Jak se měří průtok studny?

Zvodněná studna je pohodlný a prakticky nevyčerpatelný zdroj vody na osobním pozemku. Voda z takové studny může být použita pro domácí potřeby a zavlažování. Jedním z nejdůležitějších parametrů takového vrtu je průtok.

Článek poskytuje podrobný popis toho, jaký je průtok vodní studnou, jaké typy průtoků existují a co ovlivňuje tuto hodnotu. Kromě toho je uveden vzorec a příklady výpočtu.

Co to je, jak se to měří?

Zjednodušeně řečeno, průtok vodní studnou je hodnota celkového objemu vody, kterou je zdroj (studna) schopen za stanovený čas vyrobit.

Průtok se počítá v metrech krychlových za hodinu (m3/h) nebo v litrech za hodinu (l/h). Průtok se vypočítává pomocí vodního ponorného nebo drenážního čerpadla s maximálním výkonem pro tento typ studny.

Tato hodnota není konstantní, se zaznamenává po úplném vyvrtání vrtu a zapíše jej tým do technického pasu. Tuto hodnotu lze nazvat „plovoucí“ vzhledem k tomu, že je zahrnuta v datovém listu na základě výpočtu jednoho čerpadla a v budoucnu lze použít čerpadlo jiné velikosti.

Tým například změřil čerpadlo o výkonu 7 m3/h a tento parametr zapsal do datového listu. Majitel studny může použít čerpadlo o výkonu 5 m3/h, což lze považovat za konstantní průtok studnou.

Definice a popis

Při výpočtu průtoku studny se berou v úvahu 2 hlavní typy tohoto parametru: absolutně volný a specifický průtok. Co každý znamená, je vysvětleno níže.

Zcela zdarma

Naprosto volný průtok vody studnou je schopnost ideální studny udržet produkci při tlaku větším než 0,1 MPa. To bere v úvahu výkon čerpacího čerpadla, stabilitu útvarů, hloubku podzemní vody, množství bahna a hmotnost vody ve formaci.

Charakteristický

Specifický průtok je objem vody, který je studna schopna vypustit za předpokladu, že hladina klesne na 1 m. Jinými slovy, jedná se o volný, přístupný objem vody, který lze odčerpat ze zdroje bez snížení hladiny kapaliny. v něm.

Hlavní rozdíl oproti skutečnému průtoku je ten, že objem vody při specifickém průtoku je vždy větší, protože nebere v úvahu filtrační zóny.

Skutečný průtok je vypočítán na základě filtrační zóny a nezahrnuje zbývající, ale nepoužitelnou vodu ve studni.

Za jakým účelem se měření provádějí?

Měření průtoku se provádí za účelem zjištění skutečného objemu vody, kterou lze čerpat pomocí čerpadla s nastaveným výkonem. Druhou potřebou je vybrat čerpadlo o požadované kapacitě pro průtok samotné studny.

Klasifikace

Průtok studny závisí především na jejím typu, samotném útvaru a vlastnostech terénu. Existují následující hlavní typy studní:

Jedná se o kovovou trubku se špičatým koncem. Potrubí je zaraženo do měkké půdy až k vodní vrstvě.

Délka takové studny může dosáhnout 15 metrů. Průtok habešských pramenů nepřesahuje 5 m3/h.

Typ studny se vybírá z charakteristik konkrétní oblasti, její půdy, hloubky vodních vrstev a nasycení.

Co je považováno za normální, potenciální, optimální?

Průtok je vypočítán s ohledem na potřeby majitele lokality a jeho čerpacího zařízení. Takže to stojí za zvážení:

1. Normální průtok je objem vody, který je dostatečný pro potřeby majitele. Zahrnuje objem vody pro domácí potřebu, zavlažování, mytí aut a další náklady. Pokud je podle datového listu vrtu průtok 5 m3/h a celkový denní průtok 3 tuny, zůstatek je 2 tuny. Normální průtok pro potřeby je v tomto případě 3 m3/h.
2. Potenciál průtok je objem akumulované vody. Například průtok studnou podle technického pasu je 5 m3/h, ale při použití takového čerpadla se měrný průtok nesnižuje a umožňuje použití čerpadla s vyšší produktivitou.
3. Optimální výkon zdroje – jedná se o objem vody, při kterém mírně klesá měrný průtok, voda je dodávána bez nečistot v hloubce filtrace a je použito čerpadlo s nižším výkonem, než je uvedeno v technickém listu.

