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História

Os poços neolíticos muito precoces são conhecidos do Mediterrâneo Oriental: o poço mais antigo datado de maneira confiável é do local neolítico pré-Potter (PPN) de Kisssonga-Mylouthkia em Chipre. Por volta de 8400 aC, um eixo (poço 116) de diâmetro circular foi acionado através do calcário para atingir um aqüífero a uma profundidade de 8 metros (26 pés). Bem, 2070 de Kisssonga-Mylouthkia, datando do PPN tardio, atinge uma profundidade de 13 metros (43 pés). Outros poços um pouco mais jovens são conhecidos neste site e da vizinha parekklisha-shillourokambos. Um poço de primeira pedra de 5,5 metros (18 pés) é documentado em um local de PPN final afogado (c. 7000 aC) em ‘Atlit-Yam, perto da costa, perto de Modern Haifa, em Israel.

Os poços revestidos de madeira são conhecidos na cultura de cerâmica linear neolítica inicial, por exemplo, em Ostrov, República Tcheca, datada de 5265 aC, Kückhoven (um centro de Erkelenz), datado de 5090 aC e Eythra em Schletz (um centro desanimado de asparn e um a asparn an 5090 aC e Eythra em Schletz (um centro desanimado de asparn e um a asparn e der Zaya) na Áustria, datada de 5200 aC.

Algumas das primeiras evidências de poços de água estão localizados na China. Os chineses neolíticos descobriram e fizeram uso extensivo de águas subterrâneas perfuradas profundas para beber. [Citação necessária] O texto chinês O livro de mudanças, originalmente um texto de adivinhação da dinastia Zhou ocidental (1046 -771 aC), contém uma entrada descrevendo como o antigo Os chineses mantiveram seus poços e protegeram suas fontes de água. Acredita -se que um bem escavado no local da escavação de Hemedu tenha sido construído durante a era neolítica. O poço foi revestido por quatro fileiras de toras com uma estrutura quadrada anexada a eles no topo do poço. Acredita -se que 60 poços de ladrilhos adicionais a sudoeste de Pequim tenham sido construídos em torno de 600 aC para beber e irrigação.

No Egito, Shadoofs e Sakias são usados. A Sakia é muito mais eficiente, pois pode trazer água de uma profundidade de 10 metros (contra os 3 metros do Shadoof). A Sakia é a versão egípcia da Noria. Alguns dos poços mais antigos do mundo, localizados em Chipre, datam de 7000-8.500 aC. Dois poços do período neolítico, por volta de 6500 aC, foram descobertos em Israel. Um está em Atlit, na costa norte de Israel, e o outro é o vale de Jezreel.

Wells para outros propósitos surgiram muito mais tarde, historicamente. O primeiro poço de sal registrado foi escavado na província de Sichuan, na China, há cerca de 2.250 anos. Foi a primeira vez que a tecnologia antiga de poços de água foi aplicada com sucesso para a exploração de sal e marcou o início da indústria de perfuração de sal de Sichuan. Os primeiros poços de petróleo conhecidos também foram perfurados na China, em 347 dC. Esses poços tinham profundidades de até cerca de 240 metros (790 pés) e foram perfurados usando bits presos a postes de bambu. O óleo foi queimado para evaporar salmoura e produzir sal. No século 10, extensos oleodutos de bambu conectaram poços de óleo com fontes de sal. Diz -se que os registros antigos da China e do Japão contêm muitas alusões ao uso de gás natural para iluminação e aquecimento. O petróleo era conhecido como água queimada no Japão no século VII.

Tipos

Cavou poços

Até os recentes séculos, todos os poços artificiais eram poços de sofrimento de sofisticação variados, e continuam sendo uma fonte muito importante de água potável em algumas áreas rurais de desenvolvimento, onde são rotineiramente escavadas e usadas hoje. Sua indispensabilidade produziu várias referências literárias, literal e figurativa, incluindo a referência ao incidente de Jesus conhecendo uma mulher no poço de Jacó (João 4: 6) na Bíblia e a rima de berçário "Ding Dong Bell" sobre um gato em um gato em um poço.

