شيت تصميم وحسابات نزح المياه الجوفية بالحراب والآبار العميقة ومقايسة التشغيل إكسيل
تحميل مجاني مباشر
بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل
جاري تجهيز ملف العمل والتحقق الأمني...
يظهر زر التحميل المباشر خلال 5 ثوانٍ
فشل التحقق التلقائي — يرجى الضغط على مربع التحقق أعلاه للمتابعة.
تم التحقق بنجاح — ملف العمل جاهز للتحميل الآن:
المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت
الدوال والمعادلات المبرمجة داخل هذا النموذج (جاهزة للنسخ بنقرة واحدة):
Q = \frac{\pi k (H^2 - h_w^2)}{\ln(R_0 / r_e)} \quad [\text{m}^3/\text{s}] حساب التصرف المائي الكلي الواجب سحبه من الحفرة لخفض منسوب المياه الجوفية، بالاعتماد على معامل النفاذية k، وسمك الطبقة المائية H، وعمود الماء المستهدف hw، ونصف قطر التأثير R0 ونصف القطر المكافئ re.
R_0 = C \cdot s_w \cdot \sqrt{k} = 3000 \cdot s_w \cdot \sqrt{k} \quad [\text{m}] تحديد أقصى مسافة أفقية يمتد إليها مخروط هبوط المياه الجوفية الناتج عن الضخ، حيث sw هو عمق خفض المياه بالمتر و k معامل نفاذية التربة بالمتر/ثانية.
r_e = \sqrt{\frac{L \times B}{\pi}} \quad [\text{m}] تحويل أبعاد حفرة الأساسات المستطيلة (الطول L والعرض B) إلى نصف قطر دائرة مكافئة هيدروليكياً لتطبيق معادلات السريان نصف القطري للآبار.
q_w = \pi \cdot D_{\text{screen}} \cdot L_s \cdot v_e \cdot O_{\text{area}} \quad \text{where } v_e \le 0.030 \, \text{m/s} حساب أقصى تصرف آمن للبئر لمنع سحب ناعمات التربة وانجراف الرمال، بالاعتماد على قطر المصفاة D، وطولها Ls، ونسبة الفتحات، وسرعة الدخول المحددة في كود CIRIA C750.
N_{\text{wells}} = \left\lceil \frac{Q}{q_w} \right\rceil \times FOS + N_{\text{standby}} تحديد عدد الآبار العاملة بقسمة التصرف الكلي على سعة البئر وتطبيق معامل أمان هيدروليكي (1.25)، مع إضافة آبار احتياطية للطوارئ والصيانة لضمان عدم توقف النزح.
معاينة تخطيط الطباعة الكامل لورقة العمل (.XLSX)
طريقة الاستخدام وخطوات التطبيق العملي
معاينة الشيت وتجربة الأرقام أولاً:
استخدم جدول المعاينة التفاعلية الحية أعلاه (أو وضع ملء الشاشة 100%) لتجربة إدخال أرقام مشروعك واختبار المعادلات مباشرة.
تحميل الشيت وفتحه على جهازك:
قم بتنزيل الملف عبر زر التحميل المباشر وفتحه بواسطة Microsoft Excel أو Google Sheets.
إدخال البيانات الأساسية للمشروع:
قم بتعديل اسم المشروع، التاريخ، وفئات الأسعار في الخلايا المخصصة للإدخال؛ بينما تُحسب كافة الإجماليات تلقائياً.
الطباعة المباشرة بمقاس A4:
تم ضبط هوامش الصفحات وحدود الطباعة مسبقاً على مقاس A4، فقط اضغط Ctrl+P للطباعة أو التصدير بصيغة PDF.
قائمة الفحص والاستلام الهندسي وأفضل الممارسات
- ✓ التحقق من أن منسوب خفض المياه المحقق في آبار المراقبة بمركز الحفر يقل بمقدار 0.50 إلى 1.00 م عن قاع خرسانة النظافة لمنع ظاهرة الفوران (Boiling).
- ✓ فحص سرعة دخول المياه عبر فتحات المصفاة والتأكد من أنها لا تتجاوز 0.03 م/ثانية لمنع انجراف حبيبات الرمال وتخلخل التربة أسفل القواعد المجاورة.
