Gegraven waterputtenEdit
Tot in de laatste eeuwen waren alle kunstmatige waterputten pompeuze, met de hand gegraven putten van verschillende graad van verfijning, en zij blijven een zeer belangrijke bron van drinkbaar water in sommige landelijke ontwikkelingsgebieden waar zij vandaag de dag routinematig worden gegraven en gebruikt. Hun onmisbaarheid heeft geleid tot een aantal literaire verwijzingen, letterlijk en figuurlijk, naar hen, met inbegrip van de verwijzing naar het incident van Jezus die een vrouw ontmoet bij de put van Jakob (Johannes 4:6) in de bijbel en het “Ding Dong Bell” kinderrijmpje over een kat in een put.
Handgegraven putten zijn uitgravingen met een diameter groot genoeg om een of meer mensen met schoppen te laten graven tot onder de grondwaterspiegel. De uitgraving wordt horizontaal geschoord om te voorkomen dat aardverschuivingen of erosie gevaar opleveren voor de mensen die aan het graven zijn. De putten kunnen worden bekleed met stenen of bakstenen; door deze bekleding tot boven het grondoppervlak uit te breiden en zo een muur rond de put te vormen, worden zowel verontreiniging als verwondingen door het vallen in de put beperkt. Een modernere methode, caissoning genoemd, maakt gebruik van gewapend beton of prefab putringen van gewoon beton die in het gat worden neergelaten. Een putgravingsteam graaft onder een snijring en de putkolom zakt langzaam in de watervoerende laag, terwijl het team beschermd wordt tegen het instorten van de putboring.
Handgegraven putten zijn goedkoop en low tech (vergeleken met boren), aangezien zij meestal handarbeid gebruiken om toegang te krijgen tot grondwater op het platteland in ontwikkelingslanden. Zij kunnen worden aangelegd met een hoge mate van participatie van de gemeenschap, of door plaatselijke ondernemers die gespecialiseerd zijn in handgegraven putten. Ze zijn met succes uitgegraven tot 60 meter (200 ft). De operationele en onderhoudskosten zijn laag, deels omdat het water met de hand kan worden opgepompt, zonder pomp. Het water is vaak afkomstig uit een aquifer of grondwater, en kan gemakkelijk worden verdiept, wat nodig kan zijn als het grondwaterpeil daalt, door de bekleding verder in de aquifer te schuiven. De opbrengst van bestaande met de hand gegraven putten kan worden verbeterd door ze te verdiepen of er verticale tunnels of geperforeerde buizen in aan te brengen.
De nadelen van met de hand gegraven putten zijn talrijk. Het kan onpraktisch zijn om putten met de hand te graven in gebieden waar hard gesteente aanwezig is, en het kan tijdrovend zijn om ze te graven en te leiden, zelfs in gunstige gebieden. Omdat zij ondiepe watervoerende lagen exploiteren, kan de put gevoelig zijn voor opbrengstschommelingen en mogelijke verontreiniging door oppervlaktewater, met inbegrip van afvalwater. Voor de bouw van met de hand gegraven putten is in het algemeen een goed opgeleid bouwteam nodig, en de kapitaalinvestering voor uitrusting zoals betonnen ringmallen, zware hijswerktuigen, bekistingen voor putschachten, gemotoriseerde ontwateringspompen, en brandstof kan voor mensen in ontwikkelingslanden aanzienlijk zijn. De bouw van met de hand gegraven putten kan gevaarlijk zijn door instorting van de putboring, vallende voorwerpen en verstikking, onder meer door uitlaatgassen van de ontwateringspomp.
De Woodingdean Water Well, met de hand gegraven tussen 1858 en 1862, is de diepste met de hand gegraven put met 392 meter (1,285 ft). De Big Well in Greensburg, Kansas, wordt de grootste met de hand gegraven put ter wereld genoemd, met een diepte van 33 meter (109 voet) en een diameter van 9,8 meter (32 voet). De Jozefput in de Citadel van Caïro is echter 280 voet (85 m) diep en de Pozzo di S. Patrizio (St. Patrick’s Well), gebouwd in 1527 in Orvieto, Italië, is 61 meter (200 ft) diep en 13 meter (43 ft) breed en is beide groter in volume.
