Эксплуатация подземных водозаборов

После завершения строительства комплекса сооружений для забора воды из под­земных водоисточников их сдача в эксплуатацию, как и других сооружений сельскохо­зяйственных систем водоснабжения, сопровождается представлением строительно-монтажной организацией проектной и исполнительной технической документации по всем видам сооружений в соответствии с требованиями СНиП Ш-3.76-82.

По водозаборным сооружениям (скважинам, шахтным колодцам, лучевым и гори­зонтальным водозаборам) дополнительно представляют их паспорт, гидрогеологиче­ские параметры пройденных при бурении водоносных горизонтов, проект конструкции сооружения, способов бурения, данные результатов строительных и опытных откачек. К паспорту скважин прилагают акты приемки всех основных этапов работ (заложение скважины, установку фильтра, цементацию затрубного пространства), результаты хи­мических и бактериологических анализов воды с заключением органов санитарно-эпи­демиологической службы.

Как правило, прием водозаборных сооружений не допускается без оборудования их зоной санитарной охраны, герметическим оголовком или павильоном насосной стан­ции, системой автоматического контроля и работой электронасосов, резервуарами для приема поднятой из горизонтов воды.

Все отклонения от проекта согласовываются с проектной организацией. Они долж­ны быть обоснованы и не влиять на надежную работу водозабора. При отсутствии со­гласования, объект не принимают в эксплуатацию. После сдачи объекта в эксплуатацию вся техническая документация передается организации-водопользователю.

Водопользователи, эксплуатирующие подземные водозаборы, руководствуются правилами, устанавливаемыми исполнительными органами администрации районов. При этом они обязаны экономно расходовать воду, рационально регулировать режим ра­боты водозабора, своевременно проводить плановые, профилактические и капитальные ремонты, устранять аварии, принимать меры по предотвращению возможных загрязнений водоисточников, не допускать нанесения ущерба природохозяйственным объектам, вести строгий учет расхода воды и электроэнергии. Использование подземных вод пи­тьевого качества только для нужд питьевого коммунального водоснабжения.

В состав технического обслуживания подземных водозаборов включают работы по контролю за дебитом, статическими и динамическими уровнями воды в скважинах и водозаборных колодцах, по исправности и герметичности оголовков, определения энерге­тических параметров водоподъемников (сопротивление электрообмоток, нагрузок элек­тродвигателя, напоров насоса и др.).

Контроль за эксплуатацией станций управления насосами производят в соответст­вии с технологическими картами и инструкциями по их эксплуатации. В течение расчетного срока эксплуатации водозаборов производят текущие (плано­вые, направленные на предохранение элементов сооружений и оборудования от преждевременного повреждения и износа) и капитальные ремонты.

Определение межремонтного периода скважин в системах сельскохозяйственного водоснабжения основано на наблюдении за изменением удельного дебита скважины и показателя общего сопротивления фильтра и прифильтровой зоны.

Продолжительность такого периода зависит от конструкции фильтров, способа водоотбора и гидрогеологических характеристик водоносных пород и составляет обычно по данным эксплуатации от 3-4 лет для скважин, оборудованных пористокерамически­ми фильтрами, до 7-12 лет - для скважин, оборудованных фильтрами с гравийной об­сыпкой вокруг каркасов с большой скважностью. Основной работой по восстановлению дебита скважин на воду, оборудованных фильтрами, является удаление кольматирующих отложений с поверхности фильтра и прифильтровой зоны.

В состав текущего ремонта подземных водозаборных сооружений входят: реагентная или гидроимпульсная обработка прифильтровых зон и фильтров; ликвидация пес­чаных пробок; устранение герметичности стыков в водоподъемных трубах, напорных водоводах, монтажных вставках; замена пришедших в негодность участков труб; устра­нение повреждений сальников, изоляций обмоток электродвигателя насосов; ремонт и замена вышедших из строя элементов станций управления насосами.

Реагентные методы восстановления скважин обеспечивают растворение кольматанта, растворами-нейтрализаторами, представленными неорганическими кислотами и их солями с высокой степенью диссоциации в водном растворе, или растворами-восста­новителями. В качестве первых, наиболее доступными и реагентными являются соляная кислота с концентрацией от 8-10 до 25-30%. Перед закачкой кислоты в пласт в нее ино­гда доставляют реагенты с положительной теплотой растворения:

(NH)C₂O₂H₂O; KNO₃; NH₄Cl и другие, способствующие снижению скорости реак­ции между карбонатными породами и кислотой, тем самым увеличивающие дальность

проникновения кислоты в зону кольматации водоносного пласта.

Для растворения соединений железа в прифильтровой зоне рекомендуют использовать сильный восстановительный реагент - порошкообразный дитионит натрия - Na₂S₂O₄.

При его растворении в одном щелочном и кислом растворе механизм процесса восстановления трехвалентного железа описывается реакциями:

(1.86)

(1.87)

В случаях, когда конструктивные элементы скважин неустойчивы в кислотах, ВНИИ ВОДГЕО рекомендует применять комплексообразующие порошкообразные реагенты - триполифосфат натрия Na₅P₃O_/0 и гсксаметафосфат натрия Na₂(Na₄(PO₃)₆) с оптимальной концентрацией растворов в пределах 5-8%.

Отличительной особенностью полифосфатов является стабилизирующее воздействие водных растворов солей и предотвращение вторичного осаждения последних.

