Pohjavesikaivon toimintaperiaate

<
>
fi-15-module-4-basic-pump-sizing

fi-15-module-4-basic-pump-sizing

Tiedoston koko: 198 KB   Sivumäärä: 2

Pohjavesikaivon toimintaperiaate

Seuraavaksi tutustumme pohjavesikaivon toimintaan.

Pohjavesi voi hyvinkin olla maapallon luotettavin vedenlähde. Pohjavettä ei yleensä tarvitse käsitellä yhtä paljoa kuin pintavesiä. Pohjavesivarantoja on kuitenkin osattava hoitaa oikein, jotta pohjaveden saanti turvataan myös tulevaisuudessa. Valitettavasti pohjaveden mittauksia on hankala toteuttaa, sillä vesi virtaa syvällä maan alla. Pohjavesivarantoa on seurattava huolella, jotta ongelmatilanteet ehditään estää ajoissa. Näitä ovat esim. pohjaveden ehtyminen, pumpun kuluminen tai tukkeutuminen.

Kaivo on reikä, joka yltää maanpinnasta maanalaiseen pohjavesivarastoon. Kaivon syvyys voi olla muutamasta metristä useaan sataan metriin.

Syvässä kaivossa vesi on kaukana, ja pumppaukseen tarvitaan riittävän tehokas pumppu. Veden syvyyden voidaan ajatella vastaavan maanpinnalle asennetun pumpun imukorkeutta.

Pohjavesikaivot porataan yleensä erikoisvalmisteisella kaivonporauskalustolla, jotka läpäisevät erilaisia maakerroksia, kuten hiekkaa, savea ja peruskalliota. Porattuun reikään asennetaan suojaputki, joka estää pumppukaivon romahtamisen.

Suojaputken alapuolelle asennetaan rei’itetty siiviläputki. Vesi pääsee kaivoon tämän siiviläputken rei’istä, mutta hiekka ja suuremmat hiukkaset jäävät siivilään eivätkä pääse kaivoveteen. Hyvän suodatustehon takaamiseksi porakaivon läpimitta on 2–3 tuumaa suurempi kuin suojaputken. Suojaputken ja pohjavesivaraston väliin asennetaan hienojakoinen hiekkasuodatin. Joissakin suojaputkissa on valmiina sorasuodatin. Kun em. suodatus on tehty oikein, kaivoon ei pääse hiekkaa tai hiesua.

Kuvateksti:

Asennuskaivo
Tiiviste
Porattu reikä
Kaivon suojaputki
Pohjavesi
Sorasuodatin/hiekkasuodatin
Siiviläputki

Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto EPA ja Yhdysvaltain Vesilaitosyhdistys (National Water Works Association) suosittelevat noudattamaan seuraavia kaivoveden hiekkapitoisuuksien maksimiarvoja:

• 1 ppm vedessä, jota käytetään tippu- ja mikrosadetinjärjestelmissä
• 10 ppm vedessä, jota käytetään sprinklerikastelujärjestelmissä
• 15 ppm vedessä, jota käytetään tulvakastelussa

Kaivo on aina puhdistuspumpattava ennen käyttöönottoa. Uuteen kaivoon tulee aina jonkin verran hiekkaa ja hiesua. Puhdistuspumppauksessa uudesta kaivosta pumpataan vettä niin kauan, että vesi ei enää sisällä hiekkaa tai hiesua. Puhdistuspumppaus suoritetaan suurella virtaamalla, joka imee hienojakoiset hiukkaset pohjavesiesiintymästä kaivon suodattimeen. Menetelmä lisää suodattimen tehoa. Noin yhden vuorokauden pumppauksen jälkeen kaivo on yleensä puhdas ja käyttövalmis.

Puhdistuspumppauksessa käytettävä pumppu kuluu loppuun suhteellisen nopeasti, sillä pumpattava vesi sisältää paljon hiekkaa. Siksi sen tilalle kannattaa vaihtaa uusi pumppu, kun kaivovesi on puhdasta ja varsinainen käyttö aloitetaan.

Porakaivopumppu on aina asennettava suodatusalueen yläpuolelle. Näin vesi kulkee moottorin läpi varmistaen riittävän jäähdytyksen. Jos pumppua ei voi asentaa suodatusalueen yläpuolelle, suosittelemme asentamaan sen jäähdytysvaipan sisään. Näin moottorin ympärille luodaan riittävä virtaama, joka varmistaa tarvittavan jäähdytyksen.

Kaivon aleneman voi testata käyttämällä koepumppua, jossa on sama virtaama kuin kaivoon asennettavassa tuotantopumpussa. Pohjaveden korkeus mitataan, ja vesitasapaino on saavutettu silloin, kun vedenkorkeus pysyy vakiona. Tätä tasoa kutsutaan dynaamiseksi vedenkorkeudeksi.

Alenema on staattisen ja dynaamisen vedenkorkeuden erotus. Kaivon tuottama vesi työntyy pohjavesivaraston ja kaivon suodatuskerroksen läpi staattisen ja dynaamisen vedenkorkeuden välisellä paine-erolla. Mitä enemmän vettä kaivosta pumpataan, sitä suuremmaksi alenema kasvaa. Siksi käyttökustannusten kannalta onkin usein järkevämpää käyttää vähintään kahta pientä pumppua (ja kaivoa) yhden suuren pumpun sijaan. Pienemmillä pumpuilla alenema pysyy pienempänä, jolloin pienempi nostokorkeus riittää. Joissakin pohjavedenottamoissa vastus on niin suuri, että yhteen kaivoon virtaava vesi ei riitä kaikkiin kastelutarpeisiin. Tässä tapauksessa toinen tai jopa kolmas kaivo voi olla ainoa ratkaisu riittävään vedensaantiin.