Nejprve si ujasněme, jaký je průtok vodního zdroje (v tomto článku budeme uvažovat pouze studny a vrty, jako nejběžnější zdroje zásobování vodou pro soukromé potřeby).
Průtok je objem kapaliny vstupující do zdroje vody z vodonosné vrstvy země za jednotku času.
Zde stojí za zmínku, že stanovený průtok vodního zdroje (při zásobování soukromých domů vodou nejčastěji mluvíme o studnách nebo vrtech) musí být dlouhodobě stabilní.
Průtok konkrétní studny nebo studny závisí především na hydrogeologických vlastnostech území, hloubce studny (studny) a umístění přijímacího filtru. Průtok vrtů je často na úrovni 0,3-1 m³/h. Výtěžnost vrtů se velmi liší v závislosti na jejich hloubce a umístění. Studny vrtané do vápence mohou často poskytnout 1,5-3 m³/h požadovaných pro soukromý dům. Mělké pískové vrty se zde nemohou pochlubit takovým průtokem, pasport vrtu může často udávat průtok až 1 m³/h.
Několik slov o stanovení průtoku. Pro soukromé potřeby je průtok často stanoven přibližně, protože podle všech pravidel může tento postup trvat déle než jeden den. Průtok je navíc nutné určit až po přečerpání studny, což by také mělo vydržet dlouhou dobu. Často vrtačky provedou minimální počet měření a na základě přání konkrétního zákazníka udají požadovaný průtok. Jinými slovy, pokud konkrétní lokalita vyžaduje cca 2 m³/h a podle prvních výpočtů to vrt může poskytnout, bude přesně tato hodnota zaznamenána do pasportu vrtu a nebudou prováděna žádná další měření. Průtok se podle technologie určuje tak, že se voda dlouhodobě čerpá čerpadlem/čerpadlami s různou kapacitou, přičemž je třeba zjistit konkrétní průtok (přesnější ukazatel ukazující změnu průtoku studnou s určitým pokles dynamické hladiny vody). Hodnotu průtoku zadává vrtná organizace do pasportu vrtu – hlavního dokumentu, který je majiteli vystaven po dokončení vrtných prací a obsahuje všechny informace o konkrétním vrtu. Na základě těchto údajů můžete přesně vybrat čerpadlo. Proto nedoporučujeme kupovat čerpadlo dříve, než bude studna nebo studna hotová.
Je zcela logické předpokládat, že průtok čerpadla by neměl překročit průtok zdroje. Nebezpečí, které to představuje, je zcela jasné – může nastat situace, kdy čerpadlo zcela odčerpá vodu nad sebou, zatímco standardní čerpadlo pokračuje v provozu a nakonec selže. Chod nasucho je nepřijatelný provozní režim pro všechna ponorná čerpadla. Navíc u studní je tato situace pravděpodobnější, protože studna má menší sloupec vody a jejich průtok je nízký. To je důvod, proč je většina studňových čerpadel vybavena plovákovými spínači, jako pojistka proti vytečení vody. I ve studni s nízkým průtokem je však výskyt chodu nasucho velmi reálnou situací, zvláště pokud je čerpadlo zvoleno s výkonovou rezervou. Ale i pro takový případ si můžete vybrat svou pumpu Aquarius.
Doporučujeme vám věnovat pozornost řadě čerpadel Aquarius BTsPE 0,32 U Jmenovitý průtok čerpadla je 1,15 m³/h (0,32 l/s), zatímco minimální průtok čerpadla je omezen na 0,36 m³/h. To znamená, že zařízení i při tak nízkém průtoku zaručuje správnou funkci čerpadla s jeho projektovanou životností. Zde by bylo vhodné připomenout, že provozování čerpadel s průtokem pod přípustnou úrovní vede k rychlejšímu selhání čerpadla (z důvodu horšího chlazení elektromotoru a zvýšeného zatížení ložisek). Například velká většina dovážených čerpadel neumožňuje provoz studňových čerpadel s průtokem pod 0,5 m³/h. I při použití čerpadla BTsPE 0,32 U je však stále lepší prozíravě nainstalovat ochranu proti chodu nasucho. V nejjednodušším případě by to mohl být tlakový spínač s ochranou proti chodu nasucho.
