. Opublikowano dnia 20 maja 1960 r.E BIB lUrzedo Patenfowegi w.^^uu ruientowegoJ Mtticj lbwn)MW|Jti| l*iA POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 43241 KI. 85 d, 1 Miejskie Przedsiebiorstwo Wodociagów i Kanalizacji w m. st. Warszawie*) Warszawa, Polska Ujecie wody dla wodociagów i sposób jego wykonania Patent trwa od dnia 10 marca 1959 r.Wynalazek dotyczy ujecia wody dla wodo¬ ciagów zwlaszcza miejskich, pozwalajacego na otrzymywanie spod dna rzeki duzej ilosci wody latwej do uzdatnienia lub nawet nie wymaga¬ jacej uzdatnienia, w ilosciach jednakowych w ciagu calego roku.Jak wiadomo dla celów wodociagowych lep¬ sza jest woda gruntowa od powierzchniowej, przede wszystkim dlatego, ze wode powierzch¬ niowa nalezy uzdatniac przez oczyszczenie od zawiesin i bakterii. Operacje uzdatniajace, do¬ konywane na osadnikach, filtrach pospiesznych i powolnych, z ewentualna koagulacja i doko¬ nywaniem dezynfekcji, naleza do klopotli¬ wych, a urzadzenia sluzace do tego celu sa kosztowne.Wody gruntowe natomiast sa z reguly wol¬ ne od bakterii, a zdarzajace sie czesto zanle- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa mgr inz. Stanislaw Wojnarowicz i mgr inz. Wlodzimierz Skora- szewski. czyszczenia solami zelaza L manganu daja sie stosunkowo latwo usunac. Dzieki temu koszt uzdatnienia wody gruntowej jest znacznie niz¬ szy od kosztu uzdatnienia wody powierzchnio¬ wej. Dla porównania kosztów wystarczy przy¬ toczyc, ze w odzelaziaczach zamknietych pred¬ kosc filtracji moze wynosic nawet 15 m/godz., podczas gdy predkosc filtracji na filtrach po¬ wolnych wynosi zaledwie 0,1—0,2 m/gcdz.Pomimo wymienionych bezspornych zalet wody gruntowej, dla celów wodociagowych za¬ czeto w ostatnich czasach postukiwac nowych metod zaopatrywania w wode wielkich osrod¬ ków miejskich i przemyslowych, poniewaz dawne metody pobierania plytkiej wody grun¬ towej za pomoca lewarów i studni pionowych, pozwalaly wykorzystywac zaledwie 30% zapa¬ sów wody * w gruncie.Najbardziej znana i dosc szeroko stosowana nowoczesna metoda zasilania wodociagów miejskich jest ujmowanie przybrzeznych wód gruntowych za pomoca studzien, w których dnie sa przeprowadzane poziome dreny, wy-konane z grubosciennych zelaznych rur per¬ forowanych (metoda Ranney'a). Metoda ta po¬ zwala wprawdzie na pobieranie calej wody znajdujacej sie nad drenem, jednak wydatek ujecia jest ograniczony dlugoscia wiercen po- r.:zlzmych (nie przekraczajacych 30 m) i sred- j5 nica drenów (co najwyzej 0,2 m), które nie ] sa w stanie przepuszczac wody ponad pewne ¦' ' maximum, odpowiadajace danej stracie cis- [* nienia. Ponadto w znanych ujeciach zachodzi {;4 auza róznica w wydajnosci studni w zaleznos¬ ci od pory roku, zima bowiem woda jest chlodniejsza i posiada wieksza lepkosc, co zwieksza straty cisnienia, a wiec powoduje zmniejszenie wydatku studni dochodzace do 50% wydajnosci letniej.Omówione wyzej niedogodnosci znanych ujec wody usuwa calkowicie niniejszy wynalazek, który polega na tym, ze ujecie wody dla wo¬ dociagów miejskich jest wykonane w postac! drenów poziomych, zalozonych w piaszczystym odpowiednio wybranym dnie rzeki, na glebo¬ kosci co najmniej 6 m ponizej dna, co gwa¬ rantuje otrzymanie tanim sposobem duzej ilosci dobrej wody, przy czym górna warstwa piaskji o miazszosci okolo 2 m jest wymienia¬ na w sposób naturalny w czasie powodzi, co oszczedza wydatków na czyszczenie zloza.Ujecie wody wedlug wynalazku daje niemal wylacznie wode rzeczna, filtrujaca sie przez piaski (97%) z niewielka domieszka wody grun¬ towej. Poniewaz woda rzeczna moze stosun¬ kowo szybko wyplukac mangan i zelazo ze zloza nad drenem, wiec wody z tego rodzaju ujecia nie powinny zawierac zelaza i manganu, ew. zawartosc tych skladników spadnie poni¬ zej norm w bardzo krótkim czasie pracy urza¬ dzenia.Druga cecha charakterystyczna ujecia we¬ dlug wynalazku jest fakt, ze piaski na glebo¬ kosci 2 m od dna sa wymieniane przy kazdej powodzi. W ten sposób, ten naturalny filtr czysci sie sam, raz wzglednie dwa razy w cia¬ gu roku. Obserwacje dokonywane na stud¬ niach poziomych wykazaly, ze woda plynaca w rzece ze stosunkowo duza predkoscia unosi ze soba wszystkie zawiesiny, które nie zatrzy¬ muja sie w zlozu.Na glebokosci 7—8 m pod dnem rzeki nie moga egzystowac bakterie i dzieki temu z uje¬ cia wedlug