CS244113B2 - Method of water withdrawal from underground water storage - Google Patents

Description

Vy^lez se týká způsobu odebírání vody ze zásobníku podzemní vody, při kterém se dá půdy vsunou nejméně dvě sací trubky, kterými se voda odebbrá z různých vrstev podle kvality podzemní vody.

čerpání vody ze zásobníků podzemní vody, například vrtanými studnami, se dosud obvykle provádí pomocí pevná instaoovaných čerpacích trubek, opatřených čerpadly» Pro zvýžení vydatnooti studny mohou být v Jednom vrtu umístěny nejméně dvě sací trubky, přičemž se obvykle Jedna z trubek unísiuje až těsně nade dno studpy, aby tylo možno zajistit čerpání vody i v případě, kdy z Jakéhookoiv důvodu poklesne hladina spodní vody ve studní ns mimořádně nízkou úroveň·

Společným problémem pro odebbráií vody a její pouuívání je příoomnost sloučenin železe a ma^anu ve vodě, ve které jsou tyto látky obsaženy ve formě roztoku. Neesoouli tyto sloučeniny z vody odstraňovány» mohou se vysrážet v soustavě, zališlující zásobování vodou, a postupně v průběhu času mohou ucpat potrubní systém. Jedno z řešení pro odstraněn tohoto problému Je uvedeno ve trnnskEém zveřejňovacím spisu č. 43 852, podle kterého se studna obklopí soustavou trubek, kterými Je přiváděna voda nasycená kyslíkem do zeminy kolem studny. ŘeSemí je zaměřeno na otysličování železe a manganu a jejich iontů převádění do nerozpustné formy, přičemž tyto nerozpustné ionty potom zůstávvaí jako usazenina v zemině a ze studny je Jímána jen čistá voda. V současné praXL tato metoda pracuje na mnoha místech s vynikajícím výsledkem, přičemž požadovaný dlouhodobý čisticí účinek je dosahován s minimálním miožstvím vody přiváděné do zeminy, avšak na druhé straně existuje také mnoho instalovaných jednotek, na kterých tylo nutno tθli8tit přívod napájecí vody do zeminy - po dlouhou dobu a ve velkém mnossvv, než se začal ^авЬ.^е^ха a manganu v čerpané vodě snižovat. V takových případech je vyuuití tohoto postupu již nehospodárným, pokud se vůbec s jeho pomocí dá dosáhnoutvpožadovitych výsledků.

Navíc je zejména v pobřežních oblastech spodin voda kromě toho ještě znečistěná solemi výpmíku a hořčíku, zvyšujícímu Její tvrdost. Dosuď není znám žádný způsob ha odstraňování tvrdosti vody již v půdě podobným způsobem jako u předchozí popsané metody.

V poslední době tylo zjiStěno, že v místech výskytu spo<dní vody eXistuje výrazné rozvrstvení Jak železa a ma^ainu, tak také аоИ vyvooávvljících tvrdost voty. To znamená, že obsah těchto příměsí Je vysoký ve spodní vodě, ntc^háeJJcí se v určité hloubce pod ' terénem, zatímco vodní vrstvy, OθchájθeJcí se nad a pod touto úrovní podstatně větěí čistotu a mohou tyt zdánlivě zcela čisté. Obecně platí, že tyto nečistoty jsou soustředěny do nejvySSÍch vrstev spodní vo<dy, přiléhajících až v povrchu terénu. Tyto poznatky ρρβ^^^ί ohbíže, se kterými se sětkává praktické vyuuití metody podle fn^kého zveřejňovecího spisu č. 43 852, z nich vyplývá, ža napájecí voda, obohacená kyslíkem, je pnetě vpravována příliš hluboko do půdy. Kromě toho poos:kyuuí provedená pozorování vysvíHlení pro často připomínaný jev, že obsah železa ve studni se s přityvvlící dálkou doby Jejího používání svy^^e. Při čerpání vody z větších hloubek studny, kde se nachází čistá voda s nízkým obsahem železa, se odčerpaná voda nahrazuje vodou z horních vrstev podzemní vody, která již obsahuje nadbytek železa, a v průběhu pokračuuícího čerpání vody se postupně rozšíří voda s vyšším obsahem železa na celou hloubku studny, až postupně dosáhne dna, kde je umístěno spodní ústí nesávací trubky.

Úkolem vynálezu Je vyřešit jednoduchý postup'čerpání vody, založený na výsledcích pozorován, kterým by tylo možno získávat z podzemiích zásobníků spodních vod čistou vodu pro spotřebu, přičemž tento postup by měl stejnou kvalitu čerpané vody i v.piů^běhu dlouhého čerpám.

