Projekt, zasada działania i schemat studni

Decydując się na zakup studni osobistej, właściciele domów prywatnych, domków letniskowych i działek stają przed wyborem metody jej wiercenia. Aby podjąć właściwą decyzję, należy dobrze znać strukturę rury i schemat występowania warstw wodonośnych. Zasada działania i schemat studni są dość proste i do ich zrozumienia nie jest wymagana żadna specjalna edukacja geologiczna..

Układ studni na wodę

Studnia to ogólna nazwa okrągłych wyrobisk kopalnianych o średnicy znacznie mniejszej niż głębokość. „Studnia wodna” zwykle oznacza sztuczny pionowy otwór w ziemi, służący do wydobywania tego surowca. Nazywa się je również studniami rurowymi przez analogię do tradycyjnych studni kopalnianych..

Studnie wodne to:

• Abisyńskie, do głębokości 30 m. Ich cienka obudowa (również zasilająca) rurę z filtrem jest wbijana w ziemię na wymaganą głębokość. Ich przeznaczenie jest takie samo jak w przypadku studni piaskowych wierconych ręcznie..
• Na piasku wiercone ręcznie do głębokości 40 m. Wiercone są ręcznie metodą linową udarową. Instalowany zarówno w ciśnieniowych, jak i bezciśnieniowych warstwach wodonośnych w celu uzyskania wody technicznej i pitnej.
• Wiercenie maszynowe do głębokości 80 m. Wiertnice są napędzane do piaszczystych lub innych dostępnych w okolicy warstw wodonośnych. Z reguły ta metoda jest stosowana, gdy chcą uzyskać czystą wodę pitną..
• Artezyjskie, o dużej głębokości - ponad 100 m. Budowane są na specjalnych platformach wiertniczych w celu uzyskania dużych ilości wyjątkowo czystej wody pitnej lub mineralnej.

Tradycyjne studnie szybowe można również, w pewnym przybliżeniu, uznać za rodzaj studni. Wiercone są za pomocą specjalnej instalacji lub kopane ręcznie.

Studnie buduje się tam, gdzie są źródła - w miejscach, gdzie na powierzchnię wypływają czyste wody podziemne. Albo kopią do piaszczystej warstwy wodonośnej. Głębokość studni wynosi zwykle 4–12 m.

Cechy konstrukcyjne

Wszystkie studnie ułożone są w ten sam sposób, tylko te wiercone w skałach będą miały pewne różnice. Urządzenie studni wodnej, której schemat pokazano na rysunku 2, jest podobne do projektu tej samej klasycznej studni.. Ma następujący układ:

1. Wywiercony w ziemi otwór jest osłonięty rurą wzmacniającą jego ściany i odcinającą leżące powyżej gleby i wody.
2. Dno rury (dolny koniec) musi znajdować się w warstwie wodonośnej, z której woda wpływa do zbiornika obudowy i tworzy w nim kolumnę o określonej wysokości. Grubość stosowanej warstwy wodonośnej nie może być mniejsza niż długość filtra.
3. W dolnej części obudowy jest zainstalowany filtr odpowiadający frakcji wypełniacza warstwy wodonośnej. W przypadku studni na piasku elementem filtrującym jest drobna siatka. W głębokich studniach artezyjskich filtr w ogóle nie jest potrzebny.
4. Filtr może być zewnętrzny, wykonany na zewnątrz obudowy bezpośrednio w pobliżu jej dolnego otworu lub wewnętrzny (zanurzalny). W tym drugim przypadku wychodzi z dolnej krawędzi rury i znajduje się w warstwie wodonośnej.
5. Górna część gotowej studni (ujście) wyposażona jest w sposób odpowiedni do jej przeznaczenia. Mogą to być: wyposażenie kesonu, kolumna, podziemny wylot rury z pompy głębinowej do domu oraz instalacja zewnętrznej pompy elektrycznej lub ręcznej. Woda z dna doprowadzana jest rurą zasilającą opuszczoną do obudowy.
6. Na powierzchni między rurą osłonową studni a ziemią znajduje się gliniany zamek. Zapobiega to wnikaniu zanieczyszczeń powierzchniowych w głąb studni od strony zewnętrznej rury. Na usta nakładana jest nasadka ochronna (ryc. 1, 2).

Czasami studnie wierci się w skalistych glebach bez obudowy. Są wyposażone i działają tak samo jak obudowy. Ogólny schemat gleb pokonywanych podczas wiercenia przedstawiono na rysunkach 1 i 3.

