كيف تحفر بئر ماء

آبار المياه

يُعرَّف بئر الماء بأنّه فتحةٌ عميقةٌ في باطن الأرض، تُجمّع المياه فيه، حيث تُصنَّف مياهه بأنّها مياهٌ جوفيّةٌ، وتُعدّ مياه الآبار مصدراً رئيسيّاً للمياه؛ إذ تساهم بشكلٍ كبيرٍ في تغطية حاجات الإنسان اليوميّة، وتُستَخدم كذلك للزّراعة، والصّناعة؛ فبعد هطول المطر على سطح الأرض تتسرّب الأمطارُ وتتجمّع في باطن الأرض، حتّى تصل إلى خزّان المياه الجوفيّة، وهو عبارةٌ عن منطقةٍ من التّربة والصّخور الممتلئة بالمياه، ويتأثّر مستوى الماء داخل الخزّان بتغيّر الفصول طوال السّنة، وقد يبقى مستواه ثابتاً ما لم يُسحَب منه أو من الخزّانات المجاورة له.^[١]

الإجراءات المُتّبعة قبل حفر بئرٍ

يجب الاهتمام بالأمور الآتيةِ قبل البدء بحفر أيّ بئرٍ:^[٢][٣]

• إجراء تقييمٍ هيدروليكيّ للموقع؛ لمعرفة نوعيّة التّربة، ومدى نفاذيّتها، ومساميّتها.
• التأكّد من أنّ الموقع المُراد الحفر فيه بعيدٌ عن أيّ مصدر تلوّثٍ، مثل: أنظمة الصّرف الصحيّ، وخزّانات الوقود، وأماكن تخزين المبيدات الحشريّة، والأسمدة.
• فحص الماء الموجود داخل البئر فحصاً: كيميائيّا، وبيولوجيّاً، وفيزيائيّاً.
• دراسة الجدوى الاقتصاديّة لعمليّة الحفر، عن طريق معرفة كميّة الماء داخل البئر، وتأثُّر هذه الكميّة بتكلفة ضخّ المياه لاحقاً.

طرق حفر الآبار

الطّريقة اليدويّة

الطّريقة اليدويّة (بالإنجليزية: Hand Dug Method) هي الطّريقة التقليديّة المُستخدَمة في العديد من الدّول النّامية للحصول على الماء؛ حيث يتمّ الحفر باستخدام المِجرفة والمعول؛ لحين الوصول إلى مُستوى الماء، وهي طريقةٌ ملائمةٌ للأراضي ذات التّربة الرمليّة والطينيّة، ومن الصّعب استخدامها للأرض الصخريّة؛ وذلك لصعوبة الحفر اليدويّ في الصّخور، ويتراوح عمق الحفر ما بين 5-30م، أمّا قطر البئر فقد يصل إلى 1.5م تقريباً، ويُبطّن البئر بالإسمنت المُسلّح، وألواح الخشب، أو باستخدام حلقاتٍ من الفولاذ؛ لمنع انهيار جدرانه.^[٤]

الإيجابيّات:

من إيجابيّات الطريقة اليدويّة:^[٤]

• عدم الحاجة إلى عمّالٍ مَهَرةٍ للقيام بعمليّات الحفر.
• بساطة الأدوات المستخدمة، وقلّة تكلفتها.

السلبيّات:

من سلبيّات الطريقة اليدويّة:^[٤]

• الحاجة إلى وقتٍ طويلٍ لإتمام العمل.
• الافتقار إلى السّلامة العامّة أثناء القيام بالعمل.
• إمكانيّة تراكم الملوّثات، والجراثيم داخل البئر.
• محدوديّة عمق البئر المحفور.

طريقة الدّفع

تُستخدَم طريقة الدّفع (بالإنجليزية: Driven Method) عندما يكون مستوى الماء قريباً من سطح الأرض، وذلك عن طريق دفع أنبوب ذي قطرٍ صغيرٍ إلى داخل الأرض، ويحوي الأنبوب مصفاةً في نهايته؛ وذلك لتصفية الماء الّذي يمرّ فيه، ويعتمد العمق الذي يصل إليه الحفر في هذه الطّريقة على: قوّة الاحتكاك بين الأنبوب والحبيبات الصخريّة، والقوّة الدّافعة المُتاحة، وقد يصل أعلى عمقٍ محفورٍ بهذه الطريقة إلى 25-30م، وتصلح طريقة الدّفع في حال كانت الأرض مُكوّنةً من تربةٍ رمليّةٍ أو حصويّةٍ.^[٥][٦]

الإيجابيّات:

من إيجابيّات طريقة الدّفع:^[٧]

• سرعة الإنشاء؛ إذ يُبنى البئر في عدّة ساعاتٍ فقط.
• عدم الحاجة إلى عمّالٍ مهرةٍ لإنجاز العمل.
• تكلفةٌ أقلُّ مقارنةً بالطّرق الأخرى.

