Средняя производительность водяной скважины для частного дома. Как произвести расчет дебита скважины

После того как закончены буровые работы, и выполнены предварительные процедуры укрепления оголовка ствола, компания обязана составить паспорт на скважину. В документ вносят ряд характеристик и параметров конструкции, полученных измерением и результатами расчета скважин на воду. Далее бурильщиками составляется протокол обследования скважины и акт приема-передачи. Проверочный расчет водоотдачи скважины и составленные документы нужны для того, чтобы получить у заказчика письменное подтверждение способности водозабора выдавать на поверхность необходимое количество воды и, в итоге, оплату за выполненные работы.

Как выполняется расчет скважины по воде

В протокол обследования, помимо технологических и геологических данных о месте и глубине бурения, вносятся данные о водонаполненности скважины, а именно:

Уровень воды в стволе или в обсадной трубе скважины в условиях покоя, его еще называют статическим. Измеряют его для расчета скважины в метрах от поверхности земли до поверхности воды;
Глубина залегания водоносного слоя, или высота расположения фильтрующей части обсадной трубы над скважинным дном;
Динамический или практический уровень воды при работающем насосе. При работе насоса уровень воды в скважине падает на несколько метров, эту характеристику важно знать для расчета оптимальной глубины погружения насоса;
Данные о водоотдаче скважины под нагрузкой, полученные расчетом по измеренным параметрам. Эту характеристику называют дебитом водозабора или скважины.

Важно! Производительность скважины любой конструкции, неважно, артезианской или поверхностной, оценивается с помощью вычисления дебита.

Специалистами бурильной конторы дебит рассчитывается по классической формуле D=(V ч ∙H)/(h c -h д) . Эта величина, в грубом приближении, характеризует мощность водозабора скважины. В числителе стоит производительность насоса по воде, в знаменателе разность между статическим и динамическим значением уровня в стволе. Чем слабее водоотдача, тем больше разность уровней, тем меньше получаемая величина, тем ниже качество скважины. Только расчетом можно подтвердить, что специалисты компании смогли правильно выполнить разведку и бурение скважины.

Применение расчетных характеристик

При ознакомлении с методикой расчета возникает вопрос, зачем нужно значение дебита обычному потребителю. На самом деле, водоотдача является единственным способом оценить, хватит ли мощности водозабора для удовлетворения потребности жильцов или владельцев дома в воде до того, как будут подписаны документы о приемке.

Поэтому опытные заказчики поступают следующим образом:

По количеству потребителей в доме рассчитывается потребное количество воды, это примерно 200 литров на человека, плюс хозяйственные и технологические затраты — еще 1500 л. на дом. Если посчитать, для семьи из четырех человек получается максимальное потребление 2,3 куба в час;
При составлении договора на бурение в проекте принимается значение производительности скважины не менее 2,5-3 м 3 в час;
После выполнения бурения и определения оптимального уровня водозабора нужно выполнить откачивание воды, измерение динамического уровня и рассчитать водоотдачу при максимальном расходе своего насоса, купленного под обеспечение нужд дома.

Проблема заключается в том, что для расчета дебита специалисты бурильной компании выполняют контрольную откачку воды своим насосом, одновременно выполняют расчет по своим данным. Мощность водоотдачи при откачке воды из скважины маломощным насосом и насосным агрегатом с заданной производительностью может существенно отличаться. Скорость притока при небольшом расходе может быть достаточной для поддержания динамического показателя на уровне, достаточном для работы насоса. То есть, не менее полутора метров над корпусом насоса.

При откачке воды мощным агрегатом, даже если расчет показывает приемлемое значение дебита по прошлым измерениям, скорость наполнения может быть явно недостаточной для поддержания требуемого значения динамического уровня. Это значит, что в период засухи в благополучной, по расчетным данным, скважине воды явно не хватит для нормальной работы.

Особенности расчета дебита

Причиной несоответствия результатов расчета дебита и водоотдачи скважины для насосов различной мощности можно условно считать такое явление, как уменьшение высоты столба над входом в заборное устройство погружного насоса. Даже без математики понятно, что чем выше высота динамического столба, тем выше начальное давление, соответственно, для очень продуктивной артезианской скважины или насоса малой производительности дебит будет завышенным.

Более правильной методикой расчета считается определение дебита для нескольких насосов различной мощности. Для этого используется понятие удельного дебита, получаемого расчетом по формуле

Dу =(U 2 -U 1)/(h 2 -h 1)

где U 2 , U 1 - расход для мощного и слабого насосов соответственно, h 2 , h 1 — величина падения уровня воды для каждого замера. Указанная формула определяет прирост объема воды скважины с изменением динамического столба на один метр.

Для расчета наиболее точного значения водоотдачи необходимо умножить величину удельного дебита Dу на высоту водяного столба, от зеркала до входа в водозаборное отверстие насоса.

Для практического определения высоты статического уровня можно использовать нехитрое приспособление в виде поплавка и небольшого груза, подвешенных на расстоянии метра на тонком капроновом шнуре. Таким способом измеряют глубину воды в колодцах. Опуская груз в ствол, нужно засечь длину шнура, на которой появится слабина, так узнаем статический показатель. Расстояние до входа в насос можно измерить по длине шланга плюс длина корпуса.