Postupem času se průtok zdroje snižuje (intenzita tohoto procesu je také jedinečnou charakteristikou konkrétního zdroje). Vyčištěním filtru a přípojného potrubí (potrubí, ve kterém je čerpadlo instalováno) / vyčištěním studny můžete vrátit studnu nebo studnu její bývalou produktivitu. Vše však závisí na profesionalitě firmy provádějící takové práce.
Automatizace reaguje, pokud čerpadlo nasává vzduch. Jaké jsou pro to důvody?
1. Když produktivita vrtu klesá bez ohledu na jeho konstrukci a provozní podmínky.
Vodovodní systém Moskvy a regionu využívá vodu z vrstev zeminy nasycených pískem nebo vápencem. Tyto vrstvy podzemních hornin (zvodnělé vrstvy) mají různé hydrogeologické parametry. V souladu s tím se liší konstrukce vrtů a jejich zařízení pro přívod vody.
Zvodnělé vrstvy bohaté na písek se nacházejí blíže k povrchu a obsahují podzemní vodu a vázanou vodu. Vznikající voda označuje neomezenou nebo nízkotlakou podzemní vodu, jejíž hladina výrazně kolísá a závisí na mnoha faktorech.
Je známo, že povrchová podzemní voda je doplňována srážkami a její hladina klesá, když se dostává do řek. Množství vody ve studni závisí na množství deště a sněhu. Studny umístěné v blízkosti vodních ploch jsou však částečně doplňovány říčními zdroji, takže nejsou na výši srážek tolik závislé.
Hladina vody v jednom takovém vrtu však může být ovlivněna přítomností dalších vrtů ve stejném zvodnělém sloji. Vzdálenost mezi nimi, jejich umístění vzhledem k toku podzemní vody a objem filtrované vody určují stupeň jejich vzájemného vlivu. Čím více vody je z určitého vrtu odčerpáno, tím větší má vliv na hladinu vody v ostatních vrtech.
Množství podzemní vody v pískové zvodně je také ovlivněno kolísáním atmosférického tlaku (zde může amplituda kolísání hladiny vody dosáhnout jednoho metru). Vznik dalších zdrojů odtoku podzemní vody v důsledku hydrogeologických změn ve vrstvě je také přirozenou příčinou poklesu hladiny vody ve studni.
Vápencová zvodnělá vrstva je obvykle tlaková. Faktem je, že artéské vody leží níže než podzemní voda a jejich zásoby jsou větší. Vysoká vydatnost vody a relativní stálost toku artéských vod poskytují výhody při využití vápencových horizontů. I zde však může blízká poloha jiných vrtů způsobit snížení produktivity vodovodního systému.
2. Když je důvodem poklesu produktivity vrtu jeho konstrukce.
Studny v písčitých zvodnělých vrstvách mají filtr pro prosévání písku. Jedná se o rám vyrobený z perforované trubky, potažený tkanou sítí a omotaný drátem. Buňky ok filtru musí být dostatečně velké, aby se neucpaly zrny písku a nepropouštěly písek.
Nesprávně zvolená filtrační síťka může způsobit snížení produktivity vrtu. Příliš malé buňky filtru se mohou ucpat částicemi písku a blokovat přístup k vodě. Pokud jsou buňky velké, může se přívod vody do vrtu zaplnit pískem, což také snižuje jeho výtěžnost.
Dalším důvodem špatného výkonu vrtu je prasklé filtrační síto. K tomu může dojít v důsledku koroze a abrazivního opotřebení drátu nebo porušení způsobeného během instalace filtrační kolony. Vrty s takovými vadami zpravidla nelze opravit.
