Удельный дебит скважины формула

Дебит скважины – гарант безупречной работы системы

Во время бурения скважины очень важно найти дебит. Дебит скважины — это такое понятие, которое включает в себя глубину водоносного слоя, позволяет определить давление подачи воды, а также дает гарантию, что вода из скважины будет подаваться постоянно с определенным напором.

Поэтому перед бурением требуется геологоразведка, важно правильно выбрать место, нужно исключить форс-мажоры и ответственно подойти к работе. Отсюда следует, что необходимо доверять процедуру бурения только проверенным специалистам, за плечами которых огромный стаж на рынке этих услуг.

Что это такое?

Отвечая на вопрос о том, что такое дебит скважины, имеется в виду объем жидкости, который мы сможем получить за указанный промежуток времени.

Говоря об объеме, имеют в виду количество кубических метров воды, которые будут выкачаны за 1 час. Этот факт зависит от многих критериев, в том числе и от выбора оборудования.

Понимая процедуру бурения, мы сразу же рассматриваем такое понятие, как диаметр скважины. При этом, в зависимости от выбора места бурения, дебит скважин с двумя одинаковыми диаметрами может быть разным. Как мы и сказали ранее, он зависит от выбора оборудования и определяется количеством водных масс, которым наполнится скважина за промежуток времени.

В некоторых случаях за 1 час может быть выкачано порядка 4 кубических метров воды, что характеризует скважину как источник с небольшим дебитом. Иногда при равном диаметре можно выкачать до 300 кубометров.

Заранее определить, какой будет ваша скважина, достаточно трудно. В основном, если организация уже не раз бурила в вашем районе, то представители компании знают, на какую глубину нужно бурить, чтобы воды хватило под ваши нужды. В остальном количество воды определяется использованием мощного насоса, либо с помощью эрлифта.

Динамика, статика и высота столба воды

Давайте детально разберемся в основных понятиях:

• Под уровнем статического формата понимается величина, где расположена вода, когда ее не выкачивают.
• Что касается динамического показателя, то этот критерий представляет собой разницу между притоком и оттоком воды во время водозабора.
• Высотой водного столба называют фактическое расположение воды относительно дна. Что касается производительности насоса, то здесь определяют объем жидкости, который можно перекачать за час.

Говоря про замер дебита скважины, рассматривая все вышеперечисленные понятия, крайне важно выделять именно статический уровень отметки воды. Для этого следует не трогать воду в промежуток времени не менее часа. Именно за это время будет набран столб воды, равный статическому параметру. Затем скважину сливают, засекают время, за которое будет полностью опустошена емкость.

После этого снова ждут, чтобы скважина набралась и делают замер вновь. Если за несколько этапов откачивания воды показатели схожи и соответствуют суточному потреблению заказчика, значит, проект бурения успешен.

Дебит скважины, что это такое? Это объем воды, выкачанный за 1 час при условии простоя не менее 60 минут с ее последующим наполнением до аналогичных показателей.

То есть, вы должны понимать, что обязательное условие работы — это ее своевременное наполнение, что обеспечит бесперебойную подачу воды. В противном случае не исключен режим сухого хода насоса, что приведет к перегреву и выходу оборудования из строя.

Как самостоятельно можно попробовать замерить высоту столба воды в скважине:

Определение производительности насоса

Рассчитывая дебит, всегда используют эталонный насос. За эталон берется нормальный уровень показателей откачивания жидкости за 1 час. Чтобы понять, какими показателями обладает оборудование, нужно изучить техническую документацию. Кроме того, можно засечь время, и откачать необходимое количество жидкости за расчетный интервал.

Определить производительность насоса можно и самым простым способом, так сказать, без наличия специализированных средств. Для этого на выходе из скважины делают переход с большего диаметра на меньший. Здесь устанавливают трубу меньшего диаметра отрезком минимум полтора метра. Зная размер зауженной трубы, измеряют высоту до земли. Затем открывают кран, включают систему и измеряют путь от окончания зауженной трубы до точки падения воды на землю. Это позволит определить напор.

Важным условием проводимой работы является использование насоса, мощность откачки которого способна обеспечить производительность не менее пикового расхода воды за 1 час.

Как рассчитать дебит скважины и правильно выбрать скважинный насос:

Упрощенный расчет

Дебит характеризуют формулой. Для этого необходимо знать и понимать, как определить упрощенный дебит скважины. Здесь нужно найти разность между динамическим и статическим уровнем воды и рассчитать интенсивность производительности откачки водяного столба, после чего поделить интенсивность на расчетную разницу.

