انواع سفره‌های آبدار

1- سفره آب آزاد

هر گاه لایه‌های نفوذ پذیر مرتبط با سطح زمین بر روی یک لایه غیر قابل نفوذ عمقی قرار گرفته باشد تشکیل سفره آب آزاد را می‌دهد. این نوع سفره آبی از بارشهای جوی بطور مستقیم تغذیه میکند و بعلت آنکه فاقد لایه پوششی غیر قابل نفوذ می‌باشد درمعرض خطر آلودگی‌های سطحی مثل فاضلاب‌ها قرار دارد. سطح آب این قبیل سفره‌ها که با کم و زیاد شدن تغذیه و یا برداشت آب ، بالا و پایین می‌گردد ، بنام سطح آب آزاد یا سطح ایستابی (Water Table) نامیده می‌شود.

2- سفره آب نیمه آزاد

 اگر چنانچه سفره آب بوسیله لایه غیر قابل نفوذ و یا کم نفوذ پوشیده شده باشد بطوریکه سطح آب سفره بالاتر از سطح تحتانی لایه پوششی قرار داشته باشد، بنام سفره آب نیمه آزاد یا نیمه تحت فشار نامیده می‌شود.

3- سفره آب تحت فشار

اگر چنانچه سفره آب زیرزمینی توسط دو لایه غیر قابل نفوذ و یا نیمه قابل نفوذ از پایین و بالا احاطه شده باشد، تشکیل سفره آب تحت فشار را می‌دهد. چنانچه دراین گونه سفره‌ها چاهی حفر گردد، سطح آب چاه بالاتر از سطح ایستابی سفره قرار می‌گیرد بطوریکه ممکن است آب تا نزدیکی سطح زمین برسد که به آن سفره نیمه آرتزین می‌گویند و یا آنکه آب از دهانه چاه به بیرون سرازیر شود که به آن سفره آبدار آرتزین یا سفره آبدار تحت فشار با جریان آزاد می‌گویند. تغییرات سطح آب این قبیل چاهها بستگی به فشار آب ناشی از شیب لایه آبدار، اختلاف ارتفاع منطقه تغذیه با محل تخلیه (دهانه چاه) بزرگی خلل و فرج و شکاف‌های لایه آبدار دارد. سطح آب فرضی در داخل سفره تحت فشار و یا سطح آب در داخل چاه حفر شده در این سفره را سطح پیزومتریک (piezometric) می‌گویند.

در اثر برداشت بیش از حد آب از سفره تحت فشار و کاهش ارتفاع آّب ، سطح پیزومتریک به زیر سطح پائینی طبقه غیر قابل نفوذ یا نیمه قابل نفوذ پوششی افت کرده و سفره آب آزاد بوجود می‌آید.

4- سفره آب معلق

چنانچه بخشی از منطقه تهویه بوسیله یک لایه غیر قابل نفوذ در بالای ناحیه اشباعی از سفره آزاد آب جدا شده باشد و آبهای فرو رو سطحی در آن ذخیره شود، تشکیل سفره آب معلق را می‌دهد. این قبیل سفره‌ها به دلیل وسعت کم و ضخامت اندک فاقد آبدهی مکفی و دائمی‌می‌باشند. سطح آب چنین سفره‌هائی به راحتی تحت تاثیر بارشهای جوی، برداشت آب و یا عمل تبخیر در فصول گرم در نوسان می‌باشد.

سنگ‌شناسی آذرین، رسوبی و دگرگونی در ارتباط با ذخائر آبی:

کانی‌ها به صورت انفرادی و یا تجمعی سنگها را به وجود آورده‌اند. لذا شناخت آندسته ازکانی‌ها که درارتباط با ذخائر آبی می‌باشند حائز اهمیت است. برای تعیین مشخصات یک کانی خارج از محیط آزمایشگاه از وسایلی همچون چاقو، محک (یک قطعه چینی بدون لعاب)، ذره‌بین دستی با بزرگنمایی 10، اسید هیدروکلریک رقیق (جوهر نمک) و آهنربا می‌توان بهره جست. کانیها را براساس درجه سختی به ده قسمت دسته کرده اند که هر کانی می‌تواند کانی قبلی خود را خراش بدهد:

     1- تالک                                       6- فلد سپار

     2- ژیپس ( گچ)                             7- کوارتز

     3- کلسیت (آهک)                           8- توپاز

      4-فلوئورین                                  9- کرندوم

      5- آپاتیت                                    10- الماس

تالک و گچ با ناخن خط بر می‌دارند. کلسیت یا سنگ آهک، فلورین و آپاتیت با چاقو خط بر می‌دارند. البته آهک با اسید هیدروکلریک رقیق می‌جوشد و گاز کربنیک آزاد می‌کند.

