NO156538B - Fremgangsmaate for aa hente opp vann fra en grunnvannsforekomst. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å ta vann fra en grunnvannsforekomst, i hvilken fremgangsmåte i det minste to adskilte løfterør plasseres i jorden, med hvilke vann tas med hensyn til vannets kvalitet fra forskjellige sjikt.

Løfting av vann fra en dyp grunnvannsforekomst f.eks. fra en boret brønn skjer vanligvis ved å anvende i brønnen fast mon-terte løfterør forsynt med pumper. For å øke brønnens kapasitet kan det i samme brønn være montert flere løfterør, og det har da vært vanlig å føre ett av rørene nær brønnens bunn, hvorved det er mulig å sikre vanntilførselen selv når vannivået i brønnen av en eller annen grunn synker uvan-lig langt ned.

Et generelt problem ved opphenting og bruk av grunnvann ut-gjør de i vannet oppløste jern- og manganforbindelser. Der-som ikke disse forbindelser fjernes fra vannet, vil de felles ut i vannledningsnettet og med tiden resultere i tilstopping av rørene. En fremgangsmåte for å unngå dette problem er beskrevet i det finske utlegningsskrift 43852, ifølge hvilket brønnen omgis med rør, gjennom hvilke oksygenholdig matevann føres ned i jorden. Hensikten med fremgangsmåten er å oksy-dere jern- og manganionene til en uløselig form, hvorved de forblir utfelt i jordsmonnet og bare rent vann kommer inn i brønnen. I praksis har fremgangsmåten i mange tilfeller fungert utmerket, dvs. den ønskede langvarige rensende virk-ning er blitt oppnådd med meget små mengder matevann tilført jorden, men på den andre side er der også mange anlegg hvor det har vært nødvendig å føre matevann til jorden over en lengre periode og i store mengder før vannets jern- og manganinnhold i brønnen har begynt å synke. I slike tilfeller blir bruken av fremgangsmåten ulønnsom, hvis i det hele tatt det ønskede resultat ved dennes anvendelse kan bli oppnådd.

Især i kyststrøk forekommer som forurensninger i grunnvannet dessuten kalsium- og magnesiumsalter som forårsaker hårdhet. Ingen fremgangsmåte er kjent for på tilsvarende måte som foran beskrevet å fjerne vannets hårdhet allerede i bakken.

I US patent nr. 3 901 811 er det beskrevet en fremgangsmåte for å fjerne undergrunns oljesøl. Slikt oljesøl blir gjerne liggende som et oljesjikt oppå grunnvannspeilet. For å fjerne oljesølet, borer man en brønn ned i det underliggende grunn-vannssjikt og pumper vann ut av brønnen med stor strømnings-hastighet. Det omgivende grunnvannsspeil vil derved innta en tilnærmet traktform inri mot brønnen, og på denne trakten vil oljesølet renne inn i brønnen, hvor det kan fjernes av en egen pumpe som plasseres noe over bunnen av trakten.

Man forsøker her med andre ord å få brønnen til å tiltrekke seg forurensningene fra et større omkringliggende område, hvilket ikke ville være særlig hensiktsmessig sett ut fra formålet for foreliggende oppfinnelse.

Det er nå blitt oppdaget at en kraftig sjiktdannelse ofte er tilstede i grunnvannet både av jern og mangan og salter som fremkaller hårdhet. Dette innebærer at de nevnte forurens-ningers konsentrasjon ved en viss dybde av bakkens grunnvann er høy, mens grunnvannet ovenfor eller under denne dybde er anselig renere, til og med praktisk talt fullstendig rent. Det er vanlig at forurensningene er konsentrert i det øverste grunnvannsjikt nærmest jordoverflaten. Oppdagelsen forklarer problemene ved anvendelsen av fremgangsmåten ifølge utlegningsskrift 43 852 med det at det oksygenholdige matevann helt enkelt er blitt ført for dypt ned i bakken. Dessuten gir oppdagelsen en forklaring på den ofte konstaterte foreteelse at vannets jerninnhold i brønnen gradvis øker ved anvendelse. Det skjer nemlig slik at når man tar rent, jernfritt vann

fra stor dybde ut av brønnen strømmer det i stedet til fra det øverste grunnvannsjikt vann som inneholder rikelig med jern, hvilket når opphentingen foregår sakte sprer seg til stadig større dybde i brønnen og når i sin tid den dybde hvor løfterørets ende er plassert.