Os poços de mão-de-obra são escavações com diâmetros grandes o suficiente para acomodar uma ou mais pessoas com pás cavando abaixo do lençol freático. A escavação é apoiada horizontalmente para evitar deslizamentos de terra ou erosão em risco as pessoas cavando. Eles podem ser revestidos com pedra ou tijolo; Estendendo esse revestimento para cima acima da superfície do solo para formar uma parede ao redor do poço serve para reduzir a contaminação e as quedas acidentais no poço.

Um método mais moderno chamado caixão usa anéis de poço pré-moldado de concreto armado ou de concreto liso que são abaixados no orifício. Uma equipe bem escavada cava sob um anel de corte e a coluna do poço afunda lentamente no aqüífero, enquanto protege a equipe do colapso do poço.

Os poços de proteção à mão são baratos e de baixa tecnologia (em comparação com a perfuração) e usam principalmente mão-de-obra manual para acessar as águas subterrâneas em locais rurais dos países em desenvolvimento. Eles podem ser construídos com um alto grau de participação da comunidade ou por empreendedores locais especializados em poços de cavado à mão. Eles foram escavados com sucesso para 60 metros (200 pés). Eles têm baixos custos operacionais e de manutenção, em parte porque a água pode ser extraída à mão, sem uma bomba. A água costuma vem de um aqüífero ou água subterrânea e pode ser facilmente aprofundada, o que pode ser necessário se o nível da água subterrânea cair, telescópicando o revestimento mais abaixo no aqüífero. O rendimento dos poços de cavado manual existentes pode ser melhorado aprofundando ou introduzindo túneis verticais ou tubos perfurados.

As desvantagens para os poços de proteção à mão são numerosos. Pode ser impraticável cavar poços em áreas onde está presente hard rock, e eles podem demorar muito tempo para cavar e alinhar, mesmo em áreas favoráveis. Como eles exploram aqüíferos rasos, o poço pode ser suscetível a produzir flutuações e possível contaminação das águas superficiais, incluindo esgoto. A construção de poços escavados à mão geralmente requer o uso de uma equipe de construção bem treinada, e o investimento de capital para equipamentos como moldes de anel de concreto, equipamentos de elevação pesada, cofragem de poço de eixo, bombas de água motorizada e combustível podem ser grandes para pessoas no desenvolvimento países. A construção de poços cavados à mão pode ser perigosa devido ao colapso do poço, queda de objetos e asfixia, inclusive a partir da fumaça de escape da bomba de desidratação.

O poço de água de Woodingdean, dourado à mão entre 1858 e 1862, é o mais profundo cavado à mão bem a 392 metros (1.285 pés). O grande poço em Greensburg, o Kansas, é anunciado como o maior poço de mão-de-obra do mundo, a 109 pés (33 m) de profundidade e 32 pés (9,8 m) de diâmetro. No entanto, o poço de Joseph, na Cidadela do Cairo, a 280 pés (85 m) de profundidade e o Pozzo di S. Patrizio (poço de St. Patrick) construído em 1527 em Orvieto, Itália, a 61 metros (200 pés) de profundidade por 13 metros (43 pés) de largura são maiores em volume.

Poços acionados

Os poços acionados podem ser simplesmente criados em material não consolidado com uma estrutura de orifício do poço, que consiste em um ponto de acionamento endurecido e uma tela (tubo perfurado). O ponto é simplesmente martelado no chão, geralmente com um tripé e um motorista, com seções de tubo adicionadas conforme necessário. Um motorista é um tubo ponderado que desliza sobre o tubo que está sendo acionado e é caído repetidamente nele. Quando as águas subterrâneas são encontradas, o poço é lavado de sedimentos e uma bomba instalada.

Poços perfurados

Os poços perfurados são normalmente criados usando o estilo rotativo de cabeça superior, o rotativo de mesa ou as máquinas de perfuração de ferramentas a cabo, todas as quais usam hastes de perfuração que são viradas para criar uma ação de corte na formação, daí o termo perfuração.

