Glava 10 Phg Za Studenti

ГЛАВА 10

10

ПРИНЦИПИ НА ПРОЕКТИРАЊЕ, ИЗВЕДБА И ТЕСТИРАЊЕ НА БУНАРСКИ СИСТЕМИ

Вертикалните водособирни објекти како бунарите се објекти кои најчесто се изведуваат и применуваат во практиката за решавање на проблеми на водоснабдување, наводнување и одводнување.Тие се специфични објекти од повеќе аспекти, така што е потребно да се применат повеќе меѓусебно поврзани операции кои се неопходни за да се обезбеди сигурна и доготрајна примена и експлоатација на бунарите.

10.1. ОПШТИ ПОИМИ ЗА КОНСТРУКЦИЈА НА БУНАРСКА КОНСТРУКЦИЈА

Во современата пракса, бунарските конструкции се изведуваат главно со постапка на дупчење и спуштање на конструкција под површината на теренот. Конструкцијата на бунарите е условена од начинот, односно од технологијата на дупчењето, како и од хидрогеолошките одлики на конкретната локација.Најчесто во современата пракса, конструкциите на бунарите се од типот на т.н. етажни конструкции каде одделните цевки се ставаат на една непрекидна колона и се со различен пречник, најчесто над 250 Таложникот е дел од бунарот кој се става во најдолниот дел и е составен од полна цевка. Функцијата на таложникот е да се прифатат сите евентуални поситни честички кои од теренот би продреле во бунарската конструкција.Должината на таложниот дел е променлива, а зависи од вкупната должина на бунарот. Обично, изнесува околу 10% од вкупната должина на бунарот, но од случај до случај може да има отстапување од оваа генерална препорака.Таложникот од долната страна се затвара со соодветен чеп (папуча или конусно) што треба да биде изведено пред почетокот на дупчењето.

155

ПРИМЕНЕТА ХИДРОГЕОЛОГИЈА

Обично, над таложникот следи т.н. филтерски дел., односно перфорирана цевка низ која подземната вода дотекува кон бунарот. Пожелно е на место каде се планира да стои пумпата за црпење на вода, да се остави простор со полна цевка. На деловите каде теренот е изграден од хидроизолатори се поставуваат исто така полни цевки кои идат се до површината на теренот и нешто над терен. Полните цевки и филтерските цевки може да бидат пластични или метални. Металните цевки на бунарските конструкции најчесто се од топло галванизирани полни цевки и топло галванизирани филтерски цевки со т.н. мостичав филтер.Типски примери за бунари се дадени на слика 10.1 и 10.2.

Слика 10.1. Типска конструкција на бунар со зафаќање на вода од една изданска зона

156

ГЛАВА 10

Слика 10.2. Типска конструкција на бунар со зафаќање на вода од две издански зони (пример од површински коп Брод Гнеотионо-Битолско

157


Во секој бунар, обичшно најдолу се остава празен простор по околу 2-3 м до дното на бунарот, заради можност на таложење на материјал до моментот на вгрдување.Во приповршинскиот дел, како прва фаза на активностите при дупчењето, се поставува уводна колона во должина од 6 м со дијаметар пречник 600 мм.Филтерскиот дел (водоприемниот дел) се проектира да биде од перфорирани цевки со соодветна шупликавост (порозност) која е доволна да ја прими водата од изданската зона.Дијаметарот на перфорациите на филтерот се избира по т.н. филтерски правила. За таа цел треба да се познава гранулометрискиот состав на хидроколекторскиот слој, врз основа на што се проектира составот на т.н. засип (филтерски материјал) околу цевката (слика 10.3). Најчесто се користат критериумите на Teрцаги претставени преку следниот услов:

4 d 15 ≤ D 15 ≤ 4 d 85

кадеd – дијаметар на зрната на оригиналниот материал од изданотD –дијаметар на зрната на филтерскиот засип од чакал

Слика 10.3. Избор на зона за можен филтертски засип (3) врз основа на криви на гранулометриски состав на хидроколекторската средина

158

ГЛАВА 10

Кога како перфорираните цевки се користат пластични цевки, обично тие се обвиваат со пластична мрежа со квадратни отвори од 1-1 мм, која се става на преклоп (цевката се обвива два пати), која се прицврстува со жица дебелина 2.5-3 мм (слика 10.4).

Слика 10.4. Шема на изведба на филтерски делови од пластични цевки

Жицата се намотува спирално на филтерската цевка на растојание помеѓу намотаите од околу 50 мм. Во современото инженерство, се почесто се применуваат и филтерски цевки со специјална припрема и отвори, кои ги задоволуваат скоро сите филтерски правила без да се става било каква мрежа околу цевката (слика 10.5).

159


Слика 10.5. Готови филтерски делови од пластични цевки

На самата површина на теренот се изработува главата на бунарот од бетонски темел, што треба да обезбеди цврст спој меѓу ослонецот, уводната колона и ободот на потисната цевка, односно на целиот корпус на пумпната постројка (слика 10.6).

Слика 10.6. Шема на бетонирање на бунар

160

ГЛАВА 10

10.2. ОСНОВНИ ФАЗИ ПРИ ИЗРАБОТКА НА БУНАР

За да се изведе бунарската конструкција, после изборот на локацијата, дефинирање на неговата длабина, дијаметар, зони на филтерски и полни цевки и сл., се пристапува кон изведба. При изведбата треба да се разгледаат следните основни операции.

ДУПЧЕЊЕ

Дупчењето се изведува машински (слика 10.7), строго вертикално, најчесто со т.н. реверсна метода на дупчење со чиста вода како исплака и со дијаметар 500-600 мм. За дупчење се користат разни длета (слика 10.8)

а бСлика 10.7. а-Машина за реверсно дупчење на бунари, б-детал во зона на глава на машината

161


Слика 10.8. Длето за дупчење

ВГРАДУВАЊЕ НА БУНАРСКАТА КОНСТРУКЦИЈА

Веднаш после извлекувањето на приборот за дупчење после постигнувањето на проектираната длабина на дупчење, се пристапува кон вградување на бунарската конструкција.Ако цевките се пластични, делумно оформената конструкција на лице место се спојува со наглавување на цевките и навлекување една врз друга со помош на гумите од самите цевки или со навивање на хол-штрафови.. Постапката се повторува се до крајното спуштање на конструкцијата. Ако се ставаат челични цевки, тогаш се применува постапка со заварувањеПри спуштањето, цевките се приджуваат со помош на т.н. шелни со соодветен пречник.

162

ГЛАВА 10

Слика 10.9. Шелни за прицврстување на бунар

ЗАСИПУВАЊЕ СО ЧАКАЛЕСТ ФИЛТЕР

Просторот меѓу бунарската конструкција и ѕидовите на дупнатината се засипуваат со еднослоен филтерски засип од чакалест песок (најчест пречник на зрната 4-10 мм.). Самото засипување од површината на теренот се врши веднаш после спуштањето на бунарската конструкција , Во текот на засипувањето бунарот мора да биде полн со вода. Мошне е важно да се нагласи дека најчесто треба да се обезбеди засипка со кварцен состав, заради можност од постоење на агресивни подземни води.

АЕРЛИФТУВАЊЕ

По засипувањето на цевките со филтерски засип, се пристапува кон т.н. прочистување на дупнатината со помош на постапката на аерлифтување. Траењето на аерлифтувањето оди до утврдување на количина од 5 грама на песок на 1м3 вода (или времетраење од мин 48 часа). По потреба, оваа постапка може да се скрати, или продолжи со следење на бистрината на водата која се испумпува (до чиста вода ), за што се решава на лице место со одобрение на Проектантот или Надзорот на истражувањата.При постапката, аерлифтувањето се врши на секој 0,5 м во филтерските делови со движење на приборот од горе надолу и обратно.