Tento úkol je vyřaěeo způsobem ^сЬЬгЛ vody ze zásobníku podzemní vody podle vynálezu, při kterém jsou do půdy umístěny nejméně dvě- samotatné sací potrubí pro ode^rámí vody z různých Věkových vrstev v závislosti na kvalitě půdy, Jehož podstata spočívá v tom, že secí trubky jsou umístěny v závislosti oj rozdínném obsahu oθčč8tlt, tvořených žele3 žitými a maioganovými sloučeninami, solemi vfvlévajícími zvýšenou tvrdost vody nabo jinými Škodlivými látkami, v rázných vrstvách vody pro získávání vody rázné kvlity z rázných trubek, přičemž voda se odebírá všemi sacími trubkami současné a pouze voda lepší kvality se odvádí pro bššnou spotřebu.

Při provádění způsobu podle vynálezu je možno regulovat rniooštví vody odebírané trubkami z různých hloubek v tom s^ylu, aby nedocházelo k promícháván v různých vrstvách. Tato regulace může být založena na měření Škoddivých nečistot ve vodě,.odebírané ze studny, přičemž ustálený obsah nečistot ukazuje, že bylo dosaženo správného poměru mezi jedno Hivými množsvími odebírané vody z rázných potrubí.

Jednou z výhod zpásobu podle vynálezu, například ve srovnání se způsobem popsaným ve fOnském zveřejnovacím spisu č. 43 852, je skutečnost, že není třeba žádného napájecího potrubb, uspořádaného kolem studny. K provádění zpásobu podle Vynálezu je poltalčjící běžná studna, sahaaící do vrstev zvodnělých spodní vodou, která je opatřena dvěma - nebo L více sacími trubkami, zasahhjícím do rázné hloubky studny. Voda horší kvvHty, odebíraná ze studny, může být vypouštěna do odpadu nebo využívána pro účely, kde nečistoty obsažené ve vodě nejsou na závadu. Podstatné je pouze to, že tato voda se nesmlíchává s vodou lepší kvaHty, odebíranou ze studny, která může být- přiváděna do soustavy pro zásobování vodou.

Příklady provedení vynálezu - je zobrazeno na výkresu, kde na obrn. 1 je znázorněn svislý řez vrtanou studnou, ze které je užitková voda odebírána ze dna vrtu, ne obr. 2 je svislý řez vrtanou studnou, >e které je voda pro spotřebu odebírána z horní čásstL vrtu, a na obr. 3 je znázorněn svislý řez vrtanou studnou, kde užitková voda je odebírána jak ze dna, tak z horní čásU. vrtu.

Na obir. 1 je znázorněna vrtaná studna X, salhaící do velké hloubky až do horninových vrstev se spodní vodou, opatřená dvěma výtlačnými trubkami 2,. χ. Každá samoltatoá výtlačná trubka X, 2 je opatřena ponorným čerpadlem £, umístěným na spodním konci každé výtlačné trubky -2, χ. Na tomto obrázku je také vyznačen povrch terénu 2, hladina 6 spodní vody v hornině a horní olkraj X děrované výpažnice studily £.

Ve spodní vodě jsou obsaženy sloučeniny železa a maaoganu a soU zv^^ící tvrdost vody, které jsou obecně pokládány za nečistoty, přičemž tyto látky jsou navíc soustředěny jeo dá určitých o^l^l^s^l^zí vodool8oýcb vrstev zeminy oebo horniny. V případě, znázorněném oa obr. 1 , je zoečiětěoá voda soustředěna do blízkosti hladiny £ podzemní vody., přičemž tento případ se v praxi vystytuje oeečaastěi. První výtlačnou trubkou 2, která ' má svůj spodní konec v blízkosti horního okraje X děrovanévýpažnice, se odčerpává' znečistěná voda, zatímco druhou výtlačnou trubkou X, jejíž spodní konec je uirftěn v těsné blízkosti dne vrtané studny X, se získává čistá . voda. Voda se čerpá oběma výtlačným, trubkami 2_t χ současně, avšak pouze čistá voda, odebíraná druhou výtlačnou trubkou X, se přivádí do vodovodní sítě.

Znečištěná voda, získávaná první výtlačnou trubkou 2, se buČ. vypouutt do odpadu oebo se využívá k účelům, kde nečistoty obsažené ve vodě nevadd, například píro zavlažování zemědělské pády. Čerpání zoéčištěoé vody má především teo význam, že se tím, podstatně snižuje promíchávání vody, způsobované jejím odčerpáváním, v hloubkovém směru vrtané studny X, které by jinak mělo za následek zvýšení koncentrace nečistot v obbeas± spodního konce druhé výtlačné trubky X, kterou se odvádí voda do vodovodní sítě. Současné vyuužtí obou výtlačných trubek 2, χ však neznamená oeztytoě, že v obou výtlačných trubkách £, 2 by muuela vždy protékat voda současně, podstatné pro tento druh provozu je pouze to, že v daném, relativně krátkém časovém intervalu je voda odčerpávána oběma výtlačnými trubkami 2, X, takže voda se nemůže promíchávat ve výraznějším rozsahu ve směru podélné osy studny χ.