Ve vápencových horizontech sběrných pro vodu se do vrtů filtr neinstaluje a jejich šachty zůstávají otevřené. U nestabilních horizontů se silnými trhlinami se doporučuje instalovat do vrtu filtr ve formě perforované trubky.
Otevřený vrt je plný nebezpečí zhroucení stěn. Spadlé úlomky hornin mohou ucpat přívod vody do studny a výrazně snížit její objem. Vzhledem k tomu, že zásobování vodou jako celek závisí na interakci této části konstrukce s vrstvou pro sběr vody, může tato porucha významně ovlivnit produktivitu studny.
Sediment (kolmatant), který se postupně hromadí na stěnách síta, snižuje objem přitékající vody a může vést k úplnému zablokování filtru. Tuto poruchu je nutné odstranit provedením oprav a rekonstrukcí.
3. Když produktivita vrtu klesá v důsledku nesprávného provozu.
Konstrukce vrtu zahrnuje kapsu umístěnou pod filtrem. Tato usazovací nádrž slouží k zachycení částic filtrované horniny. Jejich velikost a intenzita akumulace závisí na rychlosti proudění podzemní vody a filtrační síle. Čím rychleji voda prochází filtrem, tím více velkých částic se usazuje v usazovací nádrži, čímž se zmenšuje objem části vrtu, která přijímá vodu.
Pokud rychlost filtrace podzemní vody překročí povolené normy, studna se „zanáší pískem“. V tomto případě si filtr nezvládne poradit s velkým průtokem vody a zrnka písku pronikají do sítka a usazují se v usazovací nádrži. Děje se to proto, že doporučený výkon vodního čerpadla je nadhodnocen, aby se zvýšil objem vody. Zatímco pro konkrétní průtok studny, stanovený empiricky po její instalaci, by se mělo použít čerpadlo s přesně stanovenými charakteristikami. Toto snížení kapacity studny dokazuje, že pro její kvalitní provoz a dlouhodobé používání je nutné dodržovat všechna doporučení. Výkon čerpadla musí odpovídat průtoku studny. V opačném případě se může výrazně snížit jeho životnost.
Pokles produktivity vrtu je jen špičkou ledovce problémů způsobených nedodržováním doporučení pro jeho provoz. Zanášení kapes, ačkoli je zřejmým znakem nesprávného provozu systému, je pouze důsledkem hlubších procesů probíhajících v samotném vrtu a okolních půdách. Přetížení čerpadla vede ke vzniku turbulentního proudění vody v blízkosti filtru. Tato turbulence nejen usnadňuje průchod malých částic filtračním prvkem, ale také odplavuje vrstvy půdy sousedící s filtrem, čímž zvyšuje pórovitost a v důsledku toho vede k dalšímu zanášení. Tento proces je kumulativní: čím silnější je eroze, tím více částic se dostává do kapsy a tím více klesá produktivita vrtu. V důsledku toho může být pokles průtoku tak významný, že se vrt stane prakticky nefunkčním.
Přetížení systému může navíc poškodit samotný filtr. Neustálé vystavení vysokému tlaku vody přispívá k opotřebení filtrační sítě, zejména v místech s největší turbulencí. To vede k tvorbě mikrotrhlin a postupnému ničení sítě, což následně zvyšuje propustnost filtru pro částice zeminy. V důsledku toho se do vrtu může dostat nejen písek, ale i větší úlomky hornin, což povede k ještě rychlejšímu zanášení a úplnému selhání systému.
Je také nutné zvážit vliv kvality vody na provoz vrtu. Pokud voda obsahuje velké množství suspendovaných částic, proces zanášení proběhne mnohem rychleji, bez ohledu na rychlost filtrace. V takových případech je nutné instalovat další systémy čištění vody, například mechanické hrubé filtry, které zabraňují vniknutí velkých částic do vrtu.
