ب
بنيان دوكس

شيت حساب كميات وتكاليف نزح المياه الجوفية للمشاريع إكسيل

إعداد ومراجعة: المكتب الفني الهندسي — بنيان دوكس متوافق مع Excel 2016–365 & Google Sheets كود البناء السعودي للتربة والأساسات ونزح المياه (SBC 303: Soils, Foundations & Dewatering)
حمل شيت حساب كميات وتكاليف نزح المياه الجوفية إكسيل لتصميم الآبار العميقة والإبر الارتوازية وحساب معدلات التدفق وتكاليف التأسيس والتشغيل والصيانة 24/7.
الانتقال لتحميل الملف مجاناً (.XLSX)
جاري تحميل المعاينة التفاعلية الحية لشيت الإكسيل وكافة الصفحات والمعادلات...

تحميل مجاني مباشر

بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل

xlsx
شيت_حساب_كميات_وتكاليف_نزح_المياه_الجوفية.xlsx
الحجم: 62 KB • متوافق مع الأوفيس
fx

المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت

الدوال والمعادلات المبرمجة داخل هذا النموذج (جاهزة للنسخ بنقرة واحدة):

معادلة نصف قطر التأثير الهيدروليكي للمخروط (Sichardt Radius of Influence)
R_0 = 3000 \times s \times \sqrt{k} \quad [\text{m}]

المعادلة التجريبية المعتمدة في كود CIRIA C750 لحساب أقصى مسافة أفقية يمتد إليها انخفاض منسوب المياه الجوفية، حيث s هو مقدار الهبوط الكلي المطلوب بالمتر، و k هو معامل نفاذية التربة بالمتر/ثانية.

معادلة تدفق المياه الجوفية للخزان غير المحصور (Dupuit-Thiem Inflow Formula)
Q = \frac{\pi \times k \times (H^2 - h_w^2)}{\ln(R_0 / r_e)} \quad [\text{m}^3/\text{s}]

معادلة السريان الشعاعي المستقر لحساب معدل التدفق الكلي الوافد إلى حفرة المشروع، حيث H هو سمك الخزان الجوفي الأولي، h_w هو عمق المياه المتبقي عند جدار الحفر، و r_e هو نصف القطر المكافئ لمساحة الحفر.

معادلة نصف القطر الدائري المكافئ لمنطقة الحفر المستطيلة (Equivalent Well Radius)
r_e = \sqrt{\frac{L \times B}{\pi}} \quad [\text{m}]

تحويل أبعاد حفرة الأساسات المستطيلة (الطول L والعرض B) إلى بئر دائري تخيلي مكافئ بنفس المساحة لتطبيق معادلات السريان الدائري المتماثل بدقة متناهية.

معادلة القدرة الهيدروليكية والكهربائية للمضخات (Pumping Power Requirement)
P = \frac{Q \times \text{TDH} \times \rho \times g}{3600 \times \eta} \quad [\text{kW}]

حساب القدرة الكهربائية الإجمالية المطلوبة لتشغيل المضخات الغاطسة، حيث Q هو التصرف بمتر³/ساعة، TDH هو الارتفاع الديناميكي الكلي (فواقد الاحتكاك + الرفع الرأسي)، و η هي كفاءة المضخة والمحرك (عادة 0.65 إلى 0.75).

معاينة تخطيط الطباعة الكامل لورقة العمل (.XLSX)

مقاس الطباعة القياسي A4
معاينة شيت حساب كميات وتكاليف نزح المياه الجوفية للمشاريع إكسيل - حصر الكميات والأعمال الترابية بصيغة XLSX جاهز للتحميل والتعديل
File: شيت_حساب_كميات_وتكاليف_نزح_المياه_الجوفية.xlsx تحميل الملف الكامل (.XLSX) ←

مثال تطبيقي رقمي: تصميم شبكة نزح جوفي لموقع بدرومين بمساحة 4,500 م² وعمق حفر 8 أمتار

