Средняя производительность водяной скважины для частного дома. Сроки эксплуатации скважин и их производительность. Как выполняется расчет скважины по воде
Скважина, как и любое гидротехническое сооружение, имеет свои характеристики. Это тип (песчаная или известняковая), глубина, диаметр, производительность. Важнейшим этапом определения ее функциональности является расчет дебита скважины.
Что такое дебит и зачем его считать?
Предельный объем воды, который можно выкачать в единицу времени, называется дебитом (не путать с бухгалтерским термином «дебет»). Вода из водоносного слоя поступает в обсадную трубу, где происходит процесс накопления. При интенсивном выкачивании она заканчивается. Для возобновления работы требуется время. Если водяной столб снижается быстро, то это свидетельствует о низком дебите, если медленно — о высоком. В скважинах, пробуренных в обильных горизонтах, как правило, приток превышает производительность насоса. В таких случаях вода не заканчивается, а ее столб лишь снижается до определенного уровня.
Производительность скважины может варьироваться от нескольких кубометров до нескольких тысяч кубометров в сутки. Расчет производительности водозаборной точки необходим, прежде всего, для сопоставления ее мощностей с нуждами потребления. Плановый расход определяется из расчета 0,5 куб. м/час на одну точку (кран). Исходя из этих данных, подбирается оборудование. К примеру, при условии работы одновременно 6 точек необходимо устанавливать насос, выполняющий прокачку 3 куб. м/час. Вопрос: сможет ли водозаборная точка обеспечить такую подачу? Точно измерить производительность затруднительно: она может меняться в зависимости от сезона. Однако и приблизительная информация важна. При бурении артезианских водозаборов данные заносятся в технический паспорт. Заказчик должен лично участвовать при проведении процедуры определения дебита: нужно понимать, что в последующем претензии к несоответствию его технической документации приниматься не будут. Точная информация в паспорте может оказать услугу и в будущем при возникновении технических или юридических проблем.
Измерение и расчет
Определение дебита скважины производится примерно через сутки после ее бурения: уровень воды должен достигнуть максимальной отметки. Для расчета измеряется несколько параметров:
- Глубина скважины.
- Расположение начала фильтровой зоны (верхняя точка).
- Интенсивность отбора (объем в единицу времени).
- Статический уровень — отметка воды в неэксплуатируемом состоянии.
- Динамический уровень — отметка воды при непрерывной откачке. При работе насоса столб будет снижаться, но на определенной высоте стабилизируется. Эта точка и является динамическим уровнем. При изменении производительности насоса он будет отличаться.
Замер статического и динамического уровней производится от поверхности земли. Таким образом, чем выше отметка водяного столба, тем показатели этих уровней меньше.
Определить дебит скважины можно по формуле:
Dt = V*H в /(H дин -H стат), где
Dt — дебит скважины; V — интенсивность откачки; H дин — динамический уровень, H стат — статический уровень; H в — высота столба (определяется как разность между глубиной скважины и статическим уровнем).
Такой расчет содержит одну серьезную погрешность. Он подразумевает, что при изменении производительности насоса падение столба будет происходить строго пропорционально. Однако это не так. В реальности наблюдается прогрессивное падение воды при увеличении мощности насоса. Но для каждой водозаборной точки оно индивидуально. Для более точного вычисления производится повторное исследование с иной интенсивностью отбора. После этого определяется удельный дебит:
Dу = (V 2 -V 1)/(h 2 -h 1), где
Dу — удельный дебит; V 1 — интенсивность водоотбора при первом исследовании; V 2 — интенсивность водоотбора при повторном исследовании; h 1 — разность между динамическим и статическим уровнями при первом исследовании; h 2 — разность между динамическим и статическим уровнями при повторном исследовании.
Дебит скважины - это ее производительность за единицу времени. Дебит водяной скважины измеряется зачастую в м 3 в час, либо литры в секунду.
Теперь мы рассмотрим, как рассчитывают дебит скважины буровики на практике, когда бурят вам скважину. А также, можно ли увеличить дебит, как его восстановить и прочие интересные вопросы.
