Výpočet průtoku studny: jak určit maximální objem vody?

Jednou z charakteristik vrtané studny je rychlost uvolňování z vrtané podzemní formace nebo poměr objemu k určitému časovému úseku. Ukazuje se, že průtok studnou je její výkon, měřený v m 3 / hodina (sekunda, den). Při volbě výkonu studničního čerpadla je třeba znát hodnotu průtoku studní.

Faktory, které určují rychlost plnění:

• objem vodonosné vrstvy;
• Rychlost jeho vyčerpání;
• Hloubka podzemní vody a sezónní změny hladiny vody.

Debet: metody výpočtu

Výkon čerpadla pro artéskou studnu musí odpovídat její produktivitě. Před vrtáním je nutné vypočítat objem potřebný pro zásobování vodou a porovnat získané údaje s ukazateli geologického průzkumu týkající se hloubky útvaru a jeho objemu. Průtok studny je stanoven předběžným výpočtem statistických a dynamických ukazatelů vzhledem k hladině vody.

Studny s vydatností menší než 20 m 3 /den jsou považovány za málo vydatné.

Důvody nízké produkce vrtu:

• přirozené hydrogeologické charakteristiky zvodnělé vrstvy;
• sezónní změny podzemních vod;
• ucpání filtrů studní;
• odtlakování nebo ucpání potrubí přivádějících vodu na povrch;
• mechanické opotřebení části čerpadla.

Výpočet průtoku studny se provádí ve fázi stanovení hloubky zvodnělé vrstvy, vypracování návrhu studny, výběru typu a značky čerpacího zařízení. Po dokončení vrtání se provádějí experimentální filtrační práce s parametry zadanými v pasportu. Pokud je při uvádění do provozu dosaženo neuspokojivého výsledku, znamená to, že došlo k chybám při určování konstrukční hloubky vrtání nebo výběru zařízení.

Malý průtok studnou, co dělat? Existuje několik možností:

• zvýšení hloubky studny pro klepnutí na další zvodněnou vrstvu;
• zvýšení průtoku pomocí různých experimentálních metod čerpání;
• využití mechanických a chemických vlivů na vodonosný horizont;
• přemístění studny na nové místo.

Základní parametry pro výpočet průtoku

Pokud nevíte, jak vypočítat průtok studny, můžete kontaktovat specialisty nebo provést výpočty, které pomohou určit statické a dynamické úrovně.

• Statická hladina, Hst – vzdálenost od vrchní vrstvy půdy k hladině podzemní vody.
• Dynamická hladina, Hd – je určena při čerpání vody čerpadlem a měření hladiny vody, která se přirozeně vytváří.

Vzorec pro výpočet průtoku je založen na přesném matematickém výpočtu:

D = H x V/(Hd – Hst), metr:

• D – průtok;
• V – výkon čerpadla;
• H – výška vodního sloupce;
• Hd, Hst – úrovně dynamiky a statiky.

Příklad výpočtu průtoku studnou:

• hloubka odběru vody – 50 m;
• výkon čerpadla (V) – 2 m 3 /hod;
• statická hladina (Hst) – 30 m;
• dynamická hladina (Hd) – 37 m;
• výška vodního sloupce (H) 50 – 30 = 20m.

Dosazením dat získáme vypočtený průtok – 5,716 m 3 / h.

Pro kontrolu se používá zkušební čerpání čerpadlem s vyšším výkonem, které zlepší odečítání dynamické hladiny.

Druhý výpočet musí být proveden pomocí výše uvedeného vzorce. Když jsou známy oba průtoky, je určen specifický indikátor, který poskytuje přesnou představu o tom, jak moc se produktivita zvyšuje, když se dynamická úroveň zvyšuje o 1 metr. K tomu se používá vzorec:

Dsp = D2 – D1/H2 – H1, kde:

• Dsp – specifický průtok;
• D1, H1 – data z prvního experimentu;
• D2, H2 — data z druhého experimentu.