سنگ شناسی (petrology) علم مطالعه سنگهای سازنده پوسته زمین  (Litospher) می‌باشد. سنگها را بر مبنای طرز تشکیل آنها به سه دسته تقسیم می‌نمایند:

سنگ های آذرین (Igneous Rocks):

از سرد شدن مواد مذاب درونی زمین بوجود می‌آیند و شامل سنگهای آذرین درونی و بیرونی می‌باشند.

سنگهای آذرین بیرونی (volcanic rocks) در اثر فورانهای آتشفشانی بوجود آمده و بسرعت سرد شده و مخفی بلورمی باشند. بازالت یا سنگ پا با ترکیب قلیائی و ریولیت به رنگ خاکستری روشن باترکیب اسیدی از سنگهای آذرین بیرونی هستند. کوه دماوند یک آتشفشان خاموش متعلق به اواخر دوران سوم و اوایل دوران چهارم زمین شناسی است.

سنگهای آذرین درونی (plutonic rocks) مثل گرانیت در زیر لایه‌های پوسته زمین و بتدریج سرد شده‌اند و بافت آنها از کانیهای متبلور درشت و ریز بوجود آمده است. کوه الوند همدان از جنس سنگهای گرانیتی می‌باشد.

سنگ های دگرگونی

سنگ های آذرین و رسوبی اعماق زمین چنانچه بمدت طولانی تحت تاثیر فشار و حرارت و یا محلولهای شیمیایی فعال قرار گیرند به سنگهای دگرگونی (Metamorphic rocks) تبدیل می‌شوند. این سنگها لایه لایه بوده و کانیها در جهت معینی امتداد یافته‌اند. سنگ شیست از دگرگونی رسوبات رسی به وجود آمده است. سنگهای دگرگونی ممکن است بصورت ناحیه‌ای در محل ناودیس‌ها (Syncline) و یادگرگونی مجاورتی در اثر بالا آمدن توده‌های گرم گرانیتی از اعماق زمین، بوجود آمده باشند. سنگ های آذرین و دگرگونی از نظر پتانسیل آبی فاقد ارزش می‌باشند و لذا از توضیحات بیشتر خودداری می‌شود.

سنگ های رسوبی (sedimentary Rocks):

سنگ های رسوبی از نظر منشاء تشکیل به دو دسته سنگهای تخریبی مکانیکی و شیمیایی تقسیم می‌شوند:

سنگ های رسوبی تخریبی: از سخت شدن مواد حاصل از تخریب سنگهای رسوبی، آذرین و یا دگرگونی قدیمی‌تر که توسط جریان آب و یا باد حمل شده و در محیط‌های دریائی و یا خشکی ته نشین شده‌اند، بوجود آمده است.

قطعات سنگهای حمل شده با طی مسافت طولانی زوایای تیز خود را از دست داده و گرد می‌شوند. این قطعات گرد شده چنانچه بوسیله سیمان آهکی یا سیلیسی محلول در آب حوضه رسوبی به یکدیگر جوش بخورند تشکیل سنگ یک پارچه‌ای را بنام سنگ جوش (کنگلومرا Conglomerate) می‌دهند. چنانچه قطعات سنگی مسافت کمی‌را طی نموده و زوایای تیز خود را حفظ کرده و بوسیله سیمان بیکدیگر جوش خورده باشند تشکیل سنگ برش (Breccia) را می‌دهند.

از رسوب خاکهای رسی، سنگ رس (Clay stone) و از رسوب دانه‌های ماسه و بهم چسبیدن آنها توسط سیمان، ماسه سنگ (Sand stone) بوجود می‌آید. سنگ توف (Tuff) از رسوب خاکسترهای آتشفشانی در آب دریاها بوجود می‌آید مثل سنگ‌های سبز شمال تهران.