Капитальный ремонт предусматривает проходку скважины с целью ее углубления и перехода на эксплуатацию нижележащего водоносного горизонта, восстановление дебита скважины путем кислотной или физической обработки, замену фильтров, замену насосов или капитальный ремонт, разработку, чистку и частичную замену узлов и блоков станций управления.

Следует особо подчеркнуть, что эксплуатация водоносных горизонтов насосами, не соответствующими, особенно превышающими по своим гидравлическим характеристикам гидрогеологические параметры водоносного пласта, приводит, с одной стороны, к нарушению гидравлических режимов притока воды в прифильтровую зону и может вызвать либо ее разрушение, либо ускоренную кольматацию, а с другой - к быстрому износу фильтров и электродвигателей и перерасходу элекроэнергии.

Вторым важным моментом при эксплуатации действующих подземных водозабо­ров в сельской местности является обязательное тщательно взвешенное выполнение правил использования территории в первом, втором и третьем поясах зоны санитарной охраны. Имеется в виду предупреждение на этой территории проведения сельхозработ и мелиоративных мероприятий, размещения складов химудобрений, орошения сточны­ми водами, строительства водоемов, возведения животноводческих построек (ферм, выгульных площадок) и других работ, которые могут привести к нарушению гидрологиче­ских структур водоносных эксплуатируемых пластов и загрязнению подземных вод с поверхности.

И третьим условием качественной и экономичной эксплуатации скважин является постоянное повышение технической грамотности эксплуатационного персонала (электриков, дежурных машинистов насосных станций, механиков), постоянный контроль (сдача техминимумов, переаттестации рабочих мест) за его профессиональной и право­вой подготовкой, включая правила техники безопасности и регламент работ в аварий­ных ситуациях.

Вопрос о необходимости ремонта или ликвидации подземных водозаборов решает­ся водопользователем с представителями геологического контроля и местной санитар­но-эпидемиологической службы.

К основным причинам нарушения нормальной эксплуатации подземного водозабо­ра относятся:

- повреждение или зарастание (забивка) фильтрующей водоприемной поверхности;

- несоблюдение правил крепления скважин обсадными трубами, а шахтных колод­цев железобетонными кольцами, недоведение обсадных конструкций до водоупора;

- отсутствие должной затрубной или межтрубной цементации;

- неправильный монтаж оголовка скважины, частые остановки водоподъемников, несоответствие производительности насоса и мощности его электродвигателя, с одной стороны, и естественной водоотдачи водоносного горизонта - с другой;

- коррозия фильтров и труб под воздействием агрессивных вод и блуждающих электротоков.

Неисправные скважины, шахтные колодцы, лучевые и горизонтальные водозаборы ремонтируют специальные и буровые бригады, возглавляемые лицами, отвечающими за

ремонт и эксплуатацию скважин. В сельской местности такие работы производятся службами ПО «Сельхозводоснабжение» и другими специальными и техническими бри­гадами по обслуживанию и эксплуатации сельхозводопроводов.

Для ремонтных работ используют помимо тех же инструментов, установок и обо­рудования, что при бурении скважин, ловильный инструмент (метчик, печать, звон); ме­таллические ерши, щетки; специальные приспособления для кислотной обработки сква­жин, проведения пневмо- и гидровзрывных работ и др.

Для технического обслуживания подземных водозаборных сооружений, ввиду от­сутствия до настоящего времени серийно изготавливаемых специальных ремонтных аг­регатов, использовались самоходные и передвижные буровые установки типа УГБ-50а, УРБ-ЗАМ, СБУМ-150-ЗИВ, 1-БА-15 В; КШК-ЗОа и КШК-40, ОШК-30 и др.

Находят также применение легкие переносные краны, установленные на кузовах автомобилей, и облегченные установки, включающие цельносварные наклонные мачты и лебедки от буровых агрегатов типа УРБ-2, 5А и УРБ-2А.

ЦНИИКИВР совместно с ВНИИВОДГЕО, НПО «Агроприбор», ВНИИГС и други­ми организациями в рамках выполнения межотраслевой целевой научно-технической программы «Скважина» разработан агрегат технического обслуживания скважин (АТОС), предназначенный для ремонта и обслуживания водозаборных скважин глуби­ной до 250 м (см. табл. 10.15).

Имея специальное стандартное оборудование для реагентной обработки скважин, газодинамической импульсной, электрогидравлической и пневмоимпульсной обработ­ки, такой агрегат позволяет существенно повысить техническую оснащенность ремонт­ных организаций.

Интенсификации процессов эксплуатации водозаборных скважин добиваются пу­тем сооружения в определенных гидрогеологических условиях бесфильтровых сква­жин, скважин большого диаметра с обратной промывкой, двухколонных скважин с од­ним фильтром, парных скважин в одном павильоне.

Таблица 10.15

Технические характеристики АТОС

Список литературы

1. Строительные нормы и правила. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.02-84. М. 1985.

2. Таблицы для гидравлического расчёта стальных, чугунных, асбестоцементных, пласт массовых и стеклянных водопроводных труб. Ф. А. Шевелёв М.: Стройиздат 1973,-1985.

3. Абрамов Н. И. Водоснабжение М.: Стройиздат 1982.

4. Справочник проектировщика. Водоснабжение населённых мест и промышленных предприятий. Пен сетей редакцией Назарова И.А. М.: Стройиздат 1967.

5.' Москвитин А.С. и др. Справочник по специальным работам: Трубы, арматура, оборудование водопроводно-канализационных сооружений. М.: Стройиздат 1970.