INTERNACIONALNI UNIVERZITET TRAVNIKSAOBRAĆAJNI FAKULTET

TRAVNIK

VODOZAHVATI KOMUNALNA INFRASTRUKTURA

SEMINARSKI RAD

Mentor : Student: Prof.dr. Jahić Munir Enes Brković Broj indexa: S-208/12

Travnik, juli 2013.

1

SADRŽAJ

1.1 Vodozahvati......................................................................................................................31.2. Vodozahvati atmosferskih izvorišta.................................................................................31.3. Vodozahvati površinskih izvorišta...................................................................................42.2. Glavni radovi pri izradi usjeka.........................................................................................53. Način izrade usjeka...........................................................................................................63.1. Iskop u uzdužnim slojevima.............................................................................................63.2. Iskop u punom profilu s čela.......................................................................................63.3. Izrada usjeka u terasama...............................................................................................73.4. Izrada usjeka sa uzdužnim prosjekom..........................................................................83.5. Engleska metoda sa potkopom ....................................................................................93.6. Izrada usjeka u zemljanom materijalu..........................................................................93.7. Izrada usjeka u kamenom materijalu…………………………………………………94. Završni radovi…………………………………………………………………….….95. LITERATURA…………………………………………………………...…………10

2

1.1. VODOZAHVATIVodozahvati su građevine kojima se zahvaća (kaptira) vode iz izvorišta iusmjerava prema potrošačima.Vrsta vodozahvata ovisi o karakteru izvorišta, tako da razlikujemo:(1) vodozahvate atmosferskih izvorišta,(2) vodozahvate površinskih izvorišta,(3) vodozahvate podzemnih izvorišta.

1.2. VODOZAHVATI ATMOSFERSKIH IZVORIŠTAPrimjena ovih vodozahvata je najčešća na krškim terenima i primjerena za manja naselja.Osnovu vodozahvata atmosferskih izvorišta čini zahvatna građevina čija je površina obrađena da prihvati i usmjeri pale oborine prema jednoj tački.

Izraz čatrnja ili gustirna upotrebljava se kao sinonim za vodozahvat koji se sastoji od zahvatnegrađevine (sabirne površine) i cisterne za vodu. Cisternom se rješava varijacija u potrošnji vode u odnosu na prispjelu količinu palih oborina.Funkcionalne dimenzije ovih građevina načelno se određuju pomoću računa vjerojatnosti zanajdužu sušu i najmanje godišnje oborine u projektnom razdoblju (15 do 30 godina). No, u praksi se pristup pojednostavljuje pretpostavljajući da najdulja suša traje m [d] (obično m = 90

3

[d]), a podatak o najmanjoj godišnjoj visini oborina, Hg,min [mm], za usvojeno projektno razdoblje dobije se obradom podataka s najbliže kišomjerne stanice.Ako je Nk [stanovnik] broj stanovnika na kraju projektnog razdoblja, qsp [l stanovnik-1 d-1] specifična potrošnja vode c koeficijent otjecanja sa sabirne površine, onda je njezina minimalno potrebna veličina, Ap [m2], definirana izrazom:

Volumen cisterne, Vc [m3], treba biti dostatan za cjelokupnu potrošnju u vrijeme suše, tj. m [d], tako1.5 m ], da je definiran izrazom:

Sabirne površine i cisterne izvode se od vodonepropusnog betona. Također je potrebno sabirnupovršinu zaštiti ogradom visine barem 1.5 [m], a cisternu zatvoriti (iz zdravstvenih razloga) iugraditi pješčani filtar ispred zahvatne komore (radi dobivanja filtrirane vode). Kod cisterne seizvodi i termička izolacija koja se uglavnom postiže nasipavanjem sloja zemlje debljine cca 0.5 [m].

1.3. VODOZAHVATI POVRŠINSKIH IZVORIŠTAVodozahvate površinskih izvorišta možemo podijeliti na:(1) vodozahvate na rijekama (prirodnom ili reguliranom stanju),(2) vodozahvate na (2a) jezerima (prirodnim akumulacijama), (2b) umjetnim akumulacijama i(2c) kanalima,(3) vodozahvate na morima.Pored ovih postoje i vodozahvati površinskih izvorišta koji se u samoj tehnici zahvaćanja vode vrlo malo razlikuju od navedenih, ali sadrže određene specifičnosti, kao npr.:(i) vodozahvati na planinskim potocima, koji su u pravilu nezagađeni i predstavljaju idealnarješenja za opskrbu vodom. Nedostatak im je što su često vrlo udaljeni od potrošača,(ii) vodozahvati na plitkim riječnim tokovima.