Gedreven puttenEdit
Gedreven putten kunnen zeer eenvoudig worden gemaakt in ongeconsolideerd materiaal met een putgatconstructie, die bestaat uit een geharde aandrijfpunt en een scherm (geperforeerde pijp). De punt wordt eenvoudig in de grond gehamerd, gewoonlijk met een driepoot en een aandrijver, waarbij zo nodig pijpstukken worden toegevoegd. Een “driver” is een verzwaarde pijp die over de geperforeerde pijp glijdt en er herhaaldelijk op wordt neergelaten. Wanneer grondwater wordt aangetroffen, wordt de put van sediment ontdaan en wordt een pomp geïnstalleerd.
Geboorde puttenEdit
Geboorde putten worden gewoonlijk gemaakt met behulp van ofwel top-head roterende stijl, tafel roterende, of kabel gereedschap boormachines, die alle gebruik maken van boorstelen die worden gedraaid om een snijdende actie in de formatie te creëren, vandaar de term boren.
Geboorde putten kunnen worden uitgegraven met eenvoudige handboormethoden (boren, slibben, jetting, rijden, handpercussie) of machinaal boren (roterend, percussie, down the hole hamer). Diepboren met roterende boormethode is het meest gebruikelijk. Rotatieboren kan in 90% van de formaties worden toegepast.
Gegraven putten kunnen water uit een veel dieper niveau halen dan gegraven putten – vaak tot enkele honderden meters.
Gegraven putten met elektrische pompen worden over de hele wereld gebruikt, meestal in landelijke of dunbevolkte gebieden, hoewel veel stedelijke gebieden gedeeltelijk door gemeentelijke putten worden gevoed. De meeste boormachines voor ondiepe putten zijn gemonteerd op grote vrachtwagens, aanhangwagens of rupsvoertuigen. Waterputten zijn doorgaans 3 tot 18 meter diep, maar kunnen in sommige gebieden dieper gaan dan 900 meter (3.000 ft).
Rotatieboormachines gebruiken een gesegmenteerde stalen boorstreng, gewoonlijk bestaande uit aan elkaar geschroefde delen van gegalvaniseerde stalen buizen van 6 m (20 ft), met een bit of een ander boorapparaat aan het onderste uiteinde. Sommige roterende boormachines zijn ontworpen om (door te rijden of te boren) een stalen omhulsel in de put te installeren, samen met het boren van het eigenlijke boorgat. Als circulatievloeistof wordt lucht en/of water gebruikt om het boorgruis te verplaatsen en de boorkoppen tijdens het boren af te koelen. Bij een andere vorm van roterend boren, modderroterend genoemd, wordt gebruik gemaakt van een speciaal vervaardigde modder of boorspoeling, die tijdens het boren voortdurend wordt bijgesteld, zodat zij steeds voldoende hydraulische druk kan uitoefenen om de zijwanden van het boorgat open te houden, ongeacht de aanwezigheid van een verbuizing in de put. Gewoonlijk worden boorgaten in massief gesteente pas na het boorproces van een omhulsel voorzien, ongeacht de gebruikte machines.
De oudste vorm van boormachines is het kabelgereedschap, dat ook vandaag nog wordt gebruikt. Specifiek ontworpen om een bit in het boorgat op te tillen en neer te laten, zorgt de spudding van de boor ervoor dat het bit op de bodem van het gat wordt opgetild en neergelaten, en het ontwerp van de kabel zorgt ervoor dat het bit met ongeveer 1⁄4 omwenteling per neerwaartse beweging draait, waardoor een booractie ontstaat. In tegenstelling tot roterend boren moet bij het boren met een kabel het boren worden stopgezet zodat het boorgat van boorgruis kan worden ontdaan.