163


ТАМПОНИРАЊЕ

После извршување на претходните операции, следи тампонирање на останатиот дел до површината на теренот, со тампон од локален материјал со глиновит состав или со цементна исплака.

ВЕРТИКАЛНОСТ НА БУНАРСКАТА КОНСТРУКЦИЈА

Со оглед дека пумпната постројка која се поставува во бунарот треба да е , строго вертикалната, неопходно е да се обезбеди и вертикалност на вградената бунарска конструкција (цевките). Во оваа смисла, потребно е да на одделни должини (во рамките на таложникот и приближно на секој 30 м од цевките ) се оформата специјални воѓици (центрирници) во 3-4 правца на периметарот на цевките, кои ќе ја обезбедат практично вертикалноста на конструкцијата. При тоа, ваквите воѓици треба да обезбедат слободен проод на чакалеста засипка.

ВГРАДУВАЊЕ НА ПУМПНИОТ УРЕД

На вака приопремената бунарска конструкција, се пристапува кон вградување на пумпниот уред. Нивниот усисен дел се спушта во просторот предвиден за тоа (види слики 10.1 и 10.2) Овој уред треба да биде снабден со можност за автоматско вкључување и искључување , преку соодветни сонди, која се поставува околу 0.5 м., над усисниот дел од пумпата. Во засипката од бунарот често се спушта пиезометар од пластични цевки или челични поцинкувани цевки, за следење на ефектот на снижувањата (слика 10.2)

10.3. ОБЈЕКТИ ЗА НАБЉУДУВАЊЕ НА НИВО НА ПОДЗЕМНА ВОДА

Нивото на подземна вода се набњудува во тек на време со специјални конструкции кои може да бидат од различен карактер и кои се викаат пиезометарски конструкции.По карактер се рзалични, така што може да бидат единечни и групни (двојни, тројни и сл).Во принцип, сите пиезометри се состојат од поцинкувани или пластични цевки со најчест пречник ф6/4-2 цола, кои ги содржат следните конструктивни елементи: таложник, водопропустен дел (филтер), полна цевка, глава (шелна, бетонски блок, поклопец на врвот на цевката). Просторот меѓу пиезометрите и ѕидовите на дупнатината се заполнуваат со соодветен материјал.

164

ГЛАВА 10

Со оглед на сложеноста на хидрогеолошката состојба, се предвидуваат различни типови на пиезометарски конструкции. Единичните пиезометри кои се поставуваат само во една изданска зона. Групен (двоен, троен и сл), кои се поставуваат во различни издански зони со цел да се дефинираат нивоата на подземна вода за секој издан поединечно. Некои шеми за пиезометри се дадени на следните слики.

Слика 10.10. Шема за единечен пиезометар

165


Слика 10.11. Шема за двоен пиезометар

Слика 10.12. Шема за единечни пиезометри пред и после бетонирање

166

ГЛАВА 10

Слика 10.13. Приказ на двоен и троен пиезометар

Мерење на нивото на подземна вода во пиезометрите се мери со специјална апаратура која регистрира ниво со помош на електронска врска или преку звук (слика 10.14).

Слика 10.14 Електричен мерач на подземна вода, 1- електрична сонда, 2 кабел, 3-котур

Во пракса се користат и специјални електрични пиезометри каде мерењата на притисокот се вршат преку инсталирани манометри на врвот на пиезометарот (слика 10.15). Во секој случај, овие конструкции имаат многу голема важност за долготрајните мерења на нивоата на подземни води, при конструкција на хидроизохипсите и низа други хидрогеолошки анализи. Од овие причини,

167


нивната изведба и одржување мора да е иделано поставена и направена, бидејќи во спротивно, може за кратко време да се заполнат со талог и да бидат надвор од функција.

Слика 10.15 Типови на пиезометри , а- Казагранде тип, б-Кембриџ тип

10.4. ОРГАНИЗАЦИЈА И ИЗВЕДБА НА ОПИТИТЕ ЗА ЦРПЕЊЕ НА БУНАРИ

Опитот за црпење од бунар или како што уште често се нарекува и тестирање на бунарот (кој ги подразбира и оние со артески влијанија), претставува една од најкомплексните задачи кај хидрогелошките методи на истражување, односно собирање податоци и дефинирања за хидрогеолошките издани. Се изведува со цел да се добијат на реален начин хидрогеолошките параметри на водоносната средина, вкупната и специфична издашност на изданот, хемискиот состав, физичките карактеристики на подземните води, бактериолошкиот состав, поврзаноста со некои други водоносни

168

ГЛАВА 10

средини, степенот на поврзаност на изданот со површинските води, радиусот на влијание, брзина на соборување на нивото, обновување после престанокот со црпењето и друго.

Со црпење собраните егзатни податоци служат како подлога за решавање на конкретни практични задачи, како што се водоснабдувањето со подземните води, одводнување на лежиштата на минерални суровини, наводнување на земјоделските површини, изведување на градежни работи во неповолни хидрогеолошки услови на теренот, искористување на минерални, термални, термоминерални води и геотермална енергија и заштита во најширока смисла.

Валидноста на собраните податоци со опитот на црпење зависи исклучиво од квалитетот на изведениот објект во смисол на правилно избрана конструкција и технолошка смисла, како и точност на мерењата и евидентирањето на податоците во текот на изведувањето на тестот.

Во зависност од стадиумот на хидрогеолошките истражувања (од основни до експлоатациони) опитот може да биде изведен како :

- пробно црпење

- опитно црпење и

- опитно-експлоатационо црпење

Сите видови се изведуваат поради решавања на низа важни задачи и тоа :

1. Утврдување на зависноста на издашност на бунарот од снижување на нивото во нивото (крива на издашност на бунарот). Оваа задача може да бида решена со опитни црпења од поединечни бунари при стационарен режим на филтрација, а исто така и со групни црпења со земање во предвид взаемното дејство на водозафатот.

Кривата на издашност претставува една од важните хидрогеолошки карактеристики на чија основа може да се одреди максимална издашност на бунарот. Кривите на издашност на бунарот со земање во предвид на нивното взаемно дејство можат да бидат искористени за отценка на екслоатационите резезерви на изданските води со хидрауличка метода (метода за експлоатација на величините на снижување на нивоата). Сепак треба да се примети дека кривите за

169


издашност на бунарот ретко се користат за отценка за експлоатационите резерви на изданските води при решавање на проблемите за водоснабдување на крипните потрошувачи.

При истражувањето на лежиштата на изданските води од поголемо земјоделско значење, кривите за издашноста на бунарот можат да бидат искористени за отценка на експлоатационите можности за водозафатите од инфицирани тип кои се изградуваат во зоната на хранење ( во природната средина на реките, водените акумулации и др.).

2. За квантитативна оценка на хидрогеолошките параметри на изданите: коефициентот на филтрација, коефициентот на водопроводливост, коефициент на нивопроводноста и пиезопроводноста и специфична издашност.

За решавање на овие задачи се изведува црпење на водата од поединечни бунари или група на бунари со обавезни посматрања во мрежата на осматрачки бунари. За одредување само на на коефициентот на филтрација или водопроводливост можат да бидат искористени податоци од пробните или опитните црпења од поединечните бунари без пратечките.

3. За одредување на снижувањето на нивото на изданот во услови на взаемно деловање на бунарот или големината на снижување на издашноста на опитните бунари. За решавање на овие задачи се изведуваат црпења од поединечни , а потоа и од група бунари при еден ист режим на издашност и снижување.

