آزمون پمپاژ

درحال مشاهده: آزمون پمپاژ

ادعونی اهدای خون

آزمون پمپاژ

۱۳۹۲/۰۲/۲۲

13:40

امیرحسین ستوده بیدختی

مقدمه

بعد از اینکه یک چاه که دارای آب می باشد، حفاری و تکمیل شد؛ برای اینکه دبی مجاز را تعیین کنیم از ((آزمایش پمپاژ)) استفاده می کنیم تا دبی مجاز را بدست آوریم تا در این راستا دبی ای به بهره بردار داده شود تا به آبخوان در اثر برداشت بی رویه ضرر نرساند.

همچنین برای تعیین قدرت توربین و تجهیزات مربوطه از ((آزمون پمپاژ )) استفاده خواهیم کرد.

لازم به ذکر است که آزمون پمپاژ در بدست آوردن ضرایب هیدرودینامیکی (T,S) و همچنین تکمیل توسعه ئ چاه نیز بسیار موثر است است.

برای انجام این آزمون از روش های گوناگونی استفاده می شود . و برای هر روش بعد شروع پمپاژ، نسبت دبی به افت وهمچنین فاصله پیزومتر از چاه (در صورت وجود) را یاداشت کرده و در منحنی های مربوطه مقادیر T,S را بدست می آورند.

اهداف کلی آزمون پمپاژ

چنانچه آزمون پمپاژ در سطح وسیعی از آبخوان انجام شود به منظور تعیین رفتار آن آبخوان در مقابل :

·بارندگی ها

·تغذیه مصنوعی

·آلودگی ها

و همچنین تعیین:

·نقشه های آب های زیرزمینی(شامل هم پتانسیل و هم EC و ...)

·سرعت حرکت آبهای زیرزمینی

·مقدار ذخیره سازی انجام می پذیرد.

و چنانچه به صورت تکی انجام شود معمولا به منظور:

·تعیین آبدهی مجاز

·تعیین توربین و تجهیزات موبوطه است.

وسایل مورد نیاز برای آزمون پمپاژ

•عمق سنج ؛ برای اندازه گیری سطح آب در چاه در زمان های مختلف

•كف ياب : برای اندازه گیری عمق چاه

• حرارت سنج : برای ثبت تغییرات دمای آب چاه

•كرونومتر : برای ثبت زمان (تغییرات افت و دبی)

•كنداكتيويتي متر(EC سنج): برای ثبت تغییرات مقاومت الکتریکی ()

• pH متر : برای ثبت PH

•رسوب سنج : برای تعیین مقدار رسوبات در آب خروجی

•خطکش جت یا هر وسیله دیگر برای اندازه گیری دبی

•ظرف نمونه‌گيري آب : برای آزمایشات فوق

•فرمهاي توسعه و آ‍زمايش پمپاژ : برای ثبت داده ها(دبی افت و زمان)

•دورسنج موتور : برای اندازه گیری دور موتور

•آب آهك يا سود سوزآور جهت صابوني كردن روغن روي آب و خنثي سازي آن بمنظور جلوگيري از عايق كردن سرسوند اندازه‌گيري

تجهیزات لازم برای آزمون پمپاژ

•پمپ توربيني: باتوجه به اینکه هرطبقه توربین قادر است ده متر آب را بالا بیاندازد و همچنین با احتساب افت در لوله و افت در سرتخلیه تعداد طبقات پمپ تعیین می شود.

•مقدار كافي شافت و غلاف و(انتقال قدرت از جعبه دنده به توربین)

•لوله آبده (انتقال آب از توربین به سرتخلیه)

•يك دستگاه موتور ديزل مجهز به كلاج صنعتي

•يك دستگاه جعبه دنده با نسبت 5 به 6

•سر تخليه (انتقال آب به بیرون)

انواع آزمون پمپاژ

1- آزمايش پمپاژ با آبدهي متغیر (رفت و برگشت)

2- آزمايش پمپاژ با آبدهي ثابت

3- آزمايش پمپاژ با افت ثابت

لازم به ذکر است در هر روش؛ ثبت زمان،دبی و افت باید همزمان انجام گیرد و در ابتدا هر آزمون ثبت داده ها با فاصله ئ زمانی کم و سپس با فاصله زمانی زیادتر انجام گیرد. دلیل این کار این است که در ابتدائ آزمون، افت نسبت به زمان زیاد است و با گذشت زمان، افت نسبت به زمان کمتر می شود. جدول زیر بیان کننده این موضوع می باشد:

آزمايش پمپاژ با آبدهي متغیر

·- رفت

در این آزمایش بعداز شستشوی چاه و استراحت چاه (توقف پمپاژ چاه تا رسیدن به سطح آب به سطح استاتیک)، ابتدا سطح آب را اندازه گیری می کنند و سپس شروع به پمپاژ با حداقل دور (حداقل دبی) می کنند (معمولا 900 دور در دقیقه). در هنگام ثبت داده ها رعایت موارد جدول بالا واجب است. پمپاژ با 900 دور در دقیقه و ثبت داده ها را تا موقعی که افت ثابت شد ادامه می دهیم. بعداز اینکه افت ثابت شد، با دور 1100 شروع به پمپاژ کرده و این بار نیز تا ثابت شدن افت در چاه، پمپاژ را ادامه می دهیم. لازمه افزایش دور در هر مرحله ، ثابت شدن افت سطح آب چاه در آن مرحله می باشد. معمولا افزایش دور تا 1500 دور ادامه دارد. و بعداز خاتمه ئ مرحله رفت، مرحله ئ برگشت شروع می شود.

