Werkwijze voor het ophalen van grondwater en waterput hiertoe aangewend.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ophalen van grondwater, zulks door middel van een putboring. Meer speciaal betreft zij een werkwijze die toelaat dat water kan ontnomen worden uit uitsluitend die grondwaterlagen waarvan men het water wenst te gebruiken en waarbij op relatief eenvoudige wijze een keuze uit de verschillende aangeboorde grondwaterlagen kan worden gemaakt. De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een speciale konstruktie van een waterput, aangebracht in een boorgat, die toelaat de voornoemde werkwijze te realiseren.
Het is bekend dat verschillende grondwaterlagen die zich op verschillende diepten bevinden doorgaans verschillende waterkwaliteiten vertonen. In bepaalde toepassing&n is het meer en meer gewenst dat het bovengehaalde grondwater minstens een bepaalde kwaliteit vertoont, waardoor dan ook slechts wel-bepaalde grondwaterlagen kunnen worden aangesproken. Vooral in de tuinbouw is het voor het telen van bepaalde produkten gewenst dat uitsluitend water ter beschikking staat van zeer zuivere kwaliteit of waarin in funktie van het te telen produkt welbepaalde komponenten, bijvoorbeeld welbepaalde mineralen, niet mogen voorkomen.
Om water uit een welbepaalde grondwaterlaag te ontnemen is het dan ook bekend om een putboring uit te voeren tot op de diepte waar deze grondwaterlaag zich bevind en ter hoogte van deze grondwaterlaag een filterelement voor het opvangen van het water te voorzien. Om water uit meerdere grondwaterlagen te ontnemen is het gebruikelijk dat meerdere putboringen worden uitgevoerd en verschillende waterputten worden gestoken die met de respektievelijke gewenste grondwaterlagen samenwerken. Het is duidelijk dat dit een omslachtige en kostelijke werkwijze is.
De huidige uitvinding heeft dan ook betrekking op een werkwijze voor het ophalen van grondwater die dit nadeel niet vertoont.
Eveneens betreft zij een werkwijze die het voordeel biedt dat het selekteren van de te gebruiken grondwaterlagen op zeer eenvoudige wijze kan gebeuren en dat de uitgevoerde selektie van de grondwaterlagen waaraan water wordt ontnomen achteraf nog kan worden gewijzigd.
Hiertoe bestaat de werkwijze volgens de huidige uitvinding hoofdzakelijk uit het in de bodem vormen van een boorgat dat zich doorheen 'meerdere grondwaterlagen uitstrekt en het selektief via een element voor het kollekteren van water naar boven halen van het grondwater, zulks uitsluitend van het water uit de grondwaterlagen die men wenst te gebruiken, waarbij het water uit de andere grondwaterlagen wordt verhinderd om tot in het element voor het kollekteren van het water te komen.
In de voorkeurdragende uitvoeringsvorm bestaat deze werkwijze hoofdzakelijk opeenvolgend in het vormen van een boorgat; het in het boorgat plaatsen van een zich over meerdere grondwaterlagen uitstrekkend filterelement; het aanvullen van het boorgat rond het filterelement; en het in het filterelement neerlaten van het voornoemde element voor het kollekteren van het water, waarbij tussen dit element voor het kollekteren van het water en de wand van het filterelement in plaatselijke afdichtingen wordt voorzien die de vertikale verplaatsing van het water tussen het filterelement en het element voor het kollekteren van het water verhinderen.
De huidige uitvinding betreft eveneens een waterput voor het realiseren van de voornoemde werkwijze, waarvan de kenmerken uit de verdere beschrijving zullen blijken.
Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeelden zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :
Figuur schematisch een in een boorgat aangebrachte waterput weergeeft dewelke de werkwijze volgens de uitvinding toepast; figuur 2 op een grotere schaal het filterelement uit figuur 1 in doorsnede weergeeft, zulks tijdens het nemen van monsters uit de verschillende grondwaterlagen ; figuur 3 een gelijkaardig zicht weergeeft als in figuur 1, doch zulks wanneer de waterput definitief is geplaatst; figuur 4 op grotere schaal een zicht weergeeft van het gedeelte dat in figuur 3 met F4 is aangeduid; figuur 5 schematisch nog een variante van figuur 3 weergeeft.
