Расчет для скважин на воду. Дебит скважины: формула, определение и расчет Средняя производительность водяной скважины для частного дома

Вода из водоносного горизонта поступает в обсадную трубу скважины, оттуда она и выкачивается при помощи насоса. Невозможно получить жидкости больше, чем ее способен отдать водоносный слой. Всегда существует некоторый предел, который удается получить из источника за час.

Производительность скважины на воду или ее дебит – это количество жидкости, выделяемое в единицу времени. Обычно эта величина измеряется в кубометрах. С высокой точностью ее значение определить довольно сложно. Для этого требуются специальное оборудование и соответствующие навыки. Обычно буровые компании определяют дебит с определенной степенью приближенности. Это необходимо, чтобы внести значение величины в паспорт .

Интенсивность насыщения водоносных слоев зависит от времени года и климатических особенностей. Поэтому при одной и той же технологии измерения эта величина может меняться.

Динамический и статический уровни

Час спустя после простоя скважины измеряют статический уровень воды . Его суть состоит в том, что пластовое давление жидкости внутри водоносного горизонта и давление водного столба уравновешивают друг друга. При этом появляется равновесие, препятствующее поднятию влаги.

Динамический уровень определяется в период откачивания , когда приток жидкости совпадает с ее оттоком. В процессе откачки водяной столб снижается, но на определенном уровне его падение прекратится. Эта величина может изменяться в зависимости от производительности насосного оборудования. Динамический уровень устанавливается, когда дебит скважины на воду совпадает с производительностью работающего насоса.

Знать эту величину необходимо, чтобы правильно подобрать и установить оборудование. Она также вносится в паспорт скважины. Оба уровня измеряются в метрах от земной поверхности. Чем выше водяной столб, тем эти показатели меньше.

Расчет производительности

Расчет дебита скважины осуществляют приблизительно спустя сутки после завершения бурения . Для этого уровень воды должен стать максимальным. Для вычислений потребуются следующие данные:

глубина скважины;
значение статического и динамического уровней;
расположение фильтровой зоны;
интенсивность водозабора.

Для определения дебита используют формулу:

Dt = V*H в /(H дин -H стат), где

H дин, H стат - статический и динамический уровни воды;

V - скорость откачки,

H в - высота столба.

Этот расчет содержит определенную неточность. В соответствии с ним производительность оборудования и падение водяного столба должны происходить строго пропорционально. На самом деле при возрастании мощности насоса наблюдается значительное падение уровня воды.

Для точности вычислений измерения повторяют. Окончательный дебит определяют по формуле:

D у = (V 2 -V 1)/(h 2 -h 1), где

D у –удельное значение дебита;

V 2 -скорость водозабора при повторном измерении;

V 1 -интенсивность водозабора при первичном измерении;

h 2 ,h 1 – разность между динамическим и статическим уровнями при различных исследованиях.

Способы увеличения дебита

Поднять производительность скважины можно попытаться после окончания буровых работ. С этой целью в нее устанавливают насос, поочередно включая и выключая его. В некоторых случаях это помогает извлечь из водоносного слоя остатки бурового раствора и разрушенного известняка. Это наиболее простой способ.

Помимо этого используют следующие методы:

импульсивный;
вибрационный;
пневмоимпульсный;
электрогидравлический удар;
промывку фильтров.

В процессе применения перечисленных способов происходит уменьшение вязкости жидкости, увеличение трещиноватости породы, очищение пор водонесущих пластов. Для малопроницаемых твердых пород предпочитают механические способы. Физические методы больше подходят для улучшения удаления мелкодисперсных частиц из ствола скважины.

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.

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.

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.

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.