4. За одредување на т.н. фиктивен “полупречник на влијание на бунарот”. Црпењата за оваа потреба треба да се изведуваат со примена на посматрачки бунари.

5. Проучувањето на хидрогеолошките услови на истражното поле со метода на хидрогеолошко прислушкивање. Оваа задача се решава со помош на црпење од поедини бунари или група на бунари но со обавезно присуство на посматрачки бунари и со сочувување на постојана издашност на опитните бунари за цело време на црпењето.

6. За непосредно одредување на количината на експлоатационите резерви на изданските води во истражното поле детални истражувања по високи земјоделски категории (по категории А и В). За решавање на оваа задача при истражување на крупни

170

ГЛАВА 10

лежишта обично се изведуваат долготрајни пробно-експлоатациони црпења.

Пробното црпење главно се изведува од поединечни бунари, обично по негово изведување и разработка по одредени правила кои се однесуваат на временскиот рок на црпење, бројот на снижувања и број на посматражки пунктови за пратење на ефектот на црпење и хидродинамичкиот карактер на црпењето, т.е постигнување на стационарни или нестационарни услови. Таквиот тест често се нарекува степ тест (слика 10.16).

Слика 10.16. Шематски приказ на степ тест

Степ тест се изведува со цел за собирање на прелиминарни податоци за лежиштето на изданските води, количини и квалитет на подземните води и останатиоте хидродинамички параметри. Обично се изведуваат со две или три снижувања на нивоата во стационарните или нестационарните услови на филтрација, поради поузданост на пресметките на хидрогеолошките параметри со примена на повеќе различни методи за таа потреба.

Некои истражувачи сметаат дека е најдобро да се изведи црпење со едно снижување за максимална издашност која бунарот може да е даде, со постигнување на стационарни услови. Голем број исто така

171


смета дека е доста сигиурно да се изведи пробно црпење со две снижувања со доволно временско траење, поради примена на поедини методи за пресметување на параметарот на средината.

Преобвладува мислењето дека пробното црпење треба да се изведе со најмалку две до три снижувања на нивото, било со постигнување на стационарни или нестационарни услови, така да неговото траење биде минимум 24 часа. Степенот на поузданост на податоците собрани со опитот на црпење се зголемува доколку имаме можност за пратење на ефекти на истите на повеќе посматрани пунктови (набљудувани бунари или пиезометри).

Секако за да податоците за хидрогеолошките карактеристики на теренот собрани со пробни црпења на бунарите имаат ориентационен карактер и не можат да се сметаат за репрезентативни за поширок простор, односно не можат да имаат регионално значење.

Опитните црпења претставуваат повисоко ниво на истражувања на квантитативни и квалитативни карактеристики на некое лежиште на издански води во однос на претходно прикажаните и се изведуваат од поединечни или групи на бунари со пратење на ефектот на црпење на повеќе мерни пунктови, наменски изведени со одреден распоред и однос за овие потреби. Карактеристично за етапата на детални хидрогеолошки истраживања, со кои се со голем степен на доверливост се утврдуваат деталните хидрогеолошки карактеристки на некој терен на поширок простор.

Опитните црпења од групата на бунари ги исклучуваат техничките и технолошките недостатоци на поедини бунари така да се стекнува реална слика за хидрогеолошките карактеристики на теренот во поширок план.

Распоредот на поединечни или на група на црпени и посматрачки бунари за опитни црпења се дефинираат со проект во однос на хидрогеолошката средина која се истражува (алувијални наслаги, неогени басени, карстни масиви и друго).

За разлика од пробното, опитното црпење е временски подолго и со повеќе снижувања на нивоата односно различни капацитети на црпење. Обично траат неколку денови и се изведуваат со три и повеќе снижувања на нивоата за стационарни и нестационарни услови на филтрација. Организацијата и изведувањето на црпењето е слично како и за пробно, за што ќе биде детално рзгледано во наредните поглавја.

172

ГЛАВА 10

Опитно-екслоатациното црпење исто така се изведува од поединечни или група на бунари со обавезно пратење на ефектите на повеќе посматрачки пунктови, било наменски изведени за тие потреби (посматрачки бунари и пиезометри) или преку природните појави (извори, врела и слижно). Цел на изведувањето на вакви истражувања е согледување на постојаноста на издашноста и квалитетот на подземните води во функција на времето.

Во однос на пробните и опитните , опитно-експерименталните црпења се изведуваат многу подолго и ориентационо изнесуваат 1-2 па и повеќе месеци.

Со вакви долготрајни црпења се решава проблемот за докажување на резерви, односно потенцијалноста на некое лежиште на изданските води и нивниот квалитет.

Истовремено се собираат податоци кои користат за проверка и корекција на порано одредени хидрогеолошки параметри. Како важна задача на опитно-експерименталните црпења е утврдувањето на условите за зачувување на квалитетот и условите за заштита на подземните води, условите за вештачко прихранување и слично. Обично вакви податоци се користат за изработка на математички модел за долгорочна прогноза за експлоатација на подземните води, за решавање на на некои практични земјоделски проблеми, што значи дека ваков збир на долготрајни и комплексни изтражувања се изведуваат по посебен проект, со чија реализација практично се утврдуваат условите за идната експлоатација и стекнуваат најдоверливи податоци за потенцијалните можности на некое лежиште на подземна вода, делови или издани во целина во квантитативна и квалитативна смисла.

Сите поединости поврзани за организација, изведување на самиот опит, обработка на податоците и изработка на завршниот извештај ќе бидат детално разработени во нарадните поглавја без навлегување во детали.

ОРГАНИЗАЦИЈА НА ОПИТОТ ЗА ЦРПЕЊЕ

Практично примената и реализацијата за сите видови на црпење во принцип е слична, освен разликата во ангажирање на бројот на луѓе и опрема за долготрајно црпење од група на бунари и пратење на поголем број објекти.

173


Целосен успех и квалитативно изведено црпење зависат од организацијата и ангажирањето на луѓе и опрема во време предвидено за траење на тестот.

Од тие причини за изведување на опитот мора да се посвети соодветно внимание,бидејќи тоа е важен сегмент во технолошката постапка за изработка на бунар.

Целокупната активност на изведувањето на пробно, опитно или опитно-експериментално црпење може да се подели на повеше фази:

- припремна фаза

- реализација на црпењето,

- прелиминарна обработка на податоците за црпење.

Сите три фази се практично меѓусебно зависни и хронолошки поврзани во единстена целина, но поради важноста на вкупната задача потребно е детално да се разгледаат со цел за успешна нивна реализација.

Припремна фаза за реализација на црпењето

Припремната фаза логички е неизбежна кај било кој вид на црпење било тоа од поединечен или група на бунари, од основни до експлоатациони хидрогеолошки истражувања. Разлика е единствено во тоа што кај пробните црпења не се прави посебен програм (проект), додека кај опитниот и опитно-експерименталниот се прави проект за нивна реализација.

Припремната фаза некако сама по себе подразбира, токму поради важноста на црпењето на бунарот, како најегзатна хидрогеолошка истражна метода. Го опфаќа пипремањето на луѓето и опремата за изведба на црпењето.

Припремата на кадри подразбира нивна обученост за ракување со мерните инструменти за мерење на нивото на подземна вода во бунарот и посматраните објекти како и протицаја т.е. капацитетот на црпењетои издашноста на природните извори и врела, ако истите се посматраат во текот на црпењето. Покрај обученоста за работа со мерните инструменти, учесниците во реализацијата на тестот на црпење треба да знаат како се води евиденција на измерените вредности и временските интервали на мерењата во почетокот и во текот на траењето на тестот. Кај поедини бунари односно црпења од

174

ГЛАВА 10

нив обично за оваа проблематика се грижи стручно лице кое ја координира работата и ги насочува работите во текот на самиот тест, додека кај опитното и опитно-експерименталното црпење припремата за кадри и опрема се врши непосредно пред изведувањето на тестот .

