ตามที่ได้กล่าวมาแล้วว่าชั้นหินที่ประกอบเป็นเปลือกโลกอาจจะเป็นชั้นหินอุ้มน้ำที่ดีหรือไม่ดี สามารถจ่ายน้ำออกมาเพื่อสูบน้ำใช้ได้มาก หรือน้อยแค่ไหน ขึ้นอยู่กับสภาพธรณีวิทยา พื้นฐานของชั้นหินนั้นๆ กล่าวคือ จะขึ้นอยู่กับความพรุน (porosity) และความซึมได้ (permeability) เป็นสำคัญ
ความพรุน (Porosity )
หมายถึง จำนวนช่องว่างที่มีอยู่ในหินทั้งหมด โดยคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณทั้งหมดของหินนั้น ตัวอย่างเช่น หินทรายก้อนหนึ่งมีปริมาตร 100 ลบ.นิ้ว มีช่องว่างคิดเป็น 20 ลบ.นิ้ว หินทรายก้อนนี้ก็จะมีความพรุนเท่ากับ 20เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากน้ำบาดาลเป็นน้ำที่ถูกกักเก็บหรือแทรกตัวอยู่ในช่องว่างของหินในโซนอิ่มตัว ดังนั้น ขนาดของความพรุนก็จะเป็นตัวบ่อบอกถึงจำนวนปริมาณของน้ำบาดาลที่ถูกกักเก็บอยู่ในชั้นหินอุ้มน้ำต่างๆ ตัวอย่างของค่าความพรุนในหินชนิดต่างๆแสดงไว้ในตารางที่ 1
หมายถึง จำนวนช่องว่างที่มีอยู่ในหินทั้งหมด โดยคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณทั้งหมดของหินนั้น ตัวอย่างเช่น หินทรายก้อนหนึ่งมีปริมาตร 100 ลบ.นิ้ว มีช่องว่างคิดเป็น 20 ลบ.นิ้ว หินทรายก้อนนี้ก็จะมีความพรุนเท่ากับ 20เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากน้ำบาดาลเป็นน้ำที่ถูกกักเก็บหรือแทรกตัวอยู่ในช่องว่างของหินในโซนอิ่มตัว ดังนั้น ขนาดของความพรุนก็จะเป็นตัวบ่อบอกถึงจำนวนปริมาณของน้ำบาดาลที่ถูกกักเก็บอยู่ในชั้นหินอุ้มน้ำต่างๆ ตัวอย่างของค่าความพรุนในหินชนิดต่างๆแสดงไว้ในตารางที่ 1
ความพรุนของหินตะกอนจะขึ้นอยู่กับ (รูปที่ 5)
1.รูปร่างและการเรียงตัวของ rock particles
2.ความดี เลวในการคละและแยกระหว่าง rock particles เครื่องกรองน้ำ3.การเชื่อมประสานกันของ rock particles ในขณะที่เกิดและหลังการสะสมตัว
4.การละลายออกของแร่บางชนิดจากหิน โดยน้ำบาดาลที่ไหลหมุนเวียน
5.รอยแตกของหินทั้งแนวเอียงและแนวนอน
1.รูปร่างและการเรียงตัวของ rock particles
2.ความดี เลวในการคละและแยกระหว่าง rock particles เครื่องกรองน้ำ3.การเชื่อมประสานกันของ rock particles ในขณะที่เกิดและหลังการสะสมตัว
4.การละลายออกของแร่บางชนิดจากหิน โดยน้ำบาดาลที่ไหลหมุนเวียน
5.รอยแตกของหินทั้งแนวเอียงและแนวนอน
รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ของช่องว่าง เนื้อหิน และความพรุน
(a) หินที่มีการคัดขนาดดี และมีความพรุนสูง
(b) หินที่มีการคัดขนาดเลว มีความพรุนต่ำ
(c) หินที่มีการคัดขนาดดี และเนื้อหินเป็นหินเนื้อพรุนอยู่แล้ว ความพรุนจะสูงมากขึ้น
(d) หินที่มีการคัดขนาดดี แต่มีสารละลายแร่ธาตุอื่นมาตกผลึกแทรกตามช่องว่าง ความพรุนจะลดลง