1.5.2 – 1. Vodozahvati na rijekamaKod projektiranja riječnih vodozahvata potrebno je da uz prethodno navedene opće značajke:(i) položaj vodozahvata osigurava ravnomjerno optjecanje vode oko samog objekta,(ii) suženje korita rijeke uvjetovano prisustvom vodozahvata bude minimalno, kako ne bi dolazilodo deformacija riječnog korita,(iii) vodozahvat bude smješten uzvodno od mjesta upuštanja otpadnih voda u vodotok,(iv) vodozahvat bude izveden na mjestu u riječnom koritu na kojemu se ne primjećuje intenzivnotaloženje riječnog nanosa i ne dešava rušenje obale (kao rezultat odronjavanja ili klizanja),(v) vodozahvat ne bude lociran na mjestu gdje se formira ili nagomilava led,(vi) vodozahvat na plovnim rijekama bude smješten izvan plovnog puta.Prema tome, pravilan izbor riječnog vodozahvata moguć je jedino na osnovi detaljne analize

4

spomenutih značajki i njihovom kompleksnom sagledavanju.Danas još ne postoji sasvim određena i opće prihvaćena klasifikacija vodozahvata na rijekama.Razlog tome leži u činjenici što postoje značajne specifičnosti projektiranih i izvedenih riječnihvodozahvata.

Međutim, generalno se ipak mogu nazrijeti četiri osnovne vrste riječnih vodozahvata:(1) fiksni priobalni vodozahvati,(2) vodozahvati u riječnom koritu,(3) plovni vodozahvati,(4) pokretni priobalni vodozahvati.U praksi su najčešći slučajevi prve dvije vrste vodozahvata.

1.4. Fiksni priobalni vodozahvati, slika 1.5::02, lociraju se na obalnom pokosu i zahvaćaju vodu

neposredno iz riječnog korita. Pumpe, pomoću kojih se voda transportira do uređaja zakondicioniranje vode, mogu biti smještene u posebnoj zgradi pumpne stanice, kao što je prikazano na slici 1.5::02(a), ili u samom vodozahvatu, slika 1.5::02(b), (c), i (d).

Osnovni dio ove vrste vodozahvata je zahvatna komora, obično armiranobetnoska, čiji prednji zid zalazi neposredno u riječno korito. U zahvatnu komoru voda ulazi kroz otvore s rešetkama,smještenim u prednjem zidu, i zahvaća crpljenjem kroz usisnu cijev. Rešetke su ugrađene radisprečavanja ulaska u zahvatnu komoru relativno krupnijih predmeta koje pronosi rijeka.

5

Time se istovremeno obavlja i prethodno grubo mehaničko čišćenje vode. Također, radizadržavanja nečistoća koja se nalazi u vodi (npr. planktoni, vodno bilje), odnosno zbog zaštiteusisnih cijevi i crpnih agregata, u pregradi koja dijeli zahvatnu komoru od pumpnog spremnika (crpnog bazena) dodatno se ugrađuju mreže.Fiksni priobalni vodozahvati s pumpama u samom vodozahvatu, slika 1.5::02 (b), (c), i (d),primjenjuju se u slučaju povoljnih geomehaničkih prilika. Zgrada pumpne stanice može bitiprislonjena uz vodozahvat, slika 1.5::02(b), ili s njima konstrukcijski činiti cjelinu, slika 1.5::02(c) i (d).Da bi se osigurala neprekidna opskrba vodom potrebne su barem dvije zahvatne komore s po dva crpna bazena s pumpama.Kod rješenja vodozahvata prikazanih na slici 1.5::02(c) i (d) potrebno je za smještaj pumpi izvesti vodonepropusne komore.Primjena vertikalnih (centrifigalnih) pumpi, slika 1.5::02(d), omogućuje znatno smanjenje volumena objekta.

1.5. Vodozahvati u riječnom koritu, slika 1.5::03, karakterizirani su lociranjem zahvatne građevine (vodozahvatne glave) u riječnom koritu.

Ova vrsta vodozahvata najčešće se primjenjuje kod relativno blago nagnutih obala, gdje sepotrebne dubine za zahvaćanje vode nalaze na većoj udaljenosti od obale.

U koritu rijeke, na odabranom mjestu zahvaćanja vode, izvodi se vodozahvatna glava na koju se (do sabirne komore) nastavlja gravitacijski tlačni cjevovod. Cjelokupna konstrukcija i oprema vodozahvata ove vrste je u biti istovjetna fiksnom priobalnom vodozahvatu sa slike 1.5::02, s razlikom što voda ne ulazi kroz otvore nego gravitacijskim cjevovodom.Radi neprekidnosti vodoopskrbe potrebna su barem dva gravitacijska cjevovoda s po dvije crpke.U određenim uvjetima (obalni profil, amplitude vodnih razina) moguće je kod visokih vodostaja vodu zahvaćati i kroz otvore predviđene u prednjem zidu sabirne komore, slika 1.5::04, dakle, kao i kod fiksnog priobalnog vodozahvata.

