بئر

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
حفر بئر ارتوازية أو بئر أنبوبية
حفر الآبار
امرأة في أوغندا تجمع الماء من بئر ارتوازية ومضخة يدوية متصلة بها
بئر محفورة في غانا؛ لا يمكن رؤية البئر

البئر عبارة عن قناة ضيقة تُحفر في الأرض، إما عموديًا أو أفقيًا. تتراوح أحجام الآبار من حفر ضحلة لا يتجاوز عمقها بضعة أقدام إلى آبار هندسية تمتد لمئات أو حتى آلاف الأقدام تحت الأرض. يمكن إنشاء البئر لأغراض عديدة، منها استخراج المياه ( عبر الآبار المحفورة والآبار الأنبوبية).يمكن استخدام هذه التقنية مع السوائل الأخرى (مثل البترول ) أو الغازات (مثل الغاز الطبيعي ). كما يمكن استخدامها في التحقيقات الجيوتقنية ، وتقييم المواقع البيئية ، واستكشاف المعادن ، وقياس درجة الحرارة ، وكحفرة تجريبية لتركيب الأرصفة أو المرافق تحت الأرض، ولمنشآت الطاقة الحرارية الأرضية، أو للتخزين تحت الأرض للمواد غير المرغوب فيها، على سبيل المثال في احتجاز الكربون وتخزينه .

أهمية

بئر مياه جوفية في طبقة المياه الجوفية الطباشيرية تحت تلال نورث داونز ، إنجلترا، في ألبوري

يستخدم المهندسون والاستشاريون البيئيون مصطلح " البئر" لوصف جميع أنواع الآبار التي تُحفر كجزء من دراسة جيوتقنية أو تقييم بيئي للموقع (ما يُعرف بالمرحلة الثانية من التقييم البيئي للموقع). ويشمل ذلك الآبار التي تُحفر لجمع عينات التربة أو المياه أو اللب الصخري، أو لتركيب معدات أخذ العينات في الموقع ، أو لتركيب آبار مراقبة أو أجهزة قياس الضغط . وتُختبر العينات المأخوذة من الآبار عادةً في المختبر لتحديد خصائصها الفيزيائية، أو لتقييم مستويات المكونات الكيميائية أو الملوثات المختلفة.

عادةً، يتم تجهيز بئر المياه بتركيب أنبوب رأسي (غلاف) وشبكة لمنع انهيار البئر. كما يساعد ذلك على منع دخول الملوثات السطحية إلى البئر، ويحمي أي مضخة مُركّبة من سحب الرمال والرواسب. أما آبار النفط والغاز الطبيعي، فتُجهز بطريقة مماثلة، وإن كانت عادةً أكثر تعقيدًا.

كما هو مفصل في التقريب (المناخ) ، يمكن " عكس " قياسات درجة حرارة البئر على سلسلة من الأعماق المختلفة بشكل فعال (صيغة رياضية لحل معادلة مصفوفة) للمساعدة في تقدير درجات حرارة السطح التاريخية.

يمكن استخدام مجموعات من الآبار الصغيرة المزودة بمبادلات حرارية مصنوعة من أنابيب بلاستيكية من نوع PEX لتخزين الحرارة أو البرودة بين الفصول المتعاقبة في كتلة من الصخور الطبيعية. تُعرف هذه التقنية باسم تخزين الطاقة الحرارية الموسمية . تتراوح المواد المستخدمة في هذه التقنية من الحصى إلى الصخور الأساسية. قد يتراوح عدد الآبار من بضع آبار إلى عدة مئات، وفي الواقع العملي، تراوحت الأعماق من 50 إلى 300 متر (150 إلى 1000 قدم) . [ 1 ] [ 2 ] 

