Piezometrul
Ce este un piezometru?
Piezometrul este un instrument de măsurare a nivelului pânzei freatice și/sau a presiunilor interstițiale. Acest instrumentar este instalat în forajul efectuat cu carotare continuă sau distrugere a miezului.
Tipuri de piezometru
Există diferite tipuri de piezometru adoptate în condiții de complexitate hidrogeologică redusă la cea prezentă în situl de studiu. Mai jos sunt câteva dintre ele.
Piezometru cu tub deschis
În condiții hidrogeologice simple, caracterizate printr-o singură pânză freatică liberă, alegerea cea mai potrivită și economică pentru măsurarea nivelului apei subterane este piezometrul cu tub deschis (Fig.1A). Se compune dintr-o țeavă din PVC crăpată sau micro-țesută (fig. 1 B și C) în secțiunile înclinate și instalată în interiorul forajului.
Trebuie acordată o atenție deosebită plasării pietrișului silicios calibrat în spațiul dintre conducta piezometrică și perforare. În general, se recomandă izolarea primilor 2-3 metri de suprafață prin injectarea bentonitului în cavitate, pentru a evita ca apa curgătoare să ajungă în pânza freatică.
În condiții hidrogeologice mai complexe, caracterizate prin pânze freatice sub presiune sau arteziene în contexte multifalda, se recomandă utilizarea piezometrelor Casagrande sau cu vibrații Chord (explicate în paragrafele următoare) prin introducerea metodelor de izolare a apelor subterane sub presiune în raport cu fluxul liber.
Impactul permeabilității solului asupra timpului necesar pentru restabilirea condițiilor hidrogeologice pentru prima lectură.
Odată ce faza de instalare a conductei piezometrice a fost finalizată, va fi necesar să așteptați o anumită perioadă de timp pentru prima citire. Acest timp depinde foarte mult de permeabilitatea solurilor, deoarece este necesar să se restabilească condițiile de echilibru hidrogeologic. În special, utilizarea fluidelor de circulație în timpul fazei de foraj modifică nivelul static al pânzei freatice. În cazul solurilor inconsistente sau al litotipurilor fracturate, prima citire poate fi efectuată și în ziua următoare finalizării anchetei, în timp ce pentru solurile coezive (nămoluri și argile) va fi necesar să se aștepte cel puțin 7-10 zile.
Figura 1 – Piezometru cu tub deschis cu detalii fotografice ale tuburilor din PVC oarbe și micro-țesute
Măsurarea nivelului apei în interiorul piezometrelor cu tub deschis se face de obicei de către contorul de frecvență electric sau de către un traductor de presiune (Fig.2).
Figura 2 – A) Diagrama de utilizare a freatimetrului, B) Instrumentarea freatimetrului și capacul de protecție al conductelor piezometrice.
Pentru ce teren este potrivit?
Este potrivit în principal pentru soluri grosiere nisipoase-gravate.
Piezometru de Casagrande
Spre deosebire de piezometrul cu tub deschis, Casagrande permite măsurarea presiunilor neutre.
Principiul de funcționare se bazează pe modificarea volumului unui vas (în acest caz piezometrul) după scufundarea într-o pânză freatică. Presiunea apei care acționează pe partea inferioară a piezometrului exercită presiune asupra pistonului în mișcare, provocând o modificare a volumului piezometrului însuși.
Presiunea exercitată asupra pistonului în mișcare este transmisă unui traductor de presiune. Acesta din urmă oferă o citire a presiunii exercitate de apele subterane, care pot fi utilizate pentru a determina presiunea apei în acel moment.
În plus, modificarea volumului piezometrului poate fi utilizată pentru a determina debitul acviferelor.
Figura 3 – Filtre Casagrande și sistem piezometric (de la Sisgeo srl mod.)
Instrumentul este format dintr-un tub cilindric (oțel sau PVC) cu un capăt deschis și celălalt închis de un piston mobil (Fig.3). Tubul conectează elementul poros (la baza piezometrului) la suprafața găurii (la parter).
Citirea nivelului piezometric sau a presiunii poate avea loc prin traductoare de presiune sau prin citirea cu o sondă electrică sau un contor de frecvență.
Pentru ce teren este potrivit?
Este potrivit în principal pentru soluri coezive (argile și limi).
Piezometru cu frânghie vibratoare
Un piezometru cu corzi vibratoare este un tip de instrument utilizat pentru a măsura presiunea apei interstițiale sau nivelul apei în medii care nu mai sunt accesibile după instalare.
Dispozitivul constă dintr-un șir vibrator (de obicei din oțel sau fibră de carbon), o unitate de control pentru a vibra firul, un senzor pentru a detecta viteza de propagare a undelor sonore și un sistem de înregistrare pentru a înregistra date (Fig.4).
Fig.4 – Piezometre cu cablu vibrator (vibrating wire piezometer, da Soil instruments)
Șirul este trecut în interiorul uni foraj, iar presiunea apei interstițiale este determinată prin măsurarea vitezei de propagare a undelor sonore de-a lungul șirului. Viteza de propagare a undelor sonore depinde de presiunea apelor subterane. În general, datorită rezistenței și durabilității lor, ele sunt utilizate pentru lucrări mari, cum ar fi baraje, tuneluri, poduri etc
Pentru ce teren este potrivit?
Acesta poate fi utilizat într-o varietate de soluri, de la mai grosier la mai fin.
Concluzie
Fiecare tip de piezometru are avantajele și dezavantajele sale, avantaje și dezavantaje (cum ar fi costul, instalarea, adaptabilitatea la condițiile de mediu, întreținerea) și nu există un singur tip de piezometru care să fie soluția perfectă pentru fiecare situație, deci, este important să alegeți cea mai potrivită pentru nevoile specifice ale proiectului.