6

1.6. Plovni vodozahvati, slika 1.5::05, sastoje se od crpki postavljenih na baržu ili ponton, tako da se visinski položaj crpki mijenja s oscilacijama vodostaja, pri čemu usisna visina ostaje stalna, dok se potisna visina mijenja promjenom vodostaja (niži vodostaj – veća potisna visina, i obrnuto).

Ove vodozahvate treba uz načelu smjestiti u riječnim zaljevima gdje su eliminirana mogućaoštećenja vodozahvata prouzrokovana udarom leda ili balvana koje pronosi voda.

Radi zadržavanja plovne crpne stanice na jednom mjestu potrebno je njeno osiguranje sidrima.1.7. Pokretni priobalni vodozahvati su rješenja tipa uspinjače, slika 1.5::06.

Crpke su smještene na kolicima ili vagonu koji se u granicama promjene vodostaja kreću po kolosijeku položenom

okomito na riječni tok. Voda se zahvaća crpkama iz rijeke kroz krajeve usisnih cijevi zaštićenih sitima.

7

Uzduž kolosijeka se polaže fiksni potisni cjevovod s vertikalnim odvojcima na koje se priključuje elastični potisni cjevovod. Pri potiskivanju vode u jedan od odvojaka, ostali su zatvoreni.

Vrijeme zadržavanja vagona ili kolica na jednom mjestu vertikalne pozicije istovjetno je trajanju pripadnog vodostaja.

1.8. Vodozahvati na jezerima, umjetnim akumulacijama i kanalimaKod zahvaćanja vode iz jezera, umjetnih akumulacija i kanala (voda stajaćica) mogu se u načelukoristiti vodozahvati većine vrsta ranije opisanih. Određene posebnosti su uvjetovane spoznajamada kod ovih vodozahvata treba izbjegavati njihovo lociranje na mjestima (zonama):(i) naglih promjena obalnih pokosa,(ii) nepovoljnih geomehaničkih uvjeta,(iii) intenzivnog taloženja nanosa,(iv) pojave leda,(v) skupljanja naplavina i akvatičnog bilja,(vi) izraženijih temperaturnih oscilacija vode,(vii) onečišćenja (zagađenja) vodnog bazena otpadnim vodama, u kom slučaju treba pažljivoanalizirati strujanja vodnih masa koja nastaju u bazenima i izazivaju nepovoljno premještanjeonečišćenja koje dospijeva u vodu.Dakle, vodozahvat se nastoji smjestiti tamo gdje je moguće dobiti najčistiju (najkvalitetniju) vodu.Općenito, voda u jezerima, umjetnim akumulacijama i kanalima je u odnosu na riječnu vodukarakterizirana manjom mutnoćom, ali zato često puta izraženijom bojom i mirisom (kao posljedicabiljnog i životinjskog svijeta)

8

(1) Vodozahvati na jezerima se u odnosu na riječne vodozahvate uglavnom razlikuju po rješenjuzahvatne građevine.Za manje cjevovode je na slici 1.5::07(a) prikazana vodozahvatna glava izvedena od čeličnih iliplastičnih cijevi, zaštićena rešetkom i izdignuta od dna 5 do 6 [m].Kod zahvaćanja većih količina vode moguće je kao zahvatnu građevinu koristiti vodozahvatnitoranj, slika 1.5::07(b), gdje su ulazna okna za vodu postavljena na nekoliko visina kako bi se usvako doba godine mogla zahvaćati najkvalitetnija voda.Ovakva vrsta zahvatne građevine koristi se i kod akumulacija.(2) Vodozahvati na akumulacijama također mogu biti zasnovani na nekoliko načela zahvaćanjavode, od kojih su najčešći prikazani na slici 1.5::07(b) i (c). Ovaj potonji princip zahvaćanja vodeodnosi se na slučaj kada je zahvatna građevina izvedena u sklopu betonske pregrade (brane).(3) Vodozahvati na kanalima su po konstrukcijskim osobinama većinom analogni s riječnimvodozahvatima.Zahvatne građevine su najčešće obalnog tipa, slika 1.5::07(d1), ili smještene na dnu kanala, slika1.5::07(d2).