Os poços perfurados podem ser escavados por métodos simples de perfuração manual (Augusting, Sludging, Jetting, Driving, Hand Percussion) ou perfuração da máquina (rotativa, percussão, martelo do buraco). O método de perfuração rotativo de Deeprock é mais comum. O rotativo pode ser usado em 90% dos tipos de formação.

Os poços perfurados podem obter água de um nível muito mais profundo do que os poços cavados - geralmente até várias centenas de metros.

Os poços perfurados com bombas elétricas são usadas em todo o mundo, normalmente em áreas rurais ou esparsamente povoadas, embora muitas áreas urbanas sejam fornecidas em parte por poços municipais. A maioria das máquinas de perfuração de poços rasos são montados em caminhões grandes, reboques ou carruagens de veículos rastreados. Os poços de água normalmente variam de 3 a 18 metros (10 a 60 pés) de profundidade, mas em algumas áreas podem ser mais profundos que 900 metros (3.000 pés). [Citação necessária]

As máquinas de perfuração rotativas usam uma corda de perfuração de aço segmentada, normalmente composta por seções de 6 m (20 pés) de tubos de aço galvanizados que são rosqueados, com um pouco ou outro dispositivo de perfuração na extremidade inferior. Algumas máquinas de perfuração rotativas são projetadas para instalar (dirigindo ou perfurando) uma carcaça de aço para o poço em conjunto com a perfuração do orifício real do furo. O ar e/ou a água são usados ​​como um fluido de circulação para deslocar estacas e frias durante a perfuração. Outra forma de perfuração de estilo rotativo, denominada rotativa de lama, utiliza uma lama feita especialmente ou fluido de perfuração, que está sendo constantemente alterado durante a broca, para que possa criar consistentemente pressão hidráulica suficiente para segurar as paredes laterais do orifício do furo aberto, independentemente da presença de um invólucro no poço. Normalmente, os furos perfurados em rocha sólida não são revestidos até que o processo de perfuração seja concluído, independentemente da maquinaria usada.

A forma mais antiga de máquinas de perfuração é a ferramenta a cabo, ainda hoje usada. Especificamente projetado para aumentar e diminuir um pouco no orifício do furo, o batedor da broca faz com que o bit seja levantado e caído no fundo do orifício, e o design do cabo faz com que o bit torça aproximadamente 1⁄4 revolução por gota, criando assim uma ação de perfuração. Ao contrário da perfuração rotativa, a perfuração da ferramenta a cabo exige que a ação de perfuração seja interrompida para que o orifício do furo possa ser socorrido ou esvaziado de estacas perfuradas.

Os poços perfurados geralmente são revestidos com um tubo feito de fábrica, tipicamente aço (na perfuração do rotativo ou da ferramenta de cabo) ou plástico/PVC (em poços rotativos de lama, também presentes em poços perfurados em rocha sólida). O invólucro é construído por soldagem, quimicamente ou termicamente, segmentos de invólucro juntos. Se o invólucro for instalado durante a perfuração, a maioria dos exercícios levará o revestimento para o chão à medida que o furo avança, enquanto algumas máquinas mais novas permitirão que o invólucro seja girado e perfurado na formação de maneira semelhante à que o bit avançando logo abaixo. O PVC ou o plástico é tipicamente soldado e depois abaixado no poço perfurado, empilhado verticalmente com as extremidades aninhadas e coladas ou estriadas juntas. As seções do invólucro são geralmente de 6 metros (20 pés) ou mais de comprimento e 6 a 12 pol (15 a 30 cm) de diâmetro, dependendo do uso pretendido das condições de água subterrânea local e local.

A contaminação da superfície de poços nos Estados Unidos é tipicamente controlada pelo uso de uma vedação de superfície. Um orifício grande é perfurado a uma profundidade predeterminada ou para uma formação confinante (argila ou rocha, por exemplo) e, em seguida, um orifício menor para o poço é concluído a partir desse ponto. O poço é normalmente revestido da superfície para o orifício menor com uma carcaça que é o mesmo diâmetro que o orifício. O espaço anular entre o orifício grande e o revestimento menor é preenchido com argila, concreto ou outro material de selante de bentonita. Isso cria um selo impermeável da superfície para a próxima camada de confinamento que impede os contaminantes de viajar pelas paredes laterais externas do invólucro ou buraco e entrar no aqüífero. Além disso, os poços normalmente são cobertos com uma tampa ou vedação de poço projetado que leva a ar através de uma tela para o poço, mas mantém insetos, animais pequenos e pessoas não autorizadas de acessar o poço.