In de voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt eerst door middel van een putboring een boorgat 1 in de bodem 2 gevormd, zulks doorheen meerdere grondwaterlagen, dewelke in de figuren schematisch zijn aangeduid door middel van L1, L2, L3, L4 en L5. In de figuren is het boorgat uiteraard in verkorte vorm weergegeven. Ter verduidelijking wordt er op gewezen dat een dergelijk boorgat 1 zoals bekend een diameter vertoont van ongeveer 15 tot 25 cm en een diepte van enkele tientallen tot enkele honderdtallen meters.
In het boorgat 1 wordt vervolgens een filterelement 3 neergelaten dat zich volgens de huidige uitvinding over meerdere grondwaterlagen L1 tot L5 uitstrekt. Het filterelement 3 staat bovenaan in verbinding met een stijgbuis 4 en is onderaan afgesloten, bijvoorbeeld door middel van een deksel 5. Dit filterelement 3 bestaat uit een buis, gevormd door meerdere aaneengezette buisstukken, die in haar wand is voorzien van perforaties, bijvoorbeeld in de vorm van gleuven 6 elk met een breedte van enkele tienden millimeter en een
<EMI ID=1.1>
over zijn volledige lengte L dergelijke perforaties vertonen, doch kan uiteraard ook, bijvoorbeeld afwisselend, gedeelten bezitten die geen perforaties vertonen.
Vervolgens wordt het boorgat 1 rond het filterelement 3 met grind 7 of dergelijke aangevuld. Rond de stijgbuis 4 kan het boorgat 1 met zand 8 worden aangevuld. Het aanvullen van het boorgat 1 kan gebeuren door middel van een hierin neergelaten transportpijp 9 dewelke men langzaam omhoog trekt naargelang het boorgat 1 wordt aangevuld. Deze transportpijp 9 kan tevens worden aangewend voor het peilen van de diepte waarop het laatst gestorte materiaal zich bevindt. Alhoewel de verschillende grondwaterlagen zich op relatief grote afstanden van elkaar bevinden is het toch aangewezen dat op verschillende plaatsen rond het filterelement 3, meer speciaal tussen de plaatsen waar de grondwaterlagen L1 tot L5, zijn gesitueerd, afsluitstoppen 10 worden gevormd, bijvoorbeeld door het storten van klei in de vorm van kleiknikkers.
Volgens de huidige uitvinding wordt bij voorkeur voorafgaandelijk een monstername uitgevoerd om te definiëren welke van de verschillende grondwaterlagen L1 tot L5 water kan leveren dat aan de vooropgestelde vereisten voldoet, waarbij eveneens gedurende deze monstername kan worden nagegaan of het toeleveringsdebiet van de te gebruiken grondwaterlagen voldoende groot is. Ten einde zulke monstername uit te voeren wordt zoals weergegeven in figuur 2 gebruik gemaakt van een element 11 voor het kollekteren van het water dat met slechts één grondwaterlaag kan samenwerken. Hiertoe bestaat dit element 11 hoofdzakelijk uit een buisvormig gedeelte 12 dat een dichte wand vertoont, alsmede een van openingen 13 voorzien gedeelte 14 dat zich slechts over een beperkte hoogte uitstrekt en zich onder het gedeelte 12 bevindt.