Эти скважины имеют различные характеристики. Перечислим основные характеристики, которые присущи скважинам на воду:

Глубина скважин. От этого параметра напрямую зависит стоимость скважины. Различные водоносные пласты можно найти на различной глубине. Артезианские воды есть везде (по крайней мере в России), только на разной глубине, песчаную скважину и абиссинский колодец можно сделать не везде. Стоимость бурения определяется глубиной скважины, умноженной на стоимость метра бурения.

Производительность скважины.Это то количество воды, которое можно выкачать из скважины за 1 час. Наибольшей производительностью обладают артезианские скважины.

Срок службы.Также очень важный показатель. Скважины различных видов имеют различный срок службы. Наибольший срок службы у артезианских скважин.

Качество воды.Это степень чистоты воды. Загрязнения в воде бывают минеральные и органические. Минеральный состав воды отличен от дистиллированной воды. Хорошая питьевая вода имеет в своем составе растворенные соли, которые придают воде приятный вкус, полезны для организма, для орошения растений. Но иногда бывает повышенное содержание некоторых веществ. Основной бич воды в Подмосковье (не везде) – это растворенное двухвалентное железо Fe++, которое на воздухе переходит в трехвалентное Fe+++ и выпадает в осадок. В результате вода буреет, выпадает хлопьевидный осадок. Вода из такого источника требует специального фильтра-обезжелезивателя. Марганец – повышенное содержание марганца негативно сказывается на качестве воды – в воде образуется неприятный запах и появляется специфический цвет. Соли жесткости – обусловлены содержанием в воде солей кальция и магния. Повышенная жесткость вызывает образование накипи в стиральных машинках, в чайниках. Органические загрязнения – это наличие бактерий, органических остатков. Вода может быть мутная. Органические загрязнения, превышающие допустимые нормы приводят к неприятному запаху воды, в крайних случаях ведут к инфекционным заболеваниям желудочно-кишечного тракта.

Рассмотрим более подробно характеристики каждого вида скважин.

Артезианская скважина

Глубина.
Эти скважины обладают обычно значительной глубиной. В Московской области она колеблется от 35 до 250 метров, в зависимости от местности. Именно глубина делает артезианские скважины такими дорогими. Для артезианской скважины необходимо устанавливать несколько труб. Стандартный вариант – установка обсадной трубы 133мм, которая идет до водоносного известняка. Эта обсадная труба блокирует верховодку и более глубокие грунтовые воды. Вторая труба – это пластиковая, 125мм в диаметре, которая идет непосредственно от отверстия в пористом водоносном известняке. В эту трубу устанавливают глубинный погружной насос. Если глубина артезианской скважины весьма значительная – 200-250 метров, то в этом случае необходимо делать телескопическую скважину – то есть первые примерно 70 метров идет самая большая труба – 159 мм, затем идет более узкая, потом еще более узкая, и в конце – пластиковая труба, 125 мм в диаметре.

Производительность.
У артезианских скважин самая высокая производительность. Она составляет около 3 м3/час. А это – около 50 литров в минуту. Этого количества может хватить на несколько домов – до 2-5 коттеджей. Такая производительность водоносного известняка связана с пониженным гидравлическим сопротивлением воды, при прохождении по пористой структуре известняка.

Срок службы.

Служат очень долго – около 50 лет, иногда дольше.

Качество воды.

В артезианской воде практически нет органических загрязнителей. Связано это с тем, что залегание этой воды очень глубоко. Но вот с минеральными загрязнителями все не так гладко. В каждой местности и в каждом водоносном слое все обстоит по разному. В одной местности артезианская вода будет иметь благоприятный минеральный состав, а в другой может оказаться повышенное содержание железа (вода буреет на воздухе), марганца, солей жесткости. Для этой воды необходимо ставить систему очистки. Система очистки воды подбирается индивидуально. Сначала проводится химический анализ воды, потом исходя из данных анализа, а также из предполагаемого расхода подбирается оборудование для системы очистки воды.

Скважина на песок, под погружной насос.

Глубина.
Глубина песчаных скважин обычно определяется по месту, либо по опыту буровиков. То есть уже известно в какой деревне есть вода и на какой глубине. По нашему опыту глубина песчаных скважин колеблется от 15 до 50 метров.

Производительность.
Производительность песчаной скважины составляет гораздо меньше, чем артезианской. В час эта цифра составляет 0,6-1,2 м3/час, что составляет 10-20 литров в минуту. Для водоснабжения отдельной семьи этого вполне хватает. Чем больше и регулярнее забирать воду, тем больше будет воды и тем дольше будет работать скважина.

Срок службы.

Срок службы гораздо меньше, чем от скважины на известняк, и составляет 5-15 лет, в зависимости от регулярности использования и индивидуальных геологических особенностей. Чем более регулярно используется скважина, тем дольше работает. По истечении срока службы скважины происходит заиливание – зарастает фильтровая сетка. Это обычно обозначает, что надо делать новую скважину.

Качество воды.

