Ad. 2e) Ujęcia wody gruntowej promieniste systemem:

1. Raneya - Ujęcia za pomocą studzien z filtrami poziomymi.

Studnie te są w stanie zastąpić zespól studni wierconych. Najbardziej nadają się do zastosowania w warstwach wodonośnych o dużych zasobach. Zakłada się je pod zbiornikami wód powierzchniowych (rzeka, jeziora). Ujęcia te oparte są na wodzie infiltracyjnej. Filtry zakładane są tutaj poziomo (rys. 84). Głębokość posadowienia filtrów ok. 30 ÷ 40 m pod terenem. Woda infiltrowana powinna przebywać około 40 ÷ 50 dni w gruncie w celu nabrania cech wody gruntowej.

Ujęcie systemu Raneya składa się ze studni zbiorczej żelbetowej o średnicy 4 ÷ 5 m zapuszczonej w głąb warstwy wodonośnej; jest to studnia z zabetonowanym dnem; oraz szeregu rur filtrowych o średnicy 200 ÷ 250 mm wciśniętych poziomo promieniście lub wachlarzatowato w warstwę wodonośną (rys. 84, 85). Rury zakłada się na kilku poziomach (1 ÷ 3) długość rur filtrowych mniej więcej 30 ÷ 60 m, a niekiedy do 100 m.

Dolna cześć studni jest wzmocniona. Wzmocnienie to powinno przenieść ciśnienie powstające w czasie wciskania w filtrów w grunt wzmocnienie wykonuje się w postaci płaszcza stalowego od zewnętrznej i wewnętrznej z otworami o średnicy 400 mm, dla wprowadzenia w grunt wodonośnych rur filtrowych pozapuszczaniu studni na właściwą głębokość. Otwory podczas zapuszczania studni zabezpieczone są tulejami (krućcami) z zakończeniem od wewnątrz studni kołnierzami, a od zewnątrz kielichami z założonymi szczelnie dębowymi pokrywami. Pokrywy zamykają otwór w czasie opuszczania studni.

W tuleje te będą wprowadzone rury filtrowe, a uszczelnienie dławicowe zabezpieczy przed wpływaniem do studni nawodnionego pisaku. Rury stalowe grubościenne perforowane wciskane są bezpośrednio w grunt za pomocą pras hydraulicznych. W odcinku 2,4 m spawane ze sobą. Pierwszy odcinek rury zaopatrzony jest w tak zwany but (stalowa głowica stożkowa ułatwiająca wciskanie rur, a zarazem służy do usuwania z gruntu wodonośnego drobnego materiału przed osuwająca się rurą).

Materiał który przeszedł przez otwory w bucie odpływa specjalnie założona na czas wciskania wewnątrz rury filtrowej rurą o średnicy 50 mm do studni zbiorczej, skąd usuwany jest wraz z woda za pomocą pomp. Każda z nich wciśnięta w grunt posiada zamkniecie zasuwowe.

Objętość wypłukiwanego z gruntu materiału wynosi zwykle 3-krotną objętość wtłoczonej rury filtrowej i stanowi od 70 ÷ 80% uziarnienia warstwy wodonośnej. Na skutek tego wokół rury powstaje naturalny filtr o średnicy 1,8 ÷2,4 m, składający się z najdrobniejszych ziaren warstwy wodonośnej.

Zaletą ujęć promienistych jest bardzo znaczne wykorzystanie zasobów ujmowanych wód (do 90%, a niekiedy więcej). Bardzo duża wydajność takiego ujęcia zastępuje nawet kilkadziesiąt studni wierconych pionowych. Do wąd studni Raneya można zaliczyć:

• konieczność stosowania bardzo kosztownych grubościennych rur filtrowych ze stali nierdzewnej

• trudności w dostosowaniu perforacji rur w stosunku do uziarnienia gruntu

• trudności zastosowania rur filtrowych tego typu do ujmowania wód z utworów różnoziarnistych

Istnieją inne zmodernizowane rozwiązania ujęć promienistych, ale zasada działania jest podobna.

2. Fehlmana (rys. 86)

Zamiast rury filtrowej wciskane są (podobnie jak przy ujęciach za pomocą studni wierconych pionowych) rur pełnościennych stalowych okładzinowych zaopatrzonych w głowicę (but perforowany) rozluźniającą grunt warstwy wodonośnej w miarę wciskania rur, a zarazem umożliwiającą usuwanie wraz z wypływającą wodą drobnoziarnistych frakcji gruntu, które następnie rurą materiałową są odprowadzane do studni zbiorczej, skąd wypompowane jest na zewnątrz. W tak przygotowany otwór wprowadzamy rurę filtrową cienkościenną o perforacji dostosowanej do wzmacniania warstwy wodonośnej po założeniu rury filtrowej usuwa się rurę okładzinową odsłaniając filtr (rury te można wykorzystać wielokrotnie, a but pozostaje w gruncie).

3. Preussag (rys. 87)

Tutaj postępuje się podobnie jak w systemie Fehelmana z tą różnica, że w rurę okładzinową wprowadza się rurę filtrową o średnicy odpowiednio mniejszej od rury okładzinowej, a przestrzeń między rurą okładzinową a rurą filtrową wypełnia się sposobem hydraulicznym, obsypką żwirową o granulacji dostosowanej do warstwy wodonośnej. Ten system może być wykorzystywany do ujmowania wody z utworów drobnoziarnistych. Odstępy miedzy sąsiednimi studniami 500 ÷ 600 m. Głębokość studni od kilkunastu do 40 m. Wydajność ujęcia może wzrosnąć nawet kilkakrotnie w przypadku ujmowania wody pod ciśnieniem (rys. 88 ÷ 99).