1.9. Vodozahvati na morimaPrilikom izbora načina zahvaćanja morske vode neophodno je sagledati specifičnosti morskogpriobalja:( i) utjecaj djelovanja ) j j j j morskih valova, morskih struja i promjena morskih razina,

9

(ii) geološke i geomehaničke prilike priobalnog pojasa i eventualni donos nanosa,(iii) prisustvo akvatične flore i faune u morskoj vodi (obraštanje),(iv) korozivno djelovanje morske vode.Zahvat morske vode može biti smješten na:(a) otvorenoj obali,(b) prirodno zaštićenom zaljevu,(c) unutar (lučkog) akvatorija zaštićenog građevinom tipa lukobranom ili valobran.U pogledu sigurnosti konstrukcije vodozahvata (dinamičko djelovanje morskih valova i struja),najveće pogodnosti pruža smještaj morskih vodozahvata u akvatoriju. Međutim, ako se radi olučkom akvatoriju, to su u pravilu i zone najveće koncentracije zagađenja, što može bitieliminatornim u smislu korištenja takve lokacije za vodoopskrbu.Bez obzira koja se vrsta i mjesto morskog vodozahvata odabire, dobro poznavanje tehnologijeizvođenja pomorskih radova i ponašanja objekta u uvjetima eksploatacije (s obzirom na specifičnikarakter morske sredine), ostaju temeljni parametri uspješnog zahvaćanja morske vode.

2. VODOZAHVATI PODZEMNIH IZVORIŠTAVrsta građevine za zahvaćanje podzemnih voda prvenstveno ovisi o dubini njihovog rasprostiranja,dubini (toka) podzemne vode i njegovoj izdašnosti.Sukladno ovim pokazateljima, vodozahvati podzemnih izvorišta se mogu svrstati u tri skupine:(1) horizontalni voodzahvati,(2) vertikalni vodozahvati: (2a) kopani, (2b) bušeni i (2c) zabijeni zdenci,(3) građevine za kaptažu izvora.2.1. Horizontalni vodozahvatiOva vrsta vodozahvata, slika 1.5::08, se koriste kada je tok podzemne vode sa slobodnim vodnimlicem relativno plitko (5 do 7 [m] ispod površine terena ) i manje dubine (toka) podzemne vode.

Horizonatlni vodozahvati se prvenstveno izvode kao drenažne cijevi i vodozahvatne galerije,položene u donjoj zoni vodonosnog sloja (obično neposredno na podinu) i najčešće okomito na

10

smjer strujanja podzemne vode. U cijevi i galerije voda dotječe gravitacijski i otječe sa slobodnimvodnim licem u sabirni zdenac, odakle se dalje potiskuje crpkama.Oko drenažnih cijevi i vodozahvatnih galerija ugrađuje se pješčano – šljunčani filtar. Njegova jezadaća da spriječi unošenje (u cijevi i galerije) čvrstih čestica iz vodonosnog sloja.Konstrukcije horizontalnih vodozahvata možemo klasificirati na:(1) rovovske vodozahvate,(2) cijevne vodozahvate,(3) vodozahvatne galerije ili galerijske vodozahvate.(1) Rovovski vodozahvati, slika 1.5::09(a), su horizontalni vodozahvati s kamenom (tucaničkom)ispunom, filtarskim pješčano – šljunčanim zasipom i nepropusnim glinenim slojem (ekranom), kojiima funkciju zaštite vodozahvata od onečišćenja s površine terena.(2) Cijevni vodozahvati, slika 1.5::09(b), se najčešće izvode od keramičkih, betonskih,armiranobetonskih ili plastičnih cijevi, prorupčanih na gornjoj polovini. Cijevi su kružnog ili jajolikogprofila, s filtarskim pješčano – šljunčanim zasipom i glinenim ekranom.(3) Vodozahvatne galerije se obično izvode od betona i armiranog betona. Služe za zahvaćanjerelativno većih količina vode. Uglavnom su prohodne, kružnog ili jajolikog profila. Stoga suminimalne dimenzije jajolikih profila, B/H = 700/1 600 [mm], a kružnih, D =1 000 [mm].Na slici 1.5::09 (c) prikazan je poprečni presjek prohodne, jajolike, armiranobetonske galerije sbočnim otvorima u stjenkama. U visini otvora je izveden filtarsko – šljunčani zasip, a po po potrebise ugrađuje i nepropusni glineni ekran.

Proračun dotoka u horizontalne vodozahvate (galerije) položene na vodoravnomvodonepropusnom sloju, odnosno u donjoj zoni toka podzemne vode sa slobodnim vodnim licem,

11

slika 1.5::10, zasniva se na Dupuitovoj postavci i analizi ustaljenog strujanja kada je količinacrpljenja u ravnoteži s dotokom.