سنگهای رسوبی شیمیایی از رسوب املاح کربنات کلسیم، سیلیس، سولفات ها و انواع نمک های محلول در اثر فعال و انفعالات شیمیایی درآب دریا‌ها بوجود می‌آیند. سنگ آهک (Limestone)، چرت (Chert) با ترکیب سیلیسی ،  سنگ گچ (CaSo4, 2 H2O) وسنگهای نمکی با ترکیب NaCl , KCl از این دسته می‌باشند.

همچنین ممکن است سنگهای آهکی از بقایای مرجانها و اسفنجهای دریائی که از املاح آهک محلول در آب دریا تغذیه می‌کنند و یاتجمع پوسته آهکی صدفهای دریایی بوجود  آمده باشد. از مشخصه‌های سنگهای رسوبی، لایه لایه یا مطبق بودن آنها می‌باشد.

سنگ های آهکی از نظر پتانسیل ذخائر آبی اهمیت خاصی دارند. آب باران با حل کردن گاز کربنیک موجود در هوا خاصیت اسیدی پیدا کرده و در نتیجه نفوذ در داخل درز و شکاف‌ها می‌تواند آنرا در خود حل کرده و به مرور موجب وسیع تر شدن این مجاری و فضاها شود. با فراخ شدن این مجاری در طول میلیونها سال حفرات کارستی بسیار بزرگی در دل کوهها بوجود می‌آید که چنانچه راه فراری نداشته باشند، مخزن خوبی برای آبهای نفوذی ‌خواهند بود. چنانچه در حین حفاری در سازندهای آهکی به چنین غارهایی برخورد شود می‌باید بسیار با احتیاط عمل نمود تا مبادا ادامه حفاری و برخورد به غارهای خشک سبب فرار آب این مخازن طبیعی شود. غار علیصدر همدان نمونه بارز یک غار کارستی آبدار بزرگ می‌باشد.

با تغییرات عمق حوضه رسوبی در طول زمان، ممکن است لایه‌های آهکی مخصوص اعماق زیاد بصورت تدریجی به لایه‌های آهک مارنی و سپس مارن که خاص اعماق کمتر است، تبدیل شوند. درمناطقی که چنین رسوباتی بصورت متناوب قرار گرفته باشند (نواحی جنوب استان فارس) به علت آنکه لایه‌های مارنی غیر قابل نفوذ می‌باشند، ممکن است لایه‌های آهکی به علت ضخامت کم و یا پوشش مارنی و یا وجود ناخالصی مارن در متن آهک، فاقد ذخائر قابل توجه آب باشند. لذا توصیه می‌شود قبل از اقدام به حفاری، بررسی و مطالعات زمین شناسی و ژئوفیزیکی برای تعیین غارهای آهکی آبدار انجام شود.

سازندهایی مثل سروک، آسماری، جهرم، تاربور، لار، مزدوران، تیرگان، شتری، جمال، سنگ آهک قم و سنگهای آهکی کرتاسه از مهمترین سازندهای کارستی کشورمان می‌باشند که در شرایط مناسب آب و هوایی ذخایر عظیمی از آب زیرزمینی می‌تواند در آنها تشکیل شود.

توضیح اینکه مارن یا گل سرشور به رنگهای سبز ، سبز کبود، کرم روشن  قهوه‌ای از ته نشست خاک رس در محیطهای آبی حاوی آهک محلول بوجود می‌آید . خاک مارن با جذب آب به صورت گل چسبنده در ‌آمده و آب را از خود عبور نمی‌دهد و بعد از خشک شدن سخت و شکننده می‌شود . نسبت مخلوط خاک رس و آهک از 35 تا 65 درصد متغییر است و با تغییرات نسبت رس و آهک، سنگ حاصله بنام مارن آهکی، مارن و آهک مارنی نامیده می‌شود یکی از راه‌های شناخت مارن خاصیت جذب آب آن می‌باشد به طوریکه به زبان خیس می‌چسبد. لایه‌های مارنی به علت خاصیت جذب آب در حین حفاری متورم شده و با تنگ کردن مجرای چاه باعث گیر افتادن سر مته حفاری و ابزار متصل به آن می‌شوند. توصیه می‌شود برای کاهش میزان جذب آب و در نتیجه بادکردگی لایه های مارن و رس مقداری نمک طعام به آب حفاری اضافه شود.