Ad. 3 Ujęcia wód ze źródeł naturalnych.

Zasady obowiązujące przy ujmowaniu źródeł.

1. Nie należy zmieniać wysokości położenia wypływu źródła (zmiana może spowodować wyczerpanie zasobów źródła).

2. Należy przestrzegać szczelności źródła (cale źródło powinno być uchwycone).

3. Należy zabezpieczyć ochronę sanitarną źródła i zabezpieczyć przed zniszczeniem źródła.

4. W przypadku ujmowania za pomocą drenów - nie dopuścić do przesuwania się warstwy wodonośnej (wydajność drenu musi odpowiadać wydajności źródła).

Ad. 3a) Ujęcia źródeł wstępujących (artezyjskich) (rys. 100)

Są spotykane na nizinnych zagłębieniach; kierunek wypływu ku górze. Wydajność takich źródeł kilkadziesiąt i więcej.

Ujmowanie źródeł występujących skupionych polega na:

1. oczyszczenie miejsca wypływu wody przez zdjęcie warstwy wierzchniej gruntu

2. odsłonięcie czystej warstwy wodonośnej

3. obudowanie miejsca wypływu za pomocą studni kopanej (komorowej) kołowej lub prostokątnej

4. dno studni wysypuje się żwirkiem granulowanym lub grubym piaskiem

5. ściany studni na wysokości warstwy nieprzepuszczalnej obłożyć warstwą iłu plastycznego lub tłustej gliny (grubość warstwy 0,3 ÷ 0,5 m)

6. całość należy przysypać gruntem rodzimym (zabezpieczyć przed wypływem temperatury zewnętrznej)

Wyposażenie komory:

• przewód czerpalny zakończony klapą i zamkiem zasuwowym

• przewód przelewowy zakończony klapą zwrotną i siatką (zabezpieczającą przed zwierzętami)

• rura wentylacyjna zaopatrzona w siatkę (by ptaszki się nie przedostawały:)

• szczelny właz otworu kontrolnego (otwór zamknięty)

Przykład grupowego (dla kilku wypływów) ujęcia pokazany na rys. 104. W niektórych przypadkach ujęcie źródeł skupionych można przedłużyć w głąb warstwy wodonośnej w postaci sztolni (rys. 105).

Ad. 3b) Ujęcia źródeł warstwowych

Ujecie źródeł warstwowych odbywa się za pomocą ciągów poziomych chwytających wódę na całej długości wypływu za pomocą drenów lub sztolni (rys. 106 ÷ 108). Galerie mają z reguły wymiary przełazowe; wykonywane sposobem górniczym lub w otwartym wykopie. Zabezpieczanie tych ujęć jest podobne do ujęcia wyżej wymienionego.

,,WZBOGACANIE WOD PODZIEMNYCH”

W przypadku gdy zasoby wód gruntowych są niewystarczające (np. przy istniejącym ujęciu wód gruntowych), sięgamy do ich sztucznego wzbogacania z istniejących wód powierzchniowych. Istnieje wiele sposobów wzbogacania. Do najczęściej spotykanych można zaliczyć:

1. Infiltracja brzegowa (naturalna; rys. 109) występuje wówczas, gdy urządzenia do ujęcia wody gruntowej znajdują się w pobliżu wód powierzchniowych. Odległość ujęć od brzegu powinna wynosić 50 ÷ 100 m, aby zapewnić możliwie długi czas przepływu, który jest niezbędny do oczyszczania się wody i nabrania cech wody gruntowej. Nie należy dopuszczać do zbyt dużych prędkości dopływu wody do studni oraz napływu wody z rzeki, jeziora do gruntu - może nastąpić zamulenie porów warstwy wodonośnej namułem wciąganym wraz z wodą.

2. Rowy i stawy infiltracyjne, studnie infiltracyjne (rys. 8, 9, 10) są to najczęściej spotykane urządzenia do nawadniania (wzbogacania). Czas przepływu wody w gruncie od miejsca infiltracji do miejsca ujęcia powinna wynosić 40 ÷ 100 dni. Woda w tym czasie nabiera cech wody gruntowej. Rowy bądź stawy wykonuje się w ten sposób ze dno wysypuje się warstwą drobnego piasku o grubości 0,3 ÷ 0,5 m. Piasek zatrzymuje niesione przez wodę zanieczyszczenia i nie dopuszcza do kolmatacji gruntu wodonośnego. Po pewnym czasie (2x do roku) zgarnia się górną warstwę piasku z osadem (podobnie jak na filtrach powolnych), a po kilku takich czyszczeniach układa się nową warstwę filtrującą. Głębokość urządzeń infiltracyjnych 1,2 ÷ 2 m. W przybliżeniu można przyjąć, że zdolność filtracyjna otwartych urządzeń nawadniających wynosi 1 m³ wody na 1 m² powierzchni dna rowu i dobę.

Studnie infiltracyjne (chłonne) (rys. 10) stosowane są, gdy wodę infiltracyjną należy wprowadzić na większą głębokość z powodu dużej warstwy przykrywkowej. Konstrukcja ich przypomina studnie wiercone ujmujące wodę, ale zadanie tych studni jest odwrotne. Studnie te powinny być zaopatrzone w podwójny filtr siatkowy. Woda wprowadzona do studni powinna być oczyszczona dość dokładnie. Wtórne ujmowanie wody następuje normalnie studniami wierconymi umieszczonymi w odległości 70 ÷ 100 m od linii studzien chłonnych.

3. Dreny infiltracyjne (chłonne) zastępują rowy otwarte, są to ciągi drenów zakładane w płytkich warstwach wodonośnych; trudne do utrzymania i czyszczenia .

---