การคำนวณหาค่าอัตราสูบเหมาะสม(Optimum yield) และอัตราสูบสูงสุด บ่อน้ำบาดาล(Maximum yield)
นายสุวัฒน์ พลศิลป์ นักธรณีวิทยา
บ่อน้ำบาดาล หากมีการสูบน้ำในอัตราที่เหมาะสม (Optimum yield) โดยเลือกสูบในอัตราที่บ่อมีประสิทธิภาพสูง (High well efficiency) กล่าวคือ ระยะน้ำลด(Drawdown)เกิดน้อย โดยมีจากแรงฝืดที่เกิดจากการก่อสร้างบ่อน้ำบาดาล(Well loss) มีสัดส่วนน้อยกว่าแรงฝืดที่เกิดจากชั้นน้ำ(Aquifer loss) จะทำให้บ่อมีอายุการใช้งานยาวนาน ประหยัดพลังงาน เนื่องจากไม่ต้องใช้แรงม้าเครื่องสูบสูงเกินความจำเป็นในการดันน้ำขึ้นสู่ปากบ่อ แต่ในขณะเดียวกันบ่อน้ำบาดาลนี้ ก็สามารถสูบใน อัตราสูบสูงสุด(Maximum yield) ได้
กรณีตัวอย่าง บ่อน้ำบาดาลขนาด Ø10” ลดขนาดเป็น Ø8” ที่ความลึก 120 เมตร ระดับน้ำปกติ 52 เมตร สูบทดสอบปริมาณน้ำ(Q)ด้วยวิธีสูบหลายอัตรา(Step drawdown test) คือ สูบอัตรา 64, 91, 95, 104 ม3/ชม. มีระยะน้ำลด(s) 10.72, 15.41, 16.24, 18.55 เมตร ตามลำดับ จากค่าดังกล่าว มีค่าปริมาณน้ำจำเพาะ(Specific capacity, SC ;อัตราสูบ /ระยะน้ำลด) 5.97, 5.91, 5.85, 5.61 ตามลำดับ มีค่าสัมประสิทธิ์แรงฝืดจากชั้นน้ำ (Aquifer loss coefficient, B) 0.1411 และค่าสัมประสิทธิ์แรงฝืดจากบ่อ(Well loss coefficient, C) 0.0003675 (ดูรูป ประกอบ)
การคำนวณหาอัตราสูบที่เหมาะสม ได้เลือกอัตราสูบที่บ่อให้ประสิทธิภาพบ่อ(Well efficiency) ตั้งแต่ 70% ขึ้นไป(Kresic,1997,Waterloo hydrogeologic.com) จากสูตร Well efficiency(%) = BQ x 100/(BQ+CQ2) ดังนั้น เมื่อกำหนดให้มีประสิทธิภาพบ่อ 70% จะได้อัตราสูบเหมาะสม(Q) ไม่เกิน 164 ม3/ชม.
ส่วนการคำนวณอัตราสูบสูงสุด (Qmax) โดยกำหนดความลึกติดตั้งเครื่องสูบเหนือข้อลด 10 เมตร คืออยู่ที่ความลึก 110 เมตร และกำหนดระดับน้ำขณะสูบ(Pumping water level) เหนือเครื่องสูบน้ำ 10 เมตร คืออยู่ที่ความลึก 100 เมตร ดังนั้น จะมีระยะน้ำลด กำหนดสูงสุด 48 เมตร (100-52) จาก กราฟที่ plot ระหว่างค่า SC กับ s และ กราฟ ระหว่างค่า SC กับ Q โดยค่า SC จะแตกต่างกันในแต่ละอัตราสูบ คือลดลงตามลำดับ เมื่อสูบอัตราที่สูงขึ้น (ดูกราฟ ประกอบ) หรือ จะลดลงตามลำดับ เมื่อ ระยะน้ำลดเพิ่มขึ้น (ดูกราฟ ประกอบ) จากกราฟข้างต้น เมื่อกำหนดระยะน้ำลดสูงสุด(s) 48 เมตร จะมีค่า SC=4.2จากสูตร Specific capacity(SC)= Qmax/s ดังนั้น จะได้อัตราสูบสูงสุด(Qmax)202 ม3/ชม(48×4.2)
ที่มาข้อมูล : บริษัท นิธิณัฐกรเอ็นจิเนียริ่ง จำกัด
การประปาส่วนภูมิภาค สาขานครปฐม สถานีจ่ายน้ำนครชัยศรี
