Kapalı su döngüsü ve doğal önkoşullar

Su hareketinin doğal döngüsü, dünyanın başlangıcından bu yana yürürlükte olan katı kurallara göre işler. Su toprak yüzeyinden, derelerden, nehir yataklarından ve denizden buharlaşarak atmosferin üst katmanlarında bulutlar oluşturur. Su buharının soğuması, toprağı ıslatan yağış oluşturur. Su daha sonra yüzeydeki geçirgen katmanlardan sızarak yeraltı gölleri, nehirler ve akarsular oluşturur. Su, geçirimsiz katmanlar üzerinden gözenekler ve çatlaklar boyunca hareket ederek tekrar yüzeye çıkarak yaylar oluşturur ve bu yaylar sonunda daha büyük su kütlelerine geri akar ve böylece döngü kapanır.

Su kaynaklarının eşit olarak dağılmadığı bilinen bir gerçektir. Zengin kaynaklara sahip bölgeler bol olsa da bitki örtüsünden tamamen yoksun geniş çöl alanları vardır. Tarihsel olarak, en büyük insan yerleşimleri yalnızca içme suyu tedarikinin kalıcı olarak sabitlendiği yerlerde oluşmuştur. Daha kurak bölgelerdeki nüfusun ihtiyaçlarına yanıt vermek için, yeraltı suyunun oluşumu ve hareketi ile ilgili faktörleri inceleyen bir bilim dalı olan hidrojeoloji geliştirildi. Aynı suyun tekrar yüzeye çıktığı yeri kesin olarak belirlemek için genellikle çukurlara boyalar eklenir.

Jeomorfolojik varlıklar ve kabartma özellikleri

Sahada maden araması yapan uzmanların, hangi toprak profilini bekleyeceklerini bilmek için sağlam bir jeolojik altyapıya sahip olmaları gerekir. Tipik yer şekilleri analiz edilerek, farklı su temini koşullarını açıkça gösteren üç karakteristik jeomorfolojik birim gözlemlenebilir:

• Ova alanlar ve nehir ovaları: Esas olarak killi, kumlu ve çakıllı çökellerden oluşurlar. Su geçirgenliğinin yüksek olması nedeniyle su varlığı yaygındır ve yeraltı suyu seviyesi doğrudan bölgedeki ana nehir yataklarının su seviyesine bağlıdır. Zorluk, durgun "havuzlar" yerine canlı akan suyun yerini tam olarak belirlemek ve ayrıca ortaya çıkan suya kullanılamaz bir çürük kokusu verebilecek turba tehlikesini belirlemektir.
• Tepelik alanlar ve dağ yamaçları: Neojen çökeltilerinden, çoğunlukla killi ve kireçtaşı marnlarından ve ara sıra kumdan inşa edilmişlerdir. Bu marnlı (geçirimsiz) alt katmanlardaki su sabit değildir ve yalnızca yağış sıklığına ve arazinin eğimine bağlıdır; bu nedenle bu tür alanlar, jeoloji açısından içme akarsularının aranması açısından son derece elverişsiz olarak kabul edilir.
• Tufanlı nehir terasları: Bunlar marn birikintileri üzerinde dururlar ve ağırlıklı olarak kuvars çakıl taşları ve ara sıra kum katmanları içeren kilden yapılmıştır. Hidrojeolojik koşullar burada çok daha elverişlidir, çünkü kumlu killi yüzey tabakası, yerçekimi ile aşağıya doğru akan doğal bir su deposu görevi görür ve bunun sonucunda bir yeraltı suyu damarı bulma şansı çok daha yüksektir.

Geçirimsiz kayalarda araştırmalar (Laporci)

Genel jeoloji, marnların ve benzeri kayaların (kumtaşı ve dolomit gibi) elverişsiz olduğunu öne sürse de, pratik, son derece karmaşık da olsa, su bulmanın mümkün olduğunu göstermektedir. Bu tür alt katmanlarda su, katmanların içinden geçmez, ancak yalnızca dar tektonik çatlaklar ve toprağın daha sonraki hareketinin yarattığı faylar yoluyla hareket eder.

Bu yeraltı akıntıları nadiren yüksek verime sahiptir (genellikle dakikada 1 ila 3 litre arasında). Çalışmalar sırasındaki en büyük sorun sondajın hassasiyetidir. 20 ila 30 metre derinlikte sadece 5 ila 10 santimetre genişliğinde bir su damarı varsa, matkabın en ufak bir sapması bile arızaya neden olur. Dikeyde yalnızca bir derecelik sapma, 10 metre derinlikte 24 santimetre, hatta 20 metre derinlikte 48 santimetre hata anlamına gelir, bu nedenle makine suyun hemen yanından rahatlıkla geçebilir. Ancak uygulamada mükemmel sonuçlar kaydedilmiştir; Bazı termal kaplıcalarda bu tür arazilerde artezyen suyu basınç altında 30 metre derinliğe kadar başarıyla pompalanırken, bazı kırsal yerleşim yerlerinde tamamı yerel su kaynağından sağlanan güçlü bir su jeti oluşturuldu.

Kuyu kapasitesi ve su temini hesaplaması

Kuyu ve sondajlardaki su seviyesi sürekli salınımlara maruz kalır; yoğun yağış nedeniyle yükselir ve kurak dönemlerde düşer. Konumu belirlerken tahmini su akışının (örneğin dakikada 2 litre, yani saatte 120 litre veya günde 2,88 metreküp) bir miktar mühendislik payı ile alınması gerekir.

Bu hesaplama ancak kuyunun kapasitesinin, dipten hidrostatik basınç hattına kadar bu hacmin tamamını depolayabilmesi veya emme borusunun hidrostatik seviyenin oldukça altına yerleştirilmesi durumunda doğrudur. Kuyunun hacmi, silindirin hacmi için klasik formüle göre hesaplanır (taban alanı su sütununun yüksekliğiyle çarpılır). Borunun iç çapı, su rezervinin oluşumunda kesinlikle çok önemli bir rol oynar.

Tablo: Bir metre kuyu yüksekliği başına su hacmi (1,00 m)

Yukarıdaki verilerden açıkça şu sonuca varılmaktadır: Hidrostatik basınç nedeniyle kuyudaki su tabandan 3 metre yükselirse, 1 metre çapındaki bir kuyu etkileyici bir şekilde 2.355 litre su tutarken, 0,30 metre çapındaki dar bir boru, yer altı damarından aynı akışa rağmen ancak 213 litre su toplayacaktır. Bu, kırsal kesimde yaşayanların, tüm ev halkı ve hayvanlar için güvenli ve yeterli miktarda su sağlamak amacıyla neden özellikle geniş kuyular kazdıklarını ayrıntılı olarak açıklamaktadır.

Su pompalı dar boruların modern kurulumları yalnızca yüksek verime sahip geniş düz alanlar için tavsiye edilirken, engebeli ve engebeli arazilerde bu seçenek çoğu zaman mümkün değildir. Mesleğin genel tavsiyesi, kulübeler için kuyu çapının 60 santimetreden az olmaması, büyük tarımsal işletmeler için ise çapın en az bir metre olması gerektiğidir. Ayrıca, birbirlerinin rezervlerini istemsiz olarak tüketmemek için iki kuyunun asla aynı su kütlesine çok yakın kazılmamasını sağlamak için sıkı özen gösterilmelidir.