Om respektievelijke monsters van de grondwaterlagen L1 tot L5 te nemen, wordt het element 11 in de stijgbuis 4 en in het filterelement 3 neergelaten en wordt het van .openingen 13 voorziene gedeelte 14 door het verplaatsen ervan ter hoogte van de verschillende grondwaterlagen L1 tot L5 gesitueerd, waarbij telkens water doorheen het filterelement 3 en de openingen 13 uit de betreffende te onderzoeken grondwaterlaag wordt onttrokken. Volgens de positionering van het element 11 die in f iguur 2 is weergegeven kan een monster van de grondwaterlaag L2 worden genomen. Het water stijgt hierbij in het buisvormige gedeelte 12 waarna dit verder kan worden weggezogen. Wanneer het water niet tot voldoende dicht bij het oppervlak 15 opstijgt kan in het buisvormige gedeelte 12 een dompelpomp worden neergelaten. De hiertoe benodigde langgerekte dompelpompen zijn op zichzelf voldoende bekend.
Het gedeelte 14 van het element 11 voor het kollekteren van het water is bij voorkeur buisvormig en vertoont een buitendiameter dewelke merkelijk kleiner is dan de binnendiameter van het filterelement 3. Om te verhinderen dat een vertikale verplaatsing van het water in het filterelement 3 zou plaatsvinden, waardoor bijvoorbeeld volgens figuur 2 ook water van de lagen L1, L3, L4 en L5 in het element 11 zou kunnen terechtkomen, wordt in de nodige afdichtingen 16 voorzien tussen, enerzijds, de buitenwand 17 van het element
11 en de binnenwand 18 van het filterelement 3, meer speciaal bovenaan en onderaan aan het gedeelte 14. Deze afdichtingen worden bij voorkeur gevormd door ringvormige afdichtingselementen 19 die op welbepaalde plaatsen, bij voorkeur op regelmatige afstanden, tegen de binnenwand 18 van het filterelement 3 zijn gemonteerd.
Om te bekomen dat het element
11 voor het kollekteren van het water vlot op en neer kan worden verplaatst zonder een te grote wrijvingsweerstand van de afdichtingselementen 19 te ondervinden, vertoont het buisvormige gedeelte 12 een zodanige diameter dat dit gedeelte
12 los doorheen de ringvormige afdichtingselementen 19 past.
Aan de hand van de genomen monsters kan door onderzoek de kwaliteit van het water van de respektievelijke lagen L1 tot L5 worden bepaald. In funktie hiervan wordt vastgelegd welk water bij de installatie van de definitieve waterput uit de bodem mag worden onttrokken. De installatie van een dergelijke definiteve waterput gebeurt door het voornoemde element 11 te vervangen door een element 20, eveneens voor het kollekteren van het water, meer speciaal zoals weergegeven in figuur 3, één en ander zodanig dat in doorgangen, gevormd door openingen
21 wordt voorzien, zulks uitsluitend ter hoogte van de waterlagen, bijvoorbeeld L2 en L4, waaruit men water wenst te onttrekken. Het element 20 bestaat hierbij uit, enerzijds, dichte buisvorige gedeelten 22, en anderzijds, van openingen
21 voorziene buisvormige gedeelten 23, bijvoorbeeld gevormd door meerdere aan elkaar gezette buisgedeelten.
De konstruktie van de gedeelten 22 en 23 is vrijwel analoog aan deze van de gedeelten 12 en 14 van het voornoemde element 11.
Het element 20 voor het kollekteren van het water, meer speciaal het bovenste buisvormige gedeelte 22 hiervan, hoeft niet noodzakelijk over de volledige diepte van het boorgat 1 te worden voorzien. Zoals weergegeven in figuur 3 wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een element 20 waarvan de maximale lengte beperkt is tot de lengte L van het filterelement 3. Het voornoemde element 20 wordt hiertoe door middel van een koppeling 24 op een welbepaalde plaats in het filterelement 3 gepositioneerd.