Při provádění takových výpočtů je také vhodné vzít v úvahu faktory, které ovlivňují produktivitu zdroje.

Jaké faktory ovlivňují ukazatel?

Průtok se může v průběhu roku měnit, a to buď nahoru nebo dolů. Hlavní faktory ovlivňující tuto hodnotu jsou následující:

Pokud má vodonosná vrstva velký objem a hloubku, měl by být vrt umístěn blíže k jeho středu.

Průtok ovlivňují i ​​sezónní změny a zdroj vody v nádrži. Při déletrvajících vydatných deštích může dojít ke zvýšení průtoku, za sucha k poklesu a v zimě může studna zcela vyschnout.

Darcyho zákon

Francouzský inženýr Henri Darcy formuloval závislost rychlosti filtrace vody a plynů na tlaku, který je ovlivňuje. Jednoduše řečeno, ve vztahu k rychlosti proudění vrtu lze zákon vysvětlit takto: půda v závislosti na svém zlomku a tvrdosti propouští vodu různě.

Čím tvrdší půda, tím nižší je průchodnost. Pro průtok platí tento zákon, protože po čerpání musí být spotřebovaný objem vody doplňován do vrtu z formace. Čím vyšší je pórovitost tohoto útvaru, tím rychleji bude objem doplňován, což znamená, že průtok bude větší.

V tomto případě je tlak vyvíjený na vodu sací tlak čerpadla, které se používá k odčerpávání vody.

Jak se určit?

Znalost pravidel a vzorce pro výpočet průtoku studny je velmi důležitá. To pomůže vypočítat výkonové parametry zakoupeného čerpadla a spojit průtok s požadovaným průtokem vody.

Algoritmus a pravidla výpočtu

Pro výpočet průtoku studnou se používá jeden ze základních Dupuisových vzorců. Výraz vypadá takto:

Vzorec se skládá z následujících hodnot:

• Q – vypočtený průtok;
• S – hladina kapaliny ve vrtu (projektovaná), statická hodnota;
• S1 – hladina po odčerpání vody, dynamická hodnota;
• Q1 – skutečný průtok po přečerpání čerpacím zařízením, zbytková výška vodního sloupce.

Při výpočtu pro studny pro konkrétní čerpadlo se známým výkonem se používá vzorec:

Výraz se skládá z:

• Q – průtok;
• P – výkon čerpadla;
• S1 – statická úroveň;
• Q1 – dynamická úroveň;
• V – výška vodního sloupce.

Jak správně vypočítat průtok studnou pro konkrétní případ, se znalostí výkonu čerpadla a parametrů zdroje, je popsáno níže.

Příklady

První příklad výpočtu:

1. P – 2,3 m3/h. Výkon čerpadla.
2. S1 – 20 m.
3. Q1 – 18 m.
4. V – 10 m.
5. Hloubka 30 m.

Jak vypočítat:

Jedná se o hodnotu maximální výkonnostní charakteristiky čerpadla pro daný vrt.

Druhý příklad je podobný prvnímu:

1. P – 1,5 m3/h. výkon čerpadla.
2. S1 – 24 m.
3. Q1 – 22m.
4. V – 10 m.
5. Hloubka 40 m.

Jak počítat:

Jaké jsou důvody poklesu?

Důvodů poklesu těžby vrtů je několik. Mezi hlavní patří:

1. Siltation. Vyskytuje se v důsledku nesprávného vrtání, nízké polohy čerpadla nebo v důsledku dlouhodobého provozu.
2. Vyčerpání nádrže. Vyskytuje se v důsledku nárůstu spotřebitelů, mechanického vlivu na tvorbu během výstavby.
3. Špatně zvolený nebo ucpaný filtr.

Příčinou může být i změna klimatu. Během suchého léta a chladných zimních období může nádrž jednoduše vyschnout nebo její hladina může klesnout pod vrt.

Metody zvětšování

Zvýšení průtoku zdroje může být velmi obtížné. Vše závisí na důvodu jeho poklesu:

• pokud dojde k zanášení, stojí za to opravit studnu;
• při vyčerpání je nutné zvýšit hloubku vrtu, což znamená vrtání nové vrstvy;
• vyměňte filtr;
• zvětšit průměr sacího kanálu.

U písčitých půd se často provádí převrtávání, které snižuje náklady na opravu starého zdroje.

Metody pro provoz vrtů s nízkými průtoky

Pro studny s nízkými průtoky je lepší zvolit čerpadlo, které má nízkou produktivitu.