Tada je dotok, Q [m3 s-1], u horizontalnu galeriju pravokutnog poprečnog profila za slučaj njenogdvoranskog prihranjivanja dan izrazom:

a za slučaj jednostranog prihranjivanja izrazom:

gdje su:k - koeficijent procjeđivanja, [m s-1],Lg - duljina galerije, [m],Ho - dubina (toka) podzemne vode, [m],ho - dubina vode u galerijskom vodozahvatu, [m],Bo - širina utjecaja galerije, [m].1.5.3 – 2. Vertikalni vodozahvatiOvi se vodozahvati izvode kao:(1) kopani zdenci,(2) bušeni zdenci,(3) zabijeni zdenci.Za javne je vodovode najraširenija primjena bušenih zdenaca, a u nekim slučajevima i kopanihzdenaca. Zato će se ovdje analizirati ove dvije skupine zdenaca. Zabijeni zdenci su primjereni zaindividualnu vodoopskrbu.(1) Kopani zdenci se obično koriste radi dobivanja podzemne vode sa slobodnim vodnim licemkoja se j nalazi na dubinama do 20 (iznimno do 40) [m].Samo u rijetkim slučajevima ovi se zdenci koriste za dobivanje arteških i subarteških voda podmanjim tlakom.

12

Kopani zdenci se pretežno izvode kao nepotpuni, tako da je dotok kroz dno i kroz otvore ustjenkama zdenca, slika 1.5::11.

Unutarnji promjer zdenca, D [m], uglavnom ne prelazi 3 do 4 [m], dok dubina vode u zdencu, ho

[ m], treba ( radi njenog zahvaćanja) ], j g j ) iznositi najmanje 1 (bolje 2) [m].Kod manjih dubina podzemne vode izvode se i potpuni zdenci.Ako izdašnost jednog zdenca ne zadovoljava, umjesto povećanja njegovoga promjera povećavase broj zdenaca, dakle, izvodi se grupa zdenaca.Tada se zdenci obično raspoređuju uzduž linije okomito na smjer strujanja podzemne vode, slika4.5::11, i međusobno spajaju:(i) sifonskim cjevovodom (ako je do razine vode u zdencu najviše 7 [m]),(ii) gravitacijskim tlačnim cjevovodom (za slučaj arteških i subarteških voda),(iii) potisnim cjevovodom (posredstvom podvodnih crpki, ako je do razine vode u zdencu višenego što je usisna visina sifonskog cjevovoda).Promjer dovodnog cjevovoda se idući prema sabirnom zdencu sukcesivno povećava.Radi samočišćenja profila, sifonski se cjevovodi polažu s neznatnim usponom prema sabirnomzdencu, a gravitacijski i potisni s neznatnim padom.Zahvaćanje prispjele vode ostvaruje se u pravilu iz sabirnog zdenca, koji se često koristi i kaoobjekt u kojemu su smještene crpke za daljnje potiskivanje vode, slika 1.5::12.Pri tome položaj sabirnog zdenca i crpne stanice može biti rubno (na kraju grupe zdenaca), slika1.5::12(A) ili centralno, slika 1.5::12(B).

13

Kopani zdenci se mogu izvoditi:(a) na licu mjesta,(b) montažno.(a) Izvedba kopanih zdenaca na licu mjesta je primjerena ako podzemna voda nije duboko, akokod iskopa nema obrušavanja materijala i u slučaju većih promjera zdenaca.Nakon iskopa zidanje se vrši mjesnim materijalom (lomljenim kamenom ili opekom), u gornjemdijelu u mortu, a u donjem dijelu, koji prima vodu, u suho, slika 1.5::13(a).Kopani zdenci se na licu mjesta mogu izvoditi i od kalupnog betona i armiranog betona.(b) Izvedba kopanih zdenaca montažno predstavlja suvremeni način gradnje ovih zdenaca. Sastojise u spuštanju gotovih (montažnih) betonskih ili armiranobetonskih prstenova, najčešćepostupkom potkopavanja,