Всеми подобными работами занимается буровая бригада и после бурения, они дают вам паспорт на скважину, в котором указаны наиболее важные параметры, узнать дебит можно именно оттуда. Перемерять его второй раз вам не нужно. Но в целях ознакомления мы расскажем, как выполняются подобные работы.
Как определить дебит скважины
Замер дебита скважины на воду производится буровиками с помощью своего насоса. Например, насос качает 3 м 3 /час, они им откачали и знают, что скважина точно дает 3 м 3 /час. Смотрят на статический и динамический уровни. Например, если статический уровень 20 метров, а понижения при откачке нет, то значит, запас большой и скважина может дать и 4 м 3 /час, а может и все 5 м 3 /час. Но, не имея под рукой более мощных насосов, точно сказать это нельзя. Для обыкновенного дома точные вычисления не нужны, ведь дебита в 3-4 м 3 /час практически всегда достаточно.
Так производят расчет дебита скважины все буровики.
Если же бурится коллективная скважина, где точный дебит имеет значение и требуется измерить производительность артезианской скважины, нужно принести насос большой производительности, например, на 7 м 3 /час. Затем, опустить его в скважину и если он выкачает воду, тогда на выходе нужно поставить кран и зажимать его, пока он не начнет устойчиво качать, и вода не будет заканчиваться.
Далее, берется емкость, например, ведро на 10 литров, и засекается время, за которое это ведро наберется. После этого переводят л/сек в более привычные м 3 /час. Это более точное определение дебита скважины.
Но это уже отдельная работа, которую бесплатно никто делать не станет, тем более сегодня цены на бурение и так на грани себестоимости.
Вторая проблема в том, что такой мощный насос буровикам не нужен, а стоит он дорого и покупать его ради разового измерения дебита никто не станет, поэтому так и меряют по обычным насосам.
Дебит скважины не зависит от диаметра трубы!
Некоторые сайты указывают диаметр трубы и какой дебит вас ожидает, это делается с целью максимально упростить задачу выбора обсадной трубы. Данные вещи практически не связаны между собой: в одном случае 133-я труба может дать 5 м 3 /час, а в другом хоть 168 мм ставь, дебит останется не более 2 м 3 /час. Здесь важна мощность водоноса!
Вы можете найти ряд статей о том, какими методами и как увеличить дебит скважины своими руками, но всех их объединяет одно - все это не работает.
Увеличение производительности скважины возможно только после завершения буровых работ. Метод увеличения дебита таков: буровики ставят насос в скважину, включают и выключают его, надеясь на извлечение из водоносов разрушенного известняка и бурового раствора. Сказать что это бесполезное занятие нельзя, изредка такие манипуляции помогают увеличить дебит скважины с 2 м 3 /час до 2.5 м 3 /час или даже до 3 м 3 /час.
Но эта методика работает только после бурения скважины
, если же ваша скважина используется давно, а вода чистая и прозрачная, то водоносы уже промыты, здесь нет никаких резервов, дебит не увеличится.
Можно налить кислоты в скважину, чтобы разъело известняк и увеличило объем, но поможет это или нет - неизвестно.
Узнать больше о раскачке скважины можно в этой статье .
Если у вас малый дебит скважины и его недостаточно для водоснабжения дома, тогда нужно идти другим путем: нужно установить емкость на несколько м 3 воды. В этот резервуар насос будет качать воду, независимо пользуетесь вы ей или нет, а из емкости, второй насос будет качать на все водопотребители. В итоге, у вас есть вода в нужном объеме в любое время.
Автоматизация при небольшом дебите расписана в этом материале .
Причины снижения дебита скважины
Вот 3 основных причины снижения дебита скважины:
- Заиливание скважины. Наиболее часто встречающаяся проблема, особенно после наплыва непрофессионалов в сферу бурения.
-
Истощение горизонта. Есть места, где были артезианские скважины по 20-25 метров, но с относительно небольшим дебитом. Рядом построили коттеджные поселки, их этот дебит не устроил и они стали бурить глубже, на нижний горизонт. Из-за этого верхний горизонт ушел вниз, и в 20-метровых скважинах пропала вода.