Foreliggende oppfinnelse har til formål å tilveiebringe en fremgangsmåte basert på den foran nevnte iakttagelse, ved hjelp av hvilken det fås rent forbruksvann fra en grunnvannsforekomst slik at vannets kvalitet vil forbli uforandret selv ved langvarig pumping. Det karakteristiske for oppfinnelsen er at løfterørene plasseres slik ifølge de i grunnvannets forskjellige sjikt herskende forskjellige konsentrasjoner av jern- og manganforbindelser, salter som bevirker hårdhet eller andre skadelige stoffer, at det fra rørene fås vann av forskjellig kvalitet, at vann tas med begge løfterør samtidig og at kun det bedre vann føres til normalt forbruk.

Ved en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen kan vannmengdene

som hentes opp fra forskjellige dyp reguleres slik at det nesten ikke skjer noen blanding av vann fra forskjellige sjikt. Reguleringen kan basere seg på måling av konsentrasjonen av skadelige forurensninger i vann tatt fra brønnen,

og uforandrede konsentrasjoner er et tegn på at de forskjellige vannmengders forhold hentet opp gjennom de forskjellige rør er det rette.

Oppfinnelsens fordel sammenlignet med den fremgangsmåte som f.eks. er beskrevet i utlegningsskrift 43852 er at ingen spesifikke materør plassert rundt brønnen behøves. For anvendelse av fremgangsmåten holder, det med en vanlig grunn-vannsbrønn, som er forsynt med to eller flere løfterør som når forskjellig dybde. Det fra brønnen opphentede vann av dårligere kvalitet kan føres bort eller anvendes for et slikt formål hvor forurensningene ikke er skadelige. Det vesentlige er bare at dette vann ikke blandes med vann av bedre kvalitet som fås fra brønnen, hvilket ofte som sådant kan føres til vannledningsnettet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp

av eksempler under henvisning til vedføyede tegning, hvor

Fig. 1 viser en boret brønn, hvor vannet som forbrukes tas fra brønnens bunn. Fig. 2 viser en boret brønn, hvor vannet som forbrukes tas fra brønnens øvre del, og Fig. 3 viser en boret brønn, hvor vannet som forbrukes tas

både fra brønnens bunn og dens øvre del.

På fig. 1 vises en boret brønn 1 som strekker seg dypt ned i et grunnvannførende jordsjikt, og som har to adskilte vannløfte-rør 2 og 3. Begge løfterør er forsynt med en senkepumpe 4

i rørets ende. På figuren er dessuten bakkeflaten merket

med henvisningstallet 5, grunnvannsjiktets flate med henvisningstallet 6 og brønnens siktdels øvre kant med henvisningstallet 7.

I grunnvannet forekommer vanligvis som forurensninger jern-

og manganforbindelser samt salter som gjør vannet hårdt, hvilke dessuten bare er konsentrert til et visst sjikt i det grunnvannførende jordsmonn. I det tilfelle som er vist

på fig. 1 er det forurensede vann konsentrert nær grunnvannsjiktets overflate 6, hvilket i praksis er det oftest forekommende tilfelle. Med løfterøret 2, hvis ende er nær brøn-nens siktdels øvre kant 7, får man således urent vann, mens man med løfterøret 3, hvis ende er nær brønnens bunn, får rent vann. Løfterørene 2 og 3 anvendes slik at det fra brøn-nen tas vann samtidig med begge rør, men bare det med røret 3 opphentede rene vann føres til vannledningsnettet. Det med røret 2 opphentede urene vann går enten til spille eller anvendes til et slikt formål hvor vannets urenhet ikke forårsaker ulemper, f.eks. ved vanning av beplantninger. Betydningen av å oppta forurenset vann ligger i det at man ved dets hjelp betydelig reduserer den av vannets opptagning forårsakede blanding av vannet i dybderetning, hvilket ellers ville ha ført til økende konsentrasjon av forurensninger ved den ende av røret som suger vann for forbruk. Med den sam-tidige anvendelse av løfterørene 2 og 3 forutsettes ikke nød-vendigvis at rørene alltid skal fungere i samme "takt", idet det vesentlige er at man innen en relativt kort tidsperiode tar vann med begge rør slik at vannet i brønnen ikke kan blandes i nevneverdig grad i brønnens dybderetning.

