Artēziskās akas, dīķa un sūkņu izvēle — aprēķinu shēmas

Artēziskās akas aprēķina shēma, dīķa tilpums un sūkņu izvēle

 Artēziskās akas aprēķini un sūkņu izvēle: piemēri ar parametriem (k=0.0002 m/s, m=10 m, S=4 m). Dīķa tilpums 864 m³; ieteicamie sūkņi Grundfos SP 3A 12, Grundfos 215-2, Grundfos SP 60-4.

Šajā dokumentā aprakstīts: artēziskās akas caurplūduma aprēķins, dīķa tilpuma noteikšana ugunsdzēsības vajadzībām, inženieriskie nosacījumi pret infiltrāciju, un sūkņu izvēles shēmas sadzīves, iekšējai un ārējai ugunsdzēsībai.

1. Artēziskās akas aprēķina shēma

Parametri:

• k — filtrācijas koeficients (m/s): k = 0,0002 m/s
• m — ūdens nesošā slāņa biezums (m): m = 10 m
• S — ūdens līmeņa pazeminājums (m): S = 4 m
• R — ietekmes rādiuss (m): R = 150 m
• r — filtra caurules diametrs (m): r = 0,04 m

Aprēķina mērķis

Mērķis — noteikt akas maksimālo caurplūdi Q_aka un salīdzināt to ar patēriņu Q_pat (sadzīves vajadzības + ugunsdzēsība). Pieņemam, ka vēršamies pēc nosacījuma Q_aka > Q_sadz, kur Q_sadz ir sadzīves vajadzībām nepieciešamais debits.

Piemērs — vispārīga formulēšana

Tipiski artēziskās akas caurplūdes novērtēšanai izmanto Darcy likumu un axiālu plūsmu modeļus. Ja vienkāršojam (lineāra plūsma caur akas filtru), tad:

Q = 2 * π * k * m * (S / ln(R/r))

ievietojot dotos parametrus:

k = 0.0002 m/s
m = 10 m
S = 4 m
R = 150 m
r = 0.04 m
ln(R/r) = ln(150 / 0.04) ≈ ln(3750) ≈ 8.229
Q = 2π * 0.0002 * 10 * (4 / 8.229) ≈ 0.0004π * 0.486 ≈ 0.000610 m³/s ≈ 0.61 l/s
    

Rezultāts (aptuveni): Q_aka ≈ 0,61 l/s. (Šis ir vienkāršots aprēķins — reālas akas mērījumiem lieto precīzākus modeli un testa pumpēšanu.)

Piezīmes un ieteikumi

• Ja akas aprēķinātais debits pārsniedz sadzīves vajadzību (Q_sadz = 0,81 l/s pēc jūsu datiem), pārliecinieties par mērījumu validitāti — testējiet ar laika gaitā atkārtotu pumpēšanu.
• Ieteicams veikt hidraulisko testu (pump test) vismaz 2–4 stundu garumā, lai novērtētu noārdīšanās režīmu un ilgtermiņa stabilitāti.
• Ja aprēķins dod mazāku vērtību nekā nepieciešams, jāapsver aku paplašināšana, lielāka diametra filtri vai papildus aku skaits.

2. Dīķa aprēķins (ugunsdzēsībai un ražošanas ūdenim)

Dīķa ūdens izmanto gan ārējai, gan iekšējai ugunsdzēsībai un ražošanas vajadzībām. Par dīķa nepieciešamo tilpumu V_nep pieņemam lielāko no ārējās vai iekšējās ugunsdzēsības prasībām, jo vienā brīdī var būt tikai viens plašs ugunsgrēks.

Piemērs un aprēķins

Jūs norādījāt nepieciešamo pamata tilpumu V_base = 720 m³ (piemērs). Uzskatām zudumus 20%:

V_zudumi = 0.20 * V_base = 0.20 * 720 = 144 m³
V_nep = V_base + V_zudumi = 720 + 144 = 864 m³

Izmērs, kas aprēķināts tuvināšanas metodē: 38 m × 17 m × 2,14 m. Pārbaudiet, ka šīs dimensijas dod tilpumu aptuveni 38×17×2.14 = 1382,04 m³ (ja dīķa forma ir taisnstūrveida). Ja tilpums nesakrīt ar vajadzīgo 864 m³, var pielāgot dziļumu vai malas. Ja dotās 38×17×2,14 jau tika aprēķinātas ar rezervi (piem., daļa tilpuma rezervē vai tiek aizņemta no malas), jānorāda precīza forma (koniskā, trapecveida u.c.).

Infiltrācijas novēršana

Lai novērstu ūdens infiltrāciju gruntī, dīķa pamatnei un malām ieteicams lietot vairāku slāņu hidroizolāciju:

• 2 kārtas ģeotekstila — mehāniskai aizsardzībai;
• 1 kārta ģeomembrānas (piem., HDPE) — ūdensnecaurlaidībai;
• apmalu nostiprināšana un aizsargpildījums ar smilti vai smalku grants kā uzmurnējums.

