Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐỂ THỰC HIỆN QUÁ TRÌNH PHỤC HỒI ĐỘ NHẢ NƯỚC
3.2 Thiết kế giếng khai thác nước ngầm
3.2.3 Thiết kế giếng khoan khai thác
3.2.3.4 Chiều sâu của bộ phận lọc nước vào thân giếng
Chiều sâu tối ưu của bộ phận lọc nước vào ở thân giếng được xác định có liên quan đến bề dày của tầng chứa nước, độ hạ thấp mực nước của nước ngầm khi khai thác và sự phân tầng, phân lớp địa chất của tầng chứa nước.
E. Johnson (1966) đã đưa ra chiều sâu của bộ phận lọc nước vào thân giếng với các điều kiện địa chất khác nhau:
- Trong tầng địa chất có áp lực và đồng nhất, hàm lượng cát chiếm 70 ÷ 80%, với yêu cầu mực nước giếng trong khi bơm không được hạ thấp hơn đỉnh của tầng chứa nước (tốt nhất là cao hơn đỉnh tầng chứa nước một một khoảng nào đó). Đoạn ống làm bộ phận lọc nước vào thường được chia thành những đoạn bằng nhau rồi đục lỗ những đoạn cho nước vào xen kẽ với những đoạn ống kín không đục lỗ. Hình thức này có thể đưa năng lực khai thác của giếng đạt 90% (hoặc hơn) lưu lượng tối đa có thể khai thác, nếu đoạn ống làm bộ phận lọc nước vào xuyên hết tầng chứa nước.
- Trong tầng chứa nước có áp nhưng không đồng nhất thì bộ phận lọc nước vào nên có chiều sâu bằng bề dày tầng chứa nước.
- Trong tầng chứa nước không có áp (có mực nước ngầm) chiều sâu bộ phận lấy nước chỉ bằng 1/3 chiều dày tầng chứa nước (một số trường hợp thuận lợi có thể chọn chiều sâu bộ phận lọc nước vào bằng 1/2 chiều dày tầng chứa nước). Năng lực của giếng sẽ được nâng lên.
Đối với trường hợp này, việc lựa chọn chiều sâu của bộ phận lọc nước vào phải có sự so sánh tác động của hai yếu tố: Một là, chọn chiều sâu lớn nhất có thể lấy được lưu lượng lớn hơn nó sẽ giảm được sự tập trung của dòng chảy vào giếng, nhưng lại hạ thấp mực nước ngầm đáng kể. Mặt khác, nếu chọn chiều sâu bộ phận lọc nước vào đủ dài, đỡ tốn kém nhưng vẫn lấy được lưu lượng yêu cầu.
Độ hạ thấp mực nước trong giếng thường là từ mực nước ngầm tĩnh đến đỉnh bộ phận lọc nước vào. Tuy nhiên, đối với vùng nước ngầm không áp (có mực nước ngầm) phải dùng máy bơm để bơm nước. Vì thế, mực nước trong
giếng đã hạ thấp phải cao hơn đỉnh bộ phận lọc nước vào để đảm bảo lấy được lưu lượng lớn nhất theo thiết kế.
Bộ phận lọc nước vào thường được đặt thấp hơn tầng chứa nước và thường đặt ở lớp cuối cùng của tầng chứa nước.
Hình 3.13 Bộ phận lọc nước vào Hình 3.14 Giếng khoan không có ống lọc được đặt ở tầng chứa nước bảo vệ trong nền đá vững chắc
- Trong tầng chứa nước không áp và không đồng nhất: Nguyên tắc bố trí bộ phận lọc nước vào của trường hợp này cũng giống như trường hợp tầng chứa nước có áp và không đồng nhất. Nhưng cũng cần chú ý là trong tầng chứa nước không áp và không đồng nhất, bộ phận nước vào được đặt tại vị trí thấp nhất nhằm nâng cao độ hạ thấp, tăng năng lực của giếng.
- Giếng sâu với nhiều tầng chứa nước: Nhìn chung, đối với giếng khoan sâu thường xuyên quá hai hoặc nhiều hơn nữa tầng chứa nước khác nhau, những tầng chứa nước có thể cùng một tính chất hoặc cũng có thể khác nhau như đã nêu ở phần trên. Vì thế, khả năng khai thác ở những tầng chứa nước nói chung sẽ
khác nhau và phụ thuộc vào các đặc trưng địa chất thủy văn của từng khu vực như:
+ Số lượng các tầng chứa nước được giới hạn bởi các tầng không thấm và chiều dày của mỗi tầng chứa nước.
+ Số lượng của các tầng chứa nước chịu ảnh hưởng của nước mưa và nước trên mặt đất.
- Sự liên hệ giữa các tầng chứa nước bị giới hạn và bán giới hạn:
+ Tầng chứa nước không giới hạn nằm dưới tầng chứa nước giới hạn.
+ Tầng chứa nước không giới hạn nằm dưới tầng chứa nước bán giới hạn.
+ Tầng chứa nước không giới hạn nằm dưới liên hợp các tầng chứa nước giới hạn và bán giới hạn.
Trong trường hợp này, việc thiết kế giếng, đặc biệt là bộ phận lọc nước vào phải hoàn toàn dựa trên cơ sở các đặc trưng thủy lực của mỗi tầng chứa nước và coi như nó không có liên quan gì với nhau.
Khi các tầng chứa nước có liên quan thủy 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 chứa nước. Trường hợp này các thành phần của giếng nên được thiết kế theo kết quả tổng hợp của độ hạ thấp cho phép lớn nhất.