Кроме того, вода может уйти в силу естественных природных причин, возможно, были засухи, жаркое лето и т.д. - В скважинах на песок причиной может быть глинизация фильтра.
Восстановление дебита скважины
В том случае, когда скважина заилилась, вы можете увеличить ее производительность путем чистки, и это действительно поможет, но через непродолжительное время она снова заилится, ведь причина заиливания не устранена. Можно найти множество статей, в которых говорится, что заиливание это естественный процесс и беспокоится не о чем, но это не правда. Беспокоиться есть о чем…
Если ваша скважина заилилась, значит, она неисправна! Ее нужно ремонтировать, а не чистить!
Только ремонт поможет восстановить дебит водоносной скважины раз и навсегда. Этот ремонт должен производиться не подручными средствами, а силами буровой бригады и с помощью бурового станка.
Заилившуюся скважину на песок ремонтировать себе дороже, проще бурить заново.
мы описывали все самое основное о заиливании скважин.
Восстановить дебит скважины при понижении уровня воды невозможно, остается ждать или бурить заново.
В песчаных скважинах с забившимся глиной фильтром можно попробовать его промыть, если он целый. Но для этого нужно звонить буровикам, чтобы приехали на буровой установке, а это уже большие денежные затраты.
мы описывали все, что касается песчаные скважин.
Дебит скважины и производительность насоса
Нельзя допускать, чтобы дебит скважины был меньше производительности насоса, иначе насос выкачает всю воду и будет работать всухую. Защита от сухого хода не поможет, она будет постоянно срабатывать, и система будет работать не оптимально.
Также нельзя брать насос впритык, ровно такой же производительности, как и скважина, иначе он будет работать на грани то, что начнет подхватывать воздух.
Производительность глубинного насоса должна быть в районе 90% от дебита скважины. Это оптимальное сочетание.
Обеспечение загородного участка или недвижимости необходимым количеством воды - первая и важнейшая задача каждого владельца, поскольку от этого зависит комфортность проживания. Обычно для этой цели бурится скважина. Но как узнать на начальном этапе, хватит ли воды в будущем?
Характеристики водоема
Скважина является гидротехническим сооружением со своими характеристиками. Это:
- производительность;
- диаметр;
- глубина;
Чтобы правильно определить ее функциональность, необходимо рассчитать дебит скважины. Точное определение этого параметра позволит узнать, сможет ли водозабор обеспечить не только питьевые, но и хозяйственные нужды в полном объеме, Кроме того, показатель дебита водоема поможет правильно подобрать насосное оборудование для подачи водных масс на поверхность.
Также знание дебита поможет работникам ремонтной бригады подобрать самый оптимальный вариант его восстановления в случае появления проблем с эксплуатацией водоема.
Классификационные особенности
Определение дебита скважины позволит выявить уровень ее производительности, которая может быть:
- До 20 м³/сутки (малопроизводительная или малодебитная).
- Больше 20 м³/сутки, но меньше 85 (среднепроизводительная).
- От 85 м³/сутки и больше (высокопроизводительная).
Малодебитные - это неглубокие скважины (до 5 м), которые достигли только верховодного слоя. Количество воды в них обычно небольшое, а качество весьма сомнительное, поскольку сюда влага проникает с поверхности. Если поблизости есть крупные авто- или железнодорожные трассы, предприятия, населенные пункты, то загрязненные проходя через небольшой слой почвы, мало очищаются, из-за чего практически непригодны для питья. Дебит скважины такого типа достаточно ограничен и может составлять от 0,6 до 1,5 м 3 за час.
Среднедебитные гидросооружения обычно достигают глубины от 10 до 20 м. Воды в них отфильтрованы достаточно качественно, что подтверждают лабораторные исследования, поэтому подлежат употреблению даже в сыром виде. Ежечасно из среднедебитного водоема можно откачать от 2 м 3 влаги. Гидросооружения высокодебитного типа обычно достигают известкового водоносного слоя, поэтому качество воды в них отменное, количество - от 3 м 3 ежечасно.
