Produženje cjevovoda od glave bunara do ručnih pumpi

inspiracija

Tamo gdje je nestašica čiste vode akutna i vodonosnik slatke vode nije lako dostupan u selima ili u blizini, ali postoji nekoliko mogućih džepova (npr. uz kanal za navodnjavanje) gdje slatka voda teče tokom cijele godine i može se naći u bližim područjima, plitke bušotine mogu se iskopati pored ili ispod kanala za navodnjavanje kako bi se iskoristila slatka voda koja se infiltrira iz kanala za navodnjavanje u zemlju.

Ideja dodavanja površinski položenih produžnih cijevi na glavnu cijev koja se uspinje iz bušotine, a koja je povezana s ručnom usisnom pumpom postavljenom na udaljenoj lokaciji, omogućila bi opskrbu ciljanom zajednicom adekvatnom i sigurnom vodom. To također smanjuje udaljenost putovanja i vrijeme prikupljanja vode, prvenstveno za ciljane korisnike, posebno za adolescentkinje koje su morale putovati na velike udaljenosti (što nije sigurno) kako bi prikupljale slatku vodu iz ovih kanala, trošeći 3-4 sata dnevno. 

dizajn

Potrošnja vode u ruralnim područjima često je ograničena na kućnu upotrebu, tj. piće, kuhanje, čišćenje, pranje i kupanje. Ovaj jedinstveni sistem može obezbijediti adekvatnu i sigurnu vodu za piće i kuhanje za do 140 ili više osoba. 

Tehnologija ručnih pumpi poznata je kao pristupačna, prihvatljiva od strane svih, jednostavna za rukovanje i održavanje, relativno jeftina i održiva opcija vodosnabdijevanja. 

Bušotina se buši na odgovarajućoj lokaciji vodonosnog sloja. Sistem radi efikasnije na plitkim bunarima, ali naučene lekcije pokazuju da sistem u velikoj mjeri zavisi od hidraulične mreže (HGL) između mjesta crpljenja i isporuke, kapaciteta crpljenja lokalnih pumpi i dužine cjevovoda na promjenjivom ili ravnom terenu. 

Ova tehnologija radi na usisnim pumpama i izvodljiva je do 7 m dubine pri statičkom (stajaćem) nivou podzemne vode. Može proizvesti 0.3 litre čiste vode u sekundi pri dubini od 3-4 m statičkog (stajaćeg) nivoa podzemne vode.

Ovaj koncept je izvodljiv samo tamo gdje je odgovarajući plitki vodonosni sloj dostupan u blizini ciljanih seoskih lokacija, a uspjeh sistema bi zavisio od: 

• Uspješna izgradnja bušotine na odgovarajućoj dubini vodonosnog sloja i sigurnoj lokaciji  
• Ugradnja desnih slijepih cijevi kako bi se omogućio nesmetan protok podzemne vode do bunara
• Ima odgovarajuće šljunčano pakovanje koje minimizira ulazak sedimenata i čestica pijeska
• Spajanje i postavljanje produžne cijevi (olovne linije) i iskop rova ​​trebaju biti najkraći mogući ravni pravci

Kompletna tehnologija se sastoji od pet glavnih komponenti kao što su –

Bušotina se buši na odgovarajućoj dubini vodonosnog sloja unutar dostižne udaljenosti od 500 m do 1,500 m od ciljanog stambenog objekta/korisnika. Bušotina treba imati odgovarajuće šljunčano punjenje.

Ovo djeluje kao medij koji minimizira ulazak sedimenata i čestica pijeska. 

Za bušenje i izgradnju kvalitetnih bušotina potrebna je kvalifikovana radna snaga. Lokalna kvalifikovana radna snaga je uvijek poželjna (ako je dostupna) jer dobro poznaje lokalni kontekst.

Bušotina je opremljena PVC cijevima koje se spuštaju u nju. Npr. Tradicionalna praksa ručnih pumpi u Pakistanu obično koristi PVC cijevi promjera 1.5 inča kao glavni vod i filtere. 

Nepovratni ventil obično funkcionira tako da omogućava protok vode samo u jednom smjeru i sprječava protok vode u suprotnom smjeru. Nepovratni ventil se postavlja između vrha glavnog usponskog cjevovoda i produžnog cjevovoda kako bi se osiguralo da pritisak vode u sistemu ostane nepromijenjen.

Produžni cjevovod se postavlja između bunarske cijevi i glave pumpe. Jedan kraj produžnog cjevovoda je povezan sa glavom bunara preko nepovratnog ventila, a drugi kraj je povezan

do dna ručne pumpe. Od bunarske cijevi do glave pumpe kopa se rov širine 12 cm i dubine 12-24 cm (u zavisnosti od lokalne situacije) gdje se polažu i zakopavaju produžni cjevovodi. Za obavljanje ovog posla može se koristiti nekvalifikovana radna snaga uz strog nadzor i praćenje tehnički obučene osobe.  

 Proračuni, korištenjem Darcy Weisbachove jednačine, pokazali su sljedeću moguću dužinu produžne cijevi (dovodne linije) za cijevi promjera 1.25” i 1.5” za različite dubine nivoa podzemne vode, pod pretpostavkom usisnog kapaciteta od 7 m, protoka od 0.25 l/s i temperature vode od 20°C, te pod pretpostavkom da nema razlike u nadmorskoj visini između dva kraja horizontalnog cjevovoda, ali uzimajući u obzir visinu ručne pumpe od 0.92 m.