24*113

V případě podle obr. 2 je maximální koncentrace nečistot ve vodě v oblasti dna studny £» proto je spodní konec výtlačně trubky £ pro čerpání znečistěné vody, tj. vody s horší kvalitou, místěn ke dnu studny £ a spodní konec druhé výtlačné trubky 2, čerpající vodu, určenou ke spotřebě, je umístěn do horní obXasttl studny £.

Způsob podle vynálezu tyl zkoušen ve studni £, ze které tyle čerpána voda v mmnossví 1 200 lirů/íin. jedinou výtlačnou trubkou, jejíž ústí tylo umístěno do poloviny délky děrované části výpežnice. Odčerpání voda měla obsah železa 1,0 až 1,5 í^1 a obsah manganu 0,20 až 0,25 m/l. Potom tylo zjištěno, Že dávky železa a mernganu tyly nejvySSÍ v horní části studny v blízkosti hladiny spodní voty, načež tyly do studny instalovány dvě samootetné výtlačné trubky £, 2> z nichž jedna míla ústí umístěno do horní části studny a druhá do ^bassi dna studny. Obě výtlačné trubky 2., 2 byly potom používány současně, přičemž první výtlačnou trubkou 2 se čerpá voda z horní části studny v mnooství 300 litů/min· a ' druhou výtlačnou trubkou 2 se čerpá voda ze studny v mtoo8sví 1 200 litrů/ /in.

Ve vodě, čerpané první výtlačnou trubkou 2» tyl naměřen obsah železa 2,4 m^1 a obsah manganu 0,6 m^l, zatímco voda čerpaná druhou výtlačnou trubkou 2 obsahovala pouze 0,02 mg/1 želesa a 0,03 m^1 metanu. Z toho je zřejmé, že se tak poddaUo snnžit obsah železa a munganu v čerpané vodě na - zlomek původní hodnoty, přestože vyde^nos^ studny zůstala zachována.

Druhý pokus se uskutečni ve studni, ze které tylo čerpáno 600 lirů/Zíin., přičemž obsah železa v čerpané vodě tyl 2,1 m^l. V tomto případě tylo zjištěno, že obsah železa tyl nejvyšší u dna studny, a proto do ní byly instalovány dvě výtlačné trubky 2, 2, z nichž jedna míšl.ústí u dna studny a druhá' V blízkosti hladiny vody. První výtlačnou trubkou 2, tylo potom odčerpáváno 200 litrů vody za sekundu z oblasti dne studny a druhou výtlačnou trubkou 2 tylo čerpáno 600 litrů vody za minutu z obbasti těsně pod hladinou voty. Ve vodě, čerpané první výtlačnou trubkou 2, byl - naměřen obsah železe 6,8 mg/1 a ve vodě z druhé výtlačné trubky 2 tyl naměřen obsah pouze 0,01 m&/1 železe.

Odtoonnků je zřejmé, že různé provedení způsobu podle vynálezu nejsou omezena jen na zobrazené příklady provedení a že je možné uskutečnnt Ještš řadu jitych kuncrétních proved eí, které spaddjí do rozsahu předmětu vynálezu. Nappíklad obě výtlačné trubky 2, 2 nemisí být - nezbytně místěny ve stejné studni £, mohou bý instalovány v různých samotětných studních £, které jsou místěny blízko sebe. Kromě toho počet studní a výtlačných trubek - může tyt vyšší než dvě, v závisho!! ne okolnostech. Je také možné čerpat čistou vodu z jedné studny a znečištěnou z jiné nebo obráceně.

Děšicí plocha mmzi čistou vodou a znečistěnou vodou není v zásobníku podzemní vody vždy vodorovná, ale může být - - i příkře skloněná. Jessiiže jsou v takovém případě dvě studny místěny vedle sebe,- může docházet k případům, kdy se bude čistá voda i znečištěná voda čmrpat ze stejné hloubky, ale z různých vrstev podzemní vody majících rozdílnou kvalitu.

Claims (3)

1. Způsob odebrání- vody ze zásobníku podzemní vody, při kterém se do půdy umíítí nejméně dvě samoos-atné výtlačné trubky - pro odčerpávání vody z různých vrstev spodní vody v íMelojtl na její kvalitě, vyzniauuící se tím, že '^‘tledné trubky se umíítí v závislosti na rozdíném obsahu, převládajícím v různých vrstvách vody, sloučenin železe a marťanu, soH v^^^c^o^l^A^e^ajícl^ch tvrdost vody nebo -jitych OθčUзtlt, obsažených ve vo^íŠ, takže z výtlačných trubek ee odsírá voda rozdílné kvality, přičemž voda se čerpá obšma výtlačnými trubkaí. současně a pouze voda lepší kvaaity se přivádí do vodovodní sítš.

2. Způsob podle bodu 1 , vyznačující se tím, že alespoň ve vodě, přiváděné к normální spotřebě do vodovodní sítě, se sleduje obsah znečisťujících složek plynulým nebo pravidelně opakovaně prováděným měřením.

3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že množství vody, odebírané jednotlivými výtlačnými trubkami, se kontroluje a reguluje pro snížení míšení védy v jednotlivých vrstvách, obsahujících různé druhy vody.