Определение нужного количества воды
Чтобы выяснить, сколько точно воды необходимо на нужды конкретного участка, следует подсчитать количество кранов не только внутри дома, но и за его пределами. Каждый кран ориентировочно принимает 0,5 м³. Например, 5 вентилей будут подавать 2,5 м³ водных масс, 7 - 3,5 м³ и т. д. Но это в том случае, когда краны постоянно открыты.
После того как скважина будет пробурена и несколько дней отстоится, следует провести замер в эксплуатационном трубопроводе. Уровень водного зеркала до начала откачивания называется статистическим, а после откачивания - динамическим. Если водоотдача равна интенсивности отбора, то зеркало остановится на определенном уровне. Но если объем водозабора увеличится (уменьшится) или поступление водных масс станет меньшим (большим), то зеркало может менять свой уровень.
Замер производительности
Залогом длительной работы любого гидротехнического сооружения является его правильная эксплуатация. Для этого необходимо хотя бы 3-4 раза в год осуществлять контроль напора воды. Делается это просто: за определенный период времени наполняется любая мерная посуда. Если ее заполнение в каждый последующий контрольный замер происходит за одинаковое количество времени - дебит остается одинаковым, а это значит, что водоем используется правильно.
Увеличение времени для наполнения сосуда свидетельствует о том, что количество водных масс уменьшилось. Чтобы удобно было контролировать ситуацию и принимать соответствующие меры, необходимо полученные данные замеров записывать, создав, например, таблицу, а сами замеры проводить через одинаковый отрезок времени.
Расчет показателя
Как определить дебит скважины? Для этого нужно знать показатели динамического и статистического уровней. Измерить их очень просто: нужно к веревке прикрепить груз и опустить в трубу. Расстояние до водного зеркала от поверхности земли и является нужным параметром.
Производить замеры следует до начала откачивания воды и через определенный период от начала откачивания. Чем меньше полученная цифра, тем выше производительность водоема. Если дебит скважины меньше, чем производительность насоса, то разница в показателях может быть очень большой. Таким образом, статистический уровень - это расстояние до воды с поверхности почвы до начала выкачивания, а динамический - замер уровня расположения водного зеркала, генерируемого природным путем.
Применение формулы
Узнав время, за которое была выкачана жидкость, и ее количество, можно приступать к выполнению необходимых расчетов. Для этого применяется точный математический расчет. Поможет определить точный дебит скважины формула со следующими обозначениями:
- Нст, Нд - уровни статистический и динамический.
- Н - высота столба воды.
- В - производительность насосного устройства.
- Д - дебит.
А теперь рассмотрим, как выглядит сама формула:
- Д = H x В: (Нд - Нст), метр.
Например:
- Данные Нст - 30 м.
- Данные Нд - 37 м.
- Высота столба воды - 20 м.
- Производительность насосного агрегата - 2 м 3 /час.
Рассчитываем: 20 х 2: (37 - 30) и получаем приблизительно 5,7 м 3 / ч.
Чтобы проверить эту цифру, можно использовать пробную откачку, применив насос большей мощности. Произведя расчеты по вышеприведенной формуле, можно приступить к выяснению удельного показателя. Это поможет понять, как увеличивается производительность при повышении динамического уровня. Для расчетов применяется следующая формула:
- УП = д2 - д1: н2 - н1, где
Д2, н2 - показатели второй проверки,
д1, н1 - первой,
а УП - удельный показатель.
При этом удельный показатель - основной параметр, который отражает все факторы, влияющие на продуктивность скважины. Он зависит от мощности водоносного пласта и конструкции трубопровода.
Улучшение показателя
Если гидросооружение со временем начало снижать производительность, дебит скважины можно увеличить, применив один из следующих способов:
- Прочистить фильтр и трубу.
- Проверить работу насосного оборудования.
Иногда это помогает восстановить производительность водоема и не прибегать к более радикальным мерам. Если расчет дебита скважины был плохим еще изначально, тогда причиной этого может быть либо малое количество водных масс в данном источнике либо неопытность мастеров стала причиной того, что не было точного попадания в водоносный слой. В таком случае единственный выход - бурение другой скважины.