Deze koppeling 24 kan bestaan uit een schroefkoppeling gevormd door, enerzijds, een onderaan in de stijgbuis 4 of bovenaan in het filterelement 3 tegen de binnenwand aangebrachte kraag 25 die inwendige schroefdraad vertoont, en anderzijds, een kraag 26 aan het bovenste uiteinde van het element 20 die voorzien is met uitwendige schroefdraad, waarbij deze kraag 26 een grotere diameter vertoont dan de buitendiameter van de gedeelten 23. Het element 20 wordt door middel van een hulpstuk 27, dat bijvoorbeeld op een willekeurige wijze met de binnenzijde van de kraag 26 is gekoppeld, in de waterput aangebracht en in
de kraag 25 vastgeschroefd. Hierna wordt het hulpstuk 27 van het element 20 losgekoppeld en terug uit de put verwijderd.
Het water van de grondwaterlagen L2 en L4 stijgt in de stijgbuis 4 en kan hieruit worden opgezogen ofwel worden opgepompt door middel van een dompelpomp 28.
De voornoemde ringvormige afdichtingselementen 19 bestaan bij voorkeur uit in de binnenwand 18 gemonteerde oliekeerringen of dergelijke. Zoals weergegeven in figuur 4 betreft het hiertoe twee rubberen afdichtingsringen 29, vastgehouden in houders
30, waarbij de ringen 29 zijn voorzien van ringvormige spanveren 31. De afdichtingselementen 19 worden bij voorkeur aangebracht in uitsparingen in de binnenwand 18, zulks op de plaatsen waar de koppelingen 32 van de verschillende buisstukken van het filterelement 3 zich bevinden.
Volgens een variante kunnen de afdichtingen 16 ook worden gerealiseerd door telkens bovenaan en onderaan aan de gedeelten 14 en/of 23 een ringvormig afdichtingselement aan het element 11 of 20 vast te maken, waarbij het filterelement 3 dan niet meer op regelmatige afstanden van de voornoemde afdichtingselementen 19 moet worden voorzien.
Het is duidelijk dat de werkwijze alsmede de waterput volgens de uitvinding toelaten dat naar keuze uit één of meerdere grondwaterlagen L1 tot L5 water kan worden onttrokken, waarbij deze keuze kan gemaakt worden op basis van een compromis tussen, enerzijds, de kwaliteit van het betreffende water, en anderzijds de kwantiteit die een betreffende grondwaterlaag kan leveren. Het is duidelijk dat, zoals weergegeven in figuur 5, het water van de verschillende grondwaterlagen ook selektief kan worden opgehaald, zulks bijvoorbeeld doordat per gebruikte grondwaterlaag een afzonderlijk stijgkanaal, respektievelijk 33 en 34, in de waterput wordt aangebracht.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeelden beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze voor het bovenhalen van grondwater en de waterput hiertoe aangewend, kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
Method for collecting groundwater and water well used for this.
This invention relates to a method for collecting groundwater, this by means of a well bore. More specifically, it concerns a method that allows water to be taken from only those groundwater layers of which the water is desired to be used and whereby a choice can be made from the various tapped groundwater layers in a relatively simple manner. The present invention also relates to a special construction of a water well, arranged in a borehole, which allows to realize the aforementioned method.
It is known that different groundwater layers located at different depths usually have different water qualities. In certain applications it is more and more desirable that the above groundwater has at least a certain quality, so that only well-defined groundwater layers can be used. In horticulture in particular, it is desirable for the cultivation of certain products that only water of very pure quality is available or in which, in function of the product to be cultivated, specific components, for instance specific minerals, may not be present.
To deprive water from a specific groundwater layer, it is therefore known to drill a well to the depth where this groundwater layer is located and to provide a filter element for collecting the water at the level of this groundwater layer. In order to deprive water from several groundwater layers, it is usual for several well bores to be made and different water wells to be inserted, which cooperate with the respective desired groundwater layers. It is clear that this is a cumbersome and costly process.
The present invention therefore relates to a method for collecting groundwater that does not have this drawback.
It also relates to a method which offers the advantage that the selection of the groundwater layers to be used can be carried out in a very simple manner and that the selection of the groundwater layers from which water is taken away can be changed afterwards.
