井出水量测试：你的水井到底能给太阳能泵多少水

短答： 井出水量测试测的不是多少升水，测的是你抽这些水时水位下降了多少。你真正需要从中拿到的是两个数：比容量（出水量除以降深，单位 m3/h 每米），以及可用降深（静水位到你泵吸入口的垂直距离）。两者相乘，就是这口井能长期支撑的最大流量，任何泵、任何板数、任何控制器设置都突破不了。肯尼亚 Muranga 一口真实井 24 小时测试时在 70.4 米降深下稳住了 8.1 m3/h；Narok 另一口在 81.45 米降深下稳住了 8.5 m3/h。水量几乎一样。但抽水水位差了 60 米——也就是说一口大约需要 101 米总扬程，另一口需要约 162 米。

这个差距就是这篇文章存在的理由。如果你正要买太阳能泵，决定型号的从来不是打井队承诺的那个水量数字。

出水量测试到底测什么

出水量测试不会告诉你地下有多少水。它告诉你的是：以某个流量抽水时，水位会掉多少；以及你停泵之后，水位以多快的速度回来。其余一切都是从这两条曲线推出来的。

下面两口真实的井，都做了完整 24 小时测试，都在肯尼亚：

实测项	Muranga 井	Narok 井
成井深度	浅层火山岩井	250 米
静水位	17.90 米	67.30 米
24 小时后抽水水位	88.30 米	148.75 米
降深	70.40 米	81.45 米
平均测试出水量	8.1 m3/h	8.5 m3/h
比容量（出水量除以降深）	0.115 m3/h 每米	0.104 m3/h 每米
由测试反推的导水系数	2.76 m2/天	3.06 m2/天
第一小时恢复	1 分钟回升 4.14 米，60 分钟回升 29.0 米	做了 60 分钟恢复测试
把该水量送到 10 米高水箱所需扬程	约 101 米	约 162 米

把最后两行连起来读，陷阱就露出来了。两口井的水量几乎一样，需要的泵却几乎没有共同语言。 Muranga 井用一台 1100W、110V 的潜水泵就能跑得很舒服。Narok 井抽水时停在 148.75 米，到了这个扬程段，单相机型的流量上限普遍只有 4 到 5 m3/h。

打井报告通常只给一个数：出水量。请把抽水水位也一起要来。没有它，出水量这个数几乎没用，因为同样是 8 m3/h，落在哪口井上，扬程可以差 60 米。

比容量：出水量这个数字藏起来的那一个数

比容量就是出水量除以降深，单位 m3/h 每米。它是对一口井最诚实的描述，因为它把孔径、滤水管、围填砾料和含水层全都折进了一个比率里。

来源	比容量（m3/h 每米）	依据
莫桑比克砂层含水层，10 口测试井	0.2 - 4.0	公开测试序列
印度卡纳塔克邦硬岩区	0.18 - 13.4	花岗岩、玄武岩、石灰岩、红土
肯尼亚 Muranga	0.115	24 小时测试，8.1 m3/h / 70.4 米
肯尼亚 Narok	0.104	24 小时测试，8.5 m3/h / 81.45 米

这张表有两个实际读法。第一，同样的岩层，锤头有没有打在裂隙上，结果能差五十倍。 第二，两口肯尼亚井都测到 0.12 以下，它们并没有坏。它们是正常的边缘井，而东非和西非有大量太阳能抽水项目正落在这一档上。

比容量也是太阳能系统里最有用的一个数，因为它可以直接换算成扬程代价。当你从一个比容量为 SC 的井里抽 Q 立方米每小时，水位就下降 Q 除以 SC 米，而你的泵必须从这个新水位往上提。所以在 0.115 的井上，流量从 2 m3/h 提到 4 m3/h，不只是流量翻倍，还额外加上约 17 米扬程：

你要的流量	0.115 井上的降深	泵必须额外提供的扬程
1 m3/h	8.7 米	8.7 米
2 m3/h	17.4 米	17.4 米
3 m3/h	26.1 米	26.1 米
4 m3/h	34.8 米	34.8 米
6 m3/h	52.2 米	52.2 米
8 m3/h	69.6 米	69.6 米

注意水位不会礼貌地停在你量到的位置。每多抽一立方米每小时，都自带一份以米计的扬程代价，而且这份代价和流量同步上涨。正是这个耦合，让同一台泵在井里和在蓄水池里表现完全不同，值得配合总扬程怎么算一起读。