Volba se provádí na základě 25-50 % průtoku studny. Pokud je například výkon zdroje 2 m3/h, pak se vyplatí použít čerpadlo s výkonem až 1,5 m3/h.

Pokud není možné čerpadlo vyměnit, měli byste přejít na pravidelné používání. K tomu se vyplatí odčerpat vodu až po obnovení její hladiny ve studni.

Nejlepším způsobem je použít akcie třetích stran. Voda se čerpá do samostatné nádoby a používá se z ní s periodickým přidáváním spotřebovaného objemu.

Čerpadla pro studny s nízkým výnosem

Při výběru studničního čerpadla pro zdroj s nízkým průtokem Stojí za to zvážit následující nuance:

1. Průměr zařízení by měl být o 3-4 mm menší než průměr vrtu.
2. Maximální hloubka ponoření do vody. Rovněž stojí za zvážení úrovně zákalu na dně.
3. Dostupnost systému ochrany proti chodu naprázdno a přehřátí. Když se kmen stane úplně mělkým, systém vypne čerpadlo a zabrání jeho rozbití.
4. Filtrační systém. Je nutné přesně vědět, jaká je úroveň znečištění v kmeni a jaká je velikost frakce kalu. Čím větší jsou, tím pokročilejší by měl být hrubý filtr.
5. Stupně sání. Pro malé debety stojí za to zvolit jednostupňové modely.

Zohledňuje se také velikost tlaku čerpadla na základě hloubky ponoru a délky hlavních vedení. Pro studnu s nízkou vydatností je vhodné odstředivé nebo vibrační čerpadlo pracující ze sítě 220 V s hloubkou ponoru až 20 metrů.

Níže je uveden popis nejoblíbenějších modelů:

Vortex CH 90 V

Nízkopříkonové studniční čerpadlo s maximální produktivitou 1,5 m3/h. Vhodné pro studny s průtokem od 1,2 do 3 m3. Má ochranu proti chodu naprázdno, tlak trysky 90 m.

Vyrobeno z nerezové oceli s vysokým stupněm ochrany proti korozi. Lze použít jako hlavní čerpadlo pro domácí nebo technické potřeby. Přibližná cena: 7 500 rublů.

BELAMOS TF3-150

Ponorný model odstředivého typu. Má produktivitu až 2,7 m3/h. Je vyrobena z nerezové oceli, části ve styku s vodou jsou vyrobeny z kvalitního a odolného polymeru.

Schopné dodávat vodu na vzdálenost až 150 m, z hloubky až 30 m. Určeno pro čerpání pouze čisté vody. Přibližná cena: 43 000 rublů.

UNIPUMP ECO VINT 2

Ponorné odstředivé čerpadlo v nerezovém krytu s otočnými kolečky z vysoce kvalitního polymeru. Schopné čerpat až 2 m3/h na vzdálenost až 90 m.

Vybaveno systémem ochrany proti přehřátí a nečinnosti. Funguje pouze s čistou vodou. Při použití hrubého filtru ztrácí až 5 % výkonu. Přibližná cena 10 500 rublů.

Video k tématu článku

Video vám ukáže, jak určit statické a dynamické hladiny vody ve studni:

Závěr

Výpočet průtoku studny pomůže majiteli příměstské oblasti přesně určit množství dostupné vody a stavět na těchto výpočtech údaje o zavlažovacích systémech, spotřebě vody pro domácí potřeby s přesným počtem konečných spotřebitelů.

Toto výpočet vám také pomůže vybrat nejúčinnější ponorné čerpadlo, který může fungovat bez přerušení a poškození studny.

Při vrtání vodního zdroje je nutné znát nejen hloubku vodonosné vrstvy, ale také průtok studny. Tento indikátor určuje, kolik kapaliny může zdroj vyprodukovat za jednotku času. To znamená, kolik vody lze vyrobit za minutu nebo hodinu. Web Instalatérský portál vám řekne, jak určit průtok studnou, abyste pochopili, zda zdroj může pokrýt požadovaný vodní zdroj.

Proč znát průtok studnou?

Nejprve je třeba poznamenat, že výpočet objemu studny a její průtok nejsou totéž. Objem je měřítkem toho, kolik kapaliny může zdroj pojmout. A výpočet průtoku studny nebo studny je ukazatelem objemu tekutiny přijaté za 1 hodinu, to znamená produktivity zdroje. Měřeno v l/s nebo m3/h.