تاريخ

للحفر الآبار تاريخ عريق. فمنذ عهد أسرة هان (202  ق.م.  - 220  م) على الأقل، استخدم الصينيون الحفر العميق للآبار في التعدين ومشاريع أخرى. ويذكر المؤرخ وعالم الصينيات البريطاني مايكل لوي أن مواقع الآبار كانت تصل إلى عمق 600 متر (2000 قدم) . [ 3 ] ويصف كيه إس توم عملية الحفر قائلاً: "كانت الطريقة الصينية للحفر العميق تتم بواسطة فريق من الرجال يقفزون على عارضة خشبية وينزلون منها لضرب مثقاب الحفر، بينما يتم تدوير أداة الحفر بواسطة الجاموس والثيران." [ 4 ] وكانت هذه هي نفس الطريقة المستخدمة لاستخراج البترول في كاليفورنيا خلال ستينيات القرن التاسع عشر (أي "دفعها للأسفل"). [ 4 ] [ 5 ] وقد اكتُشف مصنع برونزي من عهد أسرة هان الغربية في شينغلونغ، خبي ، وكان يحتوي على مناجم قريبة تصل أعماقها إلى 100 متر (330 قدمًا) مع مناطق تعدين واسعة. كانت الأعمدة والغرف مجهزة بهيكل خشبي وسلالم وأدوات حديدية. [ 6 ] [ 7 ] وبحلول القرن الأول قبل الميلاد، تمكن الحرفيون الصينيون من صنع رؤوس حفر من الحديد الزهر، وأصبح بإمكانهم حفر آبار يصل عمقها إلى 1500 متر (4900 قدم) . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] وبحلول القرن الحادي عشر الميلادي، تمكن الصينيون من حفر آبار يصل عمقها إلى 900 متر (3000 قدم) . كان حفر الآبار عملية تستغرق وقتًا طويلاً وتستغرق وقتًا متواصلًا. ونظرًا لاختلاف أعماق الآبار، فقد يستغرق حفر بئر واحدة ما يقرب من عقد كامل. [ 4 ] ولم تتمكن أوروبا والغرب من اللحاق بركب تكنولوجيا حفر الآبار الصينية القديمة ومنافستها إلا في القرن التاسع عشر. [ 10 ] [ 5 ]    

لسنوات عديدة، كان بئر كولا العميق في روسيا أطول بئر في العالم . من عام 2011 حتى أغسطس 2012، احتفظت بئر سخالين-1 أودوبتو OP-11، التي يبلغ طولها 12,345 مترًا (40,502 قدمًا) ، بالرقم القياسي، وتقع قبالة جزيرة سخالين الروسية . [ 11 ] وفي 27 أغسطس 2012، انتزعت بئر تشايفو Z-44 ذات المدى الممتد لقب أطول بئر في العالم. ويبلغ عمقها الإجمالي المقاس 12,376 مترًا (40,604 قدمًا) . ومع ذلك، فإن آبار المدى الممتد أقل عمقًا من بئر كولا، نظرًا للإزاحة الأفقية الكبيرة. في يوليو 2023، بدأت الصين بحفر آبار عميقة، إحداها في حوض سيتشوان يُتوقع أن تصل إلى عمق 10,520 متراً (34,510 قدماً) في باطن الأرض، والأخرى في حوض تاريم بعمق مخطط له يبلغ 11,100 متراً (36,400 قدماً) . [ 12 ] [ 13 ]    

المنهجية

قد يقوم الحفارون بحفر البئر باستخدام منصة حفر آلية أو يدوية . وتختلف الآلات والتقنيات المستخدمة في حفر البئر اختلافًا كبيرًا تبعًا للشركة المصنعة والظروف الجيولوجية والغرض المقصود. أما في عمليات الحفر البحرية، فتُستخدم وحدات عائمة أو منصات مدعومة بقاع البحر كمنصة حفر.