Oprava zanesené studny je složitý a nákladný proces. Může zahrnovat propláchnutí studny speciálními roztoky, výměnu filtru a v některých případech i kompletní rekonstrukci studny. Proto je prevence, která spočívá ve výběru správného čerpadla a dodržování provozních doporučení, nejúčinnějším způsobem, jak zajistit dlouhou životnost a bezproblémový provoz studny. Pravidelné sledování výkonu studny a analýza kvality produkované vody pomohou včas odhalit odchylky od normy a předejít vážným poruchám. Je důležité si uvědomit, že úspory na správném návrhu a provozu studny mohou v budoucnu vést k výrazně vyšším nákladům.
Objednávka: Inženýrské a geologické průzkumy (EGS)
Objednejte si IGI od společnosti s bohatými zkušenostmi s takovou prací. OOO InzhGeoPat vám pomůže provést IGI v co nejkratším čase a za nízkou cenu, což zaručuje flexibilní podmínky a pohodlnou spolupráci. Zavolejte +7 (495) 970-88-98 a určitě se dohodneme!
Pro více informací kontaktujte naše manažery.
Užitečné informace
Provozní a hygienické požadavky na vodní studny
Studna používaná pro zásobování vodou musí být spolehlivá v provozu a zajišťovat příjem požadovaného množství kvalitní vody. Nedodržení tohoto požadavku s sebou nese kromě narušení běžného zásobování vodovodním zařízením také zhoršení životních podmínek obyvatelstva a dodatečné náklady.
Stanovení požadovaného provozního průtoku vrtu
Při určování požadovaného provozního průtoku průzkumného a těžebního vrtu je nutné zohlednit nejen potřebu zásobování vodou konkrétního podniku nebo instituce.
Požadavky na kvalitu vody
Požadavky na kvalitu vody používané k zásobování vodou se liší a závisí na účelu, pro který je používána. Jelikož však průzkumné a provozní vrty obvykle slouží zcela nebo zčásti k zásobování domácností a pitnou vodou, musí voda z nich získaná splňovat hygienické požadavky.
Výběr produkčního čerpadla
Nejpoužívanějšími čerpadly jsou dnes hlubinná artézská čerpadla s ponornými elektromotory; jejich výkonnostní ukazatele jsou účinnější.
Obsah studniční vody a jeho určující faktory
Vodnost studny, tj. maximální množství vody, které z ní lze získat, závisí nejen na hydrogeologických podmínkách, ale také na konstrukci studny.
Zásobování vodou z přívodní studny
Zásoba vody pro přívod vody by měla být chápána jako poměr zdrojů podzemní vody, které lze přitáhnout do studny s maximálním možným poklesem hladiny vody v ní.
Měrný průtok vrtu
Měrný průtok je hlavním parametrem odrážejícím souhrn faktorů, na kterých závisí obsah vody ve vrtu. Je určen nejen jeho zásobou vody, ale také propustností hornin a mocností odkryté zvodnělé vrstvy. Kromě toho závisí na konstrukci samotné přijímací části vrtu.
Stanovení maximálního poklesu hladiny vody
Maximální snížení hladiny vody, které by mělo být stanoveno při návrhu studní pro odběr vody při použití podzemní vody, závisí na kapacitě zvodnělé vrstvy a při odběru vody z artézských horizontů na tlaku. Někdy je snížení omezeno zvoleným typem čerpadla. V poslední době se rozšířila hlubinná odstředivá čerpadla, která však mají také omezení výšky vodního výtlaku.
Obecné vzorce formování chemického složení podzemní vody
Sladká voda je nejvhodnější pro zásobování domácností a pitnou vodou a pro zásobování technickou vodou. Sladká voda se obvykle nachází v promytých a protékajících zvodnělých vrstvách nacházejících se v otevřených geologických strukturách. To určuje obecné vzorce formování chemického složení podzemní vody.
O některých mikroprvcích v podzemní vodě
V současné době se věnuje velká pozornost studiu obsahu mikroprvků v podzemních vodách. To je dáno širokým rozvojem různých geochemických studií.