14

Ovaj se postupak sastoji u tome da se na mjestu izvedbe zdenca postavi prvi (najdonji) prsten, kojid j b d i i d lij na donjem obodu ima izveden lijevanoželjezni, čelični ili armiranobetonski nož, čija je funkcijalakše prodiranje prstenova u tlo. Zatim se zdenac po cijelom unutarnjem obodu lagano iravnomjerno potkopava tako da postavljeni prsten polagano tone uslijed vlastite težine.Kada prvi prsten bude potpuno utisnut u tlo, nad njim se postavlja slijedeći i postupak se ponavljasve dok se ne postigne projektirana dubina.Ako prilikom izvedbe kopanog zdenca sile trenja nadvladaju opterećenje vlastitom težinomprstenova, postavlja se dodatno opterećenje (npr. vrećama cementa, čeličnim profilima i sl.)U prstenovima koji su u zoni toka podzemne vode izvode se otvori za ulazak vode u zdenac.Duljina prstenova je obično 1 [m].Razlozi postavljanja filtra i glinene brtve istovjetni su onima kod horizontalnih vodozahvata.(2) Bušeni zdenci se primjenjuju za dobivanje podzemne vode na većim dubinama rasprostiranjanjezinog toka, od desetak do nekoliko stotina metara, i njegove veće dubine (debljine).Ova se vrsta zdenaca može koristiti za dobivanje podzemnih voda sa slobodnim vodnim licem ipod tlakom (arteških i subarteških voda). U oba slučaja zdenci mogu biti izvedeni kao potpuni inepotpuni.Prednosti bušenih zdenaca pred ostalim zahvatima podzemnih voda su između ostalog:(i) (praktički) neograničena dubina zahvaćanja vode,(ii) neovisnost o geološkom sastavu tla,(iii) dobivanje relativno većih količina vode uz maksimalnu pogonsku sigurnost,(iv) besprijekornost u sanitarnom pogledu zbog vrlo male mogućnosti vanjskog onečišćenja vode,(v) ekonomičnost.Bušeni zdenci se izvode bušenjem u tlu vertikalnih cilindričnih bušotina zaštićenih (najčešće)čeličnim cijevima koje automatski formiraju zdenac. Promjer bušenih zdenaca je reda veličine 0.3do 1.0 [m].

15

Osnovni dijelovi bušenog zdenca, slika 1.5::14, jesu:(a) glava zdenca,(b) tijelo zdenca,(c) filtar.

(a) Glava zdenca u konstrukcijskom pogledu predstavlja vezu ušća bušotine s tijelom zdenca priizlazu na površinu tla. Njena p j je temeljna zadaća zaštita zdenca od prodiranja površinskihonečišćenja u zdenac. U širem smislu pod glavom zdenca podrazumijevamo i ostale elemente kojisluže za mjerenje i kontrolu (razine vode, tlaka, temperature, uzimanje uzoraka) te za odvod vode(potisne cijevi, fasonski komadi, crpni agregati).(b) Tijelo zdenca se sastoji od jednog ili više koncentričnih nizova cijevi, čija je glavna zadaća daomoguće dovod vode na površinu terena. Dodatno, tijelo zdenca pruža efikasnu zaštitu protiv

16

obrušavanja stijenki bušotine, štiti usisnu cijev i kućište podvodne crpke te sprječava gubitak vodeu druge (suhe) slojeve na njenom putu do površine.(c) Filtar je dio zdenca koji ima zadaću da prihvati podzemnu vodu iz vodonosnog sloja iistovremeno onemogući unošenje čvrstih čestica tla u zdenac. To je najvažniji i najosjetljiviji diozdenca o kojemu bitno ovisi izdašnost (kapacitet) i pogonska trajnost zdenca.U konstrukcijskom pogledu filtre možemo podijeliti na:▪ mrežaste filtre, koji se sastoje od prorupčane cijevi omotane specijalnim mesinganim, bakrenim,(nehrđajućim) čeličnim ili plastičnim mrežama. Perforacije su kružne, ovalne ili četvrtaste, a gustoćamreže je u funkciji dominantnog promjera čvrstih čestica vodonosnog sloja,▪ prorupčane filtre, koji se sastoje od prorupčanih čeličnih cijevi. Ovisno o konstrukciji prorupčanjapostoji više vrsta ovih filtara,▪ šljunčane filtre, koji se sastoje od prorupčane cijevi oko koje je postavljen šljunčani omotačodgovarajuće granulacije, izveden u jednom ili više slojeva. Odnos srednjeg promjera zrna šljunka imaterijala vodonosnog sloja treba iznositi 5 do 10. Ovaj se odnos primjenjuje i za susjedne slojevešljunčanog omotača, čija debljina ne smije biti manja od 50 [mm].Prilikom odabira konstrukcije filtra treba voditi računa da hidraulički otpor filtra bude što manji.Načini izvedbe bušenih zdenaca, slika 1.5::15, ponajviše ovise o dubini rasprostiranja podzemnevode, karakteru geoloških slojeva kroz koje prolazi bušotina i od potrebne dubine zdenca.