To this end, the method according to the present invention mainly consists of forming a borehole in the ground which extends through several layers of groundwater and selectively extracting the groundwater via an element for the collection of water, this only of the water from the groundwater. groundwater layers that one wishes to use, wherein the water from the other groundwater layers is prevented from entering the element for the collection of the water.
In the preferred embodiment, this method consists essentially of successively forming a borehole; placing a filter element extending over several groundwater layers in the borehole; replenishing the borehole around the filter element; and lowering the aforementioned element for the collection of the water into the filter element, wherein local seals are provided between this element for the collection of the water and the wall of the filter element, which localization of the vertical displacement of the water between the filter element and the prevent the element from collecting the water.
The present invention also relates to a water well for realizing the aforementioned method, the features of which will become apparent from the further description.
With the insight to better demonstrate the features according to the invention, some preferred embodiments are described below as examples without any limitation, with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure schematically represents a water well arranged in a borehole which uses the method according to the invention; figure 2 shows on a larger scale the filter element of figure 1 in section, this while taking samples from the different groundwater layers; figure 3 represents a similar view as in figure 1, but this when the well has been definitively placed; figure 4 is a larger-scale view of the part indicated by F4 in figure 3; figure 5 schematically represents another variant of figure 3.
In the preferred embodiment of the invention, a borehole 1 is first formed in the bottom 2 by means of a well bore, through a plurality of groundwater layers, which are indicated schematically in the figures by means of L1, L2, L3, L4 and L5. In the figures, the borehole is of course shown in a shortened form. For clarification, it is pointed out that such a borehole 1, as is known, has a diameter of about 15 to 25 cm and a depth of a few tens to a few hundred meters.
A filter element 3 is subsequently lowered into the borehole 1, which according to the present invention extends over several groundwater layers L1 to L5. The filter element 3 communicates at the top with a riser 4 and is closed at the bottom, for example by means of a lid 5. This filter element 3 consists of a tube, formed by several interconnected pipe pieces, which is provided with perforations in its wall, for example in the shape of slots 6 each with a width of several tenths of a millimeter and one
<EMI ID = 1.1>
along its entire length L have such perforations, but can of course also have, for instance alternately, parts which do not have perforations.
Then the borehole 1 around the filter element 3 is supplemented with gravel 7 or the like. Around the riser 4, the borehole 1 can be supplemented with sand 8. The borehole 1 can be replenished by means of a transport pipe 9 lowered therein, which is slowly pulled upwards as the borehole 1 is replenished. This transport pipe 9 can also be used to gauge the depth at which the last dumped material is located. Although the different groundwater layers are located at relatively great distances from each other, it is nevertheless advisable that sealing plugs 10 are formed at various locations around the filter element 3, more particularly between the locations where the groundwater layers L1 to L5 are located, for example by dumping clay in the form of clay marbles.
According to the present invention, a preliminary sampling is preferably carried out in order to define which of the different groundwater layers L1 to L5 can supply water that meets the predetermined requirements, while also during this sampling it can be checked whether the supply flow rate of the groundwater layers to be used is sufficiently large. is. In order to carry out such sampling, as shown in Figure 2, use is made of an element 11 for collecting the water which can cooperate with only one groundwater layer. To this end, this element 11 mainly consists of a tubular section 12 which has a closed wall, and a section 14 provided with openings 13, which extends only over a limited height and is located below section 12.
In order to take respective samples from the groundwater layers L1 to L5, the element 11 is lowered into the riser 4 and into the filter element 3 and the portion 14 provided with openings 13 is positioned by moving it at the height of the different groundwater layers L1 to L5. , wherein water is always drawn through the filter element 3 and the openings 13 from the relevant groundwater layer to be examined. According to the positioning of the element 11 shown in figure 2, a sample of the groundwater layer L2 can be taken. The water hereby rises in the tubular section 12, after which it can be sucked away further. If the water does not rise up to sufficiently close to the surface 15, a submersible pump can be lowered into the tubular section 12. The elongated submersible pumps required for this purpose are sufficiently known per se.
