تقييم أثر تغيرات المياه الجوفية على تشييد المباني المولدة

الآثار البشرية

وغالبا ما يكون النشاط البشري هو أكثر العوامل التي لا يمكن التنبؤ بها لتباين المياه الجوفية، إذ يمكن أن يؤدي تطهير المياه من الحفر أو النفق أو المحار إلى خفض طاولة المياه بواسطة عدة أمتار، وعلى العكس من ذلك، فإن وجود مقومات المياه المتسربة والري وإعادة التغذية الاصطناعية يمكن أن يزيد من التسلل، ولكن يمكن أن يزيد أيضا من تركيز الرش، مما يتسبب في ارتفاعات محلية، هو مثال بارز على بناء موقع مقصور في لندن.

الاتجاهات الطويلة الأجل

وعلى مدى عقود، يمكن أن تؤدي عملية تصفية الأراضي بسبب استخراج السوائل وارتفاع مستوى سطح البحر والتغيرات في استخدام الأراضي إلى تغيير نظام المياه الجوفية الأساسية، وقد تصبح المؤسسات التي توضع بمستويات المياه التاريخية غير كافية إذا ارتفعت منسوب المياه إلى أعلى من مستوى قطع الخيوط أو تنخفض إلى أسفل طبقة القاع المؤسس، وتغير الظروف التي تولدها، ويتطلب فهم الاتجاهات الطويلة الأجل إجراء دراسات أو مشاورات إقليمية مع السلطات المحلية للمياه.

أثر تغيرات المياه الجوفية على تشييد الخلايا المولدة

وتؤثر تقلبات المياه الجوفية على كل مرحلة من مراحل تركيب الكومات المملة: الحفر، ودعم الحفر، والتنظيف، والتقوية، والتدبير، وتتراوح النتائج بين التأخيرات الطفيفة والفشل الكارث، وناقلنا نورد تفاصيل المشاكل الرئيسية.

المياه الجارية وقابلية الثقوب

وعندما يقع جدول المياه الجوفية فوق سطح الكيس، تدخل المياه الثقوب، وإذا تجاوز معدل الهجمات قدرة الضخ، فإن الرأس الهيدروكي داخل قطرات الحفر، مما يقلل من دعم الجدران الجانبية، مما قد يؤدي إلى الانهيار التام، فالتربة التي لا تتماسك، مثل الرمل والمقابر، قد يكون الأثر فوريا.

التربة والغطاء

ويمكن لسرعة المياه الجوفية المرتفعة (سواء كانت طبيعية أو مسببة بالضخ) أن تغسل الجسيمات الدقيقة من جدران الحفرة، وهي عملية معروفة بالرقب أو التآكل، مما يزيد من الحفرة محليا ويعرض احتكاك الجلد في الكومة النهائية للخطر، وفي التربة المنخفضة القدرة على العمل، يمكن أن يؤدي التغير السريع في المياه الجوفية إلى التآكل في قاع الثقوب نتيجة لانخفاض الضغط الفعال، ورفع الكتلة الأرضية، مما يؤدي إلى تفاوت في الظواهر القاع.

قضايا التنسيب

وقد يتم عادة تركيب كومة مملة تحت الماء باستخدام طريقة الترميم، حيث يتم وضع الخرسانة من خلال غرق الأنابيب في رأس الماء أو السلحف، ويمكن أن تؤدي التقلبات السريعة في مستوى المياه الجوفية أثناء التنسيب إلى تغيير التوازن الهيدروكولوجي، وإذا انخفض مستوى المياه، فإن الضغط الخارجي على العمود الخرساني قد ينخفض، مما يؤدي إلى فقدان النسيج وتلوث المزج.

توزيع القروض غير المسمى والمصابات الهيكلية

فالتغيرات في مستوى المياه الجوفية تؤثر على حالة الإجهاد الفعلي للتربة حول الكومة، فعلى سبيل المثال، يقلل جدول المياه من الضغط الطارئ الفعال، ويقلل من قدرة الغسل على الرفع، ثم ينتقل هذا الحمل إلى القاعدة، ويحتمل أن يحمّله أكثر من اللازم، وعلى مدى حياة الكومة، إذا ما تخلفت طاولة المياه عن التحمل، فإن التحميل الدائري الذي يمكن أن يؤدي إلى حدوث تغيرات في نوعية الخرسانة أو المستوطنات.

