Технологiя пiдготовки питноi води з пiдземних джерел (стр. 3 из 4)

Водозабiрнi свердловини—цецилiндричний вертикальний канал,який проходить крiзь товщу землі до водоносного пласта (рис. 2). Глибина свердловини визначається глибиною залягання покрiвлі й потужнiстю водоносного пласта. Свердловини бурять ударним (колонковим) чи обертовим (роторним) способами. За ударного способу бурiння породу руйнують ударами долота об забiй i вичерпують її желонкою. За роторного способу породу вичерпуютьснарядами, якi обертаються в забої,івимиваються розчином глини пiд тиском. Глиняний розчинготують iз води з добавленням хлорного вапна для дезiнфекцiї й збільшення пластичності. Ударний спосiб буріння має перевагу, оскiльки дає змогу точно вийти на задану глибину наміченого до експлуатації водносного пласта iпробурити свердловину чітко по вертикалi. Останнє є дуже важливим для монтажу обсадних труб. Проте завдяки великiй швидкості бурiння роторний спосiб став досить поширеним.

Рис. 2. Схема водопостачання з підземного джерела:

1- експлуатаційний водоносний горизонт; 2- водозабірна свердловина; 3- глибинна електропомпа; 4- водоочисна станція; 5- резервуар чистої води; 6- насосна станція другого підйому; 7- водогони; 8- водонапірна башта; 9- водопровідна мережа; 10- об’єкт водопостачання; 11- п’єзометрична лінія за максимального водоспоживання з мережі; 12- п’єзометрична лінія подавання води.

Основнiелементи свердловини зображено на рис. 3. Стiнки водозабірних свердловин у процесi бурiння закрiплюютьтехнiчними або захиснимиобсадними трубами. Першу колону обсадних труб опускають на кілька метрiв глибше водоносного пласта, в якому є грунтовi води. Наступні колони обсадних труб, але меншого діаметра, проходять нижче розмiщених водоносних пластiв i занурюють на глибину 3-5 м у водонапiрний шар. У разi залягання експлуатованго пласта на великiй глибинi свердловину проходять кiлькома колонами обсадних труб. Верхня обсадна колона (кондуктор) забезпечує вертикальний напрям i захищає устясвердловини вiд потрапляння верхнiх забруднених вод, руйнування ірозмивання. Дiаметрвнутрiшньоїексплуатацiйної колони визначається габаритними розмiрами фiльтра і занурювального насоса. Основноюгiгiєнічною вимогоюдо свердловини є її герметичнiсть. З цiєю метою розмiщенi вищеводоноснi пласти слiд проходити не менше, ніж двома колонами обсадних труб. Мiжтрубний простiр заливають цементним розчином пiд тиском.

Пiд час бурiннясвердловинироторним способом їїствол закрiплюють однією колоною обсадних труб, опущеною в породи намiченого до експлуатацiїводоносного пласта. В цьому випадку роз’єднання водоносних пластiв забезпечується цементацiєю затрубного простору з видавлюванням цементного розчину вiд башмака обсадної труби до поверхнi землі. Утворений таким чином «цементний стакан» є добрим антикорозійним захистом.

Рис. 4. Зовнішній вигляд і деталі фільтрів:

а- каркасного типу: 1- трубчастий фільтр-каркас з круглими отворами; 2- те саме, зі щільними отворами; 3- стрижневий фільтр-каркас на опорних кільцях або на закладних планках; б- каркасного типу з фільтрувальною поверхнею з дротяної обмотки: 1-3- те саме, що й на рис. 4,а; 4- підкладочні стрижні; 5- дротяна обмотка; в- каркасного типу з фільтрувальною поверхнею зі штампованого листа: 1-4- те саме,що й на рис. 4,а; 5- підкладочна спіральна обмотка; 6- штампований лист; г- каркасного типу з фільтрувальною поверхнею стінок: 1-3- те саме, що й на рис. 4,а; 4- підкладочна спіральна обмотка; 5- підкладочна гофрована сітка з вініпласту; 6- сітка; д- каркасного типу з гравійною, гравійно-піщаною обсипкою, що подається у забій свердловини: 1-3- те саме, що й на рис. 4,а; 4- дротяна обмотка; 5- гравійна чи гравійно-піщнана обсипка; е- каркасного типу

Під час буріння свердловини роторним способом її ствол закріплюють однією колоною обсадних труб, опущеною в породи наміченого до експлуатації водоносного пласта. В цьому випадку роз'єднання водоносних пластів забезпечується цементацією затрубного простору з видавлюванням цементного розчину від башмака обсадної труби до поверхні землі. Утворений таким чином «цементний стакан» є добрим антикорозійним захистом.

Однією з найважливiших частин свердловини є фiльтри, конструкції яких зображенно на рис. 4. У практицiводопостачання найчастiше використовують трубчастi фiльтри з дротяною обмоткою або без неї, каркасно-стрижневi, сiтчастi (з металевою чи пластиковою сiткою), гравiйні чи кожухо-гравiйнi, блочні касовi, з пористої керамiки, дрiбно-зернистого пiску чи гравiю, закрiпленi клеєм БФ-2, бiтумом або рiдким склом. Від надійностi облаштування фiльтра залежить продуктивнiсть свердловини і термін її стабiльної роботи.

Пiсля закінчення бурiння та облаштування свердловини проводять будiвельне вiдкачування води. При цьому обсаднi труби промивають від заліза, глиняних часточок i внесених пiд час бурiння забруднень. Тривалiсть вiдкачування залежить вiд мiсцевих гiдрогеологiчних умов і коливається від кількох діб до одного місяця і більше.