The portion 14 of the water-condensing element 11 is preferably tubular and has an outer diameter which is noticeably smaller than the inner diameter of the filter element 3. To prevent vertical displacement of the water in the filter element 3 from occurring, as a result of which, according to figure 2, water of the layers L1, L3, L4 and L5 could also enter the element 11, the necessary seals 16 are provided between, on the one hand, the outer wall 17 of the element
11 and the inner wall 18 of the filter element 3, more particularly at the top and bottom of the portion 14. These seals are preferably formed by annular sealing elements 19 which are located at specific locations, preferably at regular distances, against the inner wall 18 of the filter element 3 mounted.
To obtain the element
11 for the bolling of the water can be moved smoothly up and down without experiencing too great a frictional resistance of the sealing elements 19, the tubular part 12 has a diameter such that this part
12 fits loosely through the annular sealing elements 19.
On the basis of the samples taken, the quality of the water of the respective layers L1 to L5 can be determined by examination. In function of this, it is determined which water may be extracted from the soil during the installation of the final water well. The installation of such a definitive well is done by replacing the above-mentioned element 11 with an element 20, also for collecting the water, more specifically as shown in figure 3, all this in such a way that in passages formed by openings
21 is provided, only at the level of the water layers, for example L2 and L4, from which one wishes to draw water. The element 20 here consists of, on the one hand, solid tubular sections 22, and on the other hand, of openings
21 provided tubular sections 23, for example formed by a plurality of tubular sections joined together.
The construction of the sections 22 and 23 is almost analogous to that of the sections 12 and 14 of the aforementioned element 11.
The water collector element 20, in particular its upper tubular portion 22, need not necessarily be provided over the full depth of the bore 1. As shown in figure 3, use is preferably made of an element 20, the maximum length of which is limited to the length L of the filter element 3. The above-mentioned element 20 is positioned for this purpose by means of a coupling 24 at a specific location in the filter element 3. .
This coupling 24 may consist of a screw coupling formed by, on the one hand, a collar 25 fitted internally in the riser 4 or at the top of the filter element 3 against the inner wall, and on the other hand, a collar 26 at the top end of the element 20 which is provided with an external screw thread, this collar 26 having a larger diameter than the outer diameter of the parts 23. The element 20 is connected by means of an attachment 27, which for instance is arbitrarily coupled to the inner side of the collar 26, placed in the well and in
the collar 25 screwed on. After this, the attachment 27 is disconnected from the element 20 and removed back from the well.
The water of the groundwater layers L2 and L4 rises in the riser 4 and can be sucked up from it or pumped up by means of a submersible pump 28.
The aforementioned annular sealing elements 19 preferably consist of oil seals or the like mounted in the inner wall 18. As shown in Figure 4, this involves two rubber sealing rings 29 held in containers
30, the rings 29 being provided with annular tension springs 31. The sealing elements 19 are preferably arranged in recesses in the inner wall 18, at the places where the couplings 32 of the different pipe pieces of the filter element 3 are located.
According to a variant, the seals 16 can also be realized by attaching an annular sealing element to the element 11 or 20 at the top and bottom of the parts 14 and / or 23, the filter element 3 then no longer being at regular distances from the aforementioned sealing elements 19 should be foreseen.
It is clear that the method as well as the water well according to the invention allow water to be optionally extracted from one or more groundwater layers L1 to L5, whereby this choice can be made on the basis of a compromise between, on the one hand, the quality of the water in question. , and on the other hand the quantity that a relevant groundwater layer can supply. It is clear that, as shown in figure 5, the water of the various groundwater layers can also be collected selectively, for instance because a separate riser channel, 33 and 34, respectively, is provided in the well for each groundwater layer used.
The present invention is by no means limited to the embodiments described as examples and shown in the figures, but such a method for extracting groundwater and the water well used for this purpose can be realized in different variants, without departing from the scope of the invention.