طلمبات رفع المياه من الآبار قد تكون ليست هي الخيار الأمثل للأشخاص الذين يعيشون في بيئات حضرية فيصعب عليهم أن يتصوروا استخدام نظام البئر كمصدر أساسي للمياه، ولكن بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في مناطق ريفية ونائية ، قد يكون الخيار الوحيد لهم الاعتماد على طلمبات رفع المياه من الآبار.

 

كيف يمكنني استخدام طلمبات رفع المياه من الآبار

لاستخدام طلمبات رفع المياه من الآبار يجب أن تعرف أولًا معلومات أكثر عن الآبار، وهذا ما نوضحه لك في السطور القادمة:

 

  • من أجل الوصول إلى المياه الجوفية من السطح، يجب حفر سطح الأرض بعمق كافٍ بحيث يصل إلى طبقة المياه الجوفية، يُعرف الثقب الذي تم إنشاؤه بالبئ.
  •  الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا للآبار هي الآبار المحفورة والآبار المدفوعة وحفر الآبار
  • حفر بئر، يتم حفر معظم الآبار الحديثة، حيث يتم إنشاء هذه الآبار باستخدام أداة الكابلات (قرع) أو آلات الحفر الدوارة (الهوائية أو الهيدروليكية)، وعادة ما يتم تركيبها على عربات أو شاحنات أو مقطورات.
  • تتطلب الآبار المحفورة التي تخترق مادة غير مجمعة والتي تتكون من مادة حبيبية مثل الرمل والحصى والطين غلافًا وشاشة لمنع الرواسب من التدفق مما قد يؤدي إلى الانهيار. يجب أيضًا إغلاق المساحة المحيطة بالغطاء بمواد الحشو حيث يمكن أن يؤدي تصريف المياه من السطح الخارجي للغلاف من تلوث المياه في البئر.
  • يمكن أن تتكون مادة الحشو من أسمنت أنيق أو طين بنتونيت.
  • يمكن للآبار السكنية المحفورة أن تذهب ضحلة حتى 10-60 قدمًا وعمق 1000 قدم، تتجاوز بعض الآبار الصناعية أعماق 3000 قدم (900 متر).
  • تعتبر الآبار المدفوعة بسيطة نسبيًا وبأسعار معقولة.
  • يتم حفر هذه الأنواع من الآبار عموديا عن طريق دفع أنبوب صغير القطر إلى الرمال أو الحصى الحاملة للمياه الضحلة.
  • عادة ما يتم إرفاق نقطة بئر الشاشة إلى الجزء السفلي من الغلاف قبل القيادة للسماح بدخول الماء مع الحفاظ على تكوين محمل للماء في مكانه.
  • يبلغ عمق الآبار المدفوعة عادةً حوالي 30 قدمًا عند القيادة باليد وعمق 50 قدمًا عند القيادة بواسطة الماكينة وبالتالي، يمكنهم فقط الاستفادة من المياه الضحلة ويمكن تلوثها بسهولة من المصادر السطحية المجاورة لأنها تسحب المياه من طبقات المياه الجوفية بالقرب من السطح.
  • تم حفر الآبار المحفورة تاريخياً باليد أو المجرفة تحت سطح الماء حتى تجاوزت المياه القادمة معدل إنقاذ الحفار بعد ذلك، كان البطانة مبطنة بالحجارة أو الطوب أو البلاط لمنع البئر من الانهيار.
  • يتم حفر الآبار المحفورة حديثًا بواسطة معدات الطاقة وعادة ما تكون مبطنة بالبلاط الخرساني. عادةً ما تحتوي هذه الآبار على أقطار كبيرة، مما يعرض مساحة كبيرة للخزان الجوفي، ويمكنها أن تتعمق تحت سطح الماء من الآبار المحفورة يدويًا.
  • يمكن للآبار المحفورة الحصول على الماء من مواد أقل نفاذية مثل الرمل الناعم أو الطين ، ومع ذلك فهي ضحلة وتفتقر إلى غلاف مستمر مما يجعلها عرضة للتلوث من مصادر السطح المجاورة.
  • إذا انخفض منسوب المياه الجوفية أسفل قاع البئر أثناء الجفاف، فقد تجف الآبار المحفورة.
  • يتم حفر معظم الآبار الحديثة حيث يمكن الوصول إلى المياه على أعماق أكبر بكثير ومع ذلك، لا تزال الآبار المحفورة مبنية ولا تزال الآبار المدفوعة شائعة حيث تكون الظروف الجيولوجية مناسبة.