По Б. Филиповиќ кај секој случај, пред почеток на црпење треба да биде направено следното:

1. План на потесната околина на бунарот во соодветни размери на кој е детално прикажан распоред на бунарите, мерните пунктови, пумпи, прибор за мерење на издашноста, траса на ободот на исцрпените води и друго.

2. Да бидат припременеи соодветни хидрогеолошки профили на кои ќе се нанесе состојбата на нивото на подземни води пред почетокот на црпењето.

3. За изведување на самиот опит на црпење треба да се одреди екипа со која ќе раководи хидрогеолог одговорен за изведување на опитот во целина. Покрај хидрогеолог во екипата влегува и соодветен број на геолошки техничари или квалификувани работници за вакви работи. Во прво време кога изведувањата на опитите се чести за секој бунар треба да биде во прво време обезбедено по едно лице. Према тоа бројноста на екипата ќе зависи од бројот на објекти кои се пратат..

4. Во секој случај членовите на екипата треба да биде детално запознмаена со својата задача пред почетокот на опитот за црпење.

5. Пред почетокот на опитот се проверуваат пумпите, приборот и спремноста на луѓето за изведување на опитот.

6. За секој од бунарите се одредува нулта точка (пошетното ниво на црпење на вода) од која ќе се мреи длабината на нивото во текот на изведувањето на опитот.

7. Секој член екипе има дневник во кој ќе се внесуваат податоци на мерење на нивото, издашноста температурата и друго.

Дневникот на црпења од поединечните опитни бунари обавезно се состои од повеќе страници. Прво обавезно ги содржи следните податоци:

-Место на бунарот локалност

175


-Основни параметри на водоносниот хоризонт

-Длабочина на бунарот, пречник и тип на бунарот

-Тип на филтерот и положба

-Тип на пумпата, капацитет

-Начин на мерење на издашноста

-Начин мерења на нивото

Другата страна на дневникот претставува всушност записник за црпењето со внесени мерни податоци. Бројот на страни во записникот зависи од должината на тестот и бројот на снужувања.

8. Бројот на членови во екипата е значително помал доколку на бунарите се уградат прибори за автоматско и непрекинато посматрање на нивото во текот на изведување на опитот (како на пример ако се вградат лимниграфи).

9. Во зависност од должината на црпење пред почетокот на истото се одредува со должина на смена на осматрача.

Што се однесува до припремните материјали средства со чија помош се врши и прати тестот на црпење на истиот мора да се посвети максимално влијание. Посебно тоа се однесува на исправноста:

- пумпа за црпење

- мерните инструменти за мерење на нивото на вода

- мерни инструменти за контрола на издашноста на бунарот за време на црпењето

- опрема за мерење на издашноста на природните извори и врела, ако се како такви најдат во близина на бунарот кој се црпи (преливи)

- мерни инструменти за мерење температура на водата и контрола на содржината на растворени гасови и pH вредности

- манометри за мерење на хидродинамичките притисоци на самоизливните бунари и пиезометри

176

ГЛАВА 10

- електроагрегати за производство на стуја со константен напон за време на траењето на тестот

- теренски хемиски лаборатории и мерни инструменти за одредување на поедини компоненти во водата директно на терен и слично

- возила за движење на теренот, доколку мерните места се на позначителна оддалеченост од бунарот кој се црпи

- останатите лични опреми за работа на терен (штоперици, пресметувачка техника, облека, чевли за работа во ладни и дождливи услови и слино).

Пожелно е да се обезбедат алтернативни средства за мерење како што се за издашност на бунарот, разни типови на преливи, мерни садови со голем волумен (запремине) и слично, а за мерачите на ниво, обични, светлосни, механички и некои комбинации од истите.

Во рамките на припрема на материјалните средства за исправна и успешна реализација на црпењето, потребно е блговремено да се припремат одреден број формулари т.е. типски табели за запишување на податоците од мерењето во текот на црпењето. Исто така сите податоци треба благовремено да се запишуваат и во дневник за црпење од бунарот кои обавезно се води за време на траењето на тестот.

Типскиот формулар (записник) за црпење од поединечните бунари со и без посматрачки објекти даден е во табела 10.1 , додека за група на бунари со посматрачки бунари даден е во табела 10.2, а за нестационарниот режим на црпење во табела 10.3, а за враќање на нивото во 10.4.

Табела 10.1 Дневник на црпење од поединечните бунари

Време на почеток и завршеток на црпењето

Време на посматрање час, мин

Време на мерење на на полниот мерен сад (s)

Волумен на мерниот сад (лит.)

Издашност на бунарот Q (l/s)

Длабожина до ниво пред црпењето (m)

Длабочина до ниво во тек на црпењето (m)

Подигнување на нивото по завршување на црпењето

1 2 3 4 5 6 7 8

177


Табела 10.2 Дневник на црпење од група на бунари

Време на почеток и завршување на црпењето

Време на посматрање час, мин

Издашност на бунарот (l/s)

Длабочина до ниво во бунарите Примедба

Посматрани бунари

В-1 В-2 В-3 ОВ-1

ОВ-2

ОВ-3

ОВ-4

ОВ-5

ОВ-6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Податоците за црпењето по снижувањето можат да се нанесуваат прелиминарно и на однапред припремени дијаграми на милиметарска хартија, која служи како работен односно документационен материјал кој после црпењето се дава за завршна обработка и изработка на Елаборат (Извештај) за изведените работи околу црпењето од бунарот. Записниците се средуваат и како такви се даваат на обработка. Прелиминарното исцртување на дијаграмите на црпење, на пример зависност издашност снижување (Q/S) може да укаже на тренд воспоставување на констатнто ниво на нивото или пак да укажат за некои грешки во мерењето или неправилности во работата на пумпата, па мора да се реагира и доведе во исправна состојба.

178

ГЛАВА 10

Табела 10.3 Дневник за црпење во нестационарни условина режим на подземните води

Време во час. и мин. од поч.

на опитот

Време во

секунди

Динамичко ниво (m)

Снижување на нивото

(m)

Издашност (м3/х)

Издашност (l/s)

Спец. снижување

(S/Q)

Време “t” во

денови

1/l во денови

Посматрачки бунар

Динамичко ниви (m)


(mm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Табела 10ю4 Дневник на посматрања на повратување на нивото на изданот после тестот на црпење

Време во часови

Време во секунди

Време после завршувањто на црпењето

(t’)

t/ t’ Динамичко ниво (m)

Снижување S(m)

Посматрачки бунар

Динамичко ниво (m)


(mm)

1 2 3 4 5 6 7 8

179


ПУМПИ ЗА ИЗВЕДУВАЊЕ НА ОПИТОТ НА ЦРПЕЊЕ

Поаѓајќи од фактот дека истражните, истражно-експлоатациони или експлоатациони бунари се иведуваат во најразлични хидрогеолошки услови под различни технологии и конструкциски карактеристики, логично е да во еден так широк спектар за тест на црпењето се користат најразлични видови на пумпи, по сила, по висина на дигањето, пречникот на усисаниот и потисниот вода, погонска сила или пак принцип на работа.

Во хидролошката пракса за тест на црпење на бунарот се користат следниве врсти на пумпи:

- потпни

- муљни пумпи (за копани бунари)

- центрифугални (електрични или на нафтени деривати)

- бунарски електрични пумпи со хоризонтално вратило

- бунарски со вертикално вратило

Се разбира пумпите не се користат кај тестирања на бунари со самоизлив.