Aby bylo možné určit, zda je konstrukce schopna uspokojit poptávku po vodě, nebo zda je nutné zvýšit průtok, je nutné znát výkonnost konstrukce.

Výpočet průtoku studny se provádí předtím, než vrtná společnost vydá pas objektu, protože charakteristiky, které vypočítají, se mohou lišit od skutečného ukazatele. Řekneme vám, jak zjistit vlastnosti skutečného průtoku vody ve studni.

Výpočet produktivity studny

Výdatnost odběru vody z vrtů je nestabilní hodnota, závislá na mnoha faktorech a parametrech, včetně stavu a zdrojů zdroje, roční doby, rychlosti pohybu podzemní vody atd. Je však možné přibližně vypočítat charakteristiky průtoku.

Při výpočtu produktivity se berou v úvahu následující geologické charakteristiky:

• statická hladina – výška vodního sloupce v klidu (bez příjmu vody);
• dynamická hladina – výška vodního sloupce, kdy se přítok rovná odtoku (při odběru vody);
• výška vodního sloupce – vzdálenost od statické úrovně ke dnu sací šachty;
• výkon čerpadla – určitý objem kapaliny, který je destilován kompresorem za konvenční jednotku času.

K určení těchto ukazatelů budete potřebovat následující inventář:

• ponorné čerpadlo;
• šňůra nebo tlustá rybářská šňůra se zátěží a plovákem;
• měřená kapacita;
• svinovací metr a stopky.

Varování! Pro přesnost výsledků byste před začátkem měření neměli studnu používat po dobu 3-4 hodin.

Posloupnost akcí, jak zjistit produktivitu studny pro vodu:

1. Určete hloubku zdroje od okraje hlavy k horní části filtrační vrstvy. Pokud neznáte hloubku sací šachty, spusťte do ní šňůru se závažím na konci, dokud nedosáhne písčitého dna. Poté šňůru vytáhněte a změřte její délku. Od výsledného čísla odečtěte 2 až 4 metry pro samotný filtr a jímku.
2. Vypočítejte statickou úroveň. Provádí se při vypnutém čerpadle! Zavěste závaží a plavte na vlasec. Spusťte metr do studny, dokud se vlasec neprověsí – to znamená, že se plovák dotkl vody. Vytáhněte vlasec a změřte, kolik šlo do studny.
3. Vypočítejte dynamickou úroveň. Chcete-li to provést, při odčerpávání vody spusťte vlasec s navázaným nákladem a splávkem do hlavy, dokud vlasec nezeslábne. Poté vlasec vytáhněte a změřte vzdálenost od místa uvolnění vlasce ke splávku.
4. Určete dynamickou úroveň pomocí vibračního čerpadla. Pomalu vytáhněte zařízení z hřídele a poslouchejte, kdy začne pracovat v kritickém režimu (suché). V tomto okamžiku označte hadici a zcela vytáhněte čerpadlo. Změřte vzdálenost od značky k zařízení. Zjistěte vzdálenost k vodnímu zrcadlu.
5. Vypočítejte výkon čerpadla. Spusťte dmychadlo do studny a nechte jej pracovat po dobu jedné hodiny. Poté naplňte odměrnou nádobu pumpou a měřte čas stopkami. Například kbelík o objemu 5 litrů se naplní za 20 sekund. V souladu s tím se za minutu shromáždí 15 litrů a za hodinu bude maximální produkce 900 litrů = 0,9 m³.

Poté, co se vypočítá objem kapaliny čerpané čerpadlem, dojde k výpočtu produktivity vodonosné vrstvy podle vzorců.

Vzorce pro výpočet skutečných a specifických průtoků

Výpočet průtoku studny se provádí podle vzorce:

V / (Hd – Hst) × L uXNUMXd DKde

V – výkon čerpadla, m³, objem čerpané vody; Hd je dynamická úroveň, m; Hst – statická hladina, m; L je výška vodního sloupce, m; D – průtok studnou, m³/h.

Do vzorce vložte hodnoty získané jako výsledek měření. Ve vzorci vydělte produktivitu vodního čerpadla rozdílem mezi dynamickou a statickou úrovní. Výsledné číslo se vynásobí výškou vodního sloupce a jako výsledek se získá debetní hodnota.