(e) หินที่มีความพรุนสูง เนื่องจากตัวของมันเป็นหินละลายน้ำได้
(f) หินที่มีความพรุน เนื่องจากรอยแตกในเนื้อหิน
ความซึมได้ (Permeability)
หมายถึง ความสามารถของชันหินอุ้มน้ำที่จะยอมให้น้ำภายใต้ความกดดันไหลผ่านไปมาได้ ดังนั้นพวกที่มีความซึมได้ต่ำจึงเป็นชั้นหินอุ้มน้ำที่เลว กล่าวคือ จะยอมปล่อยให้น้ำส่วนน้อยที่ตัวมันเองกักเก็บอยู่ออกมาใช้ประโยชน์ โดยปกติความซึมได้ของหินจะวัดด้วยอัตราความเร็วของการไหลของน้ำคิดเป็นแกลลอนต่อวัน ผ่านพื้นที่ตัดของหิน 1 ตารางหน่วย ภายใต้ความกดดันต่างกัน 1 หน่วย (unit of hydraulic gradient) ต่อระยะทาง 1 ฟุต ค่าที่วัดได้ จะเรียกว่า สัมประสิทธิ์ของความซึมได้
ความซึมได้จะมีส่วนสัมพันธ์กับขนาดการเรียงตัวและการคลุกเคล้าของ rock particles กล่าวคือ พวกที่มีขนาดใหญ่ เรียงตัวและคลุกเคล้ากันอย่างมีระเบียบจะมีความซึมได้สูงกว่าหินที่มี rock particles ขนาดเล็กและเรียงตัวกันอย่างไม่มีระเบียบ ซึ่งเป็นเหตุผลอธิบายได้ว่าทำไมชั้นหินอุ้มน้ำที่มีช่องว่างขนาดใหญ่ สามารถจ่ายน้ำได้มากกว่าพวกที่มีช่องว่างขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น ในกรณีชั้นกรวด จะให้น้ำมากกว่าชั้นทราย ทั้งๆที่ความพรุนอาจจะเท่าๆกัน หินที่ไม่ยอมให้น้ำไหลซึมผ่าน (impermeable rocks) มักจะเป็นหินที่ปราศจากช่องว่าง หรือถ้ามีก็จะเป็นช่องว่างที่ไม่ต่อเนื่องกัน หรือช่องว่างก็มีขนาดเล็กเกินไป จนน้ำที่ถูกกักเก็บหรือแทรกอยู่ถูกแรงดึงระหว่างอณู (molecular force)ของหินดึงดูดเอาไว้ ดินเหนียว (clay) หรือ หินดินดาน (shale)
หมายถึง ความสามารถของชันหินอุ้มน้ำที่จะยอมให้น้ำภายใต้ความกดดันไหลผ่านไปมาได้ ดังนั้นพวกที่มีความซึมได้ต่ำจึงเป็นชั้นหินอุ้มน้ำที่เลว กล่าวคือ จะยอมปล่อยให้น้ำส่วนน้อยที่ตัวมันเองกักเก็บอยู่ออกมาใช้ประโยชน์ โดยปกติความซึมได้ของหินจะวัดด้วยอัตราความเร็วของการไหลของน้ำคิดเป็นแกลลอนต่อวัน ผ่านพื้นที่ตัดของหิน 1 ตารางหน่วย ภายใต้ความกดดันต่างกัน 1 หน่วย (unit of hydraulic gradient) ต่อระยะทาง 1 ฟุต ค่าที่วัดได้ จะเรียกว่า สัมประสิทธิ์ของความซึมได้
ความซึมได้จะมีส่วนสัมพันธ์กับขนาดการเรียงตัวและการคลุกเคล้าของ rock particles กล่าวคือ พวกที่มีขนาดใหญ่ เรียงตัวและคลุกเคล้ากันอย่างมีระเบียบจะมีความซึมได้สูงกว่าหินที่มี rock particles ขนาดเล็กและเรียงตัวกันอย่างไม่มีระเบียบ ซึ่งเป็นเหตุผลอธิบายได้ว่าทำไมชั้นหินอุ้มน้ำที่มีช่องว่างขนาดใหญ่ สามารถจ่ายน้ำได้มากกว่าพวกที่มีช่องว่างขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น ในกรณีชั้นกรวด จะให้น้ำมากกว่าชั้นทราย ทั้งๆที่ความพรุนอาจจะเท่าๆกัน หินที่ไม่ยอมให้น้ำไหลซึมผ่าน (impermeable rocks) มักจะเป็นหินที่ปราศจากช่องว่าง หรือถ้ามีก็จะเป็นช่องว่างที่ไม่ต่อเนื่องกัน หรือช่องว่างก็มีขนาดเล็กเกินไป จนน้ำที่ถูกกักเก็บหรือแทรกอยู่ถูกแรงดึงระหว่างอณู (molecular force)ของหินดึงดูดเอาไว้ ดินเหนียว (clay) หรือ หินดินดาน (shale)