Изборот на пумпи по тип, капацитет и сила зависи од конкретните хидрогеолошки услови во кои е изведен бунарот и бара на теренот т.е расположиви погодности како што е на пример присуството на стабилен извор на електрична енергија и друго.

ИЗБОР НА МЕРНИ ПУНКТОВИ ЗА ПРАТЕЊЕ НА ТЕСТОТ ЗА ЦРПЕЊЕ

Опитот за црпење од поединечни или група на бунари односно било во која етапа на хидрогеолошките истражувања, покрај пратењето во текот на црпењето на самиот објект, пратењето на истиот се врши и на посматрачки пунктови кои најчесто наменски се изведуваат за тие потреби (посматрачки бунари и пиезометри) или природни во вид на извори, помали површински текови или пак на постоечки копани бунари и слично.

Непосредно пред почетокот на опитот, планирани посматрачки објекти се проверуваат поради утврдување на нивната исправност и можноста за користење со цел за пратење на црпењето.

180

ГЛАВА 10

Доколку се во прашање природни извори или постоежки копани бунари, истите се прилагодуваатна намената со опремување за посматрање во текот на црпењето. На изворите кои прво се уредуваат ако не се каптирани и на иста постава со преливите за пратење на издашноста.

Копаните бунари исто така се проверуваат со мерење на длабочината и нивото, се превземаат и мерки за обезбедување, ако е не уреден како не би дошло до несакани последици, посебно во текот на мерењето во ноќни услови. Проблемот е едноставен ако копаниот бунар добро се одржува.

Сите планирани посматрачки пунктови што попрцизно се нанесуваат на адекватна топографска ситуација со соодветен размер, на која се бележат црпените бунари, постојаните површински текови и останатите водени објекти, доколку како такви постојат. Во недостаток на соодветна топографска основа се прави шематски план со распоред на посматрачките пунктови.

Во дневникот за црпење се запишуваат сите релевантни податоци за секој посматран објект (почетната состојба) и и се скицира начинот на мерење на нивото или издашноста.

РЕАЛИЗАЦИЈА НА ОПИТОТ ЗА ЦРПЕЊЕ

После сите извршени припреми, набавки и монтажи на мерните инструменти и пумпи, се пристапува кон реализирање на опитот на црпење.

Без разлика на видот на црпењето пристапот е идентичен. Се формира записник за црпењето на бунарот или на групата бунари и на посматрачките пунктови. Како прв чекор после проверката на исправноста на пумпата и мерните инструменти е снимањето на почетната состојба на самиот бунар и посматраните објекти и се испишуваат во дневникот за црпење.

Пробните црпења се од прелиминарен карактер и ништо не се разликуваат во организацијата и на самата изведба на тестот. По правило краткотрајниот тест на црпење со пумпа или компресор (аерлифт) или пак со пратење на самоизливот со цел собирање на податоци за пресметување на хидрогеолошките параметри на изданот и утврдување квалитетот на водата.

181


По Б. Филипович, такви црпења по правило се изведуваат во периодот на предходните истражувања. Резултатите на пробните црпења дозволуваат исто така да релативната оценка за изданот кој се истражува ( во планот). Овие црпења обично се се изведуваат во услови на стационарен режим со едно или две снижувања на нивото. Должината на пробните црпења изнесува 2-3 смени по едно снижување надвор од времето кое е потребно за прочистување на бунарот пред почетокот на пробните црпења.

Пробното црпење во услови на нестационарен режим треба да се изведува при една постојана максимално можна издашност на опитниот бунар. Динамичкото ниво при тоа непрекинато ќе се менуваво текот на времето. Должината на црпење во овај случај треба да се контролира преку дијаграмот на зависност: S=f(ln t), во текот на изведување на опитот на црпење. На основа на овај дијаграм се одредува и коефициентот на водопроводливост на водоносниот слој.

За давање споредбени хидрогеолошки карактеристики на изданот обично се користат два параметри: специфична издашност на бунарот и коефициент на водопроводливоста. Затоа пробните црпења треба да се изведуват по можност од сите истражни и посматрачки бунари, односно бушотини со цел за добивање на поголем број на податоци за одредвање на хидрогеолошките параметри на основа на кои ќе може да се добие потполна слика за изданот и неговите делови.

При изведувањето на пробното црпење со аерлифт треба да се опреми бунарот за посматрање на динамичкото ниво во текот на црпењето (обично во бунарот се вградува одредена цевка која овозможува изведување на такви мерења).

Пробните црпења со две снижувања на нивото (во услови на стационарен режим) треба да се изведуваат по следниот ред: од помало снижување на нивото кон поголемо т.н. управним ходом. Таквиот пристап во снижувањето на нивото е неопходно при истражувањето на изданот во рамки на песокливи и шљунковити водоносни наслаги.

Во текот на изведување на пробните црпења се собираат следните хидрогеолошки податоци: издашност на бунарот, ниво, температура, хемискиот и гасниот состав на изданските води. Сите овие податоци пажливо се внесуваат во соодветниот дневник за пробни црпења посебно за секој бунар.

182

ГЛАВА 10

Во текот на опитните работи неопходно е да се непосредно во теренски услови врши обработка на добиените податоци како што се: за условите за стационарен режим дијаграмите Q=f(s) и q=f(s), а за условите на нестационарен режим s=f(lg t) сл.10.17.

Слика 10.17. Контролни дијаграми во тек на црпење

Контролните дијаграми дозволуваат да се реши прашањето за правилноста на изведување на црпењето и должина на црпењето, а потоа се одредуваат неопходните параметри.

По завршувањето на црпењето треба да се продолжи со посматрање на нивото на вода во бунарот до повторно воспоставување на природното ниво на изданот. Режимот на повторно воспоставување на нивото може да биде искористен за оценка на филтрационите карактеристики на водоносните наслаги, услови на хранење (да се пополнат резервите) на изданот и за одредување (контролно) на параметрите на водоносната средина.

На крај на пробното црпење од бунарот се земаат проби за одредување на хемискиот состав на изданската вода и содржината на штетни компоненти во неа.

При изведување на групните црпења во услови на нестационален режим на филтрација на изданскиот тек најдобра контрола кога е во прашање должината на траење на црпењето се постуигнува преку дијаграмот S=f(log t). Таквите дијаграми треба да се цртаат на теренот за време на изведувањето на црпењето (слика 10.18) .

183


Слика 10.18. Дијаграм снижување (S) во зависност од време (т)

Групните црпења треба да се изведуваат со постојана максимална издашност која ја овозможува бунарската конструкција. Во текот на црпењето се допушта отстапување на издашноста на опитниот бунар за не повеќе од 10% од неговата средна вредност. Исто така во текот на црпењето не се дозволува прекин на црпењето подолг од 10% од вкупното времетраење на црпењето.

Мерењето на издашноста на бунарот пожелно е да се изведува автоматски (со помош на водомери и други прибори). Мерењето на нивото во опитниот бунар и во посматрачките бунари треба да се изведуваат во следните временски интрвали: за првите 2-3 часа секои 5-10 минути, аследните 12-16 часа на секои 30-40 минути и понатаму до крајот на црпењето на секој саат. Сите податоци се внесуваат во записникот за црпење чиј изглед е даден во табелите 32,33,34 и 35.

Најрационален начин на изведување на мерењето на нивото во текот на црпењето е преку специјални, автоматски прибори, нивомери, кои треба да се користат секогаш кога се укажува можност за тоа.

По завршувањето на црпењето треба да се продолжи со посматрање на нивото до поновното воспоставување на нивото.