为什么第二升水比第一升贵：s = BQ + CQ2

上面那条线是理想化的版本。真实的井比线性更差，Jacob（1947）给出了原因：总降深由两部分组成。

s = BQ + CQ2

• BQ 是含水层损失。水在含水层里向井流动。层流，所以和流量成正比。这一项你改不了，它是你打进去的那个地质。
• CQ2 是井损失。水穿过滤水管、在井管内往上走，那里流速高、流态转为紊流。这一项和流量的平方成正比。
• B 和 C 的求法是在普通算术坐标纸上画 s/Q 对 Q 的图：截距是 B，斜率是 C。这就是 Bierschenk（1964）图解法，也是台阶降深测试值得做的原因。

下面是一组真实的四级台阶测试，出自摩加迪沙供水地下水研究（NERC/NORA，1980），B 和 C 就是按这四个点拟合的：

台阶	流量（m3/h）	降深 s（米）	s/Q	BQ（米）	CQ2（米）	井效率
1	19.58	8.79	0.4489	8.08	0.70	92.0%
2	30.38	14.20	0.4675	12.54	1.69	88.1%
3	39.25	19.05	0.4854	16.20	2.82	85.2%
4	49.67	25.00	0.5034	20.50	4.51	82.0%

拟合结果：B = 0.4128 米每（m3/h），C = 0.001828 米每（m3/h）的平方，R2 为 0.9991。用含水层损失除以总降深，得到井效率，它随着流量从 19.6 涨到 49.7 m3/h 而从 92.0% 掉到 82.0%。

这个下降就是重点。它不是噪声，也不是测量误差，紊流项就是比层流项长得快。公开的指导值（Driscoll，1986，现代台阶测试报告普遍引用）是：设计、施工、洗井都到位的井，井效率应该落在 70% 到 80%。美国佐治亚州 Brunswick 的 APT-01 井真实台阶测试，展示了它随着流量上升退得多快：

流量（gpm）	井效率
8	93.5%
17	78.0%
35	56.1%

对太阳能泵来说有两点要说。第一，最后一个立方米每小时永远是最贵的那个，代价以米计的扬程支付。 第二，如果你 s/Q 图的斜率很陡，说明降深里大部分是井损失，也就是井没洗透或者滤水管堵了，这部分是有可能捞回来的。斜率很平，损失就在地层里，没什么可洗的。

这整套算术你可以自己复现。坐标纸版本能画，代码版也就十五行；我们把它放在脚本里（scripts/well_yield_calc.py），本文每一个数字都可以重算而不是靠信。

你的真实流量，是泵曲线与井线的交点

这是大多数选型建议会跳过的一段。泵曲线是在固定扬程下测出来的。井不是固定扬程。所以你实际得到的流量，不是在「你算出来的扬程」处读泵曲线，而是两条曲线的交点：

• 泵曲线，向下：流量越大，扬程越小
• 井线，向上：流量越大，降深越大，需要的扬程越大

把井线写出来，乱局的来源就清楚了：

总扬程 TDH(Q) = 静水位 + Q 除以 SC + 地面以上提升高度 + 管道摩擦(Q)

除了第一项，每一项都随 Q 增长。现在拿一台真泵对上去。下面这台是我们自己目录里有单型号实测曲线的一个型号，所以列出的点是实测值，不是画出来的形状：

扬程（米）	88.94	87.2	79.96	67.01	52.0	42.53	37.63	28.25	18.66	5.3
流量（m3/h）	0.58	1.06	1.56	2.02	2.54	3.11	3.51	4.04	4.51	4.95

这是 3DSC4.8-95-110-750-HV，750W 三寸不锈钢叶轮潜水泵，配宽电压控制器（80-430V）。现在把它分别放到四口井上，水箱都在地面上方 10 米，输水管都是 40 米 32 毫米 PE 管：

井	含水层无限时的流量	交点处的真实流量	交点处总扬程	交点处降深
SC 3.0，静水位 17.9 米	3.64 m3/h	3.64 m3/h	35.3 米	1.2 米
SC 1.0，静水位 17.9 米	3.64 m3/h	3.53 m3/h	37.3 米	3.5 米
SC 0.115，静水位 17.9 米	3.64 m3/h	2.51 m3/h	52.9 米	21.8 米
SC 0.104，静水位 67.3 米	1.23 m3/h	0.99 m3/h	87.4 米	9.5 米

同一台泵，同一个水箱，同一条管。在好井上它是一台 3.6 m3/h 的泵；在 Muranga 型的边缘井上它是一台 2.5 m3/h 的泵，井在完全没被提及的情况下拿走了 31% 的出水量。 在那口深边缘井上它连每小时一立方米都很勉强，因为 87 米扬程已经接近这个型号的关死点。