المعطيات والبيانات الهندسية للمسألة: مشروع برج سكني في منطقة ساحلية بجدة بأبعاد حفر 75×60 متراً (مساحة الحفر 4,500 م²). منسوب سطح الأرض NGL = +3.50 م، منسوب المياه الجوفية الأولي GWT = +1.20 م (على عمق 2.30 م تحت الأرض). منسوب قاع الحفر لتأسيس اللبشة FL = -4.50 م، والمنسوب المستهدف للمياه لتوفير بيئة عمل جافة هو -5.50 م (خفض بمقدار 1.0 م أسفل قاع اللبشة). مقدار الخفض الكلي المطلوب للمياه s = 1.20 - (-5.50) = 6.70 أمتار. سمك الطبقة الحاملة للمياه H = 18.00 متراً، ومعامل نفاذية التربة الرملية k = 2.5 × 10⁻⁴ م/ث. والمطلوب: حساب نصف قطر التأثير، معدل التدفق الكلي التصميمي بمعامل أمان 1.40، وتحديد عدد الآبار العميقة وقدرة المولد المطلوب، مع إجمالي تكلفة المشروع لمدة تشغيل 120 يوماً.
1

1. حساب نصف قطر التأثير ونصف القطر المكافئ لمنطقة الحفر

نصف القطر المكافئ r_e = √( (75 × 60) ÷ π ) = √(4,500 ÷ 3.1416) = √1,432.4 = 37.85 متراً | نصف قطر التأثير زيكارت R0 = 3000 × s × √k = 3000 × 6.70 × √(0.00025) = 20,100 × 0.01581 = 317.81 متراً.
النتيجة: r_e = 37.85 متراً، و R0 = 317.81 متراً.
2

2. حساب معدل تدفق المياه النظري والتصميمي (Dupuit-Thiem)

الارتفاع المتبقي h_w = H - s = 18.00 - 6.70 = 11.30 م | (H² - h_w²) = 18² - 11.30² = 324 - 127.69 = 196.31 م² | ln(R0 / r_e) = ln(317.81 ÷ 37.85) = ln(8.396) = 2.1278 | التدفق النظري Q = (π × 0.00025 × 196.31) ÷ 2.1278 = 0.15418 ÷ 2.1278 = 0.07246 م³/ث = 260.86 م³/ساعة | التدفق التصميمي (معامل أمان 1.40) = 260.86 × 1.40 = 365.20 م³/ساعة.
النتيجة: معدل التدفق التصميمي الكلي = 365.20 م³/ساعة (ما يعادل 101.4 لتر/ثانية).
3

3. تحديد عدد الآبار العميقة والمضخات الغاطسة والقدرة الكهربائية

الطاقة الاستيعابية الآمنة للبئر بقطر 12 بوصة ومصافي 6 م = 25 م³/ساعة | عدد الآبار العاملة المطلوبة = 365.20 ÷ 25 = 14.6 ≈ 15 بئراً | إضافة 30% آبار احتياطية ومراقبة = 15 × 0.30 ≈ 5 آبار | إضافة 3 آبار لتعميق بئر المصعد وغرفة المضخات = 23 بئراً إجمالياً | القدرة الكهربائية للمضخات (رفع ديناميكي TDH = 22 م بكفاءة 70%) = (365.2 × 22 × 1000 × 9.81) ÷ (3600 × 0.70 × 1000) = 31.2 kW صافي رفع مائي (تتطلب مضخات مركبة بقدرة إجمالية 175.5 kW لـ 23 مضخة) | سعة المولد المطلوب = 300 kVA.
النتيجة: الشبكة المطلوبة: 23 بئراً عميقاً ومضخة غاطسة، ومولد ديزل احتياطي بقدرة 300 kVA.
4

4. تقدير التكاليف الإجمالية للنزح لمدة 120 يوماً

تكاليف التأسيس والحفر والتوريد (Capex) = 322,460 ريال | تكاليف التشغيل والصيانة المستمرة 24/7 لمدة 120 يوماً متضمنة إيجار المولدات والديزل والكهرباء وأجور 3 ورديات يومية ورسوم التصريف (Opex) = 247,440 ريال | إجمالي تكلفة المشروع = 322,460 + 247,440 = 569,900 ريال.
النتيجة: التكلفة الكلية التقديرية = 569,900 ريال سعودي (Capex + Opex).