По завршеното црпење во сите бунари треба да се спроведат посматрања на поново воспоставеното ниво; режимот на поновното

184

ГЛАВА 10

воспоставување треба да се искористиза контролно одредување н хидрогеолошките параметри со иста динамика на мерењето.

Кај изведувањата на опитно-експлоатационите црпења поради карактерот и нивната должина, било од поедини или од група на бунари посебно доаѓа до израз добра припрема, организација и спроведување.

По Филиповиќ за правилно и квалитетно изведување на опитно-експлоатационото црпење би требало во принцип да се спроведат следниве мерки:

1. Составување на специјален проект за изведување на опитно-експоатационото црпење со изложени организационо-технички мерки, програма и методика на изведувањето. Во проектот се објаснети сите задачи кои треба да бидат решени со опитно-екслоатационото црпење, проектирани и и обрзложени рокови за изведување, бројот на опитни и посматрачки бунари, одредено растојание помеѓу нив, начинот на мерење на нивото и издашноста на бунарот, неопходните технички средства за изведување на црпењето, методиката на изведување, а исто така се даваат во предходен вид аналитичките пресметки поради кои се изведуваат опитно-експлоатационите црпења (во смисла на проверкаодносно потврдување).

2. Припремата на неопходни технички средства за изведување на опитно-експлоатационите црпења и припремата за автоматизација на режимските посматрања како непосредно во опитните бунари, така и во посматрачките бунари. Основно внимание во тоа треба да биде посветено на создавање на услови за одводнување на исцрпените води надвор од депресионит левак, за да се избегне можноста од губење на исцрпените води надвор од опитните или посматраните бунари. Губитокот на оваа вод во рамките на изданот односно делот на изданот каде се изведуваат опитните работи може да доведат до погрешни заклучоци во тој поглед.

3. Имајќи го во предвид времетраењето на опитно-експлоатационото црпење и неопходноста на непрекинато изведување (се дозволува прекин услед техничките грешки од 10% од вкупното времетраење на црпењето), црпењата треба да бидат изведувани со пумпи на електричен погон. Ова пак бара

185


обезбедување на постојан довод на електрина енергија со одреден капацитет.

4. Пред почетокот на црпењето треба да се изврши проба на сите расположиви средства (пумпи, мерни прибори и друго) непосредно во условите за работа. Документација за издашноста и снижувањето на нивото треба да се собира по можност преку соодветни технички средства кои овозможуваат непосредно автоматско посматрање во опитоти посматрачките бунари. Ваков приод може значително да го олесни изведувањето на опитно-експлоатационото црпење и да го подигне квалитетот на посматрањето.

5. Припрема на резервите односно резервни делови (пумпи, мерни прибори, авто-транспорт и друго), со тоа да во случај на хаварија можи да се направи брза замена и да можи опитот на црпење да се продолжи во тој ист хидрогеолошки режим во кој и се започнати работите.

6. Пред почетокот на црпењето во сите бунари треба да се изврши прочистување (аерлифт што овозможува припрема на бунарот за долготрајно црпење..

7. Треба да се изградат во рамките на исражното поле пратечки објекти за тековната обработка на собраните податоци.

8. Спремноста за изведување на опитот на црпење во однос на техничките средства, потребниот персонал,транспорт идр. Обично се регулира во наши услови договорно помеѓу инвеститорот, изведувачот и проектантот односно надзорниот орган. Во согласност со проектот се утврдуваат рокови за изведување на работата, почетокот на црпењето, се одредуваат дежурните лица и одговорниот раководител на црпењето, а исто така се одредуваат и поранешните барања во врска со собраната хидрогеолошка документација. Благовременото регулирање на обврските и проверката на спремност за изведување на опитот на црпење многу придонесува за правилно и навремено изведување на предвидените работи.

9. Контролата на изведување на опитните работи треба да биде остварена во текот на црпењето. Посебно големо значење има контролата на техничката состојба на средствата и превентивните мерки во врска со тоа за да се избегнат можните

186

ГЛАВА 10

хаварии, како и контрола на собирањето на хидрогеолошката документација.

10. Разработката на сите облици на документација-работа на техничките средства, хидрогеолошки податоци, а исто така и давање на одредени инструкции на техникиот персонал во услови на изведување на опитно-експлоатационото црпење.

11. Предходната обработка на собраните податоци за опитно-експлоатационото црпење треба да се изведува на терен. Оваа организациона мерка има посебно големо значење затоа што во многу случаи овозможува спроведување на контрола на квалитетот на изведуваните аботи, за откривање на пропустите во текот на изведувањето на опитно-експлоатационото црпење, да се регулира режимот на црпење, а исто така квалификувано да се одредат роковите за завршување на долготрајни црпења. Зато обработката на податоците во текот на работата е од големо значење.

Во текот на предходната обработка се препорачува систематизација на примарната документација од сите процеси на изведување на опитот (технички и хидрогеолошки), за што обично се составува завршен дневник на црпењето, сменски дневник, за секој опитен бунар , сменски извештај и друго. Сменскиот извештај претставува таков документ во кој се изложени резултатите од опитните истражувања во текот на една смена. Податоците од сменскиот извештај се внесуваат во сменскиот дневник,а потоа во дневникот за сите црпења.

Изработката на тековните графички прилози кои, го карактеризираат текот на црпењето, а посебно дијаграмот за промена на нивото во текот на времето (при постојана издашност)или промена на издашноста со тек на време (при постојано ниво). На дијаграмот обавезно треба да се прикажуваат оддвоено податоците за опитниот бунар, а потоа и за посматрачките бунари по редослед на изградувања на низовите.

Исто така се цртат работни дијаграми, кои ја карактеризираат завиноста S=f(log t). По праволинискиот дел на таквите дијаграми, се одредуваат хидрогеолошките параметри.

Црпењето обично се изведува со три снижувања на нивото на вода во бунарот во траење од 8-24 часа односно до воспоставување на нивото. Доколку нивото се воспостави порано, можи да започни со

187


снижувањето на следното нивотака што опитот на црпење по едно снижување не мора да обавезно да трае 24 часа. Капацитетот на пумпата за сите три снижувања се одредуваат после добивањето на плериминарнитерезултати за издашноста во текот на разработката на бунарот.

После секое снижување се земаат примероци од водат за скратена, а на крај и за комлетна хемиска анализа. Примероците мораат прописно да се обележат и транспортираат во лабораторија.

Пратењето на трендот на опаѓање на нивото при секое снижување се врши во следните временски интервали (во минути): 1, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30,40, 50, 60, 75, 90, 120, 150, 180, а потоа на секој саат до воспоставување на нивото.

Под воспоставено ниво се подразбира онаа состојба каде нивото на вода во бунарот не се менува повеќе од 2 цм помеѓу две мерења.

За цело време на црпењето пумпата мора да има рамномерен капацитети мора да работи без прекин.

Капацитетот на пумпата односно издашноста при секое снижување се мери преку водомер, прелив или со волуменска метода, на почетокот и во текот на секој саат за време на црпењето. Сите податоци се запишуваат во дневникот за црпење.

По завршувањето на црпењето се мери брзината на повраќање на нивото по ист тренд на мерење како кај црпењето.

10.5 ИНТЕРПРЕТАЦИЈА НА ПОДАТОЦИТЕ ОД ПРАТЕЊЕТО НА ОПИТНОТО ЦРПЕЊЕ-ТЕОРИСКИ ОСНОВИ

Интерпретација на регистрирани податоци на крајот на сите три снижувања- Метода S/Q=f(Q)

Со оваа метода можно е да се добијат показателите за квалитет на бунарот: коефициентите на хидрауличната загубана на линеарниот и квадратниот карактер во бунарот и неговата прифилтарска зона, односно вредноста на дополнителната (паразитска) депресија во бунарот.Методата е заснована на претпоставка дека депресијата во бунарот може да се изрази како збир на депресии:

.