آن دسته ازمواد رسوبی که در خشکی‌ها توسط آبهای جاری موقت و یا دائمی، ‌باد و یا یخچالهای طبیعی بوجود آمده اند و متعلق به دوران چهارم زمین شناسی هستند به علت جوان بودن معمولاً فاقد سیمان بوده و یا اینکه سیمان بین دانه‌ها بسیار ضعیف می‌باشد. رسوبات آبرفتی منفصل ماسه و گراول بدلیل تخلخل و نفوذ پذیری بالا و ظرفیت زیاد ذخیره سازی آب مهمترین سفره‌های آبدار را تشکیل می‌دهند که بعلت سهولت حفاری و عمق کم سطح ایستابی بیشترین تعداد چاه‌های بهره برداری آب کشور را شامل می‌شوند. رسوبات منفصل با پتانسیل ذخیره سازی آب به اشکال گوناگون به شرح ذیل بوجود می‌آیند.

زمین‌شناسی سفره‌های آبدار آبرفتی

الف- دره‌ها یا گودیهای مدفون

دره‌ها و یا گودیهای قدیمی‌در مناطق کوهستانی اگر توسط واریزه‌های درجا و یامواد حمل شده توسط سیلابها و یخچالهای طبیعی پر شده و در زمانها بعدی توسط رسوبات جدیدتر پوشیده شده باشند، می‌توانند تشکیل سفره‌های با توانائی ذخیره آب را بدهند. بدیهی است که جنس سنگهای کوههای منشاء تشکیل دهنده این سفره‌ها می‌باید از سنگها و مواد غیر قابل نفوذ مثل مارن، سنگ رس، گچ و مواد مشابه نباشد. این قبیل سفره‌ها یا از طریق درز و شکاف و شکستگی‌های کوههای مجاور تغذیه می‌گردند و یا اینکه مستقیماً از طریق مواد رسوبی پوشاننده سطحی. حجم آب ذخیره شده به عمق و وسعت دره‌ها و ضخامت رسوبات نفوذ پذیر بستگی دارد.

ب- رودخانه‌ها و آبراهه‌های مدفون

آبراهه‌های عمیق نواحی کوهستانی و رودخانه‌هایی که از زمانهای گذشته توسط قلوه سنگها و قطعات سنگهای ریز و درشت رودخانه‌ای پر شده‌اند و امروز ممکن است در بعضی موارد توسط رسوبات متفاوت سیلابی و یا بادی پوشیده شده باشند، مخازن خوبی برای تشکیل سفره‌های آبدار زیر زمینی می‌باشند.

دانه بندی رسوبات رودخانه‌ای بسیار متغیر بوده و با تغییرات آبدهی رودخانه و طول مسافت حمل مواد از ریزدانه سیلت و ماسه تا قطعات بزرگ قلوه سنگ را شامل می‌شود.

حجم آب ذخیره شده و مقدار آبدهی چاه‌های محفوره در چنین زمین‌هائی بستگی مستقیم به عمق و وسعت آبراهه و جنس و دانه بندی مواد پرکننده دارد. هر چه دانه‌ها درشت تر و یکنواختی و گردشدگی بیشتر باشد، میزان تخلخل و در نتیجه مقدار آب ذخیره شده بیشتر خواهد بود. تغذیه این قبیل سفره‌ها توسط جریانهای سطحی موقت یا دائم صورت می‌گیرد.

ج- دشتهای آبرفتی

سنگ های کوهها و ارتفاعات در اثر عوامل مخرب تکتونیکی و جوی شکسته شده و بوسیله جریانهای آبی به سمت دریاها حمل می‌گردند. این مواد در اثر حمل با یکدیگر برخورد کرده و شکسته شده و بتدریج ریزتر می‌گردند. از طرفی جریان آب که در مناطق کوهستانی بعلت شیب تند، قوی می‌باشد، با رسیدن به دشت وسیع کم شیب و پخش شدن در سطح، قدرت خود را از دست داده و دیگر قادر به حمل مواد درشت دانه نمی‌باشد. لذا این قبیل رسوبات از ناحیه کوهستانی بطرف دشت و دریا بتدریج ریز دانه می‌گردند بطوریکه در نزدیکی ساحل به رسوبات ریز دانه ماسه، سیلت و رس تبدیل می‌شوند. بهترین مثال آن رسوبات آبرفتی جلگه خوزستان می‌باشد که ازکوههای آهکی و مارنی زاگرس سرچشمه گرفته و به خلیج فارس ختم می‌گردد و رسوبات آن توسط رودخانه‌های کارون و کرخه حمل و ته نشین شده‌اند. این رسوبات در نواحی کوهپایه‌ای دزفول، شوشتر، مسجد سلیمان، رامهرمز و بهبهان قلوه سنگهای درشت دانه می‌باشند و حال آنکه در منطقه اهواز و بطرف جنوب به رسوبات ماسه‌ای دانه ریز، سیلت و رس تغییر یافته اند.

