השפלת מי תהום

שמאל|ממוזער|250px|בארות עמוקות
שמאל|ממוזער|250px|בארות רדודות
שמאל|ממוזער|250px|מימין – השפלת מי תהום בעת בניית מרתף בקריית ים: עיגול כחול – השפלת מי תהום באמצעות בארות עמוקות, עיגול אדום – השפלת מי תהום באמצעות בארות רדודות/סיכות. החפירה יבשה לחלוטין אף שהמבנה מרוחק עשרות מטרים ספורים בלבד מהים. מי התהום נשאבים ומועברים לים הפתוח, מחוץ לאזור העבודה משך 24 שעות ביממה
השפלת מי תהום (באנגלית: Groundwater Lowering) הוא מושג המתייחס לשליטה וויסות מפלס מי התהום לצורך ביצוע פעולות בנייה בתנאי יובש בתווך התת-קרקעי. השפלת מי תהום נעשית בכמה שיטות, כאשר המקובלת והנפוצה ביניהן היא על ידי שאיבה.

הצורך בהשפלת מי תהום, נובע מהעובדה, כי עבודות מסוימות מצריכות ביצוע באזור הידוע כי רווי במי תהום ולא ניתן לבצע עבודות תת-קרקעיות, במקומות בהם מגיע מפלס מי התהום אל מעל לאזור העבודה (תמונה משמאל). לשם ביצוע העבודות מתחת לקו המים, יהיה צורך להנמיך, או "להשפיל" את מי התהום באופן זמני.

תכנון מערך שאיבה מצריך קבלת נתונים שונים כדוגמת סוג הקרקע, קביעת מוליכות הקרקע, עומקה הרצוי של ההשפלה ורדיוס ההשפעה הרצוי של ההשפלה.

לדוגמה, במסגרת הקמת מנהרת תשתיות בחיפה התבצעה השפלת מי תהום 24 שעות ביממה, זאת על מנת לאפשר עבודות של הנחת אלמנטים טרומיים של מובל המנהרה. בסיום העבודה על מקטע מסוים, הופסקה השאיבה ומפלס מי התהום חזר לגובהו המקורי.

הצורך בהשפלת מי תהום בישראל צומח יחד עם גידול האוכלוסייה, הציפוף העירוני, הבנייה לגובה והעברת התשתיות בתת-הקרקע. היות שחלק ניכר מהבנייה בישראל מתבצעת בגוש דן באזורים הסמוכים לחוף לים, בהם מי התהום רדודים, במקרים רבים של חפירת 2 קומות מרתף למבנה, יש צורך בהשפלת מי תהום למשך תקופת הבנייה.

שיטות ביצוע
השפלת מי תהום באמצעות בארות עמוקות (Dewatering by deep wells) – במסגרת שאיבת מי תהום מבארות עמוקות, מתבצעים קידוחים עמוקים ומשאבות טבולות מורדות לבסיס הקידוח כשדיפון הקידוח נעשה באמצעות צינורות (P.V.C או דומיהם). הקידוח נעשה באמצעות מכונת קידוח ושימוש בתמיסת פולימר למניעת התמוטטות הבור. מיקום הקידוחים יהיה משני צידי החפירה המתוכננת ובמרחק כזה שיבטיח את הורדת מפלס מי התהום בהתאם לתכנון.
השפלת מי תהום באמצעות בארות רדודות/סיכות (Dewatering by wellpoints) – למעשה זוהי שיטת ניקוז בה מפלס מי התהום מושפל נקודתית, סביב גוף יונק, בהתאם לרדיוס השפעה הקשור לעוצמת היניקה של המשאבה. רצף של גופים יונקים (="סיכות") וחפיפה בין רדיוסי ההשפעה של כל אחד מהם, יצור את השפלת מי תהום לעומק נדרש.

שיקולים תכנוניים
פרויקטים להשפלת מי תהום נבדלים זה מזה בתנאים הגאוהידרולוגיים, צורכי הפרויקט, שיקולי עלות כספית, גורמים רגולטורים ובסופו של דבר בשיטות הביצוע הנגזרות מהנ"ל.

 תנאים גאוהידרולוגיים – מפלס מי התהום הוא דינמי ומשתנה כתלות בכמות מי הגשמים, השפעות מי הים, פעולות השפלה סמוכות וכו'. מלבד זאת, נודעת חשיבות לסוג הקרקע. כך, למשל, קרקע חולית היא בעלת מוליכות הידראולית גבוהה משל קרקע חרסיתית המקלה על שאיבת המים, בעוד שקרקע חרסיתית נוטה פחות להתנזלות מאשר חול.

 צורכי הפרויקט – השפלת מי תהום נדרשת לעיתים בבנייה תת-קרקעית, ביסוס הקרקע, חפירת פירים וכו'. המבנה המתוכנן מגדיר את עומק הקידוח הנדרש, היקף השאיבה ודרישות הדיפון והאיטום.

 עלות כספית – עלויות ההשפלה עשויות להיות שיקול מצד היזם בהעדפת שיטה אחת על אחרת. במקרי קיצון, עלויות גבוהות עשויות לגרום לזניחת פרויקט בנייה בהיקף קטן יחסית.

 רגולציה – במדינת ישראל, פעולות השפלת מי תהום נעשות בתאום עם רשות המים ותאגידי המים. הללו עשויות לדחות את הבקשה או להגבילה מטעמים סביבתיים (למשל: שמירה על מי תהום מפני זיהום או המלחה) או הנדסיים (למשל: קשיים בסילוק המים במערכות הביוב והתיעול).

 שיטות ביצוע – לשיטות שונות יעילות משתנה בתנאים מסוימים. כך למשל, עבור מי תהום בעומק רב, שאיבה על ידי "סיכות" תהיה לא אפקטיבית. מנגד, בפרויקטים מתאימים, שאיבה על ידי סיכות תאפשר גמישות רבה יותר במיקומן מאשר קידוח בארות עמוקות.

 שקיעת הקרקע והיווצרות בולענים 
כאשר מפלס מי תהום יורד הקרקע שוקעת וממלאת את נפח המים שנחסר. שקיעת הקרקע יוצרת לעיתים בולענים שנפערים תחת כבישים, גשרים ובניינים. קרקעות בערים רבות בעולם, בדגש על ערים הסמוכות לים, עוברות תהליך של שקיעה עקב שאיבת מי תהום והעמסת משקל על פני הקרקע.

קישורים חיצוניים
פיר שילוח לרכבת הקלה בגוש דן הקו האדום – פרויקט גלי גיל
השפלת מי תהום: חברה ישראלית מקימה שותפות עם חברה בריטית לבקרת מי תהום והשפלתם באתרי בנייה | infospot

 הערות שוליים 

קטגוריה:הנדסה אזרחית