Na parte inferior dos poços, com base na formação, um dispositivo de triagem, pacote de filtro, revestimento com fenda ou orifício aberto é deixado para permitir o fluxo de água no poço. As telas construídas são normalmente usadas em formações não consolidadas (areias, cascalho etc.), permitindo água e uma porcentagem da formação para passar pela tela. Permitir que algum material passasse cria um filtro de grande área do restante da formação, pois a quantidade de material presente para passar para o poço diminui lentamente e é removida do poço. Os poços de rocha são normalmente revestidos com um revestimento de PVC/revestimento e tela ou revestimento com fenda no fundo, isso está presente principalmente apenas para impedir que as rochas entrem no conjunto da bomba. Alguns poços utilizam um método de pacote de filtro, onde uma tela de tamanho inferior ou revestimento com fenda é colocado dentro do poço e um meio de filtro é embalado ao redor da tela, entre a tela e o poço ou a carcaça. Isso permite que a água seja filtrada de materiais indesejados antes de entrar no poço e na zona de bombeamento.

Classificação

Existem duas classes amplas de tipos de poços perfurados, com base no tipo de aqüífero que o poço está em:

Shallow or unconfined wells are completed in the uppermost saturated aquifer at that location (the upper unconfined aquifer).[citation needed]Deep or confined wells are sunk through an impermeable stratum into an aquifer that is sandwiched between two impermeable strata (aquitards or aquicludes). The majority of deep aquifers are classified as artesian because the hydraulic head in a confined well is higher than the level of the top of the aquifer. If the hydraulic head in a confined well is higher than the land surface it is a "flowing" artesian well (named after Artois in France).[citation needed]

Um tipo especial de poço de água pode ser construído adjacente a lagos ou riachos de água doce. Comumente chamado bem de colecionador, mas às vezes referido pelo nome comercial Ranney Well ou Ranney Collector, esse tipo de poço envolve afundar um paisson verticalmente abaixo do topo do aqüífero e depois avançar os colecionadores laterais para fora do caixão e sob o corpo da água da superfície. O bombeamento de dentro do caixão induz a infiltração da água do corpo da água da superfície para o aqüífero, onde é coletado pelo coletor poço laterais e transmitido ao caixão, onde pode ser bombeado para a superfície do solo. [Citação necessária]

Duas classes amplas adicionais de tipos de poço podem ser distinguidas, com base no uso do poço:

production or pumping wells, are large diameter (greater than 15 cm in diameter) cased (metal, plastic, or concrete) water wells, constructed for extracting water from the aquifer by a pump (if the well is not artesian).[citation needed]monitoring wells or piezometers, are often smaller diameter wells used to monitor the hydraulic head or sample the groundwater for chemical constituents. Piezometers are monitoring wells completed over a very short section of aquifer. Monitoring wells can also be completed at multiple levels, allowing discrete samples or measurements to be made at different vertical elevations at the same map location.[citation needed]

Um bem construído para bombear água subterrânea pode ser usado passivamente como um poço de monitoramento e um poço de pequeno diâmetro pode ser bombeado, mas essa distinção por uso é comum. [Citação necessária]

Localização

Antes da escavação, as informações sobre a geologia, profundidade do lençol freático, flutuações sazonais, área de recarga e taxa devem ser encontradas. Este trabalho é normalmente feito por um hidrogeologista ou por um pesquisador de água subterrânea usando uma variedade de ferramentas, incluindo pesquisas eletroísmicas, quaisquer informações disponíveis de poços próximos, mapas geológicos e, às vezes, imagens geofísicas.