در منطقه شمال ایران بدلیل نزدیکی دریا به منطقه کوهستانی و درنتیجه مسافت کم حمل مواد و از طرفی جنس اغلب سنگها که آذرین و سخت می‌باشند، رسوبات ساحلی در بعضی مناطق از نوع قلوه سنگی و در اکثر مناطق ماسه‌ای می‌باشد. رسوبات آبرفتی دشتها خصوصاً درنواحی نزدیک به رشته کوهها، مخازن خوبی برای آبهای زیر زمینی می‌باشند و بخش عمده آبهای استخراجی زیر زمینی در ایران از این گونه منابع تامین می‌گردد. تغذیه این سفره ها در ناحیه کوهستانی از آبهای حاصل از بارش برف و باران و نفوذ در داخل شکستگی‌های سنگها و جریان آن در زیر زمین و به داخل رسوبات آبرفتی و یا از نفوذ آبهای جاری آبراهه‌ها به درون رسوبات درشت دانه مخروط افکنه ای کوهپایه‌ها و سپس جریان زیرزمینی بطرف دشت صورت می‌گیرد.همچنین در مناطقی که جنس رسوبات سطحی ازمواد نفوذ پذیر تشکیل شده باشد، تغذیه مستقیم از نزولات جوی منشاء می‌گیرد.

رسوبات منفصل آبدار

رسوبات یخچالی

از آغاز دوران چهارم زمین شناسی و در دوره پلئیستوسن (Pleistocene) که به دوران یخبندان مشهور است به مدت 2 تا 3 میلیون سال در حدود یک سوم سطح خشکی‌های زمین را توده‌های عظیم یخ فرا گرفته بود. در حدود 8000 سال پیش و با آغاز دوره عصر جدید (Holocene) همزمان با گرم شدن کره زمین و ذوب تدریجی برف‌ها از وسعت منطقه پوشیده از یخ کاسته شد. با عقب نشینی یخ‌ها، وسعت منطقه پوشیده از برف به محدوده قطب‌های جنوب و شمال فعلی کاهش یافت.

یخچال ها در مناطق کوهستانی ضمن حرکت خود به کمک قطعات سنگ و خاک همراه می‌توانند دره‌های عمیق U شکل حفر نمایند و بتدریج که شیب بستر کم می‌شود سرعت حرکت آنها نیز کم شده و با ذوب تدریجی، محتویات خود را در کف دره‌ها ته نشین نمایند.

رسوبات یخچالی بسیار ناهمگن بوده و از تخته سنگهای بزرگ تا قلوه سنگ و شن و ماسه و سیلت و رس تشکیل شده‌اند. این رسوبات معمولا فاقد لایه بندی می‌باشند. رسوبات یخچالی میلیونها کیلومتر مربع از سطح زمین را پوشانده‌اند و در مناطق شمالی آمریکا، کانادا و کشورهای شمالی اروپا و آسیا، با حفر چاه از ذخائر آبی موجود در این رسوبات استفاده می‌گردد. این رسوبات در بخش شمالی شهر تهران در بعضی مناطق دیده می‌شوند. چون حجم بیشتر رسوبات یخچالی را رسوبات ریز دانه رس و سیلت تشکیل می‌دهد که در لابه لای دانه‌ها و قطعات درشت‌تر قرارگرفته‌اند، لذا میزان نفوذ پذیری و در نتیجه آبدهی آنها نسبتاً ضعیف می‌باشد.