Geboorde putten worden gewoonlijk afgedekt met een in de fabriek vervaardigde pijp, meestal van staal (bij roterend boren met lucht of met kabel) of van plastic/PVC (bij roterende putten met modder, ook aanwezig in putten die in vast gesteente worden geboord). De verbuizing wordt vervaardigd door segmenten van de verbuizing chemisch of thermisch aan elkaar te lassen. Als de verbuizing tijdens het boren wordt aangebracht, zullen de meeste boormachines de verbuizing in de grond drijven terwijl het boorgat vordert, terwijl bij sommige nieuwere machines de verbuizing daadwerkelijk kan worden gedraaid en in de formatie kan worden geboord op een soortgelijke manier als het boorgat net eronder vordert. PVC of kunststof wordt gewoonlijk gelast en dan in de geboorde put neergelaten, verticaal gestapeld met de uiteinden in elkaar genesteld en aan elkaar gelijmd of gesoldeerd. De secties van de omhulling zijn gewoonlijk 6 meter (20 ft) of meer in lengte, en 6 tot 12 in (15 tot 30 cm) in diameter, afhankelijk van het voorgenomen gebruik van de put en de plaatselijke grondwatervoorwaarden.
Oppervlakteverontreiniging van putten in de Verenigde Staten wordt typisch gecontroleerd door het gebruik van een oppervlakteafdichting. Er wordt een groot gat geboord tot een vooraf bepaalde diepte of tot een begrenzende formatie (klei of vast gesteente, bijvoorbeeld), en vervolgens wordt vanaf dat punt een kleiner gat voor de put gemaakt. De put wordt gewoonlijk vanaf de oppervlakte tot in het kleinere gat voorzien van een mantelbuis met dezelfde diameter als dat gat. De ringvormige ruimte tussen het grote boorgat en de kleinere verbuizing wordt opgevuld met bentonietklei, beton of een ander afdichtingsmateriaal. Hierdoor ontstaat een ondoordringbare afdichting van het oppervlak tot de volgende afsluitende laag, die voorkomt dat verontreinigende stoffen langs de buitenwanden van de verbuizing of het boorgat in de watervoerende laag terechtkomen. Bovendien worden putten gewoonlijk afgedekt met ofwel een kunstmatige putdop of een afdichting die lucht door een scherm in de put laat stromen, maar insecten, kleine dieren en onbevoegde personen ervan weerhoudt de put te betreden.
Op de bodem van putten wordt, afhankelijk van de formatie, een zeef, filterpakket, sleufbuis of open boorgat achtergelaten om de waterstroom in de put mogelijk te maken. Geconstrueerde schermen worden meestal gebruikt in niet-geconsolideerde formaties (zand, grind, enz.), waarbij water en een percentage van de formatie door het scherm kunnen stromen. Door een deel van het materiaal door te laten ontstaat een filter met een groot oppervlak uit de rest van de formatie, aangezien de hoeveelheid materiaal die aanwezig is om de put in te gaan langzaam afneemt en uit de put wordt verwijderd. Rotsputten zijn meestal omhuld met een PVC-voering/omhulsel en een scherm of een omhulsel met sleuven aan de onderkant, meestal alleen om te voorkomen dat rotsen in de pomp komen. Sommige putten maken gebruik van een filter pack-methode, waarbij een ondermaatse screen of slotted casing in de put wordt geplaatst en een filtermedium rond de screen wordt aangebracht, tussen de screen en het boorgat of de casing. Hierdoor kan het water van ongewenste materialen worden gefilterd alvorens de put en de pompzone binnen te gaan.
-
Een geautomatiseerd waterputsysteem dat wordt aangedreven door een jet-pomp
-
Een geautomatiseerd waterputsysteem aangedreven door een dompelpomp
-
Een waterputsysteem met een cisterne
-
Een waterputsysteem met een cisterne onder druk
-
Een doorsnede van een roestvrijstalen zeefput