Site Investigation and Groundwater Assessment

ويعد التحقيق في موقع ثورة حجر الزاوية في إدارة مخاطر المياه الجوفية، ويجب استكمال الثقوب الجيولوجية التقنية القياسية بقياسات مائية مفصلة، الخطوات التالية ضرورية لتقييم التباينات في المياه الجوفية ذات الصلة بالكيوم المضجرة.

رصد الآبار والبيزمومرات

تركيب أجهزة لتفريغ الفطائر الاحتياطية أو مترجمات الضغط على الموجات المهتزئة على أعماق متعددة لتسجيل مستويات المياه على الأقل على سنة هيدرولوجية كاملة واحدة وينبغي جمع البيانات على فترات مدتها 30 دقيقة أو أقل لالتقاط أحداث عابرة مثل الأمطار الغزيرة أو دورات المد والجزر، ويجب أن تتجاوز شبكة الرصد البصمة المباشرة لكشف التأثيرات الإقليمية [المستوى الأدنى لمستوى خدمة الإستعداد لمدة أطول من المتوسط]

اختبارات القفز واختبارات السحب

(ب) تحديد السلوك الهيدروليكي (كقيمة كل جزء من التربة - تبين اختبارات الضخ في آبار المراقبة مدى سرعة تدفق المياه إلى الحفرة، كما أن ارتفاع قيمة الكم (مثلاً، المقابر التي تحتوي على 10 - 3 ماء) يشير إلى حدوث اعتداءات سريعة، مما يتطلب تقديراً قوياً لسقوط المياه أو استمراراً في التكليل.

Seepage Analysis and Numerical Modeling

ويمكن للبرمجيات الحديثة (مثلاً، PLAXIS، SEEP/W) أن تحفيز تدفق المياه الجوفية حول الحفريات والخراطيم، ويسمح بصنع مستويات المياه الخاضعة للمراقبة، وممتلكات التربة، وتسلسل البناء للتنبؤ بالتغيرات في الضغط القطبي، مثلاً، يمكن أن يبين النموذج ما إذا كان تركيب كومة في منطقة متدهورة، سيتسبب في تخفيض سريع في الضغط يؤدي إلى زعزعة استقرار المستودعات المائية الجوفية المتاخمة.

الأساليب الجيوفيزيائية

ويمكن لرسم خرائط مقاومة كهربائية ورادار التتبع الأرضي أن يرسم مسارات المياه الجوفية ويكتشف مناطق التدفق التفضيلية التي تؤثر على بناء الجوايات، وهذه التقنيات غير الغازية مفيدة في تخطيط مواقع الآبار وتحديد المخاطر الخفية مثل القنوات المدفونة أو جداول المياه المزروعة.

استراتيجيات التخفيف من حدة التحديات المتصلة بالمياه الجوفية

وبمجرد فهم نظام المياه الجوفية، يمكن للمهندسين أن يختاروا من مجموعة من تقنيات التخفيف، ويعتمد الاختيار على نوع التربة، ومستوى المياه، ومعدل التدفق، والعمق، والقيود الاقتصادية، ولا ينطبق أي أسلوب واحد على الصعيد العالمي؛ ومعظم المشاريع تستخدم مزيجا من الاستراتيجيات.

Dewatering

وتخفض المياه المؤقتة من جدول المياه الجوفية تحت اصبع الجرذان، مما يخلق ظروف عمل جاف، وتشمل الأساليب نقاطاً جيدة، وآباراً عميقة، ونظم قذف، وبالنسبة للخراطيم العميقة (020 متر)، فإن الآبار العميقة التي تضخ فيها المضخات المغمورة هي عادة، ويجب تصريف المياه المستخرجة أو معالجتها لتجنب إلحاق ضرر بيئي.