wynalazku otrzymuje sie duza ilosc wody, która nie wymaga uzdatnienia, lub któ¬ rej uzdatnienie jest latwe i wymagane tylko w pte»wsz#m okresie pracy wodociagu.Dzieki duzej glebokosci studni ujecia wedlug wynalazku, moze zaniknac rozpietosc miedzy iloscia wody otrzymywanej latem i zima, po¬ niewaz zima mozna pracowac przy obnizonym w stosunku do lata zwierciadle wody, a wiec doplyw bardziej lepkiej wody zima pedzie przebiegal przy zwiekszonym cisnieniu. Jest to cenna zaleta nowego ujecia wody, gdyz jak wiadomo, wahania sezonowe w zapotrzebowa¬ niu wody w duzych miastach sa nieznaczne.Wynalazek dotyczy równiez sposobu wyko¬ nania nowego ujecia wody. Aby uniknac przykrego w wykonawstwie doplywu wody do studni w czasie wiercenia, wiercenie przepro¬ wadza sie pod sprezem, które nie przekracza 1,2 atm, a wiec jest w granicach gdy praca w kesonie nie stanowi zbyt wielkich trudnosci.W czasie budowy -studni metoda kesonowa buduje sie strop kesonu rozbieralny. Po za¬ puszczaniu* studni i wykonaniu zapia, strop przenosi sie na górny poziom, po czym prze¬ prowadza sie wiercenia za pomoca wiertnicy stanowiacej oryginalne rozwiazanie, dostoso-* wane do potrzeb w danych warunkach. Po¬ siada ona szereg udoskonalen w stosunku do rozwiazan znanych. Wiertnica pozwala opero¬ wac elementami o dlugosci 3 m, natomiast znane wiertnice — tylko elementami do 1,5 m, wskutek tego oczywiscie wymiary wiertnicy sa wieksze i studnia musi miec srednice w swietle co najmniej 11 m. Pozwala to, na wykorzystanie studni jako stacji pomp oraz na umieszczenie w studni wiekszej ilosci dre¬ nów, co ma wplyw na ilosc pobieranej wody.Wiertnica posiada prasy mogace dawac cisnie¬ nie do 180 ton, pluczke do wyplukiwania pia¬ sku z drenu, oraz mozliwosc posuwu naprzód i wyciagania rur z otworu.Wiercenia prowadzone sa w rurach oslono¬ wych o srednicy od 50 do 40 cm, metoda te¬ leskopowa, tzn. ze gdy rura o danej srednicy nie daje sie dalej posuwac, to wewnatrz wpro¬ wadza sie rure o srednicy mniejszej. Trzy wielkosci rozporzadzalnych srednic rur ochron¬ nych, gwarantuja latwe osiaganie dlugosci wiercenia powyzej 100 m, co stanowi wynik dotad nieosiagalny w znanych tego rodzaju robotach i jest zarazem optymalna dlugoscia dla stosowanej srednicy drenu 30 cm i danej straty cisnienia.Po wywierceniu otworu wprowadza sie do wewnatrz dreny z rur perforowanych o otwo¬ rach 2X200 mm, przy czym dziurowatosc sta¬ nowi 30% powierzchni rury, natomiast w zna¬ nych rozwiazaniach tylko 15%, poniewaz rury — 2 —wpychane bezposrednio musza, mlec odpo¬ wiednia wytrzymalosc.Przy wpychaniu rury oslonowe maja tenden¬ cje podnoszenia sie ku górze, a przy wypluki¬ waniu piasku maja tendencje opadania na dól.Stosujac umiejetnie jeden czy drugi sposób mozna wykonac dlugie stosunkowo wiercenie fcrzy niewielkim odchyleniu od poziomu, , Oryginalnym jest równiez rozwiazanie zakon¬ czenia wylotu drenu w studni, gwarantujace uzyskanie scislego poziomu pierwszej rury obsadowej, co ma duzy wplyw na mozliwosc uzyskania duzej dlugosci drenu. Miedzy inny¬ mi dlatego równiez stosuje sie zapuszczanie studni metoda kesonowa, aby otrzymac sciany studni mozliwie niewiele odchylajace sie od pionu.Na rysunku przedstawiono przyklad wyko¬ nania ujecia poddennego wedlug wynalazku.W studni 1 wpuszczonej w dno rzeki 2 i w jej nurcie, sa wykonane otwory 3, przez które do¬ konuje sie wiercen poziomych. W otworach wywierconych za pomoca rur oslonowych 4, wsuwanych teleskopowo, sa umieszczone per¬ forowane rury 5, stanowiace dreny ujecia.Z rur 5 sklarowana woda przesaczajaca sie z dna rzeki, oczyszczona dzieki filtracji przez piaski denne z wszelkich drobnoustrojów cho¬ robotwórczych, splywa pionowymi rurami 6 na dno studni 7. Z dna studni woda jest czer¬ pana za pomoca pomp 8. Waly pomp umiesz¬ czone sa wewnatrz rur tlocznych 9. Silniki 10 ustawione sa na górnym pomoscie. Pompy sa polaczone z przewodem zbiorczym 11, oó któ¬ rego odchodzi glówny rurociag ujecia, prowa¬ dzacy do dalszych urzadzen wodociagowych.W porównaniu z rozwiazaniami tradycyjny¬ mi, koszt stacji wodociagowej wyraza sie sto¬ sunkiem 1:4 na korzysc wynalazku. Koszty eksploatacji ujecia wedlug wynalazku ograni¬ cza sie do kosztów energii elektrycznej i obslu¬ gi pomp. Odpada kosztowna obsluga filtrów powolnych lub pospiesznych i koagulacji. PL