การเคลื่อนที่ของน้ำบาดาลตามธรรมชาติและบริเวณบ่อน้ำบาดาล (Ground water Movements and Flow from Wells)
เนื่องจากการเคลื่อนที่ หรือการไหลของน้ำบาดาลจะอยู่ในลักษณะที่ต้องเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างต่างๆ ซึ่งตัวมันเองแทรกหรือถูกกักเก็บอยู่ การไหลของน้ำบาดาลจึงอยู่ในลักษณะของ flow through porous media และโดยปกติอัตราการไหลจะช้ามาก ยกเว้นในพวกที่ไหลในช่องว่างขนาดใหญ่ๆ เช่น โพรง solution channel ในหินปูน เป็นต้น ทิศทางการไหลของน้ำบาดาลโดยทั่วๆไป อาจจะแสดงให้เห็นดังในรูปที่ 6
เนื่องจากการเคลื่อนที่ หรือการไหลของน้ำบาดาลจะอยู่ในลักษณะที่ต้องเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างต่างๆ ซึ่งตัวมันเองแทรกหรือถูกกักเก็บอยู่ การไหลของน้ำบาดาลจึงอยู่ในลักษณะของ flow through porous media และโดยปกติอัตราการไหลจะช้ามาก ยกเว้นในพวกที่ไหลในช่องว่างขนาดใหญ่ๆ เช่น โพรง solution channel ในหินปูน เป็นต้น ทิศทางการไหลของน้ำบาดาลโดยทั่วๆไป อาจจะแสดงให้เห็นดังในรูปที่ 6
รูปที่ 6 การไหลของน้ำโดยทั่วๆไป
ทิศทางการไหลและเส้นแสดงระดับความดันของน้ำบาดาล (Ground water Flow line and equipotential lines )
เราสามารถที่จะหาทิศทางการไหลของน้ำบาดาลในบริเวณใดบริเวณหนึ่งได้ ถ้าทราบระดับน้ำบาดาลตั้งแต่ 3 บ่อขึ้นไป การทราบระดับน้ำบาดาลจะทำให้เราสามารถเขียนเส้นแสดงระดับความดันในชั้นหินอุ้มน้ำ (equipotential lines) และเขียนเส้นแสดงทิศทางการไหล (Flow lines) ของน้ำบาดาลในบริเวณนั้นได้ โดยถือหลักง่ายๆ 2 ข้อ (รูปที่ 7 ) คือ เครื่องกรองน้ำราคาถูก
1.เส้นแสดงทิศทางการไหลจะตั้งฉากกับเส้นทางระดับความดันเสมอ
2.การไหลจะไหลจากบริเวณที่มีความดันสูงไปสู่บริเวณที่มีความดันต่ำ
เราสามารถที่จะหาทิศทางการไหลของน้ำบาดาลในบริเวณใดบริเวณหนึ่งได้ ถ้าทราบระดับน้ำบาดาลตั้งแต่ 3 บ่อขึ้นไป การทราบระดับน้ำบาดาลจะทำให้เราสามารถเขียนเส้นแสดงระดับความดันในชั้นหินอุ้มน้ำ (equipotential lines) และเขียนเส้นแสดงทิศทางการไหล (Flow lines) ของน้ำบาดาลในบริเวณนั้นได้ โดยถือหลักง่ายๆ 2 ข้อ (รูปที่ 7 ) คือ เครื่องกรองน้ำราคาถูก
1.เส้นแสดงทิศทางการไหลจะตั้งฉากกับเส้นทางระดับความดันเสมอ
2.การไหลจะไหลจากบริเวณที่มีความดันสูงไปสู่บริเวณที่มีความดันต่ำ
รูปที่ 7 การประเมินระดับ ตำแหน่ง และทิศทางการไหลของน้ำบาดาลจากบ่อ 3 บ่อ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น