Contaminação

Os poços de bombeamento rasos geralmente podem fornecer água potável a um custo muito baixo. No entanto, as impurezas da superfície atingem facilmente fontes superficiais, o que leva a um maior risco de contaminação para esses poços em comparação com poços mais profundos. Os poços contaminados podem levar à propagação de várias doenças transmitidas pela água. Os poços escavados e acionados são relativamente fáceis de contaminar; Por exemplo, a maioria dos poços cavados não é confiável na maioria dos Estados Unidos.

Patógenos

A maioria das bactérias, vírus, parasitas e fungos que contaminam a água do poço vem de material fecal de humanos e outros animais, por exemplo, de sistemas de saneamento no local (como latrinas de poço e fossas sépticas). Contaminantes bacterianos comuns incluem E. coli, Salmonella, Shigella e Campylobacter Jejuni. Contaminantes virais comuns incluem norovírus, sapovírus, rotavírus, enterovírus e hepatite A e E. parasitas incluem Giardia Lamblia, Cryptosporidium, Cyclospora cayetanensis e Microsporidia.

Contaminação química

A contaminação química é um problema comum com as águas subterrâneas. Nitratos de esgoto, lodo de esgoto ou fertilizante são um problema particular para bebês e crianças pequenas. Os produtos químicos de poluentes incluem pesticidas e compostos orgânicos voláteis da gasolina, limpeza a seco, éter de metil-butílica aditivo de combustível (MTBE) e perclorato de combustível de foguetes, infladores de airbag e outras fontes artificiais e naturais. [Citação necessária]

Vários minerais também são contaminantes, incluindo chumbo lixiviado de acessórios de latão ou tubos de chumbo antigos, cromo VI de eletroplas Baixas quantidades para prevenir a cárie dentária, mas podem causar fluorose dentária em concentrações mais altas.

Alguns produtos químicos geralmente estão presentes em poços de água em níveis que não são tóxicos, mas podem causar outros problemas. O cálcio e o magnésio causam o que é conhecido como água dura, que pode precipitar e entupir tubos ou queimar aquecedores de água. Ferro e manganês podem aparecer como manchas escuras que mancham roupas e encanamentos e podem promover o crescimento de bactérias de ferro e manganês que podem formar colônias negras viscíveis que entupem os tubos.

Prevenção

A qualidade da água do poço pode ser aumentada significativamente alinhando o poço, selando a cabeça do poço, ajustando uma bomba manual auto-formal, construindo um avental, garantindo que a área seja mantida limpa e livre de água e animais estagnados, fontes de contaminação em movimento (Latrinas de poço, lixo, sistemas de esgoto no local) e realização de educação de higiene. O poço deve ser limpo com solução de cloro a 1% após a construção e periodicamente a cada 6 meses. [Citação necessária]

Os orifícios do poço devem ser cobertos para evitar detritos soltos, animais, excrementos de animais e matéria estranha soprada pelo vento de cair no buraco e decompor. A capa deve poder estar em vigor o tempo todo, inclusive ao desenhar água do poço. Um teto suspenso sobre um buraco aberto ajuda em algum grau, mas, idealmente, a tampa deve ser adequada e totalmente fechada, com apenas uma ventilação de ar. [Citação necessária]

Distâncias mínimas e requisitos de percolação do solo entre locais de descarte de esgoto e poços de água precisam ser observados. As regras relativas ao projeto e instalação de sistemas sépticos privados e municipais levam em consideração todos esses fatores para que as fontes de água potável nas proximidades sejam protegidas.

A educação da população em geral na sociedade também desempenha um papel importante na proteção da água potável. [Citação necessária]

Mitigação

A limpeza das águas subterrâneas contaminadas tende a ser muito caro. A remediação eficaz das águas subterrâneas geralmente é muito difícil. A contaminação das águas subterrâneas das fontes de superfície e subsuperfície geralmente pode ser dramaticamente reduzida, centralizando corretamente o revestimento durante a construção e o preenchimento do anel de revestimento com um material de vedação apropriado. O material de vedação (rejunte) deve ser colocado imediatamente acima da zona de produção de volta à superfície, porque, na ausência de uma vedação de revestimento corretamente construída, o fluido contaminado pode viajar para o poço através do anel de revestimento. Os dispositivos de centralização são importantes (geralmente um por comprimento da carcaça ou em intervalos máximos de 9 m) para garantir que o espaço anular rejuntado seja de espessura uniforme. [Citação necessária]

