Projektowanie studni wodnych: struktura, wygląd i działanie
W przypadku braku scentralizowanego zaopatrzenia w wodę możliwe jest zaopatrzenie domu w wodę za pomocą sztucznego autonomicznego źródła - studni lub studni. Ta opcja wydaje się znacznie bardziej preferowana niż pierwsza, ponieważ pozwala nie polegać na działaniu całego systemu i niezależnie kontrolować takie parametry, jak ciśnienie i jakość wody. W porównaniu ze studnią konstrukcja studni jest bardziej niezawodna i wydajna, dlatego częściej wybierają ją właściciele wiejskich domów.
Co to jest studnia wodna
Jeśli spojrzysz na studnię w przekroju, zobaczysz, że jest to długi i wąski dół, przechodzący w głąb ziemi do warstw wodonośnych. Różni się od studni bardzo małą średnicą w stosunku do długości (głębokości) kanału. Urządzenie studni zależy od jej przeznaczenia, może to być eksploracja geologiczna z badaniem struktury gleby, poszukiwanie złóż surowców naturalnych, wydobycie gazu, ropy i wody.
Interesuje nas przede wszystkim budowa studni na wodę – z jakich elementów się składa, w jaki sposób i za pomocą jakich urządzeń woda jest z niej dostarczana do odbiorców.
Głównymi elementami studni są pień, dno i ujście.
- Szyb to pionowa wyrobiska w ziemi, do której opuszczane są rury osłonowe.
- Dno to dno kanału, jego najniższa część.
- Ujście to górna część rury studni wystającej ponad powierzchnię gleby.
Szczelinę pomiędzy zewnętrzną powierzchnią rury osłonowej a ziemnymi ścianami wierconego kanału wypełnia się zaprawą cementową, dzięki czemu konstrukcja jest trwalsza i uszczelnia studnię.
Konstrukcja studni to także ciąg osłonowy składający się z kilku rur, który izoluje kanał wodny od ziemnych ścian odwiertu i zapobiega ich zniszczeniu. Szczelność na złączach rur zapewnia ich połączenie gwintowe.
W dolnej części studni znajduje się filtr, który zapobiega przedostawaniu się do kanału piasku, mułu i innych nierozpuszczalnych cząstek zanieczyszczających wodę. A na górze - głowica lub adapter, w zależności od tego, która pompa służy do dostarczania wody ze studni do instalacji wodno-kanalizacyjnej.
Rury osłonowe
Rury osłonowe uszczelniające odwiert źródła podziemnego wykonane są z różnych materiałów. Wcześniej stosowano azbest i wyroby metalowe, głównie ze stali nierdzewnej, ocynkowanej lub zwykłej, rzadziej ze stali emaliowanej.
Obecnie największą popularnością cieszą się obudowy z rur HDPE (polietylen niskociśnieniowy) i PVC (polichlorek winylu). Materiały te są lekkie i mają dobrą wytrzymałość, w przeciwieństwie do azbestu, i nie ulegają korozji i zniszczeniu, w przeciwieństwie do stali. Ponadto są najbardziej przystępne cenowo. Dlatego studnia jest niedroga, trwała, łatwa w utrzymaniu i nie zanieczyszcza wody rdzą.
To jest ważne! Rury z tworzyw sztucznych nie wytrzymują dobrze obciążeń dynamicznych i mogą nie wytrzymać nacisku na grunt na dużych głębokościach. Dlatego są wykorzystywane do obudowy stosunkowo płytkich studni przydomowych.
Standardowym i najłatwiejszym sposobem łączenia rur w jednej kolumnie jest gwintowanie, ale możliwe jest łączenie za pomocą połączeń spawalniczych i łączących. Same rury mają długość od 3 do 6 metrów, a ich średnica dostosowana jest do wymiarów pomp głębinowych, które są głównym kryterium doboru przekroju rury. Standardowe wymiary przekroju poprzecznego, które mogą się nieznacznie różnić w zależności od producenta:
- 89mm;
- 108 mm;
- 114 mm;
- 127 mm;
- 133 mm.
Filtry
Konstrukcja studni na wodę koniecznie obejmuje urządzenie filtrujące w otworze dennym, którego zadaniem jest oczyszczenie wody z zanieczyszczeń stałych przed wejściem do sznurka osłonowego. Istnieje kilka rodzajów tych filtrów.
- Żwir .
To tylko poduszka ze żwiru, wlana na dno studni, która wyłapuje główne zanieczyszczenia z dna. Jeden filtr żwirowy nie wystarcza do wysokiej jakości oczyszczania wody, służy jedynie jako dodatkowa bariera.
- Perforowany .
Jeśli ujęcie wody jest wykonane ze skał wapiennych lub żwirowych, w których nie ma drobnych zanieczyszczeń, wystarczy filtr zgrubny, czyli rura z okrągłymi otworami wywierconymi w ścianach. Zatrzymują duże cząstki i zanieczyszczenia, które mogą uszkodzić pompę.
- szczelinowy .
Taki filtr umieszcza się zwykle na rurach z tworzywa sztucznego, tworząc w ich ściankach długie i cienkie szczeliny. Woda przesiąka przez nie łatwo, a piasek pozostaje na zewnątrz.
- Siatka .
