Akas atjaunojamā jauda

alt=Shēmisks attēls, kurā attēlota aka šķērsgriezumā un tai apkārt izveidojusies gruntsūdens līmeņa pazeminājuma zona jeb depresijas piltuve. Attēls ilustrē, kā sūknēšanas laikā ūdens līmenis pazeminās akas tuvumā un pakāpeniski izlīdzinās, palielinoties attālumam no akas, kā arī parāda pazeminājuma izmaiņas laika gaitā.|thumb|Gruntsūdens līmeņa pazeminājuma shēma ap aku sūknēšanas laikā
**Akas atjaunojamā jauda** jeb ilgtspējīgais debets raksturo ūdens daudzumu, ko aka spēj nodrošināt ilgstošā ekspluatācijā bez būtiska ūdens līmeņa pazeminājuma. Praksē šo lielumu nosaka ar sūknēšanas testu, kura laikā pie zināma debeta tiek novērota ūdens līmeņa izmaiņa laikā. Metode tiek izmantota gan hidroģeoloģiskos pētījumos, gan esošu aku ekspluatācijas īpašību novērtēšanā, tostarp gadījumos, kad akai ir sarežģīta konstrukcija ar atšķirīgiem diametriem.

## Pamatjēdzieni

**Debets (Q)** – izsūknētā ūdens plūsma (m³/h, l/s).

**Statiskais ūdens līmenis (SWL)** – ūdens spoguļa līmenis mierā, pirms sūknēšanas.

**Dinamiskais ūdens līmenis (DWL)** – ūdens spoguļa līmenis sūknēšanas laikā.

**Depresija (s)** – līmeņa pazeminājums sūknēšanas rezultātā:
: s = SWL - DWL

**Ilgtspējīgais debets** – tāds debets, pie kura līmenis sūknēšanas laikā stabilizējas (vai pazeminās ļoti lēni) un pēc sūknēšanas apstādināšanas atjaunojas pieņemamā laikā.

## Praktiskie apsvērumi

### Drošība
* Darbs pie atvērtas akas ir bīstams: kritiena risks, gāzu risks, elektrības risks.
* Izmanto drošu pārsegu vai margu, strādā vismaz divatā.
* Elektriskām iekārtām: RCD (noplūdes strāvas aizsardzība), sausas rokas, drošas pagarinātāju līnijas.
* Nelej eļļas, degvielu vai ķīmiju akas tuvumā.

### Nepieciešamais aprīkojums
* Sūknis (jebkurš, kas spēj dot stabilu plūsmu) un šļūtenes.
* Mērtrauka metode debeta noteikšanai: 10–20 l (mērcilindrs + hronometrs).
* Līmeņa mērītājs:
** atsvars uz auklas (ar metru atzīmēm), vai
** līmeņa mērlente, vai
** elektronisks līmeņmērs (ja pieejams).
* Pierakstu lapa vai izklājlapas veidne (protokols).
* Termometrs (vēlams): āra temperatūra un ūdens temperatūra.

## Matemātiskais pamats

### Debeta noteikšana ar tilpuma–laika metodi
Debeta aprēķins un ūdens līmeņa depresijas interpretācija balstās uz klasisko sūknēšanas testu teoriju, kur mērcilindrs tiek modelēts kā porains vidējs ar noteiktu caurlaidību. Ja V ir tilpums litros, bet t ir laiks sekundēs, tad:
: Q_{L/s} = \frac{V}{t}
Pārrēķins uz m³/h:
: Q_{m^3/h} = Q_{L/s} \cdot 3.6

### Akas ūdens krājums (tilpums)

#### Viena diametra aka (cilindrisks tilpums)
Ja D ir iekšējais diametrs (m), H ir ūdens kolonnas augstums (m), tad:
: V = \pi \cdot \frac{D^2}{4} \cdot H

#### Divu diametru aka (kombinēts cilindrisks tilpums)
Ja akā ir liels diametrs D_1 un šaurs stobrs/urbums D_2, tad kopējais krājums:
: V = \pi \cdot \frac{D_1^2}{4} \cdot H_1 + \pi \cdot \frac{D_2^2}{4} \cdot H_2

Kur:
* H_1 – ūdens kolonnas augstums lielajā diametrā,
* H_2 – ūdens kolonnas augstums šaurajā stobrā.

### Ūdens līmeņa izmaiņu saistība ar krājumu
Ja līmenis krīt par \Delta h, tad izsūknētā krājuma daļa (tilpuma izmaiņa):
* lielajā diametrā: \Delta V = A_1 \cdot \Delta h, kur A_1 = \pi \cdot \frac{D_1^2}{4}
* šaurajā stobrā: \Delta V = A_2 \cdot \Delta h, kur A_2 = \pi \cdot \frac{D_2^2}{4}

## Sūknēšanas testa metodoloģija
alt=Sūknēšanas testa laikā ap aku veidojas gruntsūdens līmeņa pazeminājuma zona jeb depresijas piltuve|thumb|Depresijas piltuves izplatība akas sūknēšanas laikā
Sūknēšanas tests nosaka, kā ūdens līmenis reaģē uz zināmu debetu Q:

* Ja līmenis **stabilizējas** pie noteikta Q, tad aka spēj atjaunot ūdeni aptuveni šajā apjomā (vismaz šajā apjomā).
* Ja līmenis **turpina krist** bez stabilizācijas, Q ir lielāks par ilgtspējīgo debetu.
* Ja līmenis **nemainās** un Q ir precīzi izmērīts, tad:
: ilgtspējīgais debets ir vismaz Q
: Q_{ilgtsp.} \ge Q

### Sākotnējo apstākļu fiksēšana
1. Fiksē datumu, laiku, laikapstākļus, gaisa temperatūru.

2. Izmēra un pieraksta:
* D_1, D_2 (ja ir),
* akas kopējo dziļumu,
* statisko līmeni SWL (m no virsmas).
3. Pārbauda, vai sūknis atrodas pietiekami dziļi zem SWL (lai neiesūktu gaisu).