 

طلمبات رفع المياه من الآبار

لقد حققت طلمبات رفع المياه من الآبار الحديثة قفزات في الكفاءة والموثوقية مقارنة بالطرق القديمة من التاريخ القديم وحتى الحديث، وبينما سيستمر إنشاء شبكات المياه البلدية في توفير المياه لمئات الآلاف وحتى الملايين من الناس في المدن الكبرى، هناك مزايا لا يمكن إنكارها لامتلاك نظام بئر خاص لأولئك في المناطق النائية ولصاحب المنزل، في ما يلي نعرض لكم أنواع طلمبات رفع المياه من الآبار:

 

  1. طلمبة رفع مياه التي تعمل بالطاقة الشمسية السطحية: يتم تركيبها حيث يكون منسوب المياه الجوفية على عمق 10 أمتار حيث تظل المضخات السطحية خارج الماء وفي العراء، وذلك نظرًا لأنها تحتاج إلى أن تكون على السطح، فإن هذه المضخات أسهل في التركيب والصيانة. ومع ذلك فهي ليست مناسبة للمياه الجوفية العميقة.
  2. طلمبة رفع مياه التي تعمل بالطاقة الشمسية الغاطسة: يتم تركيب هذه المضخات عن طريق حفر حفار ، مما يؤدي إلى زيادة تكلفة التركيب والصيانة، وكما يوحي اسمها فتقع المضخة الغاطسة في عمق أسفل مستوى الأرض وتظل مغمورة تحت الماء، ويتجاوز عمق  رأس الشفط للمضخة الغاطسة 10 أمتار.
  3. طلمبة رفع مياه التي تعمل بالطاقة الشمسية التيار المتردد: يعمل محرك هذه المضخة على تيار متناوب، مما يعني أن التيار المباشر الذي تنتجه الألواح الشمسية يتم تحويله إلى تيار متردد باستخدام العاكس، التحويل من التيار المستمر إلى التيار المتردد يؤدي إلى فقدان الطاقة من التوليد والاستهلاك.
  4. طلمبة رفع مياه التي تعمل بالطاقة الشمسية DC: تعمل هذه المضخة على محرك يعمل على التيار المباشر ، وبالتالي لا حاجة إلى بطارية أو عاكس في هذا النوع من المضخات.

 

كيفية حساب قدرة طلمبات المياه

لكي تعرف ما هي متطلباتك من طلمبات رفع المياه من الآبار، عليك أن تحسب أولًا قدرة طلمبات المياه، وهذا ما نوضحه لكم في السطور القادمة:

 

1- تحجيم المضخة الغاطسة للبئر

  •  75 جالون × 4 أشخاص × 7 أيام = 2،100 جالون تخزين

 

2- هناك نوعان من المعلومات التي نحتاجها لاختيار طلمبات رفع المياه من الآبار غاطسة للمياه الشمسية لتلبية احتياجاتهم – هم:

  • معدل الضخ: كم غالون في الدقيقة ستحتاج المضخة لتحريك الماء عندما تعمل بالطاقة من الشمس؟
  • رأس ديناميكي فعال  وما هو الارتفاع العمودي الذي يجب أن تضخه المضخة إلى أعلى؟ بالإضافة إلى ذلك، ما مقدار الرأس الفعال الذي تمت إضافته بسبب فقد الاحتكاك في الأنبوب؟

 

3- تحديد عدد الجالونات في الدقيقة التي تحتاجها المضخة لتكون قادرة على

  • لحساب الجالونات المطلوبة في الدقيقة، سيتعين على المضخة القيام بها في الدقيقة.
  • سنقوم أولاً بافتراض عدد الساعات في اليوم التي يمكن تشغيل طلمبات رفع المياه من الآبار فيها بشكل معقول للألواح الشمسية.
  • ثم سنقوم ببساطة بتقسيم الغالونات التي يحتاجونها في اليوم على إجمالي عدد دقائق تشغيل المضخة، لذا في هذا المثال ستحتاج المضخة الغاطسة إلى توفير 300 غالون من الماء يوميًا (75 جالونًا من الماء المستخدم لكل شخص × 4 أشخاص = 300 غالون) 
  • بالإضافة إلى زيادة في فترات الطقس السيئ، لذلك دعنا نقول 400 غالون من الماء يوم. إذا اكتشفنا أن معظم الضخ سيكون من الساعة 9 صباحًا حتى الساعة 3 مساءً، أي 6 ساعات من الضخ أو 360 دقيقة.
  • وهكذا يمكننا تحديد عدد الغالونات في الدقيقة التي نحتاجها لمضختنا حتى نتمكن من القيام بها بشكل طفيف:
  • 400 جالون ➗ 360 دقيقة = 1.11 جالون في الدقيقة

 

4- تحديد إجمالي رأس ديناميكي

  • نحن نعلم أن المضخة يجب أن ترفع الماء عموديا 80 قدما. ولكنها تحتاج أيضًا إلى دفعها بمقدار 800 قدم أفقيًا.
  • حتى لو كان 800 قدم أفقيًا تمامًا ، سيكون هناك فقدان احتكاك من التدفق عبر الأنبوب.
  • سيحدد معدل التدفق مقدار فقدان رأس الاحتكاك الذي ستحصل عليه.
  • خسارة رأس الاحتكاك هي طريقة تأخذ في الاعتبار احتكاك الماء الذي يتحرك عبر الأنبوب وتضمين الحمل الإضافي على المضخة كما لو كانت جزءًا من مسافة الضخ الرأسي (أي الرأس الديناميكي) يجب على المضخة الحصول على الماء إلى. لحسن الحظ ، هناك طاولات يدوية يمكن أن تخبرنا عن مقدار الرأس الديناميكي الفعال الذي يتعين علينا إضافته بسبب كل قدم للأنبوب لأحجام مختلفة من الأنابيب ومعدلات ضخ المياه من خلالها، وبذلك نكون قد عرفنا كيفية حساب قدرة طلمبات المياه.

 

طلمبات الري بالطاقة الشمسية

 

المراجع

worldwaterreserve

اترك تعليقاً