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 111-3.76-82.

По водозаборным сооружениям (скважинам, шахтным колодцам, лучевым и горизонтальным водозаборам) дополнительно представляются 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 дли приема поднятой из горизонтов воды.

Все отклонения от проекта согласовываются с проектной организацией. Они должны быть обоснованы и не должны 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 но предотвращению возможных загрязнений водоисточников, не допускать нанесения ущерба природохозяйственным объектам, нести строгий учет расхода воды и электроэнергии. Использовать подземные воды питьевого качества необходимо 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, определению 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 сельскохозяйственною водоснабжения основано на наблюдении за изменением удельного дебита скважины и показателя общего сопротивления фильтра в 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 пористо-керамически­ми 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:

(NH₄)C202H₂0; KN0₃; NH₄C1 и другие, способствующие снижению скорости ре­акции между карбонатными породами и кислотой и 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 Na₂S₂CО₄.

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

Fe₂O₃aq+S₂O₄→Fe+SO₃+OH+H₂0

Fe₂O₃aq+S₂O₄+H→Fe+SO₃+H₂0

Капитальный ремонт предусматривает проходку скважины с целью ее углублении 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 электроэнергии.

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, переаттестация 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-30а и КШК-40, ОШК-ЗО 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.

НИИКИВР совместно с ВНИИ ВОДГЕО, 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.

№ п/п	Показатели	Ед. изм.	Величины
1	Базовое шасси		Автомобиль КамАЗ-5320 Прицеп ГКБ-8350
2	Грузоподъемность автомобиля	кг	8000
3	Грузоподъемность прицепа	кг	8000
4	Грузоподъемное устройство		Трубчатое, складное с откинутыми опорами,неповоротное
5	Грузоподъемность подъемного механизма	ткгc	5000
6	Вылет крюка от оси мачты	мм	3000
7	Высота от оси верхнего ролика	мм	12000
8	Привод установки мачты в вертикальное положение		Гидравлический
9	Компрессор		Поршневой, четырехцилиндровый
10	Производительность эрлифтной откачки	m3/h	60
11	Диаметр водоподъемного трубопровода	мм	100(76)
12	Диаметр воздушного трубопровода	мм	12

Имея специальное стандартное оборудование для реагентной обработки скважин газодинамической импульсной, газодинамической 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 одним фильтром, парных скважин в одном павильоне.