Полученная формула будет выглядеть следующим образом: дебит равен объему выкачанной жидкости, разделенному на разницу между динамикой и статикой, а полученное значение умножить на высоту столба.

Ответить на вопрос о том, как рассчитать дебит скважины, лучше всего на реальном примере:
Предположим, что наш источник имеет глубину 80 м, статический столб составляет 50 м, насос способен откачивать порядка 3 кубических метров, динамический уровень равен 60 м. Чтобы подсчитать дебит, надо выкачанный объем жидкости (3) разделить на разницу (60 м — 50 м) и умножить полученное значение на 20.
Это значит, что наша скважина будет давать порядка 6 кубических метров в час.

Это совершенно нормальное значение для семьи из четырех человек. С такой скважиной вы сможете обслуживать ванную комнату, кухню, и даже расположить на своем участке баню или сауну. Не забываем, что расчеты сделаны с учетом небольшой погрешности.

Удельный дебит

Те, кто только собирается бурить скважину для себя, задаются вопросом о том, как определить удельный дебит скважины. Здесь нужно учесть то, что если мы будем наращивать производительность скважины, то такие критерии, как динамический и статический уровень воды, будут по факту снижаться.

Для лучшего понимания процесса лучше использовать такой критерий, как удельный дебит. Под ним понимается объем жидкости, который будет выдаваться насосом при условии высокой интенсивности отбора с учетом величины снижения на каждый метр опустошения скважины.

Чтобы посчитать этот критерий, необходимо сделать несколько водозаборов. Важно учесть разницу относительно второго и первого откачивания. Значение из подсчета необходимо поделить на разницу между уменьшением уровня воды при первом водозаборе воды и снижением уровня при втором водозаборе.

Поэтому, работая с нашей условной скважиной, давайте увеличим производительность оборудования в два раза. То есть, у нас был насос 3 кубометра подачи, стало 6 кубических метров. Итого, разницу в 3 кубических метра делим на условную разницу между двумя водозаборами в 6 м, получаем половину кубического метра удельного дебита в 1 час.

Теперь вы имеете представление о том, как рассчитать удельный дебит скважины. В случае чего, вы сможете принять работу по бурению скважины на должном уровне.

Реальный дебит

В расчетах применяют понятие, как реальный дебит. Здесь, важно учитывать, что насос, независимо от мощности, не будет погружен ниже, чем фильтрационная зона.

Этот критерий рассчитывается просто, из учета расстояния до фильтрационной зоны, где разность статического и динамического уровня, умножается на значение удельного дебита. Реальный дебит, как правило, меньше. Его показания, относительно упрощенного дебита ниже, примерно, на 15-20 процентов.

Снижение дебита

Использование скважины показывает, что со временем объем воды может уменьшаться. Этому способствуют разные факторы вплоть до загрязнения, снижения наполняемости, уменьшение уровня питьевой воды под землей. Кольца устройства могут износиться, с чем рано или поздно столкнуться владельцы скважины на песке.

Если скважина находится еще на гарантии, то самое время вернуться к исполнителю услуги по бурению. Возможно, ваша скважина попала мимо водоносного слоя, либо она засорена. В таком случае демонтируют оборудование, принимают все возможные меры и в случае необходимости бурят новое отверстие в земле.

Важные моменты и полезные советы в обустройстве скважины

В заключение хотелось бы привести в пример некоторые моменты обустройства, на которые необходимо обратить внимание.

Система автоматики должна включать в себя реле холостого хода. Благодаря этому узлу, в случае падения дебита и нахождения насоса без воды система просто отключится. Это предотвратит выведение оборудования из строя.

Такие системы необходимо устанавливать при большом количестве потребляемой воды за 1 час, а также при слабой наполняемости скважины.

Выбирая насос, необходимо учитывать его мощность. Здесь важно определить для себя не только количество потребляемых киловатт в час, но и понять, что расстояние от насоса до активного оборудования в части выбора места установки гидроаккумулятора и реле давления должно быть учтено. То есть, считайте длину шланга, на которую насос может подавать воду без потери давления с учетом его нижней точки до места установки гидроаккумулятора.

