các tầng trữ n−ớc đ−ợc giới hạn bởi các tầng không thấm và chiều dày của mỗi tầng trữ n−ớc.
- Số l−ợng các tầng trữ n−ớc chịu ảnh h−ởng của n−ớc m−a và n−ớc trên mặt đất. Sự liên hệ giữa các tầng tầng trữ n−ớc bị giới hạn và bán giới hạn:
- Tầng trữ n−ớc không giới hạn nằm d−ới tầng trữ n−ớc giới hạn. - Tầng trữ n−ớc không giới hạn nằm d−ới tầng trữ n−ớc bán giới hạn.
- Tầng trữ n−ớc không giới hạn nằm d−ới liên hợp các tầng trữ n−ớc giới hạn và bán giới hạn.
Trong tr−ờng hợp này, việc thiết kế giếng đặc biệt bộ phận n−ớc vào phải hoàn toàn dựa trên cơ sở các đặc tr−ng thuỷ lực của mỗi tầng trữ n−ớc và coi nh− nó không có liên quan gì với nhau.
Khi các tầng trữ n−ớc có liên quan thuỷ lực với nhau, độ hạ thấp cho phép lớn nhất là tổng các độ hạ thấp cho phép lớn nhất của tất cả các tầng trữ n−ớc. Tr−ờng hợp này các thành phần của giếng nên đ−ợc thiết kế theo kết quả tổng hợp của độ hạ thấp cho phép lớn nhất.
5. Cấu tạo của bộ phận n−ớc vào
Bộ phận n−ớc vào thực chất là một thiết bị lọc n−ớc. Nó có tác dụng tách n−ớc từ tầng trữ n−ớc đ−a vào giếng. Nói chung hầu hết các giếng khoan vào tầng trữ n−ớc đều phải bố trí bộ phận n−ớc vào. Năng lực củagiếng phụ thuộc đầu tiên vào sự phù hợp giữa các đặc tính cấu tạo của các thành phần của bộ phận n−ớc vào.
Thành phần cấu tạo của bộ phận n−ớc vào bao gồm: - Chiều dài của bộ phận n−ớc vào.
- Tổng diện tích và kích th−ớc của các lỗ n−ớc vào. - Cách bố trí và hình dạng của các lỗ n−ớc vào.
Đối với bộ phận n−ớc vào cần phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật sau: - Phải chống đ−ợc sự ăn mòn, han rỉ, h− hỏng.
- Phải đủ độ bền về mặt kết cấu để chống sự sụp đổ, biến dạng.
- Bộ phận n−ớc vào phải có kích th−ớc thích hợp để ngăn chặn sự vận chuyển quá nhiều l−ợng bùn cát vào trong giếng.
- Phải bảo đảm lấy đ−ợc l−u l−ợng vào giếng theo thiết kế.
Việc thiết kế bộ phận n−ớc vào cần có những xử lý kỹ thuật cần thiết. Theo kinh nghiệm giới hạn an toàn của vận tốc chảy vào giếng qua bộ phận n−ớc vào biến thiên trong một khoảng khá rộng.
122
Bernison (1947) đ−a ra tiêu chuẩn vận tốc tại cửa vào qua bộ phận n−ớc vào là 3 ữ 7,5 cm/s thì đầu n−ớc tổn thất cũng nh− l−ợng bùn cát vào giếng là nhỏ nhất. Sinsley và Frazani (1984) đề nghị vận tốc tại cửa vào phải nhỏ hơn 15 cm/s thì l−ợng bùn cát và tổn thất đầu n−ớc là ít nhất. Có sự khác nhau này có thể do cỡ hạt của tầng đệm lọc n−ớc có thể khác nhau.
Để đảm bảo n−ớc vào giếng không bị tắc nghẽn chiều sau bộ phận n−ớc vào cho một giếng trong tr−ờng hợp không có đá sỏi đệm xung quanh có thể tính theo công thức của Walton (1962): 0 0 0 V A Q h= Trong đó:
h: Chiều sâu bộ phận n−ớc vào (m)
Q0: L−u l−ợng lớn nhất của giếng (m3/phút)
A0: Diện tích lỗ cho 1 m chiều dài thiết bị n−ớc vào (m2)
V0: Vận tốc tại cửa vào qua các lỗ của bộ phận n−ớc vào (m/phút).
Ph−ơng trình trên cũng dùng để xác định chiều sâu của thiết bị n−ớc vào có lớp đệm cuội sỏi.
Trong tr−ờng hợp này giá trị trung bình của tốc độ thấm trong tầng trữ n−ớc và lớp đệm cuội sỏi đ−ợc dùng để xác định vận tốc cửa vào của bộ phận n−ớc vào.