188

ГЛАВА 10

Кај примената на оваа метода која подразбира (квази)стационарни услови на струења, неопходно е радиусот на дејство на бунарот во смисла на Дипи да на крајот на секое снижување (секое поединечно протекување) да биде исто. Условот во пракса се остварува со задавање на исто траење на снижувањето и протокот во текот на опитното црпење.Ако предходната равенка се подели со Q се добива функционална зависност на специфичната депресија на бунарот и протекување во обликот:

Добиената равенка графички претставува права каде А е отсечок на ординатата, а В коефициент на правецот на правата (сл. 10.19).

Слика 10.19. Дијаграм снижување (S) во зависност од проток(Q)

Со графоаналитичка интерпретација на податоците на опитното црпење кое се однесува на бунарот можно е да се добие:

1. коефициентот на вкупниот губиток (депресија), со линеарен карактер (во ламинарен режим на струење), А чија големина е дефинирана со отсечок на правата на ординатата на кординатниот систем, (s/м2);

2. коефициентот на дополнителната, паразитска депресија, со квадратен карактер (во турболентниот режим на стуење), В,

189


како коефициент на правецот на правата (тангенс на аголот b), (s2/м5):

Во случај на црпење према хидрограмот на степ-тестот (со три последователни протекувања, без пумпа), регистрираните депресии не можат директно да се интерпретираат со оваа метода. Причина за тоа е што кај ваков хидрограм доаѓа до суперпозиција на елементарните струења со различни радиуси на дејство на бунарот во смисла на Дипи. Различните радиуси на дејство се последица на различното траење на поединечните елементарни протекувања.

Поради тоа неопходно е да се спроведи редукција на регистрираните депресии на иста временска база (исти радиус на дејство). Со други зборови треба да се најдат депресии кои би се добиле за поединечните (елементарни) хидрограми, со исто траење на црпењето (со иста временска база).

Тоа се постигнува со одземање редукција на депресијата, DS, од регистрираните. Поедноставниот облик на изразот за редукција на депресијата на крајот на второто и третото снижување се добива со задавање на исто траење на сите снижувања, како што во пракса и најчесто се програмира опитното црпење.

За депресијата на крајот на првото снижување се спроведува редукција, бидејќи како временска база се усвојува траењето на првото снижување.

Редукцијата на крајот на второто снижување изнесува:

За депресијата на крајот на третото снижување , редукцијата е:

Со понатамошните поедноставувања на условот за црпење, за услов се дава хидрограмот на опитното црпење на програмирaat така да:

се добива за редукција на депресијата на крајот на третото снижување:

190

ГЛАВА 10

Во поедини случаи во праксата можно е да во текот на поедини снижувања да доаѓа до “стабилизација” на нивото во бунарот и пратечкиот пиезометар, односно може да се смета дека настапиле “стационарни ” услови на сруење. Во тој случај не е потребно да се воведува редукција на регистрираните депресии, а како меродавна се усвојува онаа големина за која се смета дека го одржава условот за усвоената “стационарност”.

Со методата за обработка на податоци на опитното црпење во стационарни односно квазистационарни услови на струење, S/Q=f(Q) , претпоставено е дека коефициентот на дополнителните паразитски загубиво бунарот и прифилтерската зона се константни.

Меѓутоа во праксата со интерпретацијата на податоците на црпењето се добиваат релативно често точки кои не се распоредуваат вдолж правата линија, него одстапуваат од неа (во облик на глатка или искршена крива линија, сл. 10.20). Директниот заклучок кој можи да се изведи на основа на ваквиот дијаграм е дека коефициентот на квадратните паразитски губитоци на некој начин е во функционална зависност од протекувањето.

Слика 10.20. Можни типови дијаграми (S/Q) во зависност од проток (Q)

Графикот на слика 10.20 а) укажува на зголемување на паразитските губитоци од квадратен карактер со зголемување на протекувањето, б) на нивно релативно смалување, c) индицира на процеси кои

191


скоковитоја менуваат големината на В со промена на протекувањето во еден и во друг смер.

Причините за променлива вредност на В можат да бидат различни:

1. Доколку е вградена несоодветна конструкција на бунарот или бунарот не е коректно направен и разработен, можно е да во текот на опитното црпење да соаѓа до дополнително прочистување или колмирања на филтерот и прифилтарската зона на бунарот. Во тој случај дијаграмот S/Q=f(Q) може да поприми облик од било кој од графиците од слika 10.120.

2. Можно е со зголемувањето на филтрационата брзина (односно протекувањето) да се зголемува и зоната на турболенција во профилтерската зона на вунарот. Оваа појава може да биде посебно изразена во водоносната средина со пукнатински или карстна порозност, додека кај интергрануларните порозни средини можи да биде резултат на нагли промени во седиментацијата.

3. Појавата на филтрациони нестабилности во прифилтреската зона на бунарот покрај неадекватното избрано протекување предизвикува промена во структурата на порозната средина и засипот на бунарот, со пратечки ефекти, кои можат да доведат до тотална хаварија на бунарот.

Промената на линеарните паразитски губитоци во бунарот А, најлесно можат да се детектираат при поновениот опит на црпење. Причините за неговата промена се слични со примероците за промена на коефициентот на квадратните губитоци, со тоа што овде во прашање е ламинарен режим на струење.

3.2 Интрерпретација на податоците од првото снижување и повраќање на нивото по престанок на црпењето

Графоаналитичките методи на обработка на податоците од опитното црпење во нестационарен режим на струење се сведуваат на примена на Тајсовото (Theiss) решение на диференцијалната равенка на струење према осамениот бунар.

Во праксата се покажале како најприкладни , наједноставни методи кои овозможуваат и одредена контрола на влезните податоци. Ова се однесува на методите кај кои експерименталните точки на графичката интерпретација се простираат вдолж правата линија.

192

ГЛАВА 10

Ограничувањата на ваквата интерпретација се однесува пред се на условите на струење во точките на струјното поле во кои се регистрира депресијата и наравно на основната карактеристика на порозната средина, која е по теорија, хомогена, изотропна и со неограничено распространување. Одстапувањето од теоретскиот облик на дијаграмот, добиени со интерпретација на експерименталните точки, овозможува покрај одредената контрола на влезните податоци и изведување дополнителни заклучоци за карактеристиките на средината и условите на струење на подземните води.

Графоаналитичката метода за обработка на податоци на опитното црпење можно е да се интерпретираат експерименталните податоци од степ-тестот кои се однесуваат на првото снижување и повраќањето на нивото по престанување на црпењето. Податоците од второто и третото снижување (како и за повраток на нивото) мажат да се обработат со ова метода само во случај кога во предходното снижување дошло до стабилизација на нивото (исполнување на стационарните услови на струење на подземните води према бунарот).

- Метода S=f(log t)

Методата од овај облик позната е во литературата како метода на Џекоб (Јецоб). Се применува на податоци од опитното црпење со константно протекување од осамен совршен бунар. Со оваа метода можат да се обработат податоци кои се однесуваат на бунарот и пиезометрите кои се наоѓаат во транзитната зона на струјното поле. За условот струјната област да е хомогена, изотропна и со неограничено простирање (односно да можи така да се шематизира), равенката на струење во бунарот може да се напиши во облик (депресија во пиезометар):

што во семилогаритамски координатен систем претставува равенка на права (сл.10.21)

193


Слика 10.21. Можни типови дијаграми (S) во зависност од време (t)

Коефициентот на водопропусност Т може да се пресмета од коефициентот на правецот на правата кој е претставен со тангенсот на аголот a (сл.10.21)

односно

каде индексите 1 и 2 се однесуваат на произволно избрани точки на правата. Со средување на равенката се добива израз со кој е можно да сепресмета коефициентот на водопроводност на изданот на основа на интерпретацијата на регистрирани податоци за опитното црпење:

За пиезометар како и за бунарот вредноста на коефициентотна водопропусност на изданот се добива со избор на две произволни точки на правата S=f(logt), и со уврстување на величините од апцисата и ординатата во равенката.