السلبيّات:

من سلبيّات طريقة الدّفع:^[٧]

• محدوديّة استخدام هذه الطّريقة للأراضي ذات التربة الرمليّة، والحصويّة فقط.
• محدوديّة العمق الذي قد يصل إليه الأنبوب.
• إمكانيّة تآكل الأنابيب، وتلفها.
• إمكانيّة تسرّب الرّمال إلى رأس الأنبوب عند بداية الحفر.
• إمكانيّة تلوّث المياه في حال تآكل الأنبوب.
• صعوبة تنظيف البئر.
• محدوديّة عمر البئر بالمقارنة مع الأنواع الأخرى.

الحفر بالدقّ

تُصنّف طريقة الحفر بالدقّ (بالإنجليزية: Drilling Method) إلى نوعين:هو عبارةٌ عن حبلٍ سميكٍ، يتراوح سمكه بين 16-25مم،^[٨]

• الحفر بالآلة السلكيّة (بالإنجليزية: Cable Tool Drilling Method): يتمّ إنزال عمود الحفر في هذه الطريقة؛ وذلك لتحطيم الصّخور والتّراب والحصى المتماسك، ويؤدّي تكرار هذه العمليّة إلى عمل ثقبٍ أسطوانيّ الشّكل داخل العمود، ويتكوّن عمود الحفر من خمسة أجزاءٍ، وهي:^[٨]
  • رأس الحفّارة (بالإنجليزية: Drill Bit): هو الجزء الذي يحطّم الصّخور عند ارتطامه بها.
  • عمود الحفّارة (بالإنجليزية: Drill Stem): هو عبارةٌ عن الأنبوب الذي يُحافظ على استقامة البئر بشكلٍ عموديٍّ، كما يُعطي ثقلاً لرأس الحفّارة؛ لمنحها القوّة لتحطيم الصّخور.
  • رجّاجات الحفّارة (بالإنجليزية: Drilling Jars): تُزيل رجّاجات الحفّارة المصنوعة من الحديد الصّلب العوالق الصخريّة والرمليّة المُتراكمة على عمود الحفّارة ورأسها.
  • حبل الحفّارة (بالإنجليزية: Drilling Cable): يحمل أداة الحفر ويُديرها.
  • تجويف الحبل (بالإنجليزية: Swivel Socket): هو الذي يربط رأس الحفّارة، وعمودها، والرجّاجات بحبل الحفارة، ويُعطي وزن هذا التجويف الرجّاجاتِ قوّةً إضافيّةً؛ لمساعدتها على القيام بعملها.

الإيجابيّات:

من إيجابيّات الحفر بالدق الآتي:^[٨]

• إمكانيّة الحفر لعمق قد يصل إلى 91.5-1520م.
• سهولة تنظيف الآلة.
• انخفاض الطّاقة اللّازمة لتشغيل الآلة.
• انخفاض احتماليّة تلوّث البئر.
• الحاجة إلى شخصٍ واحدٍ فقط لتشغيل الآلة.
• إمكانيّة استخدام الآلة في الأراضي الوعرة.
• إمكانيّة استخدام الآلة عند أيّ درجة حرارةٍ.

السلبيّات:

تُلخّص سلبيّات الحفر بالدقّ كالآتي:^[٨]

• انخفاض معدّلات التّهوية داخل البئر.
• ارتفاع تكاليف تبطين البئر؛ نظراً لكبر العمق والقطر.
• الحاجة إلى وقتٍ زمنيٍّ أطول للحفر، خاصّةً في المناطق الوعرة.