Устанавливайте обратный клапан. Этот узел позволит воде не сливаться обратно, а, напротив, задерживаться в трубе. Обратный клапан устанавливается в насос и опускается вместе с ним в скважину. Насос должен быть подвешен на металлическом тросе и ни в коем случае не висеть на шланге (о правилах установки скважинного насоса мы более подробно рассказываем в отдельном материале).

Чтобы исключить загрязнение, что в последующем может привести к уменьшению выхода воды на поверхность, рекомендуется устанавливать оголовок.

Принцип повышения дебита скважины при его падении, путем установки оголовка:

Рекомендуют производить монтаж гидроаккумулятора и прочих услуг автоматики в котельной, где уровень влажности ниже, что продлит срок службы электромеханических узлов системы.

Рекомендуется не экономить на емкости гидроаккумулятора. Стоит помнить, что только половина его емкости будет заполнена водой, поскольку вторая половина содержит в себе сжатый воздух. Гидроаккумулятор емкостью на 100 литров содержит не более 50 литров. Чем больше емкость, тем реже будет включаться насос, что в конечном счете продлит срок его эксплуатации. Это также даст больше времени на наполнение скважины.

Обязательно оборудуйте приямок глубиной не менее 2 м. На выходе трубы утепляйте ее, а также располагайте саму трубу из приямка в котельную дома на большем уровне, чем глубина промерзания грунта в вашем регионе. Считается, что для ЦФО труба должна быть зарыта не менее, чем на глубину 1,6 метра.

Удельный дебит скважины

Удельный дебит является основным параметром, отражающим всю сумму факторов, от которых зависит водообильность скважины. Он определяется не только ее водообеспеченностью, но и проницаемостью пород и мощностью вскрытого водоносного горизонта. Кроме того, он зависит от конструкции приемной части самой скважины.
Опыт показывает, что водопроницаемость пород и, следовательно, удельные дебиты скважин значительно изменяются даже на небольших расстояниях. Иногда удельный дебит одной скважины составляет 20 м 3 /ч, а удельный дебит скважины, пройденной на тот же водоносный горизонт на небольшом расстоянии от первой, не превышает 1—2 м 3 /ч, хотя по глубине и конструкции эти скважины отличаются незначительно.
Очень важно при проектировании разведочно-эксплуатационных скважин определить слой, в котором водоносные породы наиболее проницаемы; этот слой должен быть полностью захвачен приемной частью скважины. При получении воды из аллювиальных песков нужно учитывать, что по мере приближения к подошве аллювиальной толщи крупность песков и их проницаемость обычно увеличиваются. Очень часто наиболее интенсивная открытая трещиноватость водоносных известняков, образующих артезианские водоносные горизонты, приурочена к самым верхним слоям толщи; если же эти слои будут перекрыты глухой колонной обсадных труб, то скважина практически может оказаться безводной.

Трещиноватые породы могут залегать иначе. Например, как указывает В. М. Гаврилко (1951), породы мергельно-меловой толщи верхнего мела в одном из районов Днепровско-Донецкой мульды образуют по вертикали три зоны, отличающиеся фильтрационными свойствами:

• 1) слабопроницаемую зону заиливания мощностью 5—10 м, находящуюся на контакте с покрывающими породами;
• 2) зону мощностью 20—30 м, породы которой имеют максимальную трещиноватость и большую проницаемость;
• 3) зону плотных мергелей, практически водоупорных, залегающих на 30—40 м ниже кровли мергельно-меловой толщи.

При таком характере фильтрационных свойств толщи приходится проектировать приемные части разведочно-эксплуатационных скважин в интервале залегания пород второй зоны, при этом удельные дебиты скважин достигают 40 м 3 /сутки. Те скважины, в которых водоносные породы второй зоны закрыты, оказываются практически безводными.

Изменчива проницаемость трещиноватых кристаллических и закарстованных пород. Как будет освещено далее, наиболее проницаемые зоны приурочены здесь к контактам различных пород, или к полосам тектонических разрывов, или связаны с развитием древней и современной гидрографической сети и т. д.

Из сказанного видно, что положение приемной части скважины оказывает большое влияние на ее удельный дебит. Скважина может вскрыть водообильный водоносный горизонт, но вследствие того, что не учтены состав, строение и характер водопроницаемости пород, она может дать мало воды.

Во время откачки уровень воды в стволе скважины устанавливается ниже уровня воды в застольной части водоносного горизонта, вследствие чего понижается удельный дебит скважины. Это обусловлено искривлением линий токов (в несовершенных скважинах, а для безнапорных вод и в совершенных скважинах), а также сопротивлением фильтра.