رسوبات بادی

رسوبات بادی که در مقایسه با رسوبات رودخانه ای و یخچالی از وسعت کمتری برخوردار هستند. از مواد دانه ریز سیلت و ماسه تشکیل شده‌اند و به دو گروه لس‌ها و تپه‌های ماسه‌ای تقسیم می‌شود:

لُس‌ها (Loess): از تجمع مواد دانه ریز یکنواخت سیلتی همراه با مقدار کمی‌خاک رس و ماسه ریزدانه بوجود آمده‌اند. ممکن است در مواردی ذرات تشکیل دهنده بوسیله سیمان آهکی به یکدیگر چسبیده باشند و کلاً به دلیل ریزدانه بودن و نفوذپذیری ضعیف نمی‌توانند سفره‌های آبی قابل توجه بوجود آورند. این رسوبات متعلق به دوره پلئیستوسن بوده و بوسیله باد و یا یخچالها در سطح خشکی‌ها و یا در داخل دریاچه‌ها بوجود آمده‌اند و رنگ آنها کرم تا قهوه‌ای مایل به زرد می‌باشد. گسترش آنها از شمال اروپای مرکزی تا شرق چین می‌باشد. همچنین در دره می‌سی سی پی و شمال غربی امریکا وجود دارد. معمولاً بدون لایه بندی بوده و ضخامت آنها کمتر از 30 متر می‌باشد.

رسوبات ماسه‌ای

ماسه‌های بادی در صحراها تنها منبع تامین آب می‌باشند. نفوذپذیری آنها بالا بوده و لذا آبدهی مناسب باکیفیت مطلوب دارند. دراثر نیروی مکش پمپ آب، دانه‌های ماسه از زمین اطراف چاه مکیده شده و بتدریچ و با گذشت زمان، حفره خالی ایجاد شده تحمل نگهداری لایه‌های فوقانی را نداشته و در اثر ریزش آن و فشار به لوله جدار باعث قیچی کردن لوله‌ها و گیر افتادن پمپ و متعلقات در درون چاه می‌شود، از طرفی ورود ماسه به داخل چاه و مکش آن توسط پمپ موجبات خورندگی لوله‌ها و قطعات پمپ را فراهم می‌نماید. در مناطقی که سطح ایستابی نزدیک به سطح زمین باشد، اقتصادی ترین روش بهره برداری از این منابع آبی حفر چاه دستی دهانه گشاد و سنگ چینی دیواره آن می‌باشد.

سفره‌های آبدار ماسه‌ای با سطح ایستابی کم عمق در حد چندین‌ متر در منطقه غرب اهواز بطرف بستان و مرز عراق وجود دارد و نمونه عمیق آن که به حدود 60 تا 70 متر هم می‌رسد در بخش غربی شهرستان ایرانشهر دیده می‌شود.

برای حفر چاههای عمیق در این قبیل سفره‌ها لازم است که لوله گذاری جداره چاه با دو قطر و اختلاف حداقل 6 اینچ صورت گیرد و بین دو جدار را شن ریزی (گراول پکینگ) نمایند. البته بهتر است که در حد فاصل لوله جدار بزرگتر و زمین ، شن‌ریزی صورت گیرد تا در اثر مرور زمان و ورود تدریجی ماسه بدرون چاه، حفره ایجاد شده توسط دانه‌های شن پرشود.

رسوبات آبرفتی دانه‌ریز

رسوبات دانه ریز شیل، سیلت و رس دارای فضاهای بسیار کوچک بین دانه‌ای می‌باشند که آب ورودی به آنها در اثر نیروی جاذبه ملکولی به سطح دانه‌ها می‌چسبد و در نتیجه مانع جریان آزاد آب در بین فضاهای خالی می‌شود. لذا نفوذپذیری آنها بسیار ضعیف بوده و آبدهی چاه‌های محفوره در چنین زمین‌هائی بسیار ناچیز می‌باشد.

شیل (Shale) از تراکم مواد رسوبی تخریبی ریز دانه نظیر سیلت و خاک رس تحت نیروی فشار ناشی از وزن رسوبات پوشاننده فوقانی بوجود می‌آیدو دارای لایه بندی ظریف و نازک بوده که در اثر اعمال نیرو به موازات سطوح لایه بندی به ورقه‌های نازک تبدیل می‌شود. سطوح لایه بندی از کانیهای رسی و ذرات سیلیس تشکیل شده و بصورت سطح هوازده در آمده‌اند. عموماً نرم می‌باشند و لیکن درجه سخت شدگی آنها به اندازه‌ای است که در اثر خیس شدن متلاشی نمی‌شوند. شیلها معمولا از حداقل 50% سیلت و 35% کانی رسی یا ذرات میکا و 15% کانیهای کوارتز یا فلدسپات بوجود آمده‌اند رنگ شیلها قرمز، قهوه‌ای، سیاه و یا خاکستری می‌باشد. سیلت به ذرات موجود در خاک به قطر 002/0 تا 05/0 میلی متر می‌گویند. رس (Clay) عبارتست از کانیها و یاذرات تخریبی با هر ترکیبی و یا ذرات کانیهای رسی متبلور با قطر کمتر از 002/0 میلی متر تا4 میکرون و به 4 دسته رسهای درشت، متوسط، ریز و خیلی ریز دانه تقسیم می‌شوند. ذرات کوچکتر از 4 میکرون دارای خاصیت کلوئیدی می‌باشند.