17

U slučaju manjih dubina (40 do 50 [m]), koriste se relativno jednostavne konstrukcije poput one naslici 1 5::15(a) gdje se cilindrična bušotina učvršćuje 1.5::a), čeličnom zaštitnom cijevi. Ta se cijevpribližno spušta do gornje granice toka podzemne vode. Nakon toga se u bušotinu spušta radnacijev manjeg promjera, koja seže do donje granice vodonosnog sloja i donekle se utiskuje uvodonepropusni sloj. Zatim se spušta jedan od tipova filtra, manjeg promjera od radne cijevi.Poslije ugradnje filtra uklanja se iz bušotine radna cijev, a prstenasti prostor između filtarske cijevi izaštitne cijevi brtvi s pomoću ugrađenih brtvi.Pri većim dubinama rasprostiranja podzemne vode, uslijed povećanja otpora pobijanju zaštitnihcijevi, koristi se niz zaštitnih cijevi s postupno sve manjim promjerom, slika 1.5::15(b). Nakon štose s cijevi promjera D1 [mm] dosegne najveća moguća dubina h1 [m], spušta se u bušotinu cijevnajbližeg manjeg promjera D2 na dubinu h2, koja trpi otpor zemljišta samo na visini h2 - h1. Akopotrebna dubina nije dosegnuta drugom cijevi, nastavlja se trećom cijevi još manjeg promjera D3,itd. Na kraju, na donjem dijelu posljednje cijevi postavlja se filtar, a cijev se povlači prema gore navisinu koja odgovara visini filtra. Preostale zaštitne cijevi, izuzev vanjske, odsijecaju se iznutra

18

sjekačem cijevi, a prstenasti prostor između susjednih cijevi se brtvi.Pojedinačna visina zaštitnih cijevi ovisi o načinu bušenja i sastavu tla, tako da pri udarnombušenju iznosi 20 do 25 [m], a pri rotacijskom bušenju i do 500 [m].Prilikom zahvaćanje većih količina vode izvodi se grupa zdenaca i objedinjuje u jedinstveni sustavvodozahvatnih objekata, međusobnog rasporeda kao što je za slučaj kopanih zdenaca prikazanona slici 1.5::12. Naravno, raspored zdenaca se može razlikovati od prikazanog.Načini spajanja bušenih zdenaca su također istovjetni načinima spajanja kopanih zdenaca.Proračun dotoka u pojedinačne vertikalne vodozahvate (zdence) ovisi o osnovnimslučajevima strujanja podzemne vode prema zdencima, a koji se razlikuju prema:(I) vrsti strujanja: (Ia) zdenci u strujanju sa slobodnim vodnim licem (obični zdenci),(Ib) zdenci u strujanju pod tlakom (arteški ili subarteški zdenci).(II) dubini prorupčanog dijela zdenca: (IIa) potpuni zdenci,(IIb) nepotpuni zdenci.▪ Dotok prema običnom zdencu promatra se kao dotok prema (a) potpunom običnom zdencu i prema(b) nepotpunom običnom zdencu, slika 1.5::16.

(a) Dotok, Qpo [m3 s-1 Q ], prema potpunom običnom zdencu, slika 1.5::16(a), dobiven je podpo m s analognim pretpostavkama (Dupuit) kao i dotok u galeriju. Dan je izrazom:

gdje su:1.5 Ro – radijus utjecaja zdenca, [m],ro – unutarnji radijus zdenca, [m].(b) Dotok, Qno [m3 s-1], prema nepotpunom običnom zdencu, slika 1.5::16(b), ne može biti dobivenna temelju Dupuitove postavke, jer postoji strujanje i s izrazitim vertikalnim komponentama brzine,

19

koje nije zanemarivo. Radi toga je j j g j izvod formula za dotok prema ovome tipu zdenca vrlo složen(može se npr. upotrijebiti teorija potencijalnog strujanja), tako da se za praktične potrebe koristigotovim formulama kao npr. formulom Girinskog:

gdje je so [m] sniženje razine podzemne vode u zdencu.1.5-Formula vrijedi ako je ho < Ho/3.▪ Dotok vode prema arteškom ili subarteškom zdencu također se promatra kao dotokprema (a) potpunom arteškom ili subarteškom zdencu i prema (b) nepotpunom arteškom ilisubarteškom zdencu, slike 1.5::17.

N i Naime, sa slike 1.5::17 je očito da je za hidraulički proračun arteškog ili subarteškog zdencasasvim nevažno da li je razina podzemne vode u zdencu iznad površine terena (arteški zdenac) iliunutar visine krovinskog vodonepropusnog sloja (subarteški zdneac). Zato će se naredne analize