Влияние первого фактора иллюстрируется следующей схемой. Если из точки А пересечения поверхности грунтовых вод со стенкой скважины провести линию равного напора, то она будет иметь вид кривой с выпуклостью во внешнюю сторону (рис. 3). У подошвы водоносного горизонта (точка В) эта кривая будет иметь вертикальное направление. На участке, заключенном между этой кривой и стенками приемной части скважины, а также и в стволе самой скважины уровень воды должен находиться ниже уровня воды в точке А, иначе вода не будет двигаться в скважине. Таким образом, здесь резко падает уровень воды.

Основываясь на данных экспериментальных исследований, С. К. Абрамов предложил следующую эмпирическую формулу для определения скачка уровня воды у ствола скважины при ее откачке

где ?h — скачок уровня в м;
Q — дебит скважины в м 3 /сутки;
S — понижение уровня воды в скважине в м;
k — коэффициент фильтрации водоносных пород в м/сутки;
F — рабочая площадь фильтра в м 2 , равная ?dl (здесь d — диаметр фильтра, l — его длина).
Коэффициент ? для совершенных скважин С. К. Абрамов рекомендует ориентировочно принимать:

• для сетчатых и гравийных фильтров – 0,15 — 0,25 (в среднем 0,20)
• для дырчатых, щелистых и проволочных фильтров – 0,06—0,08 (в среднем 0,07)

Для несовершенных скважин указанные значения коэффициента ? увеличиваются в 1,2—1,5 раза; поправки увеличиваются с уменьшением отношения величины погружения фильтра к мощности водоносного горизонта.

Уравнение (III.9) показывает, что чем больше дебит скважины и понижение уровня воды в ней и меньше проницаемость водоносных пород, а также чем меньше диаметр и длина приемной части скважины, тем больше скачок уровня воды. Это следует учитывать при определении предполагаемого удельного дебита проектируемой разведочно-эксплуатационной скважины.

При малом диаметре скважины и небольшой длине ее приемной части в зоне водоносного горизонта, непосредственно прилегающей к скважине, значительно увеличивается скорость фильтрации, что вызывает дополнительные потери напора. Эти потери еще больше возрастают, если скорость движения воды превышает критическую скорость перехода ламинарного движения в турбулентное.

И. Ф. Володько (1953) на основании проведенных им исследований дает предельные значения эксплуатационных дебитов скважин, при которых ламинарное движение не переходит в турбулентное при подходе воды к приемной части скважины. Из рис. 4 видно, что в маломощных водоносных горизонтах, приуроченных к мелкозернистым и среднезернистым пескам, даже в скважинах с небольшими расчетными дебитами не следует устанавливать фильтры с диаметром менее 100 мм. Для обеспечения большей водообильности диаметры приемных частей разведочно-эксплуатационных скважин должны быть не менее 150—200 мм.

Р. Смит (1963) для определения влияния, диаметра скважины на ее удельный дебит q предложил эмпирическую формулу

где Q — общий дебит скважины; с — коэффициент, зависящий от диаметра и конструкции приемной части скважины.

Так, сравнивая две скважины, пробуренные в штате Огайо (около г. Кантона), глубиной 32 м каждая, он получил коэффициент с для одной скважины равным 6,1, а другой 0,03. Первая скважина имела диаметр фильтра 330 мм, вторая же 660 мм (включая гравийную обсыпку).

Другие элементы конструкции приемной части скважины (скважность перфорированного каркаса, тип фильтра и т. п.) также отражаются на ее дебите, так как создают дополнительные сопротивления движению воды. Поэтому при проектировании разведочно-эксплуатационной скважины нужно выбирать такую конструкцию приемной части, которая для данных водоносных пород обеспечит минимальные входные сопротивления движению воды.
Из приведенных ранее уравнений Дюпюи (III.1) и (III.2) удельный дебит водозаборной скважины q равен:

для совершенных скважин, питающихся грунтовыми (ненапорными) водами

По уравнениям (III.11) и (III.12) удельные дебиты скважин, питающихся грунтовыми водами, уменьшаются при увеличении понижения уровня воды в них, а удельные дебиты артезианских скважин остаются постоянными независимо от понижения уровня воды (рис. 5 и 6). Однако опыт показывает, что удельные дебиты артезианских скважин при значительном увеличении общего дебита становятся меньше вследствие возрастания сопротивлений движению воды, проходящей через фильтр и породы, окружающие приствольную часть скважины.

