Kako bušiti u rastresitim zemljištima (loess) da biste dobili najveći mogući protok vode
1. Objašnjenja
Bušenje u rastresitim zemljištima, posebno u lesu (loesu), predstavlja poseban izazov u hidrogeološkom i bušotinskom inženjeringu. Les je eolski nanos karakterističan po svojoj sitnozrnoj strukturi, niskoj koheziji i visokoj poroznosti. Iako na prvi pogled deluje pogodno za infiltraciju vode, njegova hidrološka ponašanja su složenija zbog specifične mikrostrukture i labilnosti pri zasićenju.
Les se uglavnom sastoji od sitnih čestica praha i mulja, sa malim procentom peska i gline. Njegova poroznost često prelazi 40%, ali to ne znači nužno i visoku transmisivnost. Kada se les natopi, dolazi do gubitka strukturalne stabilnosti, što može prouzrokovati kolaps zemljišta i zatvaranje bušotine. Zato je neophodno pažljivo planirati i izvoditi bušenje u ovakvom medijumu kako bi se osigurala dugoročna stabilnost i što veći protok vode.
U ovom tekstu objašnjavamo kako pravilno bušiti u lesu da biste maksimizirali dotok vode. Obradićemo karakteristike lesnih formacija, potrebnu opremu, metode stabilizacije i tehniku bušenja koja omogućava optimalan kapacitet bunara.
2. Implikacije
Nepravilno bušenje u rastresitim sedimentima može imati niz negativnih posledica. Prvo, postoji rizik od urušavanja zidova bušotine, naročito u fazi prekrivanja ili dok se ne ugradi cevni kolovrat. Drugo, zbog kapilarne strukture i prisustva mikropora, les može imati nisku vodopropusnost u vertikalnom pravcu, iako horizontalna transmisivnost može biti zadovoljavajuća.
Ukoliko se bušenje ne izvede pravilno, dolazi do sledećih problema:
- Kolmatacija (začepljenje) filtracionih zona u bušotini
- Nedovoljna stabilizacija zidova, što vodi do gubitka bušotine
- Loša izdašnost i nizak protok vode
- Pojava zamućenja vode i kontaminacija
Osim tehničkih problema, neadekvatna izvedba bunara u lesu može izazvati i hidrogeološke poremećaje, kao što su lokalna sniženja nivoa podzemnih voda ili povratni tokovi koji uvode zagađivače u akvifer.
3. Zašto je ovo važno za vas
Bilo da ste vlasnik kuće koji planira da napravi sopstveni bunar, ili izvođač koji radi na većim hidrogeološkim projektima, razumevanje ponašanja lesnih zemljišta i pravilne tehnike bušenja je ključno. Les je prisutan u velikom delu Srbije, naročito u Vojvodini, na padinama Fruške gore, u okolini Beograda, i na južnim obroncima Panonske nizije.
Ako ne obratite pažnju na specifičnosti ovog terena, bunar može biti neupotrebljiv ili će zahtevati stalne intervencije i popravke. To povećava troškove i ugrožava snabdevanje vodom. S druge strane, pravilno bušenje može vam obezbediti stabilan izvor kvalitetne vode sa maksimalnim protokom, uz minimalno održavanje.
Osim praktičnih koristi, ovladavanje tehnikom bušenja u lesu doprinosi i zaštiti životne sredine. Pravilno izveden bunar smanjuje rizik od zagađenja podzemnih voda i omogućava održivo korišćenje resursa.
4. Kako se to primenjuje na terenu
4.1. Priprema terena i geološka istraživanja
Pre bilo kakvog bušenja, neophodno je sprovesti terensko ispitivanje. To uključuje:
- Geološko kartiranje
- Inženjersko-geološke sonde do dubine predviđenog vodozahvata
- Utvrđivanje nivoa podzemne vode i debljine zasićenog sloja
Lesne formacije su često međuslojevite, sa prisustvom glina, peskova i karbonatnih konkrecija. Zato je važno precizno odrediti dubinu na kojoj se nalazi najizdašniji sloj i njegova granulometrija. Idealno je ciljati na međuzone gde se les preklapa sa peskovitim horizontima, jer oni imaju veću transmisivnost.
4.2. Izbor metode bušenja
Za bušenje u rastresitim sedimentima preporučuju se sledeće metode:
- Rotaciono bušenje sa direkcijom ispiranja (rotary drilling)
- Direktno ispiranje sa reverzibilnim cirkulacionim sistemom
- Bušenje sa podizanjem jezgra (ako se traži preciznija stratigrafija)
Rotaciona metoda se pokazala najefikasnijom jer omogućava stabilizaciju zidova pomoću cirkulacionog fluida (bentonitna ili polimerna suspenzija). U lesnim terenima, bentonit je naročito koristan jer povećava koheziju zidova i sprečava kolaps. Međutim, treba voditi računa o njegovoj količini jer prevelika koncentracija može začepiti akvifer.
