Jak určit vzorec průtoku studnou?

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.

Výtěžnost studny je množství vody, které lze vytěžit ze studny za jednotku času. Průtok studnou se vypočítá pomocí vzorce: Q = A * v kde Q je průtok studnou (l/s), A je plocha průřezu studny (m²), v je rychlost vody filtrace přes horninu (m/s). Plochu průřezu studny lze vypočítat pomocí vzorce: A = π * D² / 4 kde D je průměr studny (m). Rychlost filtrace vody horninou závisí na hydraulických vlastnostech půdy a je určena hydrogeologickými výzkumnými metodami.

Co je průtok studnou a jak ji vypočítat? Víme

Debet – jedná se o vydatnost studny, ukazuje, kolik vody lze za určitý čas odčerpat při zachování původní hladiny vody ve studni. Čím vyšší je tento ukazatel, tím vyšší je produktivita příjmu vody a tím výkonnější by mělo být čerpací zařízení a tím větší je průměr trubek pláště. Jednodušší: Pokud po 30 minutách čerpání zůstane ve studni voda několik metrů vysoko, pak je její produktivita dobrá.

Produktivita systému zásobování vodou závisí na několika faktorech, včetně:

1. Zdroj zvodnělé vrstvy: Množství dostupné vody ve zvodnělé vrstvě je primárním faktorem, který určuje produktivitu systému zásobování vodou. Zdroj se může v různých geografických oblastech lišit a závisí na hydrogeologických podmínkách.
2. Průměr vodonosné vrstvy: Průměr vodonosné vrstvy určuje oblast jejího kontaktu se systémem studní. Širší průměr může zvýšit možný objem vyrobené vody.
3. Výkon instalovaného čerpadla: Výkon čerpadla určuje jeho schopnost čerpat vodu ze studny. Výkonnější čerpadla mohou zajistit vyšší průtok vody.
4. Roční období (pro vrtání do písku): V některých případech, zejména při vrtání pro písčité vodonosné vrstvy, může produktivita záviset na ročním období. V obdobích s vysokou hladinou podzemní vody může být průtok studní vyšší a v období nízké hladiny podzemní vody nižší.
5. Pohyb podzemní vody v hloubce: Pohyb podzemní vody v hloubce může ovlivnit produktivitu vrtů. Směr a rychlost pohybu vody se může lišit v závislosti na hydrogeologických podmínkách a struktuře zvodnělé vrstvy.

Výpočet pomáhá určit, zda je vodonosná vrstva schopna poskytnout domu a pozemku požadovaný objem vody. Tento parametr se obvykle určuje před vrtáním studny, ale během provozu vodovodního systému se může změnit. Před zahájením vrtání můžete odhadnout, kolik tekutiny bude pocházet z vodonosné vrstvy. Zdroje se stejnou hloubkou, umístěné ve stejné oblasti, mají obvykle přibližně stejný zdroj. Studny, které produkují méně než 20 metrů krychlových vody za den, jsou považovány za málo vydatné. Průměrný průtok vrtů je obvykle od 25 do 85 metrů krychlových za den. Vysoce vydatné studny poskytují více než 85 metrů krychlových vody denně. Takto významné objemy vody lze získat vrtáním do artézského horizontu.

Jaké ukazatele se používají pro výpočet

1. Statická hladina vody je vzdálenost od ústí k vodní hladině, která se měří po ustálení hladiny vody ve studni.
2. Dynamická hladina vody je vzdálenost od ústí k vodní hladině, která se měří za provozu čerpadla. Tento indikátor závisí na výkonu čerpací stanice a ukazuje rozdíl mezi přítokem a odtokem kapaliny.
3. Výkon čerpadla je indikátor, který je uveden v pasu čerpadla a charakterizuje jeho schopnost čerpat určitý objem vody v omezeném časovém období.
4. Průtok tekutiny je množství vody, které může studna vyrobit za jednotku času. Vypočítá se podle vzorce: průtok = (dynamická hladina – statická hladina) x plocha filtrační vrstvy.
5. Výstupní tlak je indikátor, který charakterizuje sílu, se kterou kapalina vytéká ze studny. Měří se v barech nebo pascalech a lze ji použít k určení průtoku studnou.
6. Průměr studny je velikost otvoru v zemi, kterým voda stoupá. Může také ovlivnit průtok studnou, protože větší průměr umožňuje zvednout více vody.

Výpočet průtoku studny: specifický a skutečný

Nejjednodušší způsob, jak vypočítat průtok studnou:

Průtok = (Objem nebo kapacita čerpadla / (Dynamická hladina vody – Statická hladina vody)) x Výška vodního sloupce

Pokud má například studna hloubku 100 metrů se statickou hladinou vody 50 metrů a dynamickou hladinou vody 60 metrů a kapacita čerpadla je 5 metrů krychlových za hodinu, lze průtok vypočítat takto:

(5/(60-50)) x 50 = 25 metrů krychlových za hodinu

Specifický průtok studnou je objem vody, který bude produkován studnou na metr výkonu. Vypočítá se pomocí následujícího vzorce:

Specifický průtok = (objem při druhém odstranění – objem při prvním odstranění) / (snížení při druhém odstranění – odběr při prvním odstranění)

Pokud se například kapacita čerpadla zvýší na 10 m3/h a odběr se zvýší z 10 m na 20 m, pak lze specifický průtok vypočítat jako:

(10-5)/(20-10) = 0,5 kubických metrů za hodinu

Je důležité poznamenat, že tyto výpočty jsou odhady a že skutečné průtoky se mohou lišit v závislosti na různých faktorech, jako je údržba studní, změny ve zvodně a sezónní výkyvy.

Pro získání přesnější hodnoty průtoku studny je potřeba vzorec, který zohledňuje vzdálenost od zemského povrchu k horní úrovni filtrační zóny. Tento vzorec předpokládá, že sediment je v pevné poloze a neklesne pod něj.

Skutečný průtok (D r) lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

D r = (Uf – Us) x D takt

UV – stupeň filtrace

Ус – statická úroveň

Dsp – měrná spotřeba

Za předpokladu úrovně filtrace 70 metrů a za použití stejných hodnot jako dříve by výpočet byl následující:

D takt = (70-50) x 0,5 = 10 metrů krychlových za hodinu

To znamená, že skutečná spotřeba je 2,5krát nižší než hodnota získaná zjednodušeným výpočtem.

Proč je správný výpočet důležitý?

Správný výpočet průtoku studní je důležitým krokem při navrhování a provozu studní, protože to umožňuje určit maximální možné množství vody, které lze ze studny získat za jednotku času. Nesprávné výpočty mohou vést k nadhodnocení nebo podhodnocení produktivity studny, což může vést k nedostatečnému nebo nadměrnému využití vodních zdrojů. Správný výpočet průtoku studnou navíc umožňuje optimalizovat technologický proces těžby vody, což může zvýšit účinnost studny a snížit náklady na její provoz.