При проектировании одиночной разведочно-эксплуатационной скважины обычно трудно определить ее предполагаемый удельный дебит. Чаще всего для этого используется опыт бурения, опробования и эксплуатации существующих водозаборных скважин, находящихся в этом районе и питающихся тем же водоносным горизонтом. Однако окончательно удельный дебит разведочно-эксплуатационной скважины устанавливается уже после ее бурения во время пробной или опытной откачки. Не всегда прогноз удельного дебита скважины в дальнейшем подтверждается, поэтому в проекте эту величину не следует завышать. При прогнозировании удельного дебита проектируемой скважины необходимо учитывать особенности местных гидрогеологических условий и намечаемую конструкцию ее.

Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения.
Белицкий А.С., Дубровский В.В., Издательство “Недра”, 1968

Как посчитать дебит скважины?

Дебит скважины – самая важнейшая ее характеристика. Именно она определяет возможности скважины для обеспечения водоснабжения и необходимую производительность насоса. Дебит скважины определяет компания. Которую ее пробурила и он вписывается в паспорт на нее (см. статью «Паспорт скважины»). Но в ряде случаев эта величина неизвестна владельцу скважины. Например, ее пробурили «шабашники» за небольшие деньги, не удосужившись при этом даже ее прокачать, не говоря уже об определении ее дебита. Или скважиной долгое время не пользовались, затем ее реанимировали. И, естественно, новый дебит скважины неизвестен. Более, того, дебит, определенный бурильщиками (даже если все правильно сделано), верен ТОЛЬКО именно для этой производительности насоса. И если у владельца скважины насос имеет другие технические характеристики, для него дебит может быть совсем другим! Как же корректно измерить эту величину? Для начала поймем, почему дебит скважины на воду зависит от производительности насоса.

Это легко сообразить, если понимать, что максимальный теоретический дебит скважины зависит от разности давления в водоносном слое и внутри скважины и площади фильтра. При откачке воды в скважине, естественно, понижается ее динамический уровень, а значит, возрастает разность указанных давлений, а вслед за ней и дебит скважины. Так как же правильно определить дебит скважины? Для его более точного определения необходимо произвести два водозабора из скважины насосами разной производительности. Покажем, как это делается на конкретном примере.

Итак, у нас имеется скважина, имеющая глубину (до фильтра) – 50 м. Статический уровень установился на отметке 30 метров. То есть высота водяного столба составляет 50-30 = 20 м.

Пусть первый водозабор производится насосом с расходом 2 м 3 /ч. При этом динамический уровень составил 37 м (для определения динамического уровня вода должна откачиваться не менее, чем 1 час). Дебит скважины рассчитывается по формуле:

D – дебит скважины, м 3 /ч;

H – глубина скважины, м;

V – производительность насоса, м 3 /ч;

H_д – динамический уровень, м

Подставив все значения, получим, что в первом случае дебит скважины равен D₁ = 5,7 м 3 /ч.

При втором водозаборе используем насос с расходом 4 м 3 /ч. При этом динамический уровень составил 41м. В этом случае дебит скважины составит D₂ = 7,2.м 3 /ч. Тогда удельный дебит скважины рассчитывается по формуле:

D_уд – удельный дебит скважины;

h₁ и h₂ – высоты падения уровня воды, в нашем случае это, соответственно, 7 и 11 метров.

Тогда мы получим, что D_уд = 0,375м 3 /ч. Другими словами, при возрастании динамического уровня на 1 м дебит скважины УВЕЛИЧИВАЕТСЯ на 0,375м 3 /ч. Кстати, благодаря этой величине можно посчитать максимальный дебит скважины, то есть дебит, при котором вода в ней опустится до фильтра. То есть D_макс = D_уд х h_макс. В нашем случае D_макс = 0,375 х 50 = 18,75м 3 /ч. Максимальная производительность насоса должна быть минимум на 10-15% меньше дебита. Таким образом, в нашу скважину можно установить насос с производительностью не больше 16м 3 /ч.

Зачатую, дебиты скважин не столь велики и при откачивании достаточно мощным насосом, он полностью выкачивают из них воду. В этом случае дебит скважины определяется по формуле:

D = (V x T – V_ск)/Т, где

V – производительность насоса, м 3 /ч;

T – время, за которое вода из скважины будет полностью выкачана, ч;

V_ск – объем воды в скважине до начала откачивания, определяется как h x S, где:

h– высота водяного столба (разность между глубиной скважины до фильтра и статическим уровнем), м;

– площадь поперечного сечения скважины (π х d 2 /4, где d – внутренний диаметр обсадной трубы).