### Debeta noteikšana
1. Tiek ielslēgts sūknis.

2. Ūdenī ievietots mērcilindrs ar zināmu tilpumu (piemēram, 10 l) un hronometrēts laiks.

3. Aprēķina Q:
: Q_{m^3/h} = \frac{V(L)}{t(s)} \cdot 3.6
4. Atkārto 3 reizes un ņem vidējo.

### Sūknēšana pie zemāka debeta
1. Sūknē ar konstantu plūsmu Q_1.

2. Mēra līmeni pēc grafika:
* 0 min (startā),
* 5 min,
* 10 min,
* 15 min,
* 30 min,
* 45 min,
* 60 min.
3. Pieraksta līmeni un aprēķiniadepresiju s.

**Kritērijs:**
* Ja 60 min laikā līmenis stabilizējas (depresijas pieaugums kļūst ļoti mazs), Q_1 ir ilgtspējīgs (vismaz).

### Sūknēšana pie paaugstināta debeta
1. Palielina plūsmu (ja iespējams) vai izmanto citu sūkņa režīmu, lai iegūtu Q_2.

2. Atkārto mērījumu grafiku (vismaz 30–60 min).

3. Novēro, vai līmenis stabilizējas.

### Papildu slodzes režīms (pēc vajadzības)
Atkārto kā 3. solī, ja nepieciešams atrast robežu.

### Ūdens līmeņa atjaunošanās novērojumi
1. Izslēdz sūkni.

2. Mēra līmeni pēc grafika:
* 0 min (tūlīt pēc izslēgšanas),
* 5 min,
* 10 min,
* 15 min,
* 30 min,
* 60 min,
* 120 min (ja iespējams).
3. Fiksē laiku, kad līmenis atgriežas līdz:
* 90% no SWL vai
* pilnībā līdz SWL.

## Rezultātu interpretācija

### Ilgtspējīgais debets
* Ja pie Q līmenis stabilizējas: Q ir ilgtspējīgs režīms.
* Ja pie Q līmenis turpina krist bez stabilizācijas: Q pārsniedz ilgtspējīgo debetu.
* Ja līmenis nemainās un Q ir izmērīts: Q_{ilgtsp.} \ge Q.

### Akas konstrukcijas ietekme
* Lielais diametrs darbojas kā buferis: līmeņa kritums var būt lēns, jo A_1 ir liels.
* Kad līmenis sasniedz šauro stobru, kritums var kļūt straujāks, jo A_2 ir mazs.
* Protokolā atzīmē brīdi, kad līmenis pāriet no D_1 zonās uz D_2 zonu (tas būtiski ietekmē krājuma aprēķinus).

### Secinājumu izmantošana projektēšanā
Projekta tekstā ieteicams formulēt:
* testētie debeti Q_1, Q_2, Q_3,
* līmeņa izmaiņas un stabilizācijas novērojumi,
* atjaunošanās laiks,
* secinājums:
: "Aka nodrošina ilgtspējīgu debetu vismaz X m³/h (pēc 60 min sūknēšanas depresija stabilizējas)."

## Datu dokumentēšanas piemērs

### Objekta pamatinformācija
* Objekts / adrese:
* Datums:
* Laiks:
* Laikapstākļi:
* Gaisa temperatūra:
* Akas tips: liela aka / aka + stobrs (D1/D2)
* D1 (m):
* D2 (m):
* Kopējais dziļums (m):
* SWL (m no virsmas):
* Sūkņa tips / jauda:
* Šļūtenes diametrs un garums:

### Debeta mērījumu piemērs

### Sūknēšanas režīma Q<sub>1</sub> piemērs

### Sūknēšanas režīma Q<sub>2</sub> piemērs

### Atjaunošanās novērojumu piemērs

### Apkopojošie secinājumi
* Testētie debeti: Q1 = ___ m³/h, Q2 = ___ m³/h, Q3 = ___ m³/h
* Maksimālais stabilais režīms: ___ m³/h
* Maksimālā novērotā depresija: ___ m
* Atjaunošanās laiks līdz 90% SWL: ___ min
* Ieteiktais ekspluatācijas debets (projekta vajadzībām): ___ m³/h
* Piezīmes par divu diametru pāreju (ja attiecas):

## Praktiskas piezīmes

* Aukstā laikā (<0 °C) līmeņa mērīšana un elektronika var uzvesties nestabili; tomēr tests ir derīgs, ja mērījumi ir konsekventi.
* Lai noteiktu robežu, bieži nepieciešams jaudīgāks sūknis nekā ikdienas hidrofora sūknis.
* Ja mērķis ir ugunsdzēsības pieslēguma ūdens punkts, papildus jāvērtē sūknēšanas ilgums (vismaz 60–120 min) un piebraukšana/ pieslēguma iespējas.

## Atsauces

## Ārējās saites