Průtok studny je její nejdůležitější charakteristikou. Právě to určuje schopnosti studny zajistit zásobování vodou a požadovaný výkon čerpadla. Průtok studny určuje společnost. Který vyvrtala a vejde se k němu do pasu (viz článek „Pasport studny“). Ale v některých případech je tato hodnota majiteli studny neznámá. Například ji navrtali „maďáci“ za málo peněz, aniž by se obtěžovali ji pumpovat, nemluvě o určování průtoku. Nebo se studna dlouho nevyužívala, pak byla oživena. A samozřejmě není známa nová rychlost proudění vrtu. Navíc průtok určený vrtači (i když je vše provedeno správně) je správný POUZE pro tento konkrétní výkon čerpadla. A pokud má majitel studny čerpadlo s jinými technickými vlastnostmi, může být průtok pro něj úplně jiný! Jak správně změřit tuto hodnotu? Nejprve pochopíme, proč průtok vodní studny závisí na výkonu čerpadla.

To lze snadno pochopit, pokud pochopíte, že maximální teoretický průtok vrtu závisí na tlakovém rozdílu ve zvodnělé vrstvy a uvnitř vrtu a oblasti filtru. Při čerpání vody ve studni přirozeně klesá její dynamická hladina, což znamená, že se zvyšuje rozdíl udávaných tlaků a po něm i průtok studnou. Jak tedy správně určit průtok studnou? Pro jeho přesnější určení je nutné provést dva odběry vody ze studny čerpadly různého výkonu. Ukažme si, jak se to dělá na konkrétním příkladu.

Máme tedy studnu s hloubkou (do filtru) 50 m. Statická hladina je nastavena na 30 metrů. To znamená, že výška vodního sloupce je 50-30 = 20 m.

První odběr vody nechejte provést čerpadlem o průtoku 2 m 3 /h. V tomto případě byla dynamická hladina 37 m (pro zjištění dynamické hladiny je třeba odčerpávat vodu po dobu minimálně 1 hodiny). Průtok studny se vypočítá pomocí vzorce:

D – průtok studnou, m 3 /h;

H – hloubka studny, m;

V – výkon čerpadla, m 3 /h;

H_д – dynamická úroveň, m

Dosazením všech hodnot zjistíme, že v prvním případě je rychlost průtoku studnou D₁ = 5,7 m3/h.

Pro druhý odběr vody použijeme čerpadlo o průtoku 4 m 3 /h. Přitom dynamická hladina byla 41m. V tomto případě bude rychlost průtoku studnou D₂ = 7,2.m3/h. Poté se specifická průtoková rychlost vrtu vypočítá pomocí vzorce:

D_ud – měrný průtok vrtu;

h₁ a h₂ – výška poklesu hladiny, v našem případě je to 7, respektive 11 metrů.

Pak dostaneme, že D_ud = 0,375 m3/h. Jinými slovy, když se dynamická hladina zvýší o 1 m, rychlost proudění vrtu ZVÝŠÍ o 0,375 m 3 /h. Mimochodem, díky této hodnotě můžete vypočítat maximální průtok studny, tedy průtok, kterým voda v ní klesá k filtru. To je D_макс = D_ud x h_макс. V našem případě D_макс = 0,375 x 50 = 18,75 m3/h. Maximální výkon čerpadla by měl být alespoň o 10-15 % nižší než průtok. Do naší studny tak může být instalováno čerpadlo s výkonem nejvýše 16 m 3 / h.

Průtoky vrtů obvykle nejsou tak vysoké a při čerpání dostatečně výkonným čerpadlem z nich zcela odčerpává vodu. V tomto případě je průtok studnou určen vzorcem:

D = (V x T – V_ck)/T, kde

V – výkon čerpadla, m 3 /h;

T – doba, po kterou bude voda ze studny zcela odčerpána, h;

V_ck – objem vody ve studni před zahájením čerpání se stanoví jako hx S, kde:

h – výška vodního sloupce (rozdíl mezi hloubkou studny k filtru a statickou hladinou), m;

– plocha průřezu jímky (π x d 2 /4, kde d je vnitřní průměr pláště).

Například. Mějme studnu hlubokou 30 metrů. Statická hladina 20 metrů. Vnitřní průměr pouzdra je 79 mm (3 palce). Voda ze studny byla odčerpána za 30 minut (0,5 hodiny – určeno časovým rozdílem od začátku čerpání do doby, než zafungovala ochrana proti chodu nasucho nebo s vodou vyšly vzduchové bubliny) čerpadlem o výkonu 2m. 3 /h.. Potom D = (2 x 0,5 – 10 x 3,14 x 0,079 2 /4)/0,5 = 1,9 m3/h.