交点是迭代出来的，看它收敛的过程很有启发：

轮次	假设流量（m3/h）	井要求的扬程（米）	泵在该扬程下的流量（m3/h）
1	3.00	58.4	2.32
2	2.32	50.8	2.61
3	2.61	54.0	2.47
4	2.47	52.5	2.52
5	2.52	53.1	2.50
6	2.50	52.8	2.51

最终收敛在 52.9 米扬程下的 2.51 m3/h。注意这个循环是自我纠正的：你猜高了，井把扬程顶上去，泵自己退回来；你猜低了，泵转快，井再把它顶回来。这一点值得配合泵曲线怎么读一起看，因为铭牌上那条曲线只是故事的一半。

任何泵都越不过的那条天花板：比容量乘以可用降深

有一条硬限制和泵毫无关系：

最大可持续流量 = 比容量 x 可用降深

可用降深是静水位到泵吸入口的垂直距离，再扣掉 3 到 5 米安全余量，保证吸入口始终浸在水里、干转保护不会误跳。泵设在静水位以下 25 米，你就大约有 25 米可用降深。

比容量（m3/h 每米）	可用 15 米	25 米	40 米	60 米	80 米
0.104	1.56	2.60	4.16	6.24	8.32
0.115	1.73	2.88	4.60	6.90	9.20
0.30	4.50	7.50	12.00	18.00	24.00
1.00	15.00	25.00	40.00	60.00	80.00
3.00	45.00	75.00	120.00	180.00	240.00

单位都是 m3/h。对一口边缘井来说，这是你最该持有的一个表，因为它不受你买什么泵、挂几块板、控制器固件在干什么的影响。

再把它和深度的代价放在一起读。对于比容量 0.115、静水位 17.9 米的井，把泵放得更深会抬高天花板，同时抬高扬程：

可用降深	天花板（m3/h）	该天花板所需扬程
15 米	1.73	44.5 米
25 米	2.88	57.0 米
40 米	4.60	77.4 米
60 米	6.90	107.9 米

这张表就是那笔诚实的交易。把泵放深买来水，同时按米收扬程的钱。 从 15 米设置换到 40 米设置，天花板大约翻了两倍多，同时多出 33 米扬程，于是你从 750W 档被推到至少 1500W 档。这交易的两半都不能单独做：更深的设置配原来的泵，只是让你在同一条曲线上挪到一个更差的点；更大的泵配原来的浅设置，只会把井抽干然后反复跳保护。

为什么换个更大的泵救不了低出水量井

买家的第一反应是加功率，而产品目录特别容易让人犯这个错，因为同样的瓦数被卖在完全不同的工况点上。 下面五台都是我们自己目录里的真实型号，都是单相 110V，其中后三台都取 1500W：

型号	功率	最大流量	最大扬程	在需要 53-77 米扬程的井上的表现
4DSC25-26-110-1500	1500W	25 m3/h	26 米	完全提不上来
4DSC20-48-110-1500	1500W	20 m3/h	48 米	低于所需扬程，没有有效出水
4DSC11-60-110-1500	1500W	11 m3/h	60 米	能用，但在 53 米之上几乎没有余量
4DSC7.5-100-110-1500	1500W	7.5 m3/h	100 米	匹配正确
4DSC15-45-110-750	750W	15 m3/h	45 米	扬程不够，哪怕铭牌写着 15 m3/h

三台共用同一个功率等级，只有一台能跑你这口井。那两台失败的并不是因为「弱」，而是因为它们是低扬程大流量机型，而抽水水位很深的井是高扬程小流量的活。在边缘井上，铭牌上的流量能力不是优点，它是一个警告：这台泵是为河流、池塘或者蓄水池设计的，那里的扬程全天都在 30 米以下。

正确的问题从来不是「多少瓦」，而是**「这个型号在我抽水水位下的出水量是多少，它是否超过井能承受的上限」**。如果前一个数大于上一节那条天花板，你买到的是一台会反复启停的泵：它把水位抽到吸入口，干转保护切断，水位回升，它又启动。这种循环会烧电机，而且它并不会比一台配得刚刚好的小泵更快地灌满你的水箱。

恢复测试：坏的是井还是含水层

台阶测试告诉你水位怎么掉下去。恢复测试告诉你它怎么回来，而这两者的区别对应着两张完全不同的维修账单。

Muranga 井在 8.1 m3/h 抽了 24 小时后停泵。水位第一分钟就回升了 4.14 米，60 分钟后回到 59.30 米，在 70.40 米降深里恢复了 29 米，即 41.2%。这个形状本身就是信息：先是一个立跳，然后一条长尾。快的那一段是井孔附近和滤水管内储存的水靠自身压力回来；慢的那条尾巴是周围含水层在回填降落漏斗，它由导水系数决定，而这口井的测试给出的导水系数是 2.76 m2/天。Narok 井同样的 60 分钟恢复被报告为约 90%，报告据此把最大安全设计出水量定在平均测试出水量的 70%，也就是 8.5 m3/h 中的 5.95 m3/h。