Główne składniki

Najważniejszymi elementami studni rurowej są obudowa i filtr.. Studnię wywierconą i obudowaną z filtrem po przepompowaniu i określeniu natężenia przepływu można uznać za prawie gotową.

Rury osłonowe są wykonane z tworzywa sztucznego lub stali i składają się z segmentów, które można gwintować lub spawać. W każdym razie musi być trwały i wodoodporny. Niedopuszczalne jest stosowanie złączek gwintowanych lub grubych spawów - ich wystające części zapobiegną zapadaniu się rury w ziemię.

Ryc.1

Figa. 2

Zarówno rury stalowe, jak i plastikowe mają swoje zalety i wady. Dlatego czasami do obudowy używane są obie rury - stalowa na zewnątrz i plastikowa wewnątrz..

Filtr zewnętrzny (rys. 1) jest wykonany w części przyodwiertowej obudowy. Aby to zrobić, wierci się lub wycina w nim otwory, nad którymi nawija się drut nierdzewny wokół rury, a na nim umieszcza się drobną siatkę materiału, który nie utlenia się w wodzie..

Filtr zanurzeniowy to osobny produkt, rama lub wykonany z części rury o przekroju mniejszym niż wewnętrzna średnica obudowy. Wyprodukowane w taki sam sposób jak outdoor. W jego górnej części zamontowane są pierścienie uszczelniające (dławiki), które uniemożliwiają przedostawanie się piasku do wewnętrznego zbiornika kolumny od dołu. Górna część filtra pozostaje w rurze podczas jego montażu, a element filtrujący wychodzi z obudowy i pozostaje w piasku (rys. 2, 3).

Preferowany jest wewnętrzny filtr zanurzeniowy.. W przeciwieństwie do zewnętrznej, można ją wyciągnąć podczas większych napraw. Ponadto nie zatyka się podczas pogłębiania obudowy podczas wiercenia.

Do obsługi zewnętrznej ręcznej lub elektrycznej pompy wodnej służy rura zasilająca z zaworem zwrotnym na dolnym końcu. Jego przekrój jest mniejszy niż przekrój korpusu i musi odpowiadać charakterystyce pompy.

W przypadku wyposażenia studni w pompę głębinową jako źródło zasilania można użyć rury lub węża z zaworem zwrotnym lub bez..

Nie warto oszczędzać na dobrej konstrukcji. Jego żywotność i wydajność zależą od jakości obudowy filtra. Tak więc rura osłonowa z tworzywa sztucznego będzie kosztować mniej niż stal, ale ze względu na mniejszą wytrzymałość nie może być stosowana tam, gdzie istnieje ryzyko przemieszczenia gleby lub ruchomych piasków.

Dobrze funkcjonujące rury

Zasada działania studni wodnej jest prosta, jak wszystkie studnie. Woda z podziemi przepływa przez filtr do dolnej części rury, która pełni rolę zbiornika studni. Pod naciskiem od dołu unosi się w nim ponad wodoodporną pokrywą warstwy wodonośnej (efekt artezyjski) i ustala się na poziomie wód gruntowych (dla studni „na piasku”). Z obudowy, podobnie jak ze studni, wydobyty surowiec wypompowywany jest na powierzchnię. Pompa zanurzeniowa lub końcówka wlotowa rury zasilającej pompy zewnętrznej musi być obniżona poniżej dynamicznego poziomu wody (rys. 2), co wynika z natężenia przepływu studni rurowej.

Figa. 2

Szybkość napływu wody do studni nazywana jest szybkością przepływu. Jest wyrażony jako objętość na jednostkę czasu. Jeśli na przykład musisz co godzinę wypompować 3 metry sześcienne ze studni. m wody i wchodzi do niej tylko 1 metr sześcienny. m na godzinę, wówczas natężenie przepływu studni nazywa się niskim.

Sposób działania studni w przypadku wody pokazano na rysunkach 1-3. Aby normalnie funkcjonował, należy go opuścić do ciśnieniowej warstwy wodonośnej, co zapewni regularny dopływ do niej wody. W tych warstwach wodę zawierają takie stałe skały o różnych frakcjach:

• piasek gruboziarnisty;
• piaskowce;
• żwir;
• kamyki;
• wapień;
• pęknięcia skały.

Z reguły im głębiej znajduje się warstwa wodonośna, tym większa jest część jej wypełniacza. Tak więc studnie z płytkiej wody zapadają się w piaszczyste warstwy wodonośne, a studnie supergłębokie pobierają wodę ze szczelin w skałach i wapieniach..

Właściwy wybór warstwy wodonośnej i dobrze wykonany filtr zapewni kilkadziesiąt lat zaopatrzenia domu lub terenu w wodę użytkową.