Построив загородный дом на значительном удалении от коммуникаций, каждый собственник вынужден решать проблему с водоснабжением самостоятельно или сообща с соседями. Для получения стабильного доступа к подземным источникам используют различные виды скважин на воду. Из гидротехнических конструкций популярны шахтные колодцы, скважины на песок, на песчаник или известняк. В чем отличия таких сооружений? Каковы характеристики? В чем преимущества и недостатки основных видов?
Колодец один из самых популярных видов неглубоких скважин встречающийся повсеместно на частных подворьях. В былые времена стены колодца делали в виде деревянного сруба, что сказывалось на непродолжительных сроках его эксплуатации. Древесина большинства пород под воздействием влаги подвергается процессам гниения и разрушения. Единственным приемлемым вариантом, способным увеличить эксплуатационные сроки деревянных срубов колодезных шахт это использование древесины лиственницы или дуба. Данные материалы выдерживают десятилетия непрерывного воздействия водой. В наше время популярны колодцы из ЖБИ-колец метрового и полутораметрового диаметра.
Конструкция колодца дает возможность водозабора верховодки. Неглубокие источники в отличие от скважин могут использоваться только для технических целей, полива грядок на огороде. Для питья в сыром виде такая вода не годится. При заглублении шахты не менее, чем на 15 метров, высока вероятность выйти на воду более высокого качества.
Технология строительства шахтного колодца заключается в последовательной установке бетонных колец друг на друга.
- 1-е кольцо устанавливается на почву, после чего внутри выбирается грунт. По мере выемки кольцо под собственным весом будет опускаться.
- 2-е кольцо устанавливается после полного погружения 1-го. Дальнейшая выемка грунта позволяет равномерно опуститься следующему фрагменту стены колодца.
- Последующие кольца устанавливаются аналогичным способом, пока шахта не углубится до водоносного слоя.
- Поверх шахты устанавливается оголовок, состоящий из одного заглубленного кольца и одного верхнего.
- Вокруг оголовка на расстоянии 0,6 м выбирается грунт на глубину до 1 метра от уровня почвы. Полость заполнятся глиной и уплотняется.
- Поверх глины, из песка отсыпается отмостка.
- Устанавливается крышка, препятствующая попаданию пыли и мусора.
Основное преимущество колодцев не только в их доступности и простоте, а так же в хорошем коэффициенте пополнения извлеченного объема воды в благоприятные периоды года.
Недостатки
Не лишены колодцы и недостатков. К таковым можно отнести:
- Временные и трудовые затраты.
- Нестабильный объем в периоды засухи.
- Объем воды в колодцах обычно нестабилен и носит посезонный характер. В весеннее время вода становится малопригодной для питья.
- Колодец требует регулярной очистки. Для этого его опорожняют с помощью насоса от воды и грязи.
- Существует прямая зависимость качества воды от сезонов и количества осадков.
- Воду из колодца требует обязательного кипячения.
На местах, где бывают подтопления и паводки, заболоченности, колодцы для водозабора питьевой воды ставить не допустимо.
Абиссинский колодец
Скважина игла или Абиссинский колодец еще один простой и доступный с точки зрения финансовых затрат вид гидротехнических сооружений. Состоит из узкой 1…1,5” трубы, на окончании которой находятся фильтр и иглообразный наконечник. Снарядом прошивают грунт на глубину от 10…25 метров до водоносного слоя, тем самым минуя нестабильную верховодку.
Для создания скважины иглы берутся двухметровые трубы и последовательно забиваются в грунт. По мере заглубления отрезки трубы соединяют между собой посредством резьбовых соединений. На саму трубу ставят либо ручной, либо электрический насос, работающий по вакуумному принципу.
После организации водозабора, скважину прокачивают для получения чистой воды. Для питьевых целей она будет пригодна через сутки. Рекомендуется сделать химический анализ ее состава в СЭС или гидрогеологической лаборатории. Как показывает практика, после всех подготовительных и профилактических манипуляций с абиссинской скважиной вода будет соответствовать санитарным нормам.
Преимущества
Простая и эффективная конструкция, позволяющая удовлетворить потребности в небольшом количестве воды хорошего качества, обладает следующими преимуществами:
- Срок службы колодца не менее трех десятилетий.
- Малогабаритные размеры позволяют пробурить скважину в подвале частного дома.