Após a construção de um novo teste, é considerado as melhores práticas investir em uma bateria completa de testes químicos e biológicos na água do poço em questão. O tratamento em ponto de uso está disponível para propriedades individuais e as estações de tratamento são frequentemente construídas para suprimentos de água municipais que sofrem de contaminação. A maioria desses métodos de tratamento envolve a filtração dos contaminantes de preocupação, e proteção adicional pode ser recebida pela instalação de telas bem-sucedidas apenas em profundidades onde a contaminação não está presente. [Citação necessária]

A água do poço para uso pessoal é frequentemente filtrada com processadores de água reversa de osmose; Esse processo pode remover partículas muito pequenas. Uma maneira simples e eficaz de matar microorganismos é levar a água a ferver por um a três minutos, dependendo da localização. Uma família bem contaminada por microorganismos pode ser tratada inicialmente pela cloração de choque usando alvejante, gerando concentrações centenas de vezes maior que a encontrada nos sistemas de água comunitária; No entanto, isso não resolverá problemas estruturais que levaram à contaminação e geralmente requer algum conhecimento e teste para aplicação eficaz.

Após o processo de filtração, é comum implementar um sistema ultravioleta (UV) para matar patógenos na água. A luz UV afeta o DNA do patógeno pelos fótons UV-C quebrando na parede celular. A desinfecção por UV vem ganhando popularidade nas últimas décadas, pois é um método sem produtos químicos de tratamento de água.

Problemas ambientais

Um risco com a colocação de poços de água é a salinamento do solo que ocorre quando o lençol freático do solo começa a cair e o sal começa a se acumular quando o solo começa a secar. Outro problema ambiental que é muito prevalente na perfuração do poço de água é o potencial de metano se infiltrar.

Salinização do solo

O potencial de salinamento do solo é um grande risco ao escolher a colocação de poços de água. A salinização do solo é causada quando o lençol freático do solo cai ao longo do tempo e o sal começa a se acumular. Por sua vez, o aumento da quantidade de sal começa a secar o solo. Este é um problema muito prejudicial, porque o aumento do nível de sal no solo pode resultar na degradação do solo e pode ser muito prejudicial à vegetação. [Citação necessária]

Metano

O metano, um asfixiante, é um composto químico que é o principal componente do gás natural. Quando o metano é introduzido em um espaço confinado, desloca o oxigênio, reduzindo a concentração de oxigênio a um nível baixo o suficiente para representar uma ameaça aos seres humanos e outros organismos aeróbicos, mas ainda é alto o suficiente para o risco de explosão espontânea ou causada externamente. Esse potencial de explosão é o que representa um perigo em relação à perfuração e colocação de poços de água. [Citação necessária]

Níveis baixos de metano na água potável não são considerados tóxicos. Quando o metano penetra em um suprimento de água, é comumente referido como "migração de metano". Isso pode ser causado por velhos poços de gás natural perto de sistemas de poço de água, sendo abandonados e não mais monitorados. [Citação necessária]

Ultimamente, [quando?] No entanto, os poços/bombas descritos não são mais muito eficientes e podem ser substituídos por bombas de mão ou bombas no chão. Outra alternativa é o uso de poços autodidatas, bombas elétricas de poço profundo (para profundidades mais altas). As organizações de tecnologia apropriadas como ação prática são agora [quando?] Fornecendo informações sobre como criar/configurar bombas de mão e bombas de bandle na prática.

Segurança da água

Um estudo concluiu que de ~ 39 milhões de poços de água subterrânea 6-20% correm risco de correr seco se os níveis locais de água subterrânea cairem em menos de cinco metros, ou-como em muitas áreas e possivelmente mais da metade dos principais aqüíferos-continue a recusar . [Outras explicações necessárias]

Sociedade e cultura

Springs e Wells têm significado cultural desde os tempos pré -históricos, levando à base de cidades como Wells e Bath em Somerset. O interesse em benefícios à saúde levou ao crescimento de cidades de spa, incluindo muitos com poços em seu nome, sendo exemplos de Llandrindod Wells e Royal Tunbridge Wells.