Gubici trenja se izračunavaju pomoću Hazen-Williamsove jednačine za gubitke trenja

GW nivo		Maksimalna dužina za cijev od 1.25”		Maksimalna dužina za cijev od 1.5”
m	Ft	m	ft	m	ft
1.83	6	410	1345	1070	3510
2.74	9	325	1066	830	2723
3.66	12	265	869	625	2051
4.57	15	180	591	415	1362
5.18	17	110	361	290	951

Glava ručne pumpe Okretna tačka u ručnoj usisnoj pumpi uzrokuje da se klipnjača podigne kada se ruka pritisne prema dolje, povlačeći sa sobom klip i njegove prstenove. To zauzvrat uzrokuje otvaranje nepovratnog ventila, često nazivanog nožnim ventilom, na dnu pumpe, koji uvlači vodu. Kada se klip spusti, pritisak zatvara nepovratni ventil, zadržavajući vodu iznad klipa. Ovaj ciklus se ponavlja sve dok se ručna pumpa koristi.

Produžne cijevi su povezane s dnom usisne glave ručne pumpe putem GI cijevi dužine 1-2 cm. Cijela glava pumpe je postavljena na vrh nivoa tla, dok je samo 3 cm ručne pumpe izloženo površini. Npr. u kontekstu Pakistana i Bangladeša široko se koriste tradicionalne glave pumpe od lijevanog željeza. 

Sanitarna platforma je izgrađena sa platformom dimenzija 4 x 4 metra ili 5 x 6 metara (pravougaona) ili 5-6 metara (kružna) od cementnog betona (CC) ili armirano-cementnog betona (RCC). Obezbijeđen je sistem za odvodnju otpadnih voda i procjepni kanal za potrebe odvodnje.

Razmatranja dizajna 

Ključne karakteristike dizajna koje treba uzeti u obzir u ovom konceptu su:

• Prilikom odabira lokacije bušotine i njenog prinosa treba obratiti veliku pažnju. 
• Instalacija ručne pumpe na lošoj lokaciji ili zbog lošeg prinosa bušotine može uzrokovati problem, što može rezultirati problemima poput prodiranja pijeska i zamuljivanja. 
• Kontrola kvaliteta i građevinskih radova u zajednici i privatnih izvođača radova je neophodna 
• Glava pumpe je zaštićena od kontaminacije ugradnjom sanitarne brtve
• Dodatni nepovratni ventil se postavlja na vrh cijevi bunara, dok se kod tradicionalnog koncepta nepovratni ventil ne koristi.
• Obično pumpu i horizontalni cjevovod treba napuniti prije prve upotrebe, ali nakon toga daljnje punjenje ne bi trebalo biti potrebno jer će nepovratni ventili zadržavati vodu u pumpi i horizontalnom cjevovodu.
• Ručne usisne pumpe mogu izgubiti punjenje. Gubitak punjenja pumpi može biti uzrokovan curenjem u usisnoj ili produžnoj liniji. Curenja se moraju pronaći i popraviti, inače će pumpa nastaviti gubiti punjenje.
• Ako ručna pumpa ne održava (ne puni) nivo unutar komore za pumpanje, moguće je da je neispravan nepovratni ventil ili donji kontrolni ventil. 
• Postavljanje produžne cijevi (olovne linije) i iskop rova ​​trebaju biti najkraće moguće ravne linije
• Ručne pumpe Leadline su također otkazale kada smanjenje nivoa podzemne vode uzrokuje pad dinamičkog nivoa vode ispod maksimalnog usisnog kapaciteta pumpe.
• U nekim područjima je prijavljeno da su pumpe koje su prvobitno dovodile slatku vodu vremenom postale slane. To je najvjerovatnije povezano s prekomjernim pumpanjem sočiva slatke vode (koje postoji zbog infiltracije iz kanala za navodnjavanje).
• Kompletni troškovi instalacije za novi koncept su mnogo veći u poređenju sa tradicionalnim konceptom. 

Ispitivanje na terenu

Tehnologija je uvedena krajem 2010. godine u okrugu Thatta u Hyderabadu, Sindh, Pakistan, od strane Laar Humanitarian Development Programme (LHDP). Oxfam GB je uspješno instalirao oko 220 ručnih pumpi u ovom području od novembra 2010. do februara 2011. godine. Prosječna dubina bušotine ovih ručnih pumpi varira od 40-50 stopa (12-15 m), a udaljenost bušotine od sela je između 500 m i 1,500 m. 

U Bangladešu je 2009. godine, tokom programa odgovora na ciklon Aila, uvedena gotovo slična tehnologija. 

Buduće inicijative

Iako ova tehnologija uspješno dovodi vodu iz bušotine koja se nalazi na udaljenosti od 1,200 metara, njen optimalni kapacitet tek treba da se istraži.

Neke organizacije uključene u izgradnju ovih sistema uvele su dodatne nepovratne ventile na sredini horizontalnog cjevovoda ako dužina dovodne linije prelazi 150 m (500'), ali nema dokaza da se time izbjegavaju operativni problemi.

Trenutno se koriste bunarske cijevi promjera 1.5 inča i produžne cijevi promjera 1.25 inča, ali najpovoljnija veličina za veći učinak ili više priključaka još nije pronađena. Trenutno se na glavu bunara spaja samo jedna produžna cijev, dok se za više priključaka produžne cijevi i ručne pumpe u različitim selima tek treba pronaći rješenje.

Raspored

Dodatne informacije

PHE tim, Odjel za humanitarna pitanja, Oxfam GB, Oxford, UK