- Исключена вероятность загрязнения из почвенных горизонтов.
- Не требуется разрешений.
Недостатки
Из негативных сторон присущих данному типу источника можно отнести следующие недостатки:
- Поскольку абиссинский колодец делается из полуторадюймовой трубы и предполагает забор воды с только помощью насоса. Поверхностные насосы не эффективны после десятиметровой глубины.
- Конструкция требует регулярной чистки трубы от заиливания и песка.
- Возможность поставить абиссинскую скважину доступна лишь в условиях мягкого грунта.
- Абиссинская конструкция привередлива к качеству водоноса и не будет работать на плывунах, бесперебойная эффективность возможна только на слое из крупнозернистого песка.
При засорении абиссинского колодца используют желонку – цилиндрический сосуд для извлечения грязи, ила, песка.
Песчаные скважины
Такой источник прост по своей конструкции и не требует длительного времени на монтаж. Скважины ориентированы на добычу воды в рыхлых межпластовых водоносных слоях. Как правило, это песок, галечник, гравий. Вскрытое месторождение используют для автономного водоснабжения загородного дома.
В зависимости от глубины нахождения горизонта песчаные скважины делят на два вида:
- На мелкий песок – до 40 метров.
- На глубокий песок (песчаник) – от 40 до 90 метров.
Выбирая вид источника, учитывайте, что по водоотдаче мелкие скважины уступают глубоким (1 м 3 против 2 м 3).
По своей конструкции скважины, обустраиваемые на песчаных горизонтах, представляют собой ствол, в котором находится стальная или пластиковая обсадная труба диаметром более 10 см. Нижняя труба имеет перфорацию для просачивания влаги, а дно оснащают фильтрующей сеткой. Проходка породы выполняется шнековой бурильной установкой. Подъем воды осуществляется посредством погружного насоса.
Из-за наличия частиц песка центробежные насосы для поднятия воды не годятся. Очень быстро забивается фильтрующий элемент, что приводит к выходу устройства из строя.
Преимущества
- Достаточна глубина для получения чистой воды, по сравнению с перечисленными выше источниками.
- У скважин на глубокий песок стабильный объем.
- Химический состав воды в песчаниках вписывается в санитарные нормы.
- Высокая производительность от 1 до 2 м 3 /ч.
- Для вскрытия водоносного пласта не требуется разрешений.
- Время проходки с установкой обсадной трубы занимает не более 2-х дней.
- Срок эксплуатации таких водяных скважин до 30 лет.
Недостатки
- Объем воды у скважин на мелкий песок более зависим от уровня осадков.
- Химический состав воды из неглубоких источников не постоянен и чувствителен к антропогенным и техногенным факторам.
- Наличие мелкозернистого песка способствует заиливанию скважины.
Артезианская скважина
Один из сложных видов скважин по своей конструкции и проходке. При бурении вскрывается артезианский водоносный слой, расположенный на известняках. При вскрытии водоносного горизонта уровень воды в стволе устанавливается на порядок выше водоупорного слоя. Подпитывается источник удаленно, проходя многометровые слои пород, фильтрующие свойства которых обеспечивают очистку высокого уровня.
Глубина артезианских скважин зависит от расположения водоносного слоя в конкретной местности. Она может составлять 90 и более метров.
Качество воды – постоянное, не подвержено сезонным колебаниям. Однако без установки специального фильтрующего оборудования не обойтись. Проходя сквозь толщу различных пород, вода насыщается различными минералами, предельно допустимая концентрация которых может превышать установленные нормы. Поэтому очень важно после прокачки скважины сдать пробы воды на химический анализ.
Объем воды – стабилен. Его будет достаточно для обеспечения нескольких загородных домов с постоянным проживанием семей.
При вскрытии артезианского горизонта используют специальную буровую технику. В ствол шахты опускается обсадная труба. Для увеличения срока службы водозабора в обсадную трубу помещают трубу из непластифицированного поливинилхлорида (нПВХ). По завершении бурения устанавливают кессон, выполняющий роль тепло- и гидроизолятора.
Подъем воды осуществляют с помощью глубинных насосов . Для увеличения срока службы насосного оборудования используют гидроаккумулятор.