Gdy odwiert jest zanurzony w piaszczystych warstwach gruntu, praca pompy powoduje ruch ziaren piasku. Aby utrzymać je z dala od kanału, potrzebujesz filtra z małymi otworami. Wykonany jest z siateczki odpornej na korozję i ścieranie. Materiałem do tego może być stal nierdzewna, plastik, włókno szklane, nylon. Siatka montowana jest na ramie - rurze perforowanej o tej samej średnicy iz tego samego materiału co osłona.
Notatka! Filtry siatkowe poważnie ograniczają przepływ wody do ciągu studni, zmniejszając go o 30-40%.
- Drut .
Zamiast siatki na ramie nawinięty jest drut w kształcie klina w gęstych spiralnych rzędach. Taki filtr jest droższy niż filtr siatkowy, ale jest mocniejszy i trwalszy.
Przydatne wideo
Długość części filtrującej zależy od charakterystyki warstwy wodonośnej. Im więcej drobnych zanieczyszczeń, tym dłużej. Średnio wynosi 2 metry.
Głowa
Zależy to od tego, jaka pompa jest używana do czerpania wody, głębinowej czy powierzchniowej, jak studnia jest ułożona w jej górnej części.
Sprzęt zatapialny znajduje się bezpośrednio w obudowie w pewnej odległości od dna. Aby zamocować go w określonej pozycji i zapobiec zanieczyszczeniu wody przez usta, stosuje się głowice stalowe, żeliwne lub plastikowe, które są instalowane na górnym przecięciu rury.
Jest to typowa konstrukcja odpowiednia dla standardowych przekrojów obudowy. Składa się z dwóch kołnierzy z gumową uszczelką pomiędzy nimi, wylotów rury ciśnieniowej i kabla elektrycznego oraz karabińczyka do mocowania pompy na kablu. Najpierw na rurę nakłada się dolny kołnierz, a następnie górny kołnierz z podwieszaną pompą przykręca się do niego przez pierścień uszczelniający.
„Nośność” głowicy zależy od materiału produkcyjnego:
- stal wytrzymuje ciężar sprzętu do 500 kg;
- plastik - do 250 kg.
Adapter
Jeśli urządzenie studni na wodę polega na pompowaniu wody za pomocą pompy powierzchniowej, to pobiera ją przez wąż lub rurociąg, który wchodzi do obudowy przez jej ścianę. Wejście to odbywa się za pomocą adaptera - konstrukcji, której jedna część jest zainstalowana wewnątrz studni i podłączona do rurociągu ciśnieniowego, a druga część jest przykręcana do niej od zewnątrz przez otwór w ścianie i podłączona do sieci wodociągowej . Szczelność połączenia zapewniają uszczelki gumowe.
Jeśli studnia jest eksploatowana przez cały rok, punkt wejścia znajduje się poniżej poziomu zamarzania gleby, aby woda w linii zasilającej nie zamarzała zimą.
Przydatne wideo
Produkcja i aranżacja
Studnia może dostarczać wodę do jednego domu lub całej wsi, jej moc, głębokość i inne parametry określone podczas projektowania zależą od liczby odbiorców.
Metodę wiercenia dobiera się z uwzględnieniem cech gleby na terenie i długości przyszłego kanału. Na własną rękę udaje im się wiercić tylko płytkie studnie na piasek, w innych przypadkach korzystają z usług specjalistów, którzy profesjonalnie ustalają optymalną zasadę wiercenia studni na wodę i produkują ją wraz z instalacją rur osłonowych.
Rury są kolejno opuszczane do powstałego pnia: najpierw filtr, następnie nawija się na niego pierwszą rurę, gdy jej poziom spada na ziemię - następna itd.
Aby utrzymać czystość studni, normalną pracę urządzeń pompujących i własną wygodę, głowica jest wyposażona w głowicę lub adapter.
W przypadku stosowania pompy głębinowej lub powierzchniowej znajdującej się bezpośrednio w pobliżu głowicy odwiertu, wokół niej umieszczany jest keson - wykop z izolowaną pokrywą i uszczelnionymi ścianami i dnem.
Rysunek pokazuje, jak wygląda studnia w przekroju wyposażona w pompę zanurzeniową. W kesonie jest wystarczająco dużo miejsca, aby zainstalować powierzchniową pompę odśrodkową, która jest podłączona do źródła za pomocą adaptera, a następnie pompuje wodę do domu rurą ułożoną w ziemi. Umieszczono tu również akumulator hydrauliczny i automatykę sterowania. Ten schemat jest stosowany w domach ze stałym miejscem zamieszkania i pozwala chronić samą studnię i wodociąg przed zamarzaniem.
Możesz zrobić keson własnymi rękami z betonowych pierścieni lub monolitycznego żelbetu lub możesz kupić gotowy pojemnik metalowy lub plastikowy.
Przydatne wideo
Zasada działania dobrze eksploatowanego tylko latem jest taka sama, ale można obejść się bez zakopanego kesonu, budując proste schronienie przed kurzem i opadami atmosferycznymi nad ujściem. Ale na zimę jest konserwowany, wyłączając sprzęt i izolując głowę.
Podsumowanie
Konstrukcja studni jest niezwykle prosta: jest to długi pionowy kanał w ziemi, wywiercony do warstwy wodonośnej, którego ściany wzmocnione są rurami osłonowymi, a na dnie zamontowany jest filtr. Do dostarczania wody z niej na powierzchnię stosuje się pompy, do normalnej i bezpiecznej pracy, których studnia jest wyposażona w dodatkowy sprzęt i konstrukcje inżynierskie.