خاک های رسی مخلوطی از ذرات کلوئیدی با خاصیت پلاستیکی شدید شامل کانیهای رس و کانیهای فرعی ذرات ریز کوارتز، فلدسپاتهای تجزیه شده، کربنات‌ها و کانیهای ترکیبات آهنی می‌باشد. مخلوط آن با آب تبدیل به گل با خاصیت تغییر شکل پذیری پلاستیکی می‌شود و نمونه ساخته شده از آن بعد از خشک شدن، شکل خود را حفظ و در اثر حرارت کاملاً سخت می‌شود. بعضی از رسها خاصیت پلاستیکی ندارند.

خاک رس از مخلوط بیش از 50% ذرات کوچکتر از 002/0 میلی متر و حداقل بمیزان یک چهارم از کانیهای رسی تشکیل شده است، برای تشخیص سیلت و رس از یکدیگر چنانچه یک مکعب به ابعاد یک سانتی‌متر از نوع خیس آنها درست نمائیم و بعد از خشک شدن کامل نمونه آنرا بین دو انگشت بفشاریم، سیلت در اثر اعمال فشار خرد می‌شود و حال آنکه رس سالم می‌ماند.

زمین‌شناسی سازندهای متراکم (سنگی) آبدار

سنگهای آهکی

سنگهای آهکی دارای تخلخل ثانویه می‌باشند و مقدار این تخلخل بستگی به درجه خلوص سنگ و میزان درز و شکافهای موجود در آن دارد. در اثر تاثیر نیروهای تکنونیکی ناشی از حرکات کوهزائی، این سنگها دچار شکستگی شده که محل مناسبی برای نفوذ بارشهای اسیدی می‌باشد. آب باران با حل کردن گازکربنیک موجود در هوا خاصیت اسیدی پیداکرده و در نتیجه سبب حل شدن آهک و گشاد شدن درز و شکافها می‌شود. جریان آب در داخل این شکافها می‌تواند آهکهای بادرجه خلوص کمتر را که همراه خاک رس می‌باشند سریعتر شسته و غارهای کوچک و بزرگ بوجود آورد.

در صورتیکه این غارها راه فرار نداشته باشند، آب در داخل آنها ذخیره شده و مخزن خوبی برای تامین آب می‌باشند. البته تعیین موقعیت غارها با روشهای ژئوالکتریکی قبل از اقدام به حفاری می‌تواند از بروز خسارت و ضرر و زیان ناشی از حفاری در آهکهای فاقد غارهای کارستی واجد آب مناسب جلوگیری نماید. بعضاً اتفاق می‌افتد چاههائی که بدون انجام مطالعات علمی‌زمین شناسی و آبشناسی در کوههای آهکی حفاری شده‌اند و به آب مناسب برخورد ننموده‌اند. در مناطقی که لایه‌های آهکی با لایه‌های مارن بطور متناوب قرار گرفته‌اند مثل نواحی شرقی و جنوب شرقی شیراز و یا نواحی جنوبی استان فارس، شانس کمی‌برای دستیابی به ذخائر آبی مناسب وجود دارد. در مناطق واقع در امتداد رشته کوههای زاگرس، آهکهای آسماری، جهرم، تاربور و شهبازان، در کوههای البرز سنگ آهک لار و کرتاسه و در رشته کوههای کپه داغ سازند مزدوران و تیرگان بهترین گزینه برای حفاری می‌باشند.

سنگ های گچی

سنگ های گچی با قابلیت انحلال نسبتاً زیاد و در نتیجه نفوذپذیری بالا، حوضه‌های آبی مناسبی را بوجود می‌آورند. البته آبهای استحصالی از این قبیل منابع دارای ترکیبات سولفاته می‌باشند که کیفیت خوبی برای شرب ندارند.