الحفر اليدوي

عاملان يحفران بئرًا يدويًا

لا تزال العديد من الآبار تُحفر يدويًا، خاصةً في البلدان النامية . يبدأ الحفر بالعمل اليدوي باستخدام أدوات بسيطة كالمجارف والمعاول والعَتلات. يقوم العمال بحفر التربة طبقةً تلو الأخرى، وغالبًا ما يستخدمون حركة دائرية لإنشاء حفرة ذات شكل جيد. هذه العملية بطيئة وشاقة، وتتطلب العمل الجماعي والتنسيق. ولمنع انهيار الجدران وضمان جودة المياه، تُبطّن البئر بمواد مثل الطوب أو الحجارة أو حلقات خرسانية. يحافظ هذا التعزيز على سلامة هيكل البئر، ويساعد على منع التلوث. قد تُركّب منصة أو بلاطة خرسانية في الأسفل لمنع دخول الرواسب إلى الماء. يُغطّى سطح البئر لحمايته من الحطام والتلوث. [ 14 ]

نمو تطوير الآبار

منذ أواخر القرن العشرين، أصبحت الآبار في أفريقيا أحد المصادر الرئيسية لتحسين جودة مياه الشرب في المناطق الريفية. ولحل مشكلة ندرة المياه في القارة الأفريقية، استثمرت الحكومات والجهات المعنية والوكالات الدولية والمنظمات غير الحكومية بكثافة في مشاريع حفر الآبار في المناطق الريفية لتحسين جودة المياه. [ 15 ]

كان النمو السكاني ، والجهود المبذولة لتحقيق أهداف التنمية الدولية ، والاعتراف المتزايد بالمياه الجوفية كمصدر للمياه العذبة، من العوامل أو القوى الرئيسية التي دفعت إلى توسيع نطاق حفر الآبار في أفريقيا.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هيلستروم ج. (2008). تطبيقات واسعة النطاق لمضخات الحرارة الأرضية في السويد. ورشة عمل الملحق 29 لمضخات الحرارة التابعة لوكالة الطاقة الدولية، زيورخ، 19 مايو 2008.
  2. ↑ ستايلز، لين (يونيو 1998). "تخزين الطاقة الحرارية تحت الأرض في الولايات المتحدة" . نشرة مركز مضخات الحرارة التابع لوكالة الطاقة الدولية . 16 (2): 22-23 .
  3. ↑ لوي (1968)، 194.
  4. 1 2 3 توم (1989)، 103.
  5. 1 2 هوبسون، جون م. (2004). الأصول الشرقية للحضارة الغربية . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 215. ISBN  978-0521547246.
  6. ↑ لوي (1968)، 191.
  7. ↑ وانغ (1982)، 105.
  8. ↑ حسين، م. إ.؛ عبد الله الماجد، عبد العزيز (2015). أساسيات هندسة الحفر المستدامة . وايلي-سكريڤنر (نُشر في 2 مارس 2015). ISBN 978-0470878170.
  9. ↑ ريزيندي ، ليزا (2007). التسلسل الزمني للعلوم . دار نشر تشيك مارك (نُشر في 1 أبريل 2007). ص 40. ISBN  978-0816071197.
  10. 1 2 كونر، كليفورد د. (2005). تاريخ العلوم من منظور شعبي: عمال المناجم، والقابلات، والميكانيكيون ذوو الخبرة البسيطة . دار نشر نيشن بوكس. ص 175. ISBN  978-1560257486.
  11. ↑ مشروع سخالين-1 يحفر أطول بئر ممتدة المدى في العالم ( مؤرشف بتاريخ 31 يناير 2011 في أرشيف الإنترنت)
  12. ↑ لاو، كريس (21 يوليو 2023). "الصين تحفر بعضًا من أعمق الآبار في العالم بحثًا عن الموارد الطبيعية" . سي إن إن . تاريخ الاسترجاع: 23 يوليو 2023 .
  13. ↑ «الصين تحفر بعضًا من أعمق الآبار بحثًا عن الموارد الطبيعية» . www.9news.com.au . 23-07-2023 . تاريخ الاطلاع: 23-07-2023 .
  14. ↑ "مشاريع حفر الآبار التحويلية: تمكين مبادرات أرصدة الكربون - باريس 2050 |" . 2023-08-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-01-03 .
  15. ↑ "السعي نحو الاحترافية في حفر الآبار في أفريقيا: مراجعة لمبادرة استمرت 16 عامًا من خلال شبكة إمدادات المياه الريفية من 2004 إلى 2020" .