20

odnositi na oba ova tipa zdenaca.(a) Dotok, Qpas [m3 s-1], prema potpunom arteškom, slika 1.5::17(a1), ili potpunom subarteškomzdencu, slika 1.5::17(a2), analogno kao i kod potpunog običnog zdenca, dan je izrazom:

gdje je M [m] debljina sloja podzemne vode pod tlakom, a Ho [m] označava visinu koja odgovara(1.5-07)tlaku podzemne vode u vodonosnom sloju.(b) Dotok, Qnas [m3 s-1], prema nepotpunom arteškom, slika 1.5::17(b1), ili nepotpunomsubarteškom zdencu, slika 1.5::17(b2), također ne može biti dobiven na temelju Dupuitovepostavke, tako da se za proračun takovog zdenca može koristiti npr. formula Babuškina:

gdje je a [m] dubina uronjenja prorupčanog dijela zdenca u vodonosnom sloju.Formula vrijedi ako je a < M/3.Naglasimo da svi prethodni izrazi vrijede za proračun dotoka samo prema jednom zdencu, pričemu je kod zdenaca pod tlakom sniženje razine podzemne vode linearno proporcionalno sdotokom, dok je kod zdenaca u strujanju sa slobodnim vodnim licem ta veza nelinearna.Ova je činjenica bitna za proračun dotoka prema grupi zdenaca, jer se u slučaju linearne ovisnostidotoka i sniženja može primijeniti načelo superpozicije na kojemu se onda dalje izvode formule zadotok prema zdencima.Međutim, kod nelinearne ovisnosti proračun dotoka prema grupi zdenaca je osjetno složeniji.1.5.3 – 3. Građevine za kaptažu izvoraIzvori predstavljaju prirodno izlaženje podzemnih voda na površinu terena.Zbog (u pravilu) visoke zdravstvene kvalitete izvorske vode, kao i relativno jednostavnog načinanjenog zahvaćanja, nastoji se uvijek za vodoopskrbu, ako je ikako moguće, koristiti izvorsku vodu.Najopćenitije, postoje dvije vrste izvora:(1) uzlazni izvori,(2) silazni izvori.(1) Uzlazni izvori se formiraju probijanjem u površinske slojeve tla podzemnih voda pod tlakom, akao rezultat narušavanja čvrstoće vodonepropusnih krovinskih slojeva.(2) Silazni izvori nastaju kao rezultat isklinjavanja na površinu tla vodonosnih slojeva koji leže navodonepropusnoj podlozi i sadrže vodu bez tlaka.

21

Građevine za zahvaćanje izvorske vode nazivaju se kaptaže, a proces sakupljanja izvorske vodenaziva se kaptiranje izvora.Ove građevine se različito izvode, ovisno o vrsti izvora.(a) Kaptiranje uzlaznih izvora, slika 1.5::18(a), se provodi kaptažnom građevinom u vidu vodnekomore (vodospreme) koja se izvodi nad mjestom najjačeg izviranja vode. Ako voda izvire krozispucali stjenski površinski sloj, tada taj sloj treba očistiti i u slučaju iznošenja čvrstih česticaugraditi filtar. Filtar treba izvesti i ako voda izvire kroz površinski pjeskovito–šljunčani sloj.

(b) Kaptiranje silaznih izvora također se ostvaruje posredstvom vodne komore smještene namjestu najjačeg izviranja vode. U većini slučajeva, j jj g j j , radi što potpunijeg zahvaćanja vode, izvode segrađevine u obliku brana ili uspornih zidova, okomito na osnovni smjer strujanja podzemne vode.Na slici 1.5::18(b) prikazan je primjer kaptažne građevine za zahvaćanje vode silaznih izvora.Voda ulazi u vodnu komoru kroz otvore u prednjem zidu, zasute s vanjske strane (šljunčanim)filtrom. Prema vodnoj komori se obostrano priključuju kosa krila koja pregrađuju vodni tok.Radi odvođenja vode potrošačima, mogućnosti njenog prelijevanja i pražnjenja vodne komore,predviđena je kod obje kaptažne građevine izvedba zasunske komore, opremljena cijevima ivodovodnim armaturama.Mogućnost prelijevanja vode iz vodne komore je potrebno osigurati da bi se isključilo eventualnoformiranje uspora vode, jer bi to moglo izazvati smanjenje izdašnosti izvora, a u nepovoljnijem

22

slučaju čak i pojavu da izvor nađe drugi izlaz na površinu, zaobilazeći kaptažnu građevinu.Konstrukcije kaptažnih građevina mogu imati, u odnosu na prethodno opisane, i brojneposebnosti, pošto lokalni geološki, hidrogeološki i topografski uvjeti u svojim kombinacijamanalažu u pojedinačnim slučajevima posebne mjere kod njihove izvedbe.

LITERATURA

[1] Prof.dr. Jahić Munir: „Komunalna infrastruktura – sanitarno inžinjerstvo” Tehnički fakultet Bihać 2007.g.

INTERNET IZVORI :

[2] http://www.scribid.com/59815869-1-5-Vodozahvati

23