مرحله رفت به دو صورت پیوسته و ناپیوسته انجام می شود

پیوسته: دراین روش دور موتور بلافاصله بعد از ثابت شدن افت زیاد می شود

ناپیوسته: دراین روش هنگام ثابت شدن افت در هر دور، به چاه استراحت داده می شود تا سطح آب در چاه به سطح استاتیک باز گردد.

در شکل زیر نمودار مربوطه را هرکدام را می بینید:

·- برگشت

بعداز اتمام مرحله رفت، مرحله برگشت شروع می شود. مرحله رفت برعکس مرحله برگشت، با دور زیاد(1500) شروع شده وبا دور کم(900) پایان می پذیرد. ثبت داده ها نیز در ابتدا با فاصله زمانی کم و سپس با فاصله زمانی زیاد انجام می گیرد.

گاه اوقات مرحله برگشت را به این صورت ادامه می دهند که با خاموش کردن موتور، بالا آمدن سطح آب در چاه را در زمان های مختلف ثبت کرده و با جاگذاری در فرمول های مربوطه T,S را بدست می آورند.

آزمایش پمپاژ با آبدهی ثابت

در این نوع آزمایش، پمپاژ با یک دورثابت، مثلا 900دور در دقیقه شروع می شود و با همان دور نیز پایان می پذیرد. پمپاژ تا ثابت شدن افت سطح آب در چاه ادامه می یابد و هنگام ثابت شدن سطح آب در چاه، پمپاژ متوقف شده و داده های بدست آمده برای بدست آوردن ضرایب هیدرو دینامیکی بکار می روند. لازم به ذکر است این نوع آزمون مرحله ئ برگشت ندارد.

آزمایش پمپاژ با افت ثابت

در چاههائيكه مقدار آب آن كم و افت آب شديد باشد، بجاي آزمايش بطريقه آبدهي ثابت از اين روش استفاده مي‌شود. براي ثابت نگه داشتن افت سطح آب مي‌بايد دور موتور را تغيير داده و يا جريان مكش آب قطع و وصل گردد. به اين علت آب خروجي همراه هوا مي‌باشد و اندازه‌گيري مقدار آن با يك مخزن با حجم مشخص مطمئن‌تر است. در اين صورت به محض خروج آب از لوله تخليه تا زمان قطع آن، اندازه‌گيري با ظرف صورت مي‌گيرد. بديهي است اندازه اين ظرف بايد جوابگوي ميزان آب مكيده شده باشد. اندازه‌گيريهاي بعدي در فواصل زماني 5، 15، 30، 45، 60 دقيقه و سپس در مدت زمان باقيمانده تا خاتمه آزمايش هر نيم ساعت یک بار اندازه گیری مي‌شود.

اندازه گیری دبی

روش های مختلفی برای اندازه گیری دبی در هنگام پمپاژ می باشد که در زیر بیان شده است.

•محاسبه آبدهي در لوله‌هاي افقي با خط‌كش جت (Flow from horizontal.pipe)

•محاسبه آبدهي در لوله‌هاي قائم (Flow from vertical pipe)

•محاسبه آبدهي با اريفيس (Orifice)

•محاسبه آبدهي با لوله‌هاي پيتوت (Pitot tubes)

•محاسبه آبدهي با ونتوري متر

•محاسبه آبدهي با آبريزها Weirs (مستطيلي Rectangular و مثلثي Triangular)

•محاسبه آبدهي با پارشال فلوم (Parshal Flume)

با تو جه به اینکه اکثر اوقات از روش خط کش جت و روش حجمی استفاده می شود لذا این روش ها توضیح داده می شوند.

اندازه گیری دبی با خط کش جت
L×A×K=Q ⤇ این فرمول برای حالتی که لوله آبده افقی و پر باشد ،

که:

• L =cm جهش آب که با خط کش جت اندازه گرفته می شود(بازوی کوتا خط کش 12اینچ است که مماس با آب جهش یافته از لوله قرار داده می شود و اندازه گیری برروی بازوی بلند انجام می شود).

