Продужење цевовода од ушћа бунара до ручних пумпи

Inspiracija

Тамо где је несташица чисте воде акутна и слатководни водоносни слој није лако доступан у самом селу или у близини, али постоји неколико могућих џепова (нпр. дуж наводњавачког канала) где слатка вода тече током целе године и може се наћи у ближим подручјима. Плитке бушотине могу се копати поред или испод наводњавачког канала како би се искористила слатка вода која се инфилтрира из наводњавачког канала у земљу.

Идеја додавања површински положених продужних цеви на главну цев из бушотине која је повезана са ручном пумпом за усисавање постављеном на удаљеној локацији, омогућила би обезбеђивање адекватне и безбедне воде циљаној заједници. Ово такође смањује удаљеност путовања и време сакупљања воде, првенствено за циљане кориснике, посебно за адолесценткиње које су морале да путују на велике удаљености (што није безбедно) да би сакупиле слатку воду из ових канала, проводећи 3-4 сата дневно. 

Дизајн

Потрошња воде у руралним подручјима често је ограничена на кућну употребу, тј. пиће, кување, чишћење, прање и купање. Овај јединствени систем може да обезбеди адекватну и безбедну воду за пиће и кување за до 140 или више особа. 

Технологија ручних пумпи је позната као приступачна, прихватљива од стране свих, једноставна за руковање и одржавање, релативно јефтина и одржива опција водоснабдевања. 

Бушотина се буши на одговарајућој локацији водоносног слоја. Систем ефикасније функционише на плитким бунарима, али научене лекције показују да систем у великој мери зависи од хидрауличке мреже (HGL) између места пумпања и испоруке, капацитета пумпања локалних пумпи и дужине цевовода на променљивом или равном терену. 

Ова технологија ради на усисним пумпама и изводљива је до дубине од 7 метара при статичком (стајаћем) нивоу подземне воде. Може да произведе 0.3 литра чисте воде у секунди са дубином од 3-4 метра статичког (стајаћег) нивоа подземне воде.

Овај концепт је изводљив само тамо где је одговарајући плитки водоносни слој доступан у близини циљних сеоских локација, а успешан систем би зависио од: 

• Успешна изградња бушотине на одговарајућој дубини водоносног слоја и безбедној локацији  
• Уградња десних слепих цеви како би се омогућио несметан проток подземних вода до бунара
• Има одговарајуће шљунчано паковање које минимизира улазак седимената и честица песка
• Повезивање и постављање продужне цеви (оловне линије) и ископ рова треба да буду најкраћим могућим правим линијама

Комплетна технологија се састоји од пет главних компоненти као што су –

Бушотина се буши на одговарајућој дубини водоносног слоја унутар достижне удаљености од 500 м до 1,500 м од циљаног стамбеног објекта/корисника. Бушотина треба да има одговарајуће шљунчано набијање.

Ово делује као медијум који минимизира улазак седимената и честица песка. 

За бушење и изградњу квалитетних бушотина потребна је квалификована радна снага. Локална квалификована радна снага је увек пожељна (ако је доступна) јер је добро упозната са локалним контекстом.

Склоп бушотине је опремљен ПВЦ цевима које се спуштају у њу. На пример, традиционална пракса ручних пумпи у Пакистану обично користи ПВЦ цеви пречника 1.5 инча као главни црево за успон и филтере. 

Неповратни вентил обично функционише тако што омогућава проток воде само у једном смеру и спречава проток воде у супротном смеру. Неповратни вентил се поставља између врха успонске цеви и продужне цеви како би се осигурао константан притисак воде у систему.

Продужни цевовод се поставља између бунарске цеви и главе пумпе. Један крај продужног цевовода је повезан са главом бунара преко неповратног вентила, а други крај је повезан

до дна ручне пумпе. Ров ширине 12 цм и дубине 12-24 цм (у зависности од локалне ситуације) се ископава од бунарске цеви до главе пумпе где се полажу продужни цевоводи и закопавају земљом. За обављање овог посла може се користити неквалификована радна снага уз пажљив надзор и праћење технички веште особе.  

 Прорачуни, коришћењем Дарси Вајсбахове једначине, показали су следећу могућу дужину продужне цеви (доводне линије) за цеви пречника 1.25” и 1.5” за различите дубине нивоа подземних вода, под претпоставком усисног капацитета од 7 м, брзине протока од 0.25 л/с и температуре воде од 20°C, и под претпоставком да нема разлике у надморској висини између два краја хоризонталног цевовода, али узимајући у обзир 0.92 м (3') за висину ручне пумпе.