طريقة الاستخدام وخطوات التطبيق العملي

1

معاينة الشيت وتجربة الأرقام أولاً:

استخدم جدول المعاينة التفاعلية الحية أعلاه (أو وضع ملء الشاشة 100%) لتجربة إدخال أرقام مشروعك واختبار المعادلات مباشرة.

2

تحميل الشيت وفتحه على جهازك:

قم بتنزيل الملف عبر زر التحميل المباشر وفتحه بواسطة Microsoft Excel أو Google Sheets.

3

إدخال البيانات الأساسية للمشروع:

قم بتعديل اسم المشروع، التاريخ، وفئات الأسعار في الخلايا المخصصة للإدخال؛ بينما تُحسب كافة الإجماليات تلقائياً.

4

الطباعة المباشرة بمقاس A4:

تم ضبط هوامش الصفحات وحدود الطباعة مسبقاً على مقاس A4، فقط اضغط Ctrl+P للطباعة أو التصدير بصيغة PDF.

الأسئلة الشائعة حول النموذج

متى يتم اختيار نظام الآبار العميقة بدلاً من نظام الإبر الارتوازية؟

يتم اختيار نظام الآبار العميقة (Deep Wells) عندما يتجاوز عمق الخفض المطلوب للمياه الجوفية 5 إلى 6 أمتار، وفي التربة الرملية والحصوية ذات النفاذية العالية. نظام الإبر الارتوازية (Wellpoints) يعتمد على سحب الهواء وتفريغ الضغط الجوي، وهو محدود فيزيائياً بحد شفط لا يتجاوز 5.5 إلى 6 أمتار للمرحلة الواحدة، في حين يمكن للآبار العميقة المزودة بمضخات غاطسة خفض المياه لعشرات الأمتار دون قيود شفط.

كيف يؤثر نزح المياه الجوفية على سلامة المنشآت والمباني المجاورة للمشروع؟

سحب المياه الجوفية يؤدي إلى خفض ضغط مسام الماء (Pore Water Pressure) وزيادة الإجهاد الفعال (Effective Stress) على حبيبات التربة في محيط مخروط التأثير (Sichardt Radius)، مما قد يتسبب في هبوط انضمامي (Consolidation Settlement) للتربة وتصدع المباني المجاورة. لتفادي ذلك، يلزم استخدام الستائر غير المنفذة (Diaphragm Walls / Secant Piles) لقطع مسار المياه، أو تنفيذ آبار حقن تعويضي (Recharge Wells).

ما هي معايير الأمان الإلزامية لتأمين استمرار ضخ المياه 24 ساعة دون انقطاع؟

توقف مضخات النزح ولو لساعات معدودة قد يؤدي إلى فوران قاع الحفر (Boiling / Quick Conditions) وانهيار جوانب الحفر وتعويم اللبشة غير المكتملة. لذلك يلزم: توفير 20-30% مضخات احتياطية مركبة بالآبار، مولد ديزل احتياطي بسعة 100% مع لوحة تحويل آلية (ATS)، وتواجد فريق صيانة كهربائي وميكانيكي على مدار الساعة بنظام الورديات.

ما هي الاشتراطات البيئية والقانونية لصرف المياه الجوفية المنزوحة؟

تشترط الأمانات ووزارات البيئة الحصول على تصريح رسمي قبل تفريغ مياه النزح في شبكة تصريف السيول أو البحر. كما يشترط فحص عينات المياه للتأكد من خلوها من الملوثات الكيميائية، وتمرير المياه داخل خزانات ترسيب (Sedimentation / Settling Tanks) لفصل الرمال والطمي لمنع انسداد شبكات ومناهل تصريف الأمطار العامة.