实际读法：

• 恢复很快、并在与抽水等长的时间里基本回到原位： 含水层输水能力强。无论你的流量上限是多少，它都是一个稳定的上限，你可以每天抽而不掏空井孔。
• 先快后慢，尾巴很长： 边缘井的正常表现，意味着长期运行流量应当明显低于测试流量。70% 这条规则就是从这里来的，而这也正是水箱存在的意义：用较低的流量抽更少的时长，把差额存下来。
• 第二天早上静水位没回到你离开时的位置： 这口井在被透支。减少日取水量或增加歇井日，换任何设备都救不了一个正在下降的水面。
• 台阶测试的 s/Q 图斜率很陡，降深大部分是井损失： 这是唯一值得花钱重新洗井的情形。活塞洗井、高压射流或气举能清掉细颗粒、破坏钻井留下的泥皮，因为打的正是 CQ2 这一项，它能实实在在捞回一部分流量。s/Q 斜率很平的井，损失在地层里，洗井帮不上忙。

如果同时还带砂，那是另一个话题，我们写在太阳能井泵的含砂处理里了。

用手上现有的泵做一次台阶降深测试

你不需要请水文地质学家到场才能拿到那两个关键数。你需要的只是一个水位、一个流量和一个钟。器材是一根配重测绳或一台电测水位计、一个装在出水管上的闸阀、一个已知容积的桶、一个秒表和一个本子。

1. 先让井休息。 停泵至少等于你将要抽水的时间，最好过夜。然后量水位。这是你的静水位，后面一切都建立在它「确实静」这个前提上。
2. 用容积法量流量。 装满一个 20 升的桶并计时，做三次取平均。商业测试报告就是这么做的；Narok 那份报告要求恒流量测试全程出水量波动不超过 15%。
3. 第一台阶取你估计可持续流量的三分之一。 稳定运行一到两小时，每 15 到 30 分钟读一次水位。水位不再下降时该台阶结束。
4. 第二台阶约三分之二，第三台阶全开。 时长和读数方式相同。如果泵允许，再加一个 1.2 倍于目标工况的第四台阶作为安全检查。
5. 算出每一台阶的 s 和 s/Q。 降深等于抽水水位减静水位。画 s/Q 对 Q 的图。截距是 B，斜率是 C。如果斜率为负，你正处在下面说的洗井问题里，这组数据还不能用。
6. 做恢复测试。 停泵后在 1、2、5、10、15、30、60 分钟各读一次水位。早期斜率是井孔，后期斜率是含水层。
7. 一条绝对规则： 测试全程不要让水位掉到泵吸入口以下。一旦吸入口开始吸空气，你测的就是一台泵，不是一口井。

说一下 s/Q 图为什么有时不配合。现代台阶测试指南记录过：如果画出的点向上弯曲，说明二阶假设不成立，需要用到指数大于 2 的形式；如果它们拟合成一条斜率为零甚至为负的直线，那么井损失参数根本测不出来，常见原因是井还在洗井阶段、测试方法不严谨、或者滤水管长度上含水层出水不均匀。负斜率不是关于你这口井的好消息，它意味着这次测试没有给出答案。

安全出水量：两条不同的三分之二

这是花钱最多的地方，因为市面上流通着三条互相不同的限制，而它们听起来都像「大约三分之二」。

规则	限制的是什么	真实例子	出处
可用降深的三分之二	洗井到位的井，测试与开采时可用的流量	美国蒙大拿 Sand Coulee 5 号井：可用降深 162 英尺，三分之二为 108 英尺，潜在出水量 1,024 gpm。它自己发表的损失系数在 1,024 gpm 下反算出 108.35 英尺	台阶测试与 24 小时测试，2012
测试出水量的 70%	长期运行流量，为季节下降和恢复不充分留余量	肯尼亚 Narok：测试 8.5 m3/h，最大安全设计出水量 5.95 m3/h	24 小时抽水试验报告
允许降深 3 到 4.5 米	地面自吸式离心泵能把水位拉多低	地面离心泵的吸程一般撑不过 6 到 7 米	提水灌溉实践