Преимущества
- Высокое качество воды.
- Высокий потенциал отдачи артезианских вод свыше 3 м 3 /ч.
- Бесперебойное водоснабжение.
- Длительный срок эксплуатации — до 50 лет и более.
Недостатки
- Применение тяжелой буровой техники.
- Необходимо составление проекта.
- Требуется получение специального разрешения (лицензии) на пользование недрами.
- Обязательная постановка на учет с присвоением Государственного водного кадастра.
- Высокая стоимость работ и материалов.
- Продолжительные сроки проходки и обустройства.
Основные характеристики
В зависимости от назначения скважины потребуется анализ по ряду параметров, которые описывают уровень изобильности водоносного слоя, скорость восстановления водного ресурса после водозабора. Эти данные необходимы для выяснения того, сможет ли она полноценно решить задачу обеспечения водой в конкретном случае. В целом все виды водозаборов характеризуют по следующим параметрам:
- Пьезометрический уровень. Измеряется глубина от поверхности грунта до вскрытого водоносного горизонта.
- Уровень водопроводимости скважины измеряется кубометрами, которые способна выдать точка водозабора в течение 24 часов.
- Динамический уровень вычисляется во время активного использования скважины, проверяют и фиксируют уровень, на который поднимается вода по длине трубы.
- Установление показателя по статистическому уровню скважины происходит через час после прекращения водозабора. В этот период забойное давление приходит в баланс с давлением пласта, расположенного над водоносным участком, уровень воды фиксируется, она перестает подниматься.
- Исходя из статической и динамической характеристик скважины, вычисляют дебет точки водозабора . Рассчитывается как соотношение извлеченной воды и ее притока. Выясняют основную характеристику, показывающую, сколько воды способна давать скважина в конкретный временной период.
Скважины с высоким уровнем водоотдачи имеют разницу в динамическом и статистическом уровнях, не превышающую метра. Артезианские скважины характеризуются равноценными статическими и динамическими уровнями.
Как видите, виды водозаборных конструкций имеют свои плюсы и минусы. То, что подходит для большого селения, может быть неэффективным для частных лиц и наоборот. При выборе типа скважины необходимо учесть не только экономические особенности, но и геологические параметры, гидрогеологические условия.
Основным элементом системы водоснабжения является источник водоснабжения. Для автономных систем в частных домовладениях, на дачах или фермерских хозяйствах в качестве источников используют колодцы или скважины. Принцип водоснабжения прост: водоносный слой наполняет их водой, которая с помощью насоса подается пользователям. При длительной работе насоса, какова бы ни была его мощность, он не может подать воды больше, чем водонос отдает в трубу.
Любой источник имеет предельный объем воды, которую он может отдать потребителю за единицу времени.
Определения дебита
После бурения, проводившая работу организация предоставляет протокол испытания, либо паспорт на скважину, в который вносится все необходимые параметры. Однако, при бурении для домохозяйств, подрядчики часто вносят в паспорт приблизительные значение.
Перепроверить достоверность информации или рассчитать дебит вашей скважины можно своими руками.
Динамика, статика и высота столба воды
Прежде чем приступить к измерениям, нужно понять, что такое статический и динамический уровень воды в скважине, а также высота столба воды в скважинной колонне. Замер данных параметров необходим не только для расчета производительности скважины, но и для правильного выбора насосного агрегата для системы водоснабжения.
- Статический уровень – это высота водяного столба при отсутствии водозабора. Зависит от внутрипластового давления и устанавливается во время простоя (как правило не менее часа);
- Динамический уровень – установившейся уровень воды во время водозабора, то есть когда приток жидкости равняется оттоку;
- Высота столба – разница между глубиной скважины и статическим уровнем.
Динамика и статика измеряется в метрах от земли, а высота столба от дна скважины
Произвести измерение можно с помощью:
- Электроуровнемера;
- Электрода, замыкающего контакт при взаимодействии с водой;
- Обычного грузика, подвязанного к веревке.