Для примера. Пусть у нас имеется скважина глубиной 30 метров. Статический уровень 20 метров. Внутренний диаметр обсадной трубы 79 мм (3 дюйма). Вода из скважины была откачана за 30 минут (0,5 часа – определяется разностью времени от начала откачки, до тех пор, пока не сработает защита от сухого хода или с водой не пойдут воздушные пузыри) насосом с производительностью 2м 3 /ч.. Тогда D = (2 х 0,5 – 10 х 3,14 х 0,079 2 /4)/0,5 = 1,9 м 3 /ч.

90. Удельный дебит скважин

Удельный дебит скважин – это кол-во воды, выдаваемое скважиной на 1м понижения: q=Q/S.

Для безнапорной скважины: q=1.366kf(2H-S/lgR-lgr);

Для напорной: q=2.733kf(m/lgR-lgr).

89. Поглощающие колодцы и их дебит.

Дебит-это объем воды, выдаваемый скважиной или другим водозаборным сооружением в единице времени. Поглощающие колодцы предназначены для сбора с поверхности талых и сточных вод а также для перевода грунтовых вод в межпластовые.

91. Взаимодействующие водозаборы.

При работе групповых водозаборов происходит наложение депрессионных воронок, которые вызывают одновременное откачивание. Поэтому суммарный дебит взаимодействующих скважин всегда меньше суммы дебитов скважин, работающих по одиночке.

Границы при области влияния определенных радиусом депрессионной воронки, которые образуются при откачке, поэтому расстояние между водозаборными скважинами назначаются больше 2-х радиусов, так как при меньшем расстоянии происходит дополнительное снижение уровня или среза уровня.

Оптимальное расстояние между скважинами: пески мелкие 50-100м, пески средние 75-150м, крупные 100-200м, гравийно-галечных 150-300м.

92. Дебит взаимодействующих скважин.

Для расчета дебитов взаимодействующих скважин используют две теории:

1)для безнапорных вод формула ФОРХГЕЙМЕРА:

Q=πkf (H 2 -y 2 )/(lnR-ln),

y-высота понижения уровня;

x-расстояние от точки в которой определяется степень до воды в скважине.

2)для напорных формута АЛЬТОВСКОГО:

∑a – суммарный коэф снижения дебита скважин;

q – единичный дебит.

93. Приток безнапорных вод к горизонтальному водозабору.

Для горизонт. совершенного водозабора расположены нормально или перпендикулярно грунтовому потоку используют ф-лы ДАРСИ-ДЮПИИ:

q=kf*(H 2 –h 2 )/2R;

Q=q*L=L*kf(H 2 –h 2 )/2R,

q-дебит горизонтального водозабора; Q-общий приток водозабора.

Эти формулы приведены когда приток воды осуществляется с одной стороны. Если приток осуществляется с двух сторон то дебит удваивается.

94. Приток напорных вод к горизонтальному водозабору.

Для горизонтально совершенного водозабора расположенного нормально или перпендикулярно грунтовому потоку используют ф-лы ДАРСИ-ДЮПИИ:

q= kf *m(H-h)/R ;

Q=q*L=L* kf *m(H-h)/R,

q-дебит горизонтального водозабора; Q-общий приток водозабора.

Эти формулы приведены когда приток воды осуществляется с одной стороны. Если приток осуществляется с двух сторон то дебит удваивается.

95. Режим подземных вод в естественных условиях.

Режим подземных вод -это изменение во времени уровня, химич. состава, температуры и расхода. В естественных условиях на режим подземных вод влияют факторы:

Режим, который складывается в естественных усл-ях наз. ненарушенным.

Метеорологические факторы: атмосферные осадки, атм. давление, испарение, темпер. Они являются основными в формировании режима. Они вызывают сезонные и многолетние колебания уровней подземных вод, а также изменение хим. состава и расхода и температуры подземных вод. В течении года происходит двух кратное повышение и понижение уровня грунтовых вод, а также изменение характеристик воды. В природе наблюдается 11-летний циклы многолетних колебаний уровня грунтовых вод. Разность между наивысшим и наинизшим горизонтами подземных вод – мах амплитуда колебания уровня.