- ✓ التأكد من مطابقة المرشح الزلطي الكوارتز (2-4 مم) لمعيار تيرزاجي للترشيح وتعبئة الفراغ الحلقي حول المصافي بارتفاع لا يقل عن 12 متراً.
- ✓ التحقق من توفير مولد ديزل احتياطي بقدرة 250 kVA مجهز بلوحة تحويل آلي ATS واختبار تحويله أسبوعياً لضمان عدم توقف السحب عند انقطاع الكهرباء.
- ✓ متابعة قراءات أجهزة رصد الهبوط المساحي الدقيق (Settlement Points) على المنشآت وحائط السند والتأكد من عدم تجاوز الهبوط 15 مم.
- ✓ فحص عينات دورية من المياه المفرغة لشبكة الأمطار والتأكد من خلوها من المواد العالقة والرمال والزيوت (TSS ≤ 50 mg/L) عبر أحواض الترسيب.
- ✓ التأكد من حقن وردم كافة الآبار بروبة الأسمنت والبنتونيت غير المنفذة بعد الانتهاء التام من صب وعزل جدران القبو لمنع تكوّن مسارات مائية مستقبلية.
الأسئلة الشائعة حول النموذج
متى يجب استخدام الآبار العميقة Deep Wells بدلاً من الحراب الإبرية Wellpoints؟
يتم استخدام نظام الآبار العميقة عندما يتجاوز عمق الحفر المطلوب 5 إلى 6 أمتار، أو عندما تكون قيمة خفض المياه الجوفية المطلوبة أكبر من 4.5 إلى 5 أمتار؛ حيث أن نظام الحراب يعتمد على طلمبات الشفط الفراغي السطحي المقيدة بحدود الرفع الفيزيائي للضغط الجوي (حوالي 6 أمتار نظرياً و 4.5-5 أمتار عملياً). كما تفضل الآبار العميقة في التربة ذات النفاذية المتوسطة إلى العالية (الرمال والحصى) حيث توضع مضخات غاطسة داخل البئر دون أي قيود على عمق الرفع.
كيف يتم حساب تصرف المياه الكلي للحفرة وفق معادلة Dupuit؟
تعتمد معادلة ديبوي-فورشهايمر للخزان غير المحصور على قياس سمك الطبقة المائية الكلي H فوق الطبقة الصماء، وعمود الماء المتبقي المستهدف hw في مركز الحفر (حيث hw = H - sw)، ومعامل النفاذية الهيدروليكية للتربة k بالمتر/ثانية، ونصف قطر التأثير الهيدروليكي R0 المحسوب بمعادلة سيشارت (R0 = 3000 × sw × √k)، ونصف القطر المكافئ للحفر المستطيل re. ويتم التعويض في الصيغة: Q = [π × k × (H² - hw²)] / ln(R0 / re).
ما هي مخاطر نزح المياه الجوفية على المنشآت المجاورة وكيف يتم تجنبها؟
أبرز المخاطر هي حدوث هبوط تمايزي (Differential Settlement) في المباني والشوارع المجاورة نتيجة زيادة الإجهاد الفعال للتربة (Δσ' = γw × sw) عند سحب المياه، أو سحب ناعمات التربة مع المياه مما يحدث تجاويف تحت القواعد. يتم تجنب ذلك بالحفاظ على سرعة دخول المياه للمصافي أقل من 0.03 م/ث، وتثبيت مرشح زلطي متدرج دقيق، واستخدام ستائر قاطعة للمياه (Secant Piles / Diaphragm Walls) تخترق الطبقة الصماء لعزل موقع الحفر، مع رصد دقيق عبر البيزوميترات ونقاط الهبوط المساحي.
ما هي معايير حجم ومواصفات خزان الترسيب وفصل الزيوت الموقعي؟
يجب أن يوفر خزان الترسيب زمناً للمكث الهيدروليكي (Retention Time) لا يقل عن 15 إلى 20 دقيقة عند أقصى تصرف ضخ للمحطة، لتمكين حبيبات الرمل والعوالق الدقيقة من الترسيب بفعل الجاذبية. يصمم الخزان بنظام ثلاثي المراحل ومزود بحواجز تهدئة (Baffles) ومصايد للزيوت والشحوم لضمان ألا تتجاوز نسبة المواد الصلبة العالقة (TSS) في المياه المنصرفة للشبكة البلدية 50 ملجم/لتر وفق الاشتراطات البيئية.