• Q= دبی (لیتر بر ثانیه)

• A= inch² سطح مقطع لوله

• K=0.905

در حالتی که لوله آبده افقی و نیمه پر باشد از فرمول زیر استفاده می شود:

•Q=KAL* X/Y

•X= ارتفاع آب در لوله آبده

•Y=   قطر لوله آبده

در صورتی که لوله آبده قائم باشد از فرمول زیر استفاده می شود

Q= KD²√H

•قطر لوله D=inch

•پرش آب H=cm

•K=0.2227

بعضا بدلیل کم بودن آبدهی از روش حجمی استفاده می شود. که از رابطه ئ زیر بدست می آید

Q= V/T

Q= دبی ، V= حجم آب در زمان خاص ،   T= زمان خاص (T)

بعداز بدست آوردن داده ها که شامل؛ زمان ، افت و دبی می باشد این نوبت به محاسبات می رسد. محاسبات نیز به چند روش انجام می شود که در ادامه به توضیح چند روش از آنها خواهیم پرداخت.

محاسبه به روش تیس(theis)

قسمت اول

با استفاده از معادله زیر، u را مقدار می دهیم و w(u) را حساب می کنیم و بروی کاغذ لگاریتمی مقادیر w(u) و 1/u را رسم می کنیم
w(u)=-0.5772-lnu+u-u²/2*2ᴉ+uᶟ/3*3ᴉ-u⁴/4*4ᴉ+u⁵/5*5ᴉ-…

قسمت دوم

با استفاده از داده های آزمون پمپاژ مقادیر t/r² را بدست آورده و همرا با افت (s) هر داده بروی کاغذ لگاریتمی رسم می کنیم

افت = s در زمان t

زمان از شروع پمپاژ = t

فاصله پیزومتر تا چاه = r

قسمت سوم
انطباق دو منحنی(در شرایط حفظ موازی بودن محورها) انتخاب یک نقطه ئ داخواه و بدست آوردن اطلاعات چون:   1/u ,t/r² , w(u), s مقدار T,S را بدست می آوریم.

T=(Q/4ᴫs)w(u)

S=(4Tt/r²)*u

روش کوپر- ژاکوب

ابتدا داده ها را روی کاغذ نیمه لگاریتمی رسم ،سپس یک سیکل لگاریتمی تعیین می کنیم(Δs)

و همچنین t₀ را بروی محور افقی مشخص می کنیم و باتوجه به فرمول های مربوطه T,S را محاسبه می کنیم

T=2.3Q/4∏Δs

S=2.25Tt₀/r²

آزمون پمپاژ در تک چاه

باتوجه به اینکه استفاده از چاه های پیزومتری بسیار هزینه دارند و همچنین در مناطقی که سطح ایستابی بسیار پایین است استفاده از چاه پیزومتر میسر نیست از آزمون پمپاژ تک چاه استفاده می شود.

در این آزمون داده بدست آمده از افت در تک چاه به دلیل اینکه افت در چاه (well loss) باعث افزایش افت نسبت به مقدار واقعی می شود با تصحیحاتی در مقدار آنها ، اصلاح می شوند سپس در فرمول های مربوطه قرار داده می شوند و مقدار Tو S   را تا حد قابل قبولی بدست خواهد آورد[3].

قبل از محاسبه داده های تک چاه به دلایل زیر باید داده ها تصحیح شوند

•افت آبخوان که ناشی از مقاومت خود آبخوان در برابر جریان می باشدS₁

•افت خطی چاه که خود ناشی از سه عامل می باشد S₂

1.افت ناشی از گل نفوذی

2.افت ناشی از گراول پک

3.افت ناشی از اسکرین

•افت غیرخطی چاه که ناشی از آشفته شدن جریان آب هنگام ورود به چاه

بعداز تصحیحات به روش مونخ (Moench) قابل حل است.

منابع

1.   مجموعه آموختني‌هاي حفاري و پمپاژ- زمين شناسي و آبشناسي سفره‌هاي آب زيرزميني- ژئوالكتريك و كاروتاژ- ويدئومتري (وزارت نیرو 1386)

2.   علیزاده امین ، اصول هیدرولوژی کاربردی چاپ سی چهارم (فصل 11)

3.   نخعی محمد،ارزیابی روش آزمون تک چاهی جهت تعیین ضرایب هیدرو دینامیک آبخوان انجمن زمین شناسی ایران 1374

4.   Bruce msstear and etc “Water well and boreholes “ john wiley
نوشته:اسماعیل حیدری

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موضوعات مرتبط: هیدرولیک و مکانیک سیالات و مکانیک خاک,پمپ و پمپاژ

برچسب‌ها: پمپ , پمپاژ , آزمون پمپاژ , پمپ و پمپاژ

ادامه مطلب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

درحال مشاهده: آزمون پمپاژ

آزمون پمپاژ

لیست مطالب

آرشیو موضوعی

برچسب ها

صفحات مهم

لینک دوستان

پیوندها

نویسندگان

آخرین مطالب

آرشیو