Замер с помощью сигнализирующего электрода
Определение производительности насоса
При расчете дебита необходимо знать производительность насоса во время откачки. Для этого можно воспользоваться следующими способами:
- Посмотреть данные расходомера или счетчика;
- Ознакомиться с паспортом на насос и узнать производительность по рабочей точке;
- Посчитать приблизительной расход по напору воды.
В последнем случае, необходимо на выходе водоподъемной трубы закрепить в горизонтальном положении трубу меньшего диаметра. И произвести следующие замеры:
- Длину трубы (мин 1,5 м.) и ее диаметр;
- Высоту от земли до центра трубы;
- Длину выброса струи от конца трубы до точки падения на землю.
После получения данных необходимо сопоставить их по диаграмме.
Сопоставьте данные по аналогии с примером
Измерение динамического уровня и дебита скважины нужно производить насосом с производительностью не менее вашего расчетного пикового расхода воды.
Упрощенный расчет
Дебит скважины – это отношение произведения интенсивности водооткачки и высоты водяного столба к разности между динамическим и статическим водными уровнями. Для определения дебита скважины определения используется формула:
Dт =(V/(Hдин-Нст))*Hв , где
- Dт –искомый дебит;
- V – объем откачиваемой жидкости;
- Hдин – динамический уровень;
- Hст – статический уровень;
- Нв – высота столба воды.
Например, мы имеем скважину глубиной 60 метров; статика которой составляет 40 метров; динамический уровень при работе насоса производительностью 3 куб.м/час установился на отметке 47 метров.
Итого, дебит составит: Dт = (3/(47-40))*20= 8,57 куб.м/час.
Упрощенный метод измерений включает замер динамического уровня при работе насоса с одной производительностью, для частного сектора этого может быть достаточно, но для определения точной картины – нет.
Удельный дебит
С увеличением производительности насоса, динамический уровень, а соответственно и фактический дебит снижается. Поэтому более точно водозабор характеризует коэффициент продуктивности и удельный дебит.
Для вычисления последнего следует произвести не один, а два замера динамического уровня при разных показателях интенсивности водозабора.
Удельный дебит скважины – объем воды, выдаваемой при снижении ее уровня за каждый метр.
Формула определяет его как отношение разности большего и меньшего значений интенсивности водозабора к разности между величинами падения водного столба.
Dуд=(V2-V1)/(h2-h1), где
- Dуд – удельный дебит
- V2 – объем откачиваемой воды при втором водозаборе
- V1 – первичный откачиваемый объем
- h2 – снижение уровня воды при втором водозаборе
- h1 – снижение уровня при первом водозаборе
Возвращаясь к нашей условной скважине: при водозаборе с интенсивностью 3 куб.м/час, разница между динамикой и статикой составила 7 м.; при повторном замере с производительностью насоса в 6 куб.м/час разница составила 15 м.
Итого, удельный дебит составит: Dуд =(6-3)/(15-7)= 0,375 куб.м/час
Реальный дебит
Расчет строится на основании удельного показателя и расстоянии от поверхности земли до верхней точки фильтровальной зоны, учитывая условие, что насосный агрегат не будет погружен ниже. Данный расчет максимально соответствует реальности.
D т = (H ф- H ст ) * D уд, где
- Dт –дебит скважины;
- Hф – расстояние до начала фильтровальной зоны (в нашем случае примем за 57 м.);
- Hст – статический уровень;
- Dуд – удельный дебит.
Итого, реальный дебит составит: Dт =(57-40)*0,375= 6,375 куб.м/час.
Как видно, в случае с нашей воображаемой скважиной, разница между упрощенным и последующем измерением составила почти 2,2 куб.м/час в сторону уменьшения производительности.
Снижение дебита
В ходе эксплуатации производительность скважины может уменьшаться, основной причиной снижения дебита является засорение, а для его увеличения до прежнего уровня необходимо производить очистку фильтров.
Со временем рабочие колеса центробежного насоса могут износиться, особенно если ваша скважина на песке, в этом случае его производительность станет ниже.
Однако, прочистка может не помочь, если изначально у вас оказалась малодебитная водяная скважина. Причины этого разные: диаметр эксплуатационной трубы недостаточен, она попала мимо водоносного слоя или он содержит мало влаги.
