การพัฒนาน้ำบาดาล

การพัฒนาน้ำบาดาล หมายถึง วิธีการที่จะนำน้ำบาดาลจากชั้นหินกักเก็บน้ำที่อยู่ภายใต้ผิวดิน ขึ้นมาใช้ประโยชน์ ขั้นตอนของการพัฒนาน้ำบาดาล ประกอบด้วย

1. การสำรวจน้ำบาดาล

โดยทั่วไปมีวัตถุประสงค์เพื่อต้องการทราบว่าในบริเวณพื้นที่สำรวจมีน้ำบาดาลอยู่หรือไม่ มีปริมาณมากน้อยเท่าใด จะสามารถพัฒนาน้ำขึ้นมาใช้ได้เท่าไหร่ คุณภาพน้ำบาดาลเป็นอย่างไร

การสำรวจแบ่งออกได้เป็น 2 แบบใหญ่ ๆ คือ

การสำรวจทางด้านธรณีวิทยาและอุทกธรณีวิทยา
การสำรวจทางด้านธรณีฟิสิกส์ เช่น การสำรวจความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ
การสำรวจความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ (Resistivity Method) คุณสมบัติทางกายภาพที่วัดคือ ความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งเป็นส่วนกลับของการนำไฟฟ้า โดยปกติแล้วชั้นดิน ชั้นหิน จะไม่นำไฟฟ้า ยกเว้นมีน้ำแทรกอยู่ตามช่องว่าง หรือตามรอยแตกรอยแยก

2. การเจาะบ่อ

การเจาะบ่อ (Well Drilling) มีวิธีการหลายๆ แบบที่ใช้เครื่องมือ แตกต่างกันออกไป ซึ่งการเลือกวิธีการเจาะบ่อ โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับ ชนิดของหินที่อยู่ภายใต้ผิวดินและความลึกที่ต้องการเจาะเป็นสำคัญ วิธีการที่นิยมใช้ได้แก่

การเจาะแบบกระแทก
การเจาะแบบหมุน
การเจาะแบบใช้ลม

3. การปรับปรุงและพัฒนาบ่อ

การปรับปรุงบ่อ (Well completion) การปรับปรุงบ่อหรือการทำบ่อ ได้แก่ การทำรูเจาะให้เป็นบ่อน้ำ เพื่อพัฒนานำน้ำบาดาลขึ้นมาใช้ประโยชน์ และเพื่อป้องกันการพังทลายของบ่อ การปรับปรุง ประกอบด้วย การออกแบบบ่อ การใส่ท่อกรุ การกรุกรวด

การพัฒนาบ่อ (Well Development) วัตถุประสงค์ เพื่อทำให้บ่อมีน้ำเพิ่มมากขึ้น ป้องกันไม่ให้ทรายไหลเข้าบ่อ ทำให้บ่อมีอายุ การใช้งานได้นาน หลักการ คือ ทำให้เม็ดกรวดทรายที่อยู่รอบบ่อเรียงตัวอย่างเป็น ระเบียบ ทำให้มีความพรุนและความซึมได้สูง วิธีการที่นิยม คือการเป่าล้างด้วยลม

4. การสูบทดสอบ

การสูบทดสอบ (Pumping Test) เป็นสิ่งที่จำเป็น ต้องกระทำภายหลังจากการปรับปรุงและพัฒนาบ่อเสร็จแล้ว ทำเพื่อ ให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณน้ำที่จะสามารถสูบขึ้นมา ใช้ โดยข้อมูลเหล่านี้จะใช้เพื่อการเลือกเครื่องสูบน้ำให้ถูกต้อง และเหมาะสม

5. การตรวจสอบและปรับปรุงคุณภาพน้ำ

การตรวจสอบคุณภาพน้ำ (Water Quality Test) คุณภาพน้ำบาดาล มีความสำคัญต่อการพัฒนาบ่อบาดาลมาก เนื่องจากคุณภาพของน้ำบาดาลจะเป็นตัวบ่งชี้ถึงความสามารถในการนำไปใช้ประโยชน์ โดยทั่วไปอาจจำแนกการใช้ น้ำบาดาลได้เป็น 3 ประเภท คือ การใช้เพื่ออุปโภค-บริโภค การใช้เพื่อการเกษตรกรรม หรือการชลประทาน และการใช้ เพื่อการอุตสาหกรรม ซึ่งในการใช้งานแต่ละประเภท จะมีมาตรฐานคุณภาพน้ำที่แตกต่างกันออกไป

การปรับปรุงคุณภาพน้ำ (Water Treatment) บางครั้งคุณภาพน้ำบาดาลที่พัฒนาขึ้นมาได้ ไม่เหมาะสมกับการใช้ประโยชน์ อาทิ น้ำมีปริมาณสารละลายเหล็กสูง ไม่สามารถบริโภคได้ หรือน้ำมีปริมาณความกระด้าง ไม่สามารถใช้เพื่อการซักล้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยเหตุผลเหล่านี้ จึงจำเป็นต้องมีการปรับปรุงคุณภาพน้ำ ได้แก่ การกำจัดสิ่งเจือปนในน้ำ การกำจัดเหล็กและแมงกานิส การกำจัดความกระด้าง การกำจัดน้ำกร่อยหรือน้ำเค็ม การฆ่าเชื้อโรค เป็นต้น