Гидрогеологические: реки, озера. Ур-нь подз. вод в долинах рек поднимается в полосе шириной 0.5-6км. В р-нах морских побережий ур-нь изменяется под действием приливов и отливов.

Геологические: действуют на любом участке земн. коры. К ним относят: медленно действующие (тектонические) движения подъема и опускания земн. коры; внутр. теплота земли; эпизодические факторы (землетрясения, оползни). При землетрясениях исчезают старые и появляются новые источники воды, изм. химич. и газовый состав.

96. Влияние искусств факторов на режим подземных вод. Режим подземных вод -это изменение во времени уровня, химич. сост., температуры и расхода. Под воздействием инж.-строительной деятельности человека изменяются естествнные факторы, образующие режим и возникают новые. Нарушенный (искусств.) режим-это режим, который формир-ся под воздействием новых факторов. Деятельность человека проявляется в изменении:

1)уровня подземных вод (повышение и понижение)

2)изм. химич. состав;

3) изм. температуры.

Повышению уровня подз. вод способствует строительство водохранилищ, орошение, утечка воды из подз. сетей, застройка территории.

Понижение уровня вызывается длительными откачками воды из скважин, осушением заболоч. земель, строит. водопонижением, дренажем.

Дебит скважин: как определить и рассчитать

Для определения абсолютного дебита скважины требуется специализированное оборудование, определенные знания и время. Даже в случае если все рассчитано по технологии, то дебит покажет результат в тот момент, когда проводился анализ. Ведь откачивание воды будет осуществляться постоянно, что свидетельствует о постоянном уменьшении ее уровня и объема. Во время расчёта дебита так же важно учитывать погоду и время года. Снег и дождь будут пополнять запас воды в результате чего уровень будет подниматься. Эти обстоятельства имеют огромное влияние на результат. Дебит может значительно отличатся даже если все было выполнено по одной и той же технологии, но не был учтен вышеназванный факт. Можно сделать вывод, что показатель дебита не постоянен.

Во время расчета дебита важными характеристиками являются статический и динамический уровни воды. Измерить эти уровни очень просто при помощи троса или веревки. Достаточно лишь привязать груз на конец и опустить веревку в воду. Определить уровень воды можно измерив ее мокрую часть.

Статистический показатель уровня воды в скважине необходимо измерять в момент выкачивания из нее воды. После некоторого времени выкачки, уровень воды понизится и остановится на определенном месте. Это и есть динамический уровень воды. Это свидетельствует о том, что убывание воды прекращено и прибывание воды в скважину равно ее выкачке насосом.

Разница между показателями статистического и динамического уровней поможет определить дебит. Если она не составляет больше 1 метра, то можно считать дебит большим и скорее всего он превышает производительность насоса. Для точного определения дебита нужно воспользоваться насосом с мощностью побольше.

Если дебит скважины небольшой по сравнению с производительностью насоса , то вода будет уменьшаться до тех пор, пока не закончиться полностью.

Чтобы определить дебит необходимо обзавестись высокопроизводительным насосом и большей мерной емкостью. Ею мы будем измерять выкачанную воду.

Дебит можно получить по формуле:

Dt – это дебит скважины (м3/час);

V – это интенсивность откачки воды при замере (м3/час);

Hdin – это динамический уровень воды (его измерение происходит сразу или в процессе откачки в то время когда производительность равна V);

Hstat – это статистический уровень воды, который измерят в течении суток после «отстоя». Если взять меньший промежуток времени, то результат может быть не точным);

Hw – это высота водяного столба в скважине (разница между глубиной скважины и уровнем воды в ней).

Нужно учитывать то, что в реальности когда интенсивность водонабора увеличится, уровень воды в скважине будет падать значительно быстрее, поесть результат дебита скважины будет значительно отличатся. На этот показатель влияет множество факторов и индивидуальная особенность скважины.

Для более точного результата можно воспользоваться измерением удельного дебита.

Удельный дебит скважины – это объём воды, который подает скважина во время откачки ( в л/сек) с понижение воды в ней на 1 м.

ФОРМУЛА ДЛЯ РАСЧЕТА УДЕЛЬНОГО ДЕБИТА:

Dуд = (D2 – D1)/ (h2 – h1), где

Dуд – удельный дебит скважины;

h1 и h2 – высоты падения уровня воды.

Если дебит скважины небольшой, а откачивание осуществляется при помощи мощного наноса, то есть вероятность, что вода будет выкачана полностью.