Верня частина колон обсадних труб має виступати над поверхнею грунту не менше нiж на 0,5 м. Устя свердловини з наступними елементами системи з’єднують за допомогою оголовка свердловини. Останнiй — це одне або кiлька колiн труб, сволучених фланцевими з’єднаннями устя з наступними елементами системи. На оголовку монтують водомiр, кран для вiдбирання проб води, патрубок, заглушений фланцем для приєдання труби для вiдкачування води на скидання. На фланцi є різьбовий отвiр, закритий болтом, через який можна ввести пристрiй для замірювання рiвня води в свердловині.

Устя свердловини та оголовок з метою запобiгання замерзанню взимку має розмiщуватися в надземному павiльйонi, пiдземнiй шахтi чи примiщенні насосної станцiї. Шахта свердловини—це колодязь, бетонні стінки i дно якого водонепроникнi. Зверху він закривається герметичною чавунною кришкою стандартних розмiрiв (рис 5). Пiсля бурiння та облаштування свердловини в ній установлюється певний рiвень води, який за вiдсутностi водозабору називають статичним. Цей рiвень для безнапiрних пiдземних вод вiдповiдає горизонту води в пластi, для напiрних— перевищує рівень води в пластi залежно вiд величини напору.

Рис. 5. Шахта над артезіанською свердловиною:

1- скоби; 2- кришка; 3- асфальт; 4- цементний розчин; 5- глиняний замок.

За постiйного вiдбирання води зi свердловии статичний рівень знижується i через деякий час установлюєгься на певному рівнi, який називають динамiчним. Останнiй залежить вiд iнтенсивностi водозабору. Пiсля припинення вiдкачування вода в свердловинi знову пiднiмається до статичного рiвня. Кiлькiсть води, яку дає свердловина за 1 годину, у разi зниження динамiчного рiвня на 1 м, називають питомим дебiтом свердловини, причому він ве залежить вiд потужностi насоса, а характеризує водомiсткiсть пласта. Відповiдність водомiсткостi пласта необхiднiй витратi води зi свердловини має велике гiгiєнiчне значення. Якщо ця вiдповiднiсть порушується i води вiдкачується бiльше, нiж може дати пласт, то створюються умови для пiдживлення води з розмiщених вище водоносних горизонтiв. Це значною мірою зменшує санiтарну надійність водопроводу. Орієнтованим показником відповідності водомісткості пласта потужності насоса, встановленого в свердловинi, є різниця мiж динамiчним і статичним рiвнями, що не перевищує 10 м.

IIiд час перiодичного вiдкачування води із свердловини для збереження потрiбної її якостi здійснюють вiдкачування на скидання через 10-15 дiб для повного зникнення у водiiржi та каламутностi. Щоб пiдтримувати резервнi свердловини в належному станi, їх потрiбно пiдключати в роботу почергово з працюючими. Перiодичнiсть їх пiдключення не повинна перевищувати 7-8 діб. Якщо свердловину вводять в експлуатацiю пiсля консервацiї, то під час відкачування відбирають проби води для аналiзу через 6-12 годин з початку вiдкачування. У разi незадовiльного аналiзу води вiдкачування її продовжують. У процесi експлуатацiї потрiбно двiчi на рiк ( перед весняним паводком i початком зими) проводити генеральну перевiрку стану свердловини. Результати перевiрки заносять до паспорта свердловини.

Неполадки в роботi свердловини визначають за змiною продуктивностi, статичного i динамiчного рівнів, питомого дебіту та якостi води. Основнi причини можливих неполадок свердловин наведено в табл. 3.

Спосіб пiдйому води зі свердловини залежить вiд рiвня води в нiй. За динамiчного рiвня до 7 м вiд поверхнi землi застосовують вiдцентровi насоси на горизонтальному валу. Якщо динамiчний рiвень води встановлюється на глибинi до 120 м, то використовують вiдцентровi насосина вертикальному валу.Такi насоси встановлюють над свердловиною. Важливою особливістювiдцентрових насосів, якi подають воду питної якостi, є робота їх пiд самозаливом. Це унеможливлює потрапляння випадкових забруднень, якi спостерігаються у разi заливання камери насоса забрудненою водою перед його пуском.

Таблиця 3. Причини зменшення продуктивності водозабірних свердловин

Показники свердловини			Можливі неполадки
Статичний рівень	Динамічний рівень	Питомий дебіт свердловини
Без зміни	Вищий, ніж раніше	Без зміни	Неполадки насоса
Постійний	Постійний	— // —	Збільшення воронки депресії
Періодично знижується	Періодично знижується	— // —	Вплив роботи сусідніх свердловин
Без зміни	Нижчий, ніж раніше	Зменшений	Несправність водоприймальної частини
Нижчий, ніж раніше	Без зміни	Майже без зміни	Витік води вищий від динамічного рівня
Нижчий, ніж раніше	Нижчий, ніж раніше	Зменшений	Витік води нижчий від динамічного рівня

Для пiдiймання води з глибоких свердловин дуже часто застосовують занурювальнівідцентровінасоси на вертикальному валу. Такi насоси змонтованi як єдиний блок, що складається з електродвигуна і кількох камер з лопатевими колесами. Часто до складу блока входитьфiльтр. Насос опускають на експлуатацiйнійтрубі допотрiбної глибини занурення у воду. Завурювальнi насоси задовольняють усi гігієнічні вимоги іздатнi пiдняти воду з глибини до 500 м.Введення в експлуатацiю нових обладнаних свердловин або iнших водозаборiв дозволяється лише із санкцiї мiсцевих органiв державного санiтарно-епiдеміологiчного нагляду за умови отримання задовiльних результатiв аналiзу води.