I det tilfelle som er vist på fig. 2 er konsentrasjonen av forurensninger i vannet størst ved brønnens bunn, og derfor er rørets 2 ende som løfter vann av dårligere kvalitet blitt ført til brønnens bunn, og rørets 3 ende som tar vann for forbruk er blitt anbragt i brønnens øvre del. På fig. 3 er det igjen vist et tilfelle, hvor forurensningenes konsentrasjon er størst i brønnens midtre del. Enden av røret 2 som tar forurenset vann er i overensstemmelse med dette plassert omtrent ved midten av brønnen, og for å ta vann for forbruk anvendes to adskilte rør 3, av hvilke det enes ende er anbragt ved brønnens bunn og det andre i brønnens øvre del.

En ifølge oppfinnelsen opplagt fremgangsmåte .er blitt utprøvet i en brønn, fra hvilken vann ble hentet opp i en mengde av 1200 l/min. ved anvendelse av ett enkelt løfterør, hvis ende var plassert ved den siktforsynte brønndels midtparti. Det opphentede vanns jerninnhold var da 1,0-1,5 mg/l og mangan-innholdet 0,20-0,25 mg/l. Etter at det var blitt konstatert at jern- og manganinnholdene var størst ved brønnens øvre del nær vannoverflaten, ble to adskilte løfterør montert i brønnen, det ene med enden i brønnens øvre del og det andre med enden ved brønnens bunn. Disse rør ble så anvendt samtidig, idet det med det førstnevnte rør ble hentet opp vann fra brønnens øvre del i en mengde av 300 l/min. og med det sistnevnte fra brønnens bunn 1200 l/min. I det førstnevnte rørs vann ble det målt et jerninnhold på 2,4 mg/l og et manganinnhold på 0,6 mg/l, mens det i det sistnevnte rørs vann ble funnet et jerninnhold på 0,02 mg/l og et manganinnhold på 0,03 mg/l. Jern- og manganinnholdene kunne således reduseres til en brøkdel av de tidligere målte verdier i det fra brønnens bunn opphentede vann til tross for at brønnens kapasitet forble uforandret.

En annen prøve ble utført i en brønn, fra hvilken vann ble hentet opp i en mengde av 600 l/min. og hvor vannets jerninnhold hadde vært 2,1 mg/l. I dette tilfelle ble det konstatert at jerninnholdet var størst ved brønnens bunn, og i brønnen ble det således montert to løfterør, av hvilke det enes ende ble plassert ved brønnens bunn og det andres ende nær brønnens overflate. Med det førstnevnte rør ble det der-etter hentet opp vann fra brønnens bunn i en mengde av 200 l/min. og med det sistnevnte fra brønnens overflate 600 l/min. I vannet tatt fra det førstnevnte rør ble det målt et jerninnhold på 6,8 mg/l og i vannet fra det sistnevnte rør 0,01 mg/l.

For en fagmann på området er det klart at oppfinnelsens forskjellige anvendelser ikke er begrenset til de i det foregå-ende anførte eksempler men kan.varieres innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav. Således trenger ikke nødvendig-vis vannløfterørene 2 og 3 ligge i samme brønn, idet de kan være plassert i .forskjellige brønner som ligger nær hverandre. Dessuten kan brønnenes og løfterørenes antall være større

enn to avhengig av situasjonen. Fra én brønn kan det hentes opp rent vann og fra de andre forurenset, eller omvendt.

Grenseflaten mellom rent og urent vann er ikke alltid horison-tal i grunnvannsforekomsten, idet den kan være meget steilt hellende.

Når man i et slikt tilfelle som dette konstruerer to brønner ved siden av hverandre, kan resultatet bli at rent og forurenset vann tas fra samme høyde, men fra forskjellige sjikt med hensyn til grunnvannets kvalitet.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å hente opp vann fra en grunnvannsforekomst, i hvilken fremgangsmåte i det minste to adskilte rør (2, 3) plasseres i jorden, med hvilke vann tas opp fra forskjellige sjikt med hensyn til vannets kvalitet, karakterisert ved at løfterørene (2, 3) plasseres i overensstemmelse med de i grunnvannets forskjellige sjikt herskende forskjellige konsentrasjoner av jern-og manganforurensninger, hårdhet-forårsakende salter eller andre skadelige stoffer, slik at det fra rørene fås vann av forskjellig kvalitet, at vannet samtidig tas opp med de to løfterørene og at bare det bedre vann føres til normalt forbruk.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at i det minste det til forbruk førte vanns konsentrasjon av skadelige stoffer overvåkes med kontinuerlige eller regelmessig gjentatte målinger.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de med løfterørene (2, 3) opphentede vannmengder reguleres slik at blandingen av sjikt som inneholder vann av forskjellig kvalitet er minst mulig.