ماسه سنگ و سنگ جوش

هرگاه دانه‌های ماسه و شن و یا قلوه سنگ بوسیله سیمان آهکی یا سیلیسی به یکدیگر جوش خورده باشند، تشکیل سنگهای یکپارچه‌ای را می‌دهند که بدلیل پرشدگی خلل و فرج و فضاهای بین دانه‌ای باملاط سیمان فاقد نفوذ پذیری می‌باشند. اگر چنانچه در اثر نیروهای تکتونیکی وارده، این سنگها دارای درز و شکاف و شکستگی گردند، میتوانند مقداری آب درخود ذخیره نمایند و لیکن از نظر میزان آبدهی در اکثر مواقع فاقد ارزش سرمایه گذاری هستند.

سنگ های آذرین

سنگ های آتشفشانی با ترکیب قلیائی مثل بازالت و یا پومیس (سنگ پا) که از سرد شدن مواد مذاب جاری در سطح زمین بوجود آمده اند دارای حفره‌ها و فضاهای خالی زیادی ناشی از خروج گازهای محلول در ماده مذاب می‌باشند. این حفرات اکثراً به یکدیگر ارتباط ندارند و بهیمن دلیل نفوذ پذیری آنها خیلی ضعیف بوده و لذا نمی‌توانند سفره آبی خوبی به حساب آیند. بازالتهای ستونی منشوری شکل با درز و شکستگی‌های فراوان و یا توده‌ای شکل با مجاری متقاطع و شاخه شاخه که در اثر خروج گازها به هنگام سرد شدن سریع مواد مذاب ایجاد شده‌اند، می‌توانند محل مناسبی برای ذخیره سازی آب باشند.

خصوصیات رسوبات در ارتباط با آب

مواد رسوبی جوان متعلق به دوران چهارم زمین شناسی که حداکثر حدود 3 میلیون سال از عمر تشکیل آنها می‌گذرد بصورت رسوبات آبرفتی مخروطه افکنه‌ای ،  دریاچه‌ای و بادی و یخچالی در خشکی‌ها بوجود آمده اند، فاقد چین خوردگی بوده و شیب آنها تابع شکل توپوگرافی زمین بستر تشکیل این مواد می‌باشد. این رسوبات اکثراً دارای دانه بندی ناهمگن و از مخلوط قطعات سنگهای ریز و درشت منفصل بدون سیمان و یا با سیمان ضعیف تشکیل شده‌اند و بخش اعظم آبهای استخراجی از چاه‌های محفوره در این قبیل تشکیلات حاصل می‌شود.

از طرفی سنگهای رسوبی قدیمی‌تر از دوران چهارم زمین شناسی که در حوضه‌های رسوبی دریایی و یا بعضاً در خشکی بوجود آمده‌اند، تحت تاثیر حرکات کوهزائی دورانهای مختلف زمین شناسی قرار گرفته و به صورت چین خورده و تکتونیزه می‌باشند. این سنگها چنانچه تحت تاثیر عوامل فرسایشی قرار نگرفته باشند همگی سخت و تقریباً بدون خلل و فرج می‌باشند و در صورتی می‌توانند از نظر پتانسیل‌های آبی مورد توجه قرار گیرند که دارای درز و شکاف و فضاهای نفوذ پذیر ثانویه شده باشند. گسلها و شکستگی و درز و شکاف‌های ناشی از تاثیر نیروهای درونی زمین بصورت کششی و همچنین باز شدگی‌ها ی ناشی از انحلال و شسته شدن مواد نرمتر و یا خرد شده می‌تواند ظرفیت نفوذ پذیری و ذخیره سازی آب را در این قبیل سنگها افزایش دهد.

برای یافتن تمامی مطالب مرتبط با این مطلب در سایت از جستجوی سایت در حاشیه سمت راست و بالای صفجه استفاده فرمایید.

لیست دیگر آموزش های مرتبط

ورود به بخش آموزش های متنی GMS

ویکی نرم افزار GMS

انجمن بحث و گفتگو GMS

کلاس های بین المللی GMS

منابع آموزشی نرم افزار GMS

آموزش های ویدیویی فارسی GMS

آموزش های ویدیویی انگلیسی GMS

دانلود آخرین نسخه نرم افزار GMS

دریافت کرک نرم افزار GMS

دریافت لایسنس ارزیابی (14 روزه)

برای سفارش انجام مدل سازی اینجا کلیک کنید

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح