從井口到手動泵的管道延伸

靈感

在清潔水資源極度匱乏且村莊或附近沒有現成淡水含水層的地區，如果存在一些全年都有淡水流淌的區域（例如灌溉渠沿線），則可以在附近找到這些淡水。可以在灌溉渠道旁或下方鑽探淺井，以利用從灌溉渠道滲入地下的淡水。

在從鑽孔引水管延伸至位於遠處異地抽水泵的主管道上，並加裝地面鋪設的延長管，即可為目標社區提供充足安全的飲用水。此舉還能縮短取水路程和時間，尤其惠及目標受益人群，特別是那些必須長途跋涉（且不安全）從水渠取水的少女，她們每天要花費3-4個小時。 

設計

農村地區的用水通常僅限於生活用途，例如飲用、烹飪、清潔、洗滌和沐浴。這套系統可為多達140人或更多人提供充足且安全的飲用水和烹飪用水。 

手壓泵技術以其價格實惠、易於操作和維護、成本相對較低且可持續的供水方式而聞名。 

鑽孔選址在適當的含水層位置。該系統在淺井中效果更佳，但經驗表明，該系統很大程度上依賴於抽水點和輸水點之間的水力網格線（HGL）、當地水泵的抽水能力以及在地形多變或平坦地區管道的長度。 

這項技術採用吸力泵，適用於靜水位深度達7公尺的情況。在靜水位深度為3-4公尺的情況下，它可以每秒生產0.3公升清潔水。

這個概念僅在目標村莊附近有合適的淺層含水層且易於獲取的情況下才可行，此外，系統的成功還取決於： 

• 成功在適當的含水層深度和安全位置鑽探了一口井。  
• 安裝合適的盲管，使地下水能夠順暢地流入水井。
• 採用合適的礫石填料，最大限度地減少沉積物和沙粒的進入。
• 延長管（引線）的連接和放置以及溝槽開挖應盡可能採用最短直線距離。

這項完整的技術由五大主要組成部分構成，例如：

鑽孔應鑽至目標住所/受益人500公尺至1,500公尺範圍內的合適含水層深度。鑽孔內應填充適當的礫石。

它起到一種介質的作用，可以最大限度地減少沉積物和沙粒的進入。 

鑽探和建造高品質水井需要熟練的工人。我們始終優先考慮當地的熟練工人（如有），因為他們更了解當地情況。

鑽孔裝置配有可放入其中的PVC管路。例如，巴基斯坦傳統的手動泵浦通常使用直徑1.5英吋的PVC管道作為上升主管道和過濾器。 

止回閥通常只允許水單向流動，並阻止水反向流動。止回閥安裝在主管道頂部和延伸管道之間，以確保系統內的水壓穩定。

延長管線位於井管和泵浦頭之間。延長管線的一端透過止回閥與井口連接，另一端連接…

直至手動泵底部。從井管到泵頭挖一條寬 12 英吋、深 12-24 英吋（視當地情況而定）的溝槽，將延長管道鋪設在溝槽內並用土壤掩埋。這項工作可以由非熟練工人完成，但需由技術熟練的人員進行密切監督和指導。  

 使用達西-魏斯巴赫方程式計算得出，對於不同地下水位深度，直徑為 1.25 英寸和 1.5 英寸的管道，可能的延長管（引水管）長度如下：假設吸力為 7 米，流量為 0.25 公升/秒，水溫為 20°C，並且假設水平管道兩端之間沒有高程泵差，但考慮到 3 英尺泵的高度（0.92 英尺）。

摩擦損失採用哈森-威廉斯摩擦損失方程式計算。

GW 等級		1.25吋管道的最大長度		1.5吋管道的最大長度
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

手動泵頭：吸水式手動泵的支點使活塞桿在手向下按壓時向上移動，從而帶動活塞及其活塞環一起移動。這反過來又會打開位於幫浦底部的止回閥（通常稱為底閥），從而吸入水。當活塞向下移動時，壓力使止回閥關閉，從而將水留在活塞上方。只要手動泵在使用，這個循環就會不斷重複。

延長管道透過1-2英尺長的鍍鋅鐵管連接到手動泵吸水泵頭的底部。整個泵頭都放置在地面上，只有3英尺長的手動泵頭暴露在地面上。例如，在巴基斯坦和孟加拉國，傳統的鑄鐵泵頭被廣泛使用。 

衛生平台採用4英尺×4英尺或5英尺×6英尺（長方形）或5-6英尺直徑（圓形）的水泥混凝土（CC）或鋼筋混凝土（RCC）結構。平台配備污水排水系統和滲水井，以滿足排水需求。

設計注意事項 

在這個概念設計中需要考慮的關鍵特徵包括：

• 在選擇鑽孔位置和產量時，必須格外謹慎。 
• 在鑽孔位置不佳或出水量不足的情況下安裝手動泵浦可能會造成問題，例如導致砂土侵入和淤積等問題。 
• 對社區建設和私人承包商的品質控制至關重要。 
• 透過安裝衛生密封件，防止泵頭受到污染。
• 在井管頭部上方安裝了一個額外的止回閥，而傳統概念中不使用止回閥。
• 通常情況下，泵浦和水平管道在首次使用前需要進行注水，但之後就不需要再注水了，因為止回閥會將水留在泵浦和水平管道中。
• 手動吸氣幫浦可能會失去吸力。吸氣幫浦失去吸力可能是由於吸氣管或延長管洩漏造成的。必須找到並修復洩漏點，否則幫浦會持續失去吸力。
• 如果手動幫浦無法保持（抽出）幫浦腔內的液位，則可能是止回閥或下止回閥故障。 
• 延長管（引水管）的放置和溝槽開挖應盡可能採用最短直線距離
• 當地下水位下降導致動態水位低於水泵的最大吸力時，鉛線手動泵也會發生故障。
• 據報道，在某些地區，最初供應淡水的泵浦隨著時間的推移變成了鹹水。這很可能與過度抽取淡水透鏡體（由於​​灌溉渠道的滲漏而形成）有關。
• 新概念的整套安裝成本比傳統概念高得多。 

現場測試

這項技術於2010年底由拉爾人道發展計畫（LHDP）引進巴基斯坦信德省海得拉巴市塔塔地區。 2010年11月至2011年2月期間，樂施會英國分會已在該地區成功安裝了約220台手動水泵。這些手動水泵的平均鑽孔深度為40-50英尺（12-15公尺），鑽孔距離村莊的距離在500公尺至1,500公尺之間。 

2009 年，孟加拉在應對颶風艾拉的行動中也引進了類似的技術。 

未來舉措

雖然這項技術已經成功地從 1,200 英尺外的鑽孔中抽取了水，但其最佳容量仍有待探索。

參與這些系統建設的一些組織在水平管道中部引入了額外的止回閥，以防引線長度超過 150 公尺（500 英尺），但沒有證據表明這樣做可以避免操作問題。

目前，井口使用直徑1.5英吋的井管和直徑1.25英吋的延長管，但尚未找到最適合提高產量或實現多點連接的規格。目前，井口僅連接一根延長管，而不同村莊的多點連接（例如使用延長管和手壓泵）方案尚待探索。

佈局

更多信息

英國牛津，樂施會英國分會人道部門公共衛生團隊