4.3. Stabilizacija bušotine
Tokom bušenja, zidovi bušotine moraju biti zaštićeni od urušavanja. Postoje tri osnovna načina stabilizacije:
- Upotreba bušaćeg fluida (najčešće bentonitne suspenzije)
- Ugradnja privremenog zaštitnog kolovrata (tzv. casing)
- Brza ugradnja trajne cevi nakon postizanja željene dubine
Najefikasnija praksa je kombinacija bentonitne suspenzije i metalnog ili PVC casing-a, koji se uklanja ili ostavlja kao trajni deo konstrukcije. Ukoliko se casing postavlja, mora se precizno uskladiti prečnik cevi sa prečnikom bušotine da bi se omogućio prostor za filtracioni sloj (tzv. šljunak-filter ili drenažni materijal).
4.4. Filtracioni sloj i konstrukcija bunara
Da bi se omogućio maksimalni protok vode, potrebno je pažljivo dizajnirati filtracioni sloj. On se nalazi između zidova bušotine i perforiranog dela cevi. Za lesna zemljišta preporučuje se sledeće:
- Izbor šljunka prečnika 0.7–1.5 mm
- Debljina sloja najmanje 10 cm oko cevi
- Perforacija cevi sa otvorima promjera 1.0–1.5 mm, raspoređenim spiralno
Filtracioni sloj treba da spreči ulazak finih čestica u cev, ali da omogući prolaz vode. U lesu, čestice su vrlo fine, pa je važno da šljunak bude pravilno klasifikovan i ispran. Nepravilna granulacija može dovesti do kolmatacije i smanjenja protoka.
4.5. Razbuđivanje i ispiranje bunara
Nakon ugradnje cevi i filtracionog sloja, sprovodi se razbuđivanje (engl. development). To je proces kojim se uklanjaju sitne čestice iz okoline bunara i poboljšava hidraulička veza sa akviferom. Najčešće metode su:
- Pumpanje sa promenljivim protokom
- Air-lift metoda (komprimovani vazduh)
- Pulsno ispiranje i refluks
Ovaj proces može trajati i do 48 sati, u zavisnosti od karakteristika terena. Cilj je da se postigne konstantan protok bez zamućenja, što je indikator da je zona oko bunara stabilizovana.
4.6. Testiranje izdašnosti
Po završetku bušenja i razbuđivanja, obavlja se pumpni test. On se sastoji iz:
- Mjerenja nivoa vode u statičkom stanju
- Mjerenja opadanja nivoa tokom pumpanja (drawdown)
- Određivanja maksimalnog i trajnog protoka
Za lesna zemljišta, tipični protoci se kreću između 0.5 i 5 l/s, ali uz dobar dizajn i pravilan izbor sloja, moguće je postići i do 10 l/s. Tokom testiranja koristi se automatski zapisnik nivoa vode i protoka kako bi se dobili precizni hidrološki parametri.
4.7. Završna obrada i zaštita bunara
Bunar se zatvara betonskim prstenom, obezbeđuje se hidroizolacijom i ugrađuje se poklopac sa ventilacionim otvorom. Preporučuje se i ugradnja povratnog ventila i merača protoka. Ceo sistem mora biti zaštićen od površinskih voda i zagađenja. Posebnu pažnju treba obratiti na zonu neposredno oko cevi (tzv. zaptivni prsten), koji se puni glinenim materijalom ili cementnim mortom.
Zaključak
Bušenje u lesnim terenima zahteva pažljiv pristup, detaljnu pripremu i precizno izvođenje. Kroz pravilno dimenzionisanu konstrukciju, korišćenje odgovarajućih materijala i adekvatnu tehniku razbuđivanja, moguće je dobiti bunar sa visokim protokom i dugim vekom trajanja. Les, uprkos svojoj složenosti, može biti izuzetan rezervoar podzemne vode, ukoliko se pravilno tretira.
Iskustvo, znanje i upotreba odgovarajuće opreme su ključni za uspeh. Zbog toga se preporučuje angažovanje stručnjaka sa iskustvom u radu sa rastresitim formacijama, naročito u lesu, kako bi svaki projekat bio tehnički ispravan, bezbedan i efikasan.
Za sve dodatne informacije i pomoć, obratite se bunar.rs na broj telefona 064 669 4209.