Mnohé se nenásobí vzdáleností od statické hladiny k filtru, ale celkovou hloubkou. Takové výpočty studní jsou přesné pouze tehdy, je-li zdroj dokonale navržen. Pokud je místo příjmu vody nedokonalé a obsahuje filtr, pak mají tyto výpočty chybu směrem nahoru. To s sebou nese špatnou volbu čerpacího zařízení a snížení jeho životnosti.

Předpokládejme, že jako výsledek měření byly získány následující výsledky:

• kapacita čerpadla – 900 litrů / hodinu;
• dynamická hladina – 20 m;
• statická hladina – 15 m;
• Horní část filtru je v hloubce 40 m.

Je nutné vypočítat výšku vodního sloupce: 40-15 u35d 0,9 m. Získaná data vložte do vzorce: 20 / (15-35) × 4,5 u20d XNUMX. Od této hodnoty odečtěte XNUMX % – úprava pro denní změnu debetu.

V důsledku toho bude skutečný průtok vrtu 3,6 m³ za hodinu. Stejným způsobem můžete vypočítat průměrnou denní hodnotu.

Zvýšení produktivity čerpacího zařízení přispívá ke snížení dynamické hladiny, a tím i ke snížení skutečného průtoku. Proto se při výpočtu musí měření dynamiky provádět dvakrát – při různé intenzitě příjmu tekutin.

Specifický průtok studnou lze vypočítat pomocí vzorce:

Dsp u2d (V1-V2) / (h1-hXNUMX), kde:

V1 je objem vody odčerpaný při prvním odběru; V2 je objem vody odčerpaný během druhého odběru; h1 – snížení dynamické úrovně při prvním vzorkování; h2 – snížení dynamické úrovně při druhém vzorkování.

Definice měrného průtoku se považuje za vydatnost vrtu s poklesem hladiny vody na metr.

Jak ponoření čerpadla ovlivňuje výkon?

Ponorná čerpadla v souladu s pokyny musí být umístěna co nejdále od filtru studny. Normální vzdálenost ke statické hladině vody by přitom měla být minimálně 1 metr.

Varování! Optimální hloubka čerpadla je místem nejintenzivnějšího přítoku vody.

Současně při výběru, v jaké hloubce instalovat čerpací stanici, je třeba vzít v úvahu, že produktivita zdroje příjmu vody klesá úměrně vzdálenosti ode dna. To znamená, že v hloubce 40 metrů, kde je filtr umístěn v šachtě, bude výkon kapaliny maximální a podle výpočtů bude 3,6 m³ / hodinu.

Zatímco v hloubce 28 metrů bude výkon 1,8 m³/h a v hloubce rovné statické hladině bude průtok velmi malý. Pro zajištění optimálního výkonu užitkové vody musí být čerpadlo umístěno v hloubce 28 až 35 m.

Jak zvýšit debet?

Během provozu klesá produktivita příjmu studniční vody. Hlavním důvodem poklesu průtoku je zanášení dna. Chcete-li zvýšit produktivitu na počáteční úroveň, vyčistěte filtr a hřídel konstrukce.

Ale čištění zdroje nepomůže, pokud byl průtok zpočátku nízký. Důvody mohou být různé: úzký průměr těžebního potrubí, důl se dostal za vodonosnou vrstvu nebo obsahuje málo vlhkosti.

Jak zvýšit průtok studny s minimálními náklady? Nejjednodušší způsob je nainstalovat utěsněnou hlavu.

Atmosférický tlak na hladině moře při 0 °C ukazuje 760 mm Hg. Je možné vypočítat atmosférický tlak vody s vědomím, že hustota rtuti je 13,6krát vyšší než hustota vody: 0,76 × 13,6 = 10,336 m.

Pokud studnu naplníte vodou a namontujete na ni utěsněnou hlavici, lze atmosférický tlak odstranit. V důsledku toho, pokud byla statická hladina 15 m, a odstranit atmosférický tlak, který je přibližně 10 metrů rtuti, statická hladina stoupne na 5 metrů od země.

Úměrně statické hladině se díky utěsněné hlavě zvýší dynamická hladina, což znamená, že se zvýší produktivita, tedy průtok, sací konstrukce.

Existují však i jiné způsoby, jak zvýšit průtok vrtu – zpracování pneumopulzního filtru, použití akustického práškového generátoru a další metody, nicméně instalace utěsněného hrotu je nejjednodušší možností.

Díky konzultantům santehnikportal.ru víte, jak určit průtok vody ve studni a jak zvýšit produktivitu studny pomocí utěsněného hrotu.