Губици трења се израчунавају помоћу Хејзен-Вилијамсове једначине губитака трења

Ниво ГВ		Максимална дужина за цев од 1.25 инча		Максимална дужина за цев од 1.5 инча
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

Глава ручне пумпе. Опорна тачка у ручној усисној пумпи доводи до тога да се клипњача подиже када се рука потискује надоле, повлачећи са собом клип и његове прстенове. То заузврат доводи до отварања неповратног вентила, често називаног ножним вентилом, на дну пумпе, и усисавања воде. Када се клип спусти, притисак затвара неповратни вентил, чиме се вода задржава изнад клипа. Овај циклус се понавља све док се ручна пумпа користи.

Продужни цевоводи су повезани са дном усисног дела главе ручне пумпе преко ГИ цеви дужине 1-2 цм. Читава глава пумпе је постављена на нивоу тла, док је само 3 цм ручне пумпе изложено површини. На пример, у Пакистану и Бангладешу се широко користе традиционалне главе пумпе од ливеног гвожђа. 

Санитарна платформа је изграђена са платформом од цементног бетона (CC) или армиранобетонског бетона (RCC) димензија 4 x 4 метра или 5 x 6 метра (правоугаона) или 5-6 метара (кружна). Обезбеђен је систем за одводњавање отпадних вода и улазни канал како би се задовољиле потребе за одводњавањем.

Дизајн разматрања 

Кључне карактеристике дизајна које треба узети у обзир у овом концепту су:

• Приликом избора локације бушотине и њеног издашног капацитета, треба обратити велику пажњу. 
• Инсталирање ручне пумпе на лошој локацији или због лошег издашног капацитета бушотине може проузроковати проблем, што може довести до проблема као што су продор песка и замуљивање. 
• Контрола квалитета како грађевинских радова у заједници, тако и приватних извођача радова је неопходна 
• Глава пумпе је заштићена од контаминације уградњом санитарног заптивача
• Додатни неповратни вентил се поставља на врх главе бунарске цеви, док се код традиционалног концепта неповратни вентил не користи.
• Обично је потребно напунити пумпу и хоризонтални цевовод пре прве употребе, али након тога даље пуњење не би требало да буде потребно јер ће неповратни вентили задржавати воду у пумпи и хоризонталном цевоводу.
• Ручне усисне пумпе могу изгубити пумпање. Губитак пумпи може настати због цурења у усисној или продужној линији. Цурења се морају пронаћи и поправити, иначе ће пумпа наставити да губи пумпање.
• Ако ручна пумпа не држи (не пуни) ниво унутар коморе за пумпање, неповратни вентил или доњи неповратни вентил могу бити неисправни. 
• Постављање продужне цеви (оловне линије) и ископ рова треба да буду најкраће могуће равне линије
• Ручне пумпе Leadline су такође отказале када смањење нивоа подземних вода узрокује пад динамичког нивоа воде испод максималног усисног капацитета пумпе.
• У неким областима је пријављено да су пумпе које су првобитно снабдевале слатком водом временом постале слане. Ово је највероватније повезано са прекомерним пумпањем сочива слатке воде (које постоји због инфилтрације из канала за наводњавање).
• Комплетни трошкови инсталације новог концепта су много већи у поређењу са традиционалним концептом. 

Испитивање на терену

Технологија је представљена крајем 2010. године у округу Тата у Хајдерабаду, Синд, Пакистан, од стране Лаарског програма за хуманитарни развој (LHDP). Оксфам ГБ је успешно инсталирао око 220 ручних пумпи у овом подручју од новембра 2010. до фебруара 2011. године. Просечна дубина бушотине ових ручних пумпи варира од 40-50 стопа (12-15 м), а удаљеност бушотине од села је између 500 м и 1,500 м. 

Године 2009 у Бангладешу, током програма реаговања на циклон Аила, уведена је готово слична технологија. 

Будуће иницијативе

Иако ова технологија успешно доводи воду из бушотине која се налази на удаљености од 1,200 метара, њен оптимални капацитет тек треба да се истражи.

Неке организације које су укључене у изградњу ових система увеле су додатне неповратне вентиле на средини хоризонталног цевовода ако дужина доводне цеви прелази 150 м (500 стопа), али нема доказа да се тиме избегавају оперативни проблеми.

Тренутно се користе бунарске цеви пречника 1.5 инча и продужни цевовод пречника 1.25 инча, али најповољнија величина за већи излаз или вишеструке прикључке још увек није пронађена. Тренутно се један продужни цевовод повезује са ушћем бунара, док за вишеструке прикључке продужног цевовода и ручне пумпе у различитим селима тек треба да се открије.

Распоред

Додатне информације

Тим за PHE, Одељење за хуманитарну помоћ, Oxfam GB, Оксфорд, УК