Eratóstenes às vezes afirma ter usado um poço em seu cálculo da circunferência da Terra; No entanto, essa é apenas uma simplificação usada em uma explicação mais curta de Cleomedes, já que os eratostenos usaram um método mais elaborado e preciso.

Muitos incidentes na Bíblia ocorrem em torno de Wells, como a descoberta de uma esposa para Isaque em Gênesis e a conversa de Jesus com a mulher samaritana nos Evangelhos.

Um modelo simples para recuperação de poço de água

Para um poço com paredes impermeáveis, a água no poço é reabastecida do fundo do poço. A taxa na qual a água flui para o poço dependerá da diferença de pressão entre as águas subterrâneas no fundo do fundo e a água do poço no fundo do fundo. A pressão de uma coluna de água da altura z será igual ao peso da água na coluna dividida pela área da seção transversal da coluna, de modo que a pressão das águas subterrâneas uma distância ZT abaixo do topo do lençol freático vai ser:

P g = ρ g z T {\displaystyle P_{g}=\rho \,g\,z_{T}}

onde ρ é a densidade de massa da água e G é a aceleração devido à gravidade. Quando a água no poço estiver abaixo do nível do lençol freático, a pressão no fundo do poço devido à água no poço será menor que a PG e a água será forçada a entrar no poço. Referindo -se ao diagrama, se z é a distância do fundo do poço até o nível da água do poço e o ZT é a distância do fundo do poço até o topo do lençol freático, a diferença de pressão será:

Δ P = ρ g ( z T − z ) {\displaystyle \Delta P=\rho \,g\,(z_{T}-z)}

A aplicação da lei de Darcy, a taxa de volume (f) na qual a água é forçada ao poço será proporcional a essa diferença de pressão:

Δ P = R F {\displaystyle \Delta P=R\,F}

onde r é a resistência ao fluxo, que depende da seção transversal do poço, o gradiente de pressão no fundo do poço e as características do substrato no fundo do fundo. (por exemplo, porosidade). A taxa de fluxo de volume no poço pode ser escrita em função da taxa de mudança do nível da água do poço:

F = A d z d t {\displaystyle F=A{\frac {dz}{dt}}}

A combinação das três equações acima produz uma equação diferencial simples em z:

R A d z d t = ρ g ( z T − z ) {\displaystyle RA{\frac {dz}{dt}}=\rho g(z_{T}-z)}

que pode ser resolvido:

z = z T − ( z T − z 0 ) e − t / τ {\displaystyle z=z_{T}-(z_{T}-z_{0})e^{-t/\tau }}

onde z0 é o nível da água do poço no tempo t = 0 e τ é a constante de tempo de tempo:

τ = R A ρ g {\displaystyle \tau ={\frac {RA}{\rho g}}}

Observe que se Dz/Dt para um poço esgotado puder ser medido, ele será igual a z t/τ {\ displaystyle z_ {t}/\ tau} e a constante de tempo τ pode ser calculada. De acordo com o modelo acima, levará uma quantidade infinita de tempo para que um poço se recupere completamente, mas se considerarmos um poço que é 99% recuperado como "praticamente" recuperado, o tempo para um poço se recuperar praticamente de um nível em z será:

T r = τ ln ⁡ ( 1 − z / z T 1 − 0.99 ) {\displaystyle T_{r}=\tau \ln \left({\frac {1-z/z_{T}}{1-0.99}}\right)}

Para um poço que está totalmente esgotado (z = 0), levaria um tempo de cerca de 4,6 τ para praticamente se recuperar.

O modelo acima não leva em consideração o esgotamento do aqüífero devido ao bombeamento que reduziu o nível da água do poço (consulte o teste do aqüífero e a equação do fluxo de águas subterrâneas). Além disso, os poços práticos podem ter paredes impermeáveis ​​apenas até, mas não incluindo a rocha, o que dará uma área de superfície maior para a água entrar no poço.

Veja também