• الحفر الدوّار (بالإنجليزية: Rotary Drilling Method): تمّ ابتكار هذه الطّريقة للوصول إلى أعماقٍ أطول بسرعةٍ أكبر؛ حيث تتمّ بدوران رأس الحفّارة لتحطيم الصّخور، ومن ثمّ إزالة الحطام عن طريق تدوير سائلٍ، وتتكوّن هذه الآلة من أربعة أجزاء، وهي:^[٨]
  • رأس الحفّارة (بالإنجليزية: Drilling Bit): هو الجزء الذي يدور، وذلك لتحطيم الصّخور.
  • طوق الحفّارة (بالإنجليزية: Drilling Collar): هو الجزء الذي يتّصل برأس الحفّارة، ويُحافظ على استقامة البئر بشكلٍ عموديٍّ، كما يُعطي ثقلاً لرأس الحفّارة؛ لمنحها القوّة لتحطيم الصّخور.
  • أنبوب الحفر (بالإنجليزية: Drill Pipe): هو عبارة عن مجموعة من الأنابيب التي يبلغ طولها 6.1م، ومن الممكن أن توجد بأطوالٍ أخرى، وظيفتها الأساسيّة تمرير السّائل من السّطح إلى رأس الحفّارة.
  • القلم (بالإنجليزية: Kelly): هو عبارةٌ عن أنبوبٍ يوجد أعلى آلة الحفر، يضمن دوران السّائل من وإلى رأس الحفّارة، كما يُبقي الحركة الدورانيّة لرأس الحفّارة.

الإيجابيّات:

من إيجابيّات الحفر الدوّار:^[٨]

• ارتفاع مقدار التّهوية، مقارنةً بالطّرق الأخرى.
• الحاجة إلى أقلّ نوعٍ من التّبطين، مقارنةً بالأنواع الأخرى.
• إمكانيّة إضافة مصافٍ؛ لتصفية المياه بسهولةٍ أكبر.

السلبيّات:

من سلبيّات الحفر الدوّار:^[٨]

• التّكلفة العالية لمعدّات الحفر والصّيانة.
• محدوديّة حركة الآلة، واعتمادها على ميل الأرض واتّجاه الحركة.
• الحاجة إلى طاقم للعمل لا يقلّ عن عاملين اثنين.
• عدم إمكانيّة العمل عند انخفاض درجات الحرارة.

كيفيّة استصلاح الآبار ومعالجتها

تُصلح الآبار وتُعالج كالآتي:^[٩]

الطريقة الميكانيكيّة

تُصلح الآبار بالطّريقة الميكانيكيّة (بالإنجليزية: Mechanical Method) عن طريق إنزال فرشاة أسفل البئر، وتنظيف جدرانه من الرّواسب العالقة به، ومن الممكن أن تُسحَب الأنابيب خارج البئر، وتُنظَّف، ويُستبدل التّالف منها.

الطريقة الكيميائيّة

يُعالج البئر بالطريقة الكيميائيّة (بالإنجليزية: Chemical Method) باستخدام الأحماض والمواد الكيميائيّة، دون إخراجها من البئر، كما يجب أن تُجرى عمليّة تعقيمٍ شاملةٍ للبئر قبل البدء بالضخّ؛ وذلك لقتل كافّة الجَراثيم والفَيروسات التي تَكون عالقةً داخله؛ حيث تدخل من السّطح عن طريق الأيدي المُلوّثة، أو الحيوانات، أو تسرّب المواد الملوّثة وتلويثها لمياه البئر.

المراجع

1. ↑ Science for Changing world Staff (2016-12-2), "Groundwater: Wells"، Science for Changing world, Retrieved 2016-12-4. Edited.
2. ↑ Thomas Harter (2003), Water Well Design and Construction, California: UNIVERSITY OF CALIFORNIA, Page 1. Edited.
3. ↑ Alberta Staff (2016-2-17), "Design and Construction of Water Wells"، Alberta, Retrieved 2016-12-4. Edited.
4. ^ ^{أ ب ت} WaterAid technology briefs (2013-1), Hand-dug wells, Page 1. Edited.
5. ↑ RWSN Staff, "Driven Wells"، RWSN, Retrieved 2016-12-4. Edited.
6. ↑ Wellowner Staff, "Types of Wells"، Wellowner, Retrieved 2016-12-4. Edited.
7. ^ ^{أ ب} Myron Fuller‏, Underground Waters for Farm Use, United States: Government Printing Office, Page 37. Edited.
8. ^ ^{أ ب ت ث ج ح خ} Fletcher Driscoll (1986), Groundwater and Wells , United States: Johnson Screen, Page 270. Edited.
9. ↑ Alexis Brumm (2014), The Value of Water Well Rehabilitation, Page 1. Edited.