6. การบำรุงรักษา

ในการพัฒนาน้ำบาดาลขึ้นมาใช้ประโยชน์ เมื่อได้ปริมาณ และคุณภาพน้ำตามที่ต้องการเแล้ว เมื่อใช้ไปในระยะเวลาที่นานหรือต้องการให้ใช้งานได้นาน ควรมีการบำรุงรักษาทั้งในแง่ของการบำรุงรักษาบ่อบาดาล และการบำรุงรักษาอุปกรณ์เครื่องสูบ
โดยทั่วไปบ่อบาดาลจะมีประสิทธิภาพลดลง เนื่องจากปัจจัยหลายประการ อาทิ ระดับน้ำบาดาลหรือระดับแรงดันของน้ำ ลดลง การอุดตันของท่อเซาะร่องหรือท่อกรอง รวมทั้งประสิทธิภาพที่ลดลงของเครื่องสูบ ซึ่งบ่อบาดาลที่มีการออกแบบไว้ดี ตั้งแต่เริ่มต้น และมีการใช้งานอย่างเหมาะสมจะมีอายุการใช้งานได้นาน

การเคลื่อนไหวของน้ำบาดาล
การเคลื่อนไหวของน้ำบาดาลปกติน้ำบาดาลจะเคลื่อนไหวอย่างช้า อาจจะวัดเป็นเซนติเมตรต่อวัน โดยน้ำจะไหลไปตามชั้นหินตามแรงดันในแต่ละพื้นที่
และขึ้นอยู่กับรูพรุนของหิน นอกจากนั้นการที่เราสูบก็ทำให้เพิ่มความเร็วของการไหลน้ำได้เร็วยิ่งขึ้น เนื่องจากการสูบน้ำทำให้ระดับและความดันของน้ำลดลงอย่างรวดเร็ว ระดับน้ำอยู่บริเวณรอบๆ ก็จะลดลงตามไปด้วย

การสำรวจแหล่งน้ำบาดาล
1. การสำรวจทางอุทกธรณีวิทยา เป็นการสำรวจโดยใช้ข้อมูลจากผิวดิน ตรวจสอบโครงสร้างทางธรณีวิทยา และบริเวณภูมิประเทศโดยรอบ
2. สำรวจทางฟิสิกส์ ตรวจสอบจากความหนาแน่นของผิวดิน สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ความต้านทานของไฟฟ้า โดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านชั้นหินต่างๆ ในระดับลึกลงไป หินที่มีและไม่มีน้ำจะมีความต้านทานที่แตกต่างกัน
3. การเจาะสำรวจ โดยการขุดเจาะบริเวณต่างๆ เพื่อทำการสำรวจในชั้นหินและบริเวณอุ้มน้ำ เมื่อก่อนใช้แรงงานคนจั้งตาสองคนขั้นไป เจาะได้เพียงตื้นๆเท่านั้น โดยใช้ท่อประมาณ 2 – 3 นิ้ว เจาะลึกลงไป 15 – 30 เมตร
ซึ่งมักใช้กับทางด้านการเกษตรและในครัวเรือน แต่มีข้อจำกัดในบางพื้นที่มีหินเหนียวหากแห้งจะไม่สามารถเจาะลงไปได้ ต่อมาจึงใช้เครื่องขนาดเล็กสามารถเจาะได้ลึกขั้นโดยการติดที่หัวเจาะ
ทำการสูงน้ำแรงดันสูงไปตามหัวเจาะดินจะออกมาตามน้ำที่ไหลตามขึ้นช่องของท่อ ปัจจุบันมีเครื่องขนาดใหญ่สามารถเจาะได้หลายร้อยเมตร
4. การสำรวจจากภาพทางทางดาวทียม เป็นการตรวจสอบในบริเวณที่กว้าง เพื่อหาตำแหน่งในการขุดเจาะที่ง่ายขึ้น

ผลเสียจากการสูบน้ำบาดาลขึ้นมาใช้มากเกินไป
การสูบน้ำบาดาลมาใช้ประโยชน์ที่จำกัดคงไม่มีปัญหาอะไร แต่มักมีการสูงมาใช้ในด้านอุสาหกรรมทำให้น้ำที่สูงมานั้นมากขึ้นจนขาดความสมดุลของน้ำใต้ดินทำให้เกิดผลเสียตามมาอย่างเช่นพื้นที่บริเวณกรุงเทพที่เป็นปัญหาอยู่ในปัจจุบัน มีการทรุดตัวของดินในทุกๆปี
1. เกิดการทรุดตัวของดิน เนื่องจากชั้นล่างของหินปูนที่มีน้ำแทรกอยู่ช่วยให้หนุนชั้นดินด้านบนไว้หากสูบมาในปริมาณมากจะทำให้น้ำในชันหินลดลงอย่างรวดเร็วทำให้แผ่นดินยุดตัวลง
2. การกัดกร่อน เนื่องจากการสูบน้ำบาดาลขึ้นทำให้เกิดการไหลของน้ำได้อย่างรวดเร็วกว่าเดิมจะทำให้น้ำและตะกอนพัดไปอย่างรวดเร็วและไปทำให้บริเวณชั้นหินเกิดการผุกร่อนจนทำให้เกิดการยุบตัวหรือทิศทางการไหลของน้ำใต้ดินเปลี่ยนแปลงไป และอาจจะเป็นทางน้ำใต้ดิน