Качество воды, как правило, хорошее. Песок – отличный адсорбент, который фильтрует все органические соединения. А тот факт, что вода все-таки поверхностная говорит о том, что и минеральный состав также благоприятный. Однако и в этом варианте бывает, что вода содержит в себе растворенное железо, от которого на воздухе вода буреет. Система очистки только от железа - недорогая. Подойдет кассетный фильтр-обезжелезиватель со съемными картриджами.

Абиссинский колодец.

Глубина
От 5 (реже 3-4) метров, до 15. Очень редко забивают абиссинский колодец на глубину 20-30 метров. В этом способе есть ограничение по глубине залегания грунтовых вод. Эта глубина должна быть не более 8 метров от уровня самовсасывающего насоса. Обычно вода в скважине держится на уровне не около самого дна, а где-то посередине. Так что от дна скважины столб воды составляет несколько метров. Поэтому скважина может быть глубиной 15 и более метров, а расстояние между насосом и зеркалом воды не должно превышать 8 метров. Связано это с вакуумным способом подъема воды. При создании вакуума в самовсасывающем насосе атмосферное давление толкает воду вверх, столб воды высотой в 8 метров, а также гидравлическое сопротивление движущейся воды равны атмосферному давлению, поэтому если глубина между насосом и зеркалом воды (НЕ ДНОМ СКВАЖИНЫ!!!) более 8 метров, то вода не сможет подняться, и насос будет работать всухую.

Производительность.
Производительность зависит от места. Для абиссинского колодца необходим водоносный пласт с достаточной производительностью. Если получается сделать абиссинский колодец, то производительность составляет 0,6-1,5 м3/час, что составляет 10-25 литров в минуту. Если неблагоприятные геологические условия в данной местности, и производительность будет гораздо меньше 10 литров в минуту, то это означает, что скважина вскоре заилится, поскольку фильтр забит не в водоносный слой, а где-то рядом. Если до водоноса не добить 1 метр, равно как и перебить 1 метр, то воды не будет, либо будет, но вскоре кончится.

Срок службы.

Срок службы зависит от квалификации мастера, от геологических особенностей данной местности, от регулярности использования. Поэтому абиссинская скважина может работать от 5 до 30 лет, в зависимости от вышеперечисленных фактов. Если фильтр забит точно в водоносный слой, если регулярно используется, а также если благоприятные геологические условия, то срок службы абиссинской скважины очень большой.

Качество воды.

Вода из абиссинского колодца обычно обладает самыми высокими показателями качества. Во первых, в ней минимум растворенных солей, так как вода все-таки поверхностная. Во вторых песок – лучший адсорбент, который фильтрует практически все органические загрязнения и бактерии. Вода из абиссинского колодца по составу приближается к родниковой, поэтому ее смело можно пить сырой. Очень редко бывает наличие железа в воде, что решается установкой фильтра-обезжелезивателя.

Водяной дебит скважины иногда называют напором воды. Напор воды в скважине – показатель, позволяющий определить способность скважины обеспечить потребителя водой в требуемом объеме. Первый замер напора воды выполняется после того, как было закончено . Последующие измерения напора (дебита) дают возможность вовремя определить вероятные проблемы со скважиной.

Расчеты в цифрах

Владелец загородного домика может до приезда специалистов самостоятельно рассчитать приблизительный расход воды, чтобы определить минимальный водяной дебит скважины. Для этого следует учесть все точки водоразбора – краны и душевые лейки в доме и во дворе, сливные бачки унитазов и бытовую технику, для работы которой требуется вода (посудомоечные и стиральные машины).

По статистике, каждая точка водоразбора – это расход воды в объеме 3-3,5 литра в минуту. Если в доме одна ванная комната с душем, туалет, раковина на кухне, стиральная и посудомоечная машины и кран во дворе для полива огорода, максимальный расход воды составит 21-24,5 литра в минуту. Это в том случае, если одновременно будут задействованы все точки водоразбора.

Соответственно, водяной дебит скважины должен быть минимум 25 литров в минуту или 1500 литров в час (1,5 м 3 /ч). По среднестатистическим данным скважина “на песок” глубиной около 40 метров, пробуренная на межморенный водоносный горизонт, обладает стабильным дебитом от 0,5 м 3 /ч. Значительно большим дебитом обладают скважины, при бурении которых вскрывается гдовский водоносный горизонт, но глубина его залегания свыше 120 метров. Лишь в юго-западных районах Ленинградской области водоносный пласт, приуроченный к известнякам подходит ближе к поверхности земли. Скважина глубиной 40 метров может дать от 2 м 3 /ч.

Низкий водяной дебит только что обустроенной скважины может говорить о том, что вскрытый водоносный пласт недостаточно мощный или в процессе бурения скважины и ее обустройства были допущены технологические просчеты. Снижение дебита скважины после нескольких лет эксплуатации может означать заиливание фильтровой части обсадной колонны, проблемы с насосным оборудованием или возникновение иных нарушений в работе водопроводной системы.

"Водяной дебит скважины: расчет потребности в воде и требуемая производительность скважины", БК "ПОИСК" , рассказать друзьям: Май 20th, 2017

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.