3. Sūkņu izvēles shēmas

Atsevišķiem mērķiem jāizvēlas atbilstoši sūkņi: artēzisks sūknis sadzīves ūdenim; iegremdējami sūkņi dīķa ūdens izsūknēšanai ugunsdzēsībai; un specifiski sūkņu komplekti iekšējai/ārējai ugunsdzēsībai.

3.1. Sadzīves ūdensapgādes artēziskā sūkņa izvēle

Sūkņa nepieciešamā sūknēšanas augstuma formula:

H = Hbr + 1.1·h + Hiek + Δz

Dotie parametri (jūsu piemērs):

• Hbr (brīvais spiediens) = 14 m
• Hiek (spiediena zudumi iekārtā) = 15 m
• h (spiediena zudumi spiedvadā) = i × L = 0.055 × 115 = 6.325 ≈ 6.3 m
• Δz (augstumu starpība) = 3 + 12 = 15 m

H = 14 + 1.1×6.3 + 15 + 15 = 14 + 6.93 + 15 + 15 = 50.93 ≈ 51 m

Sadzīves plūsma: Q_sadz = 0.81 l/s = 2.92 m³/h (pārrēķināts: 0.81 l/s × 3600 s/h = 2916 l/h ≈ 2.916 m³/h).

Ieteikums: izvēlēts sūknis Grundfos SP 3A 12 atbilst Jūsu norādītajam H ≈ 51 m un plūsmai ~2.9 m³/h (pārbaudīt ražotāja diagrammas darbības punktu un NPSH prasības).

3.2. Ārējās ugunsdzēsības sūknis

Ārējai ugunsdzēsībai nepieciešamais caurplūds vienam hidranta darbam: Q_nep = 60 l/s.

Brīvā spiediena aprēķins pie hidranta:

Hbr = h_hidr + h_šļ + h_ēka + h_stobr = 4 + 6 + 4 + 17 = 31 m

Spiedvadā: h = i × L = 0.016 × 76 = 1.216 ≈ 1.22 m

Δz = 5.20 − 1.72 = 3.48 m

H = 31 + 1.1×1.22 + 3.48 = 31 + 1.342 + 3.48 = 35.822 ≈ 36 m

Ieteikums: izvēlēts sūknis Grundfos 215-2 ar Q ≈ 60 l/s un H ≈ 36 m. Piezīme: ražotāja tehniskajā lapā norādīts, ka sūkņa nominālā plūsma pārsniedz 20% prasītā, tāpēc jāpārbauda sūkņa darbības punkti, regulēšanas iespējas un veiktspējas koeficients.

3.3. Iekšējās ugunsdzēsības sūknis

Parametri:

• Hbr = h_hidr + h_šļ + h_stobr = 4 + 6 + 17 = 27 m
• h = i1×L1 + i2×L2 = 0.008×17 + 0.050×70 = 0.136 + 3.5 = 3.636 ≈ 3.51 m (jānoformulē koeficienti precīzi)
• Δz = 5.20 − 1.72 = 3.48 m

H = 27 + 1.1×3.51 + 3.48 = 27 + 3.861 + 3.48 = 34.341 ≈ 34.3 m

Pieprasītā plūsma: Q = 13 l/s. Ieteikts sūknis: Grundfos SP 60-4 (jāverificē darbības punkti un pieļaujamā plūsma).

4. Noslēgums un praktiskās rekomendācijas

1. Pārbaudiet visas formulas ar reāliem pumpēšanas testi rezultātiem; teorētiski aprēķini sniedz sākotnējo novērtējumu, taču laika gaitā akas caurplūde var mainīties.
2. Ja plūsma ir «nedaudz» zem prasītā (piem., 0.6 l/s pret nepieciešamiem 0.81 l/s), apsveriet papildu akas izbūvi vai filtra uzlabošanu.
3. Sūkņu izvēlē pievērsiet uzmanību ražotāja darbstundām, NPSH, darba laukiem un pieļaujamai plūsmas pārsniegšanai. Sūkņa darbība virs optimālās plūsmas samazina efektivitāti un var palielināt nodilumu.
4. Dīķa hidroizolācijai izmantojiet sertificētas ģeomembrānas materiālus un kvalificētu montāžu, lai novērstu bojājumus un infiltrāciju.
5. Dokumentējiet visus mērījumus un datu avotus (pump testu protokoli, sūkņu tehniskās lapas), lai būvinspektoriem un ugunsdrošības speciālistiem būtu pieejama pilna dokumentācija.

Urbšana vidēji cietos un cietos iežos.

Spices ierīkošanas cenas

"Ūdensapgāde"- 20 gadu pieredze dziļurbumu un ūdens spices ierīkošanā. Dziļurbumus jeb artēziskās akas urbjam visā Latvijas teritorijā cauru gadu.

Tālrunis: +371 27555009

E-pasts: udensapgades@gmail.com