Големината на специфичната издашност на изданот може да се добие со интерпретација на експероменталните податоци од пратењето на опитното црпење на пиезометарот, од податоците за една експериментална точка, со решавање на равенката за пиезометар по m:

194

ГЛАВА 10

На основа на интерпретацијата на податоците на опитното црпење, како за бунарот така и за пиезометарот, може да се пресмета вредноста на коефициентот на водопропусност на изданот. Меѓутоа специфичната издашност на изданот може да се добие само од податокот кој се однесува на пиезометарот.

Ако бунарот се наоѓа покрај река (езеро, акумулација канал итн) кои се во хидрaулична врска со каптираниот издан и кој може да се шематизира како праволиниска граница со константен потенцијал, експерименталните точки во семилогаритамскиот координатен систем S=f(logt) формираат дијаграм кој (условно) се состои од две прави линии, меѓусебно поврзани со крива (сл.10.22)

Слика 10.22. Можни типови дијаграми (S) во зависност од време (t) со различен нагиб на линијата

За делот од правата линија, обележан со А може да се примени законот за струење према бунарот во неограничен издан. Применувајќи ја стандардната постапка за графоаналитичка обработка на податоци, можно е во дадениот случај да се одреди коефициентот на водопропусност (од податокот за бунарот) и специфичната издашност (од податокот за пиезометар).

195


На делот од линијата кој можи да се апроксимира со хоризонтала (дел од графикот обележан со Б), се применува равенката за депресија во стационарни услови на струење према бунарот покрај границата на константен потенцијал:

За бунар:

За пиезометар:

Времето за пресек на правата , кој се однесува на депресијата во неограничениот издан (делот А) со хоризонталната асимптота (депресија во стационарни услови на струење, делот Б), претставува време за “стабилизација” на нивото во бунарот. Со графичкото одредување на времето за стабилизација, од пресекот на екстраполација на правата вдолж која се редат податоците, со хоризонтала на асимптотата (делот А), може да се одреди оддалечувањето на хидрауличката граница од бунарот..

Метода S=log(t/t-t1)

Применувајќи го принципот на суперпозиција на струењето, струењето по престанокот на црпењето со едно константно протекување може да се претстави како збир на две струењасо протекување со бесконечно траење: со протекување Q, чиј почеток во t=0 и со –Q чиј почеток е во t=t1.

Депресијата во било која точка на струјното поле (за услов да се набљудуваната точка се наоѓа во транзитната зона на струењето), се изразува со следната равенка:

Како што се гледа од горната равенка депресијата по престанокот на црпењето не зависи од одалечувањето од бунарот.

196

ГЛАВА 10

Коефициентот на водопропусност се одредува од коефициентот на правецот на правата S=f(logt/(t-t1)), односно од тангенсот на нејзиниот наклон:

Специфичната издашност на изданот по оваа метода не може да се добие.

Експерименталните точки на регистрираните депресии во бунарот и пиезометарот, се редат на семилогаритамскиот дијаграм S=f(logt/(t-t1)) вдолж една права (сл.10.23).

Слика 10.23. Дијаграми (S) во зависност од време (t) за фаза на повраток на нивото после престанок на црпење

Со ектраполација на правата S=f(logt/(t-t1)) до пресекот со апцисата, С=0 се добива за услови за хомогени изотропни издани со неограничено простирање, отсечок:

Секое отстапување од оваа права укажува дека некои од претпоставените услови (хомогеност, изотропност, неограниченост) не е задоволен.

197


Во случај црпењето да се изведува со повеќе снижувања према степенастиот хидрограм (каков што е во степ-тестот), се спроведува негова редукција на едно и тоа на последното протекување со услов да исцрпениот волумен на вода да остане ист (сл.10.24).

Слика 10.24. Преведување на хидрограм на црпење со три протекувања од степ тест, на еден т.н. фиктивен хидрограм со константно протекување

а-реален хидрограм, б-фиктивен хидрограм

Фиктивното времетраење на црпењето t*, на чиј почеток се поставува нула на новата апциса, се пресметува према изразот:

каде е Q3 - последниот најголем проток на оптното црпење (m3/s).

Интерпретацијата на податоците за повраток на нивото, се спроведува така да е во прашање црпење со константно протекување и нагли прекини.

Со шематизација на степенастиот хидрограм на едноставност со еден константен проток се воведува одреден степен на грешка во резултатите за пресметка на коефициентот на водопропусност према оваа метода. Меѓутоа анализите покажале дека грешката која е последица на шематизација на степенскиот хидрограм на едноставноста, помала од грешката која се прави при работата на

198

ГЛАВА 10

теренот во текот на пратењето на опитното црпење и регистрирањето на податоците.

-Пресметка на паразитската депресија во бунарот

Речено е да вкупната депресија во бунарот сумата на депресија кои се последица на хидролошкиот отпор од линеарен и квадратен карактер:

што можи да се напиши на следниот начин:

каде:

S0 е теориската депресија во бунарот без доплнителни , паразитски хидроулички загуби. Оваа депресија е исклучително резултат на струењето на подземните води низ порозната средина.

Со интерпретација на податоците пратење на степ-тестотпо методата S/Q=f(Q), се добиваат коефициентите на хидрауличката загуба на Аи Б. Поаѓајќиод овие вредности можно е да се изразат големините на паразитската депресија во бунарот на следен начин:

Исклучок од примената на горниот израз претставува случајот кога во текот на опитот доаѓа стабилизација на нивото во бунарот во текот на снижувањето и кога се применува равенката за стационарно струење према бунарот:

Во графичкиот приказ на депресијата dS во зависност од протокот, се добива квантитативен приказ на еден од битните елементи за показатели на квалитетот на изработката на бунарот.

199


На сл.10.25 прикажани е прикажан односот на паразитската и теориската (без паразитска загуба) депресија во бунарот, изразен во проценти.

Слика 10.25. Приказ на однос на паразитска со теоетска депресија

Од анализа на дијаграмот на сликата може да се добие дијапазон на големината на протекувањето во бунарот во кој паразитската депресија најмалку (процентуално) менува, што има извесен практично значење.

Мора да се нагласи дека вака добиените и прикажани паразитски депресии се однесуваат само на условите остварени во текот на степ-тестот и дека овие резултати коректно можат да користат само за основната намена: дефунирање и отценка на квалитетот на изработка на бунарот.

Прогнозата за депресија на основа на зададениот потенцијал во услови на долгорочна експлоатација, на чија основа проектантот на експлоатационит систем ја димензионира бунарската пумпа и останатите неопходни хидроулични елементи, излегува од рамката на разгледуваната проблематика. Користењето на степ-тестот (кој по својот концепт пред се е краткотраен) за планирање и прогноза на експлоатационите услови во бунарот, освен во многу ретки и специфични случаи спаѓа во научна фантастика. Иако секојдневната пракса нажалост најчесто го демантира горното тврдење на авторот прогнозата на ефектот на експлоатација се спроведувана основа на резултати од долги и од повеќе категории истражни работи.

200

ГЛАВА 10

201


202

Documents

Glava 10 Phg Za Studenti