三条都成立，但它们互不相同，你的系统必须满足其中对你适用的最严那一条。用潜水泵时，吸程那条与你无关，你可以用满井的深度。而在井边用地面泵时，那 3 到 4.5 米永远会比含水层先成为你的硬约束，这也是为什么河滩取水和深井取水看起来完全是两件事。深井这个方向，我们另有一篇100 米深井指南讲电压和电缆，那是井本身之后的下一个约束。

实例：给一口扬程受限的井配一台真实型号

拿 Muranga 型那口井，给它配一套太阳能系统。

输入	数值	来源
静水位	17.90 米	静置 24 小时后实测
比容量	0.115 m3/h 每米	24 小时测试，8.1 m3/h / 70.4 米
泵吸入口下到	地面以下 62 米	即静水位以下 44.1 米
吸入口安全余量	4 米	保证吸入口浸没、干转保护不误跳
可用降深	40 米	44.1 减 4
水箱高度	地面以上 10 米	现场布置
输水管	40 米 32 毫米 PE 管	摩擦是算出来的，不是估的

第一步，这口井的天花板：0.115 x 40 = 4.60 m3/h。 这个数以上，这口井永远拿不出来。

第二步，在天花板处的扬程：17.90 + 40 + 10 + 摩擦 = 77.4 米。 注意这个数是从哪来的。它不是井深，也不是静水位。它是静水位加上全部可用降深，加上提升高度，加上管道损失，比任何人凭井深或凭打井队给的水量猜出来的数高出 60 米。

第三步，选一个在 77.4 米之上有余量的型号，而不是刚好踩线的：

型号	功率	电压	最大流量	最大扬程	与这口井的匹配
3DPC3.8-95-48-750	750W	48V	3.5 m3/h	95 米	能用，但把你压在井自身 4.60 m3/h 的天花板之下
4DLR7.5-100-110-1100	1100W	110V	7.5 m3/h	100 米	匹配良好，塑料叶轮
4DSC7.5-100-110-1500	1500W	110V	7.5 m3/h	100 米	最佳匹配，四寸不锈钢叶轮
4DSC6-101-110-1100	1100W	110V	6 m3/h	101 米	匹配良好，不锈钢叶轮，流量小一些
3DSC5-135-110-1500	1500W	110V	5 m3/h	135 米	如果旱季静水位再掉 20 米，就用这台

4.60 m3/h、77.4 米这个工作点，落在那两款 100 米型号的能力范围之内，还留有大约四分之一的扬程余量。这份余量不是装饰。静水位会随旱季下降，也会逐年下降，一台泵能不能扛过一个坏年份，差别通常就是那 20 米。这条阶梯里塑料与不锈钢的选择完全不改变水力，只影响在磨蚀性水里活多久，取舍写在塑料叶轮与不锈钢叶轮怎么选里。

第四步，每天的水量：4.60 m3/h 乘以 5.5 个有效日照小时，约 25 m3 每天，这是村庄级别的供水，不是花园。把设计流量压到 3.8 m3/h 而不是贴着天花板，你仍有每天 21 m3 加一份真实的余量，扬程约 62 米。这才是天花板的正确用法：往它下面设计。

顺手做两项电气校核。我们的目录规定板阵容量按**「不小于泵功率的 1.3 倍」**，所以 1500W 的泵至少配 1950W 的板子。另外板阵开路电压必须落在控制器限值之内：我们 110V 的泵型号标定的开路电压上限是 205V，配套的 DF-110 控制器额定耐受 220V 以下，MPPT 窗口 110-150V。晴朗的早晨板子会比气温更冷，而更冷的板子电压更高，所以串板要按冷晨那个数串，不是按铭牌那个数串。

如果你这口井是扬程怪物而不是流量怪物，整张图就完全不同，你会落在扬程段的最高处；太阳能水泵选型指南走过整条阶梯，而管径怎么选值得你在下单前花十分钟，因为在 100 米级的井上，输水管能悄悄吃掉和降深一样多的扬程。

这一切最该带走的一句话是：井是有主见的。它决定你能拿到多少水，也决定你的泵得多累，而且这两件事是同时、同方向发生的。把系统按井来配而不是按打井报告里的出水量来配，一口边缘井就从一个不断跳保护的麻烦，变成一道再普通不过的工程题。如果你希望这套算术直接给你算好，把你的水位、比容量和提升高度填进选型工具，或者把测试数据直接发给我。

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正在搞清楚你的井到底能出多少水？ 把你的静水位、比容量和提升高度填进选型工具看真实扬程和天花板，或者直接WhatsApp 找我，把静水位、抽水水位、测试出水量、井径、提升高度和用途发给我，我先给你算出比容量和这口井的天花板，再报型号和板数。