Тогда провести расчет дебита можно по следующей формуле:

D = (V x T – Vск)/Т, где

V – производительность насоса, м3/ч;

T – время, за которое вода из скважины будет полностью выкачана, ч;

Vск – объем воды в скважине до начала откачивания, определяется как h x S, где:

h– высота водяного столба (разность между глубиной скважины до фильтра и статическим уровнем), м;

S- площадь поперечного сечения скважины.

Замеры и расчеты являются необходимостью, поскольку все данные фиксируют в паспорте скважины. Это нужно в таких случаях:

1. Показатели нужны для определения целесообразности скважины., так же они показывают в каком состоянии водоносный пласт. В случае возникновения проблем, это поможет с восстановлением скважины.

2. Это поможет с определением объема необходимой воды.

Еще один вопрос, который интересует многих, это как увеличить дебит скважины.

Если сразу после бурения показатель дебита скважины имел показатель выше, чем на данный момент, то Вам для увеличения дебита необходимо заняться очисткой. В фильтр или труба могут забиться.

Так же одной из причин для уменьшения дебита может стать плохая работа насоса, из-за которого происходит уменьшение динамического уровня воды.

В случае если показатель дебита изначально был недостаточным, то есть две причины:

-для водоноса не характерна подача таких огромных объемов воды;

– во время бурения скважины Вы не попали в водоносный горизонт.

Вполне вероятно, что выходом из этого положения может стать только бурение новой скважины.

Что такое дебит скважины и как его определить?

Для расчета параметров системы водоснабжения и выбора техники нужно знать продуктивность или дебит источника. Рассмотрим, что такое дебит скважины, как и зачем его определять, и какие есть способы повышения производительности.

Что такое дебит

Дебитом называется объем воды, который скважина может выдавать в единицу времени. Термин переводится с французского языка как «расход». Этот показатель может выражаться в кубометрах за час, кубометрах за сутки, литрах в секунду и т.д.

Продуктивность системы водоснабжения зависит от:

• ресурса водоносного горизонта;
• диаметра водоносного горизонта;
• мощности установленного насоса;
• сезона года (при бурении на песок);
• движения подземных вод на глубине.

Расчет помогает узнать, сможет ли водоносный горизонт обеспечивать дом и участок нужным объемом воды. Определение этого параметра проводится до сдачи выполненной работы. Но показатель не является константой. Он меняется при эксплуатации системы водоснабжения.

До начала бурения можно предположить, сколько жидкости будет давать водоносный горизонт. Источники с одинаковой глубиной, находящиеся в одном районе, обладают примерно одинаковым ресурсом.

Низкодебитными считаются скважины, которые дают менее 20 кубометров воды за сутки. Средний показатель: 25-85 кубометров за сутки. Высокодебитные скважины дают свыше 85 кубометров за сутки. Получить настолько большое значение можно при бурении на артезианский горизонт.

Показатели для вычисления

Подъем воды после бурения происходит из-за сильного давления внутри водоносной породы. При сдаче новой скважины в эксплуатацию проводится измерение глубины дна и статического уровня. Различие между этими показателями характеризует высоту водяной колонны.

Для упрощенного вычисления нужно знать:

1. Расстояние от дна шахты до наивысшей точки подъема воды.
2. Мощность насоса, который будет использоваться для замеров.
3. Динамический и статический уровень.

Мощность насоса показывает, какой объем воды он способен перекачать за ограниченный срок. Показатель указан в паспорте любой модели. При любых измерениях предполагается, что глубина загрузки насоса является неизменной.

Статический уровень воды — это расстояние от устья до водяного зеркала. Замеры выполняются не ранее, чем спустя 1 час после отключения насоса. Уровень воды стабилизируется, и измерения окажутся более точными.

Динамический уровень воды — расстояние от устья до водяного зеркала, измеренное при работе насоса. Эта цифра не является постоянной, ее значение зависит от мощности насосной станции. Динамический уровень показывает разницу между притоком и оттоком жидкости.

Методика проведения измерений

Глубину статического зеркала воды измеряют после установки обсадной колонны. Рекомендуется проводить замеры через некоторое время после бурения, чтобы жидкость внутри колонны смогла отстояться. Чем больше времени пройдет с момента окончания работ до начала измерений, тем точнее будет результат. Интервал должен составлять не менее 1 часа.

Динамический показатель измеряют при включенном насосе. В процессе измерений отток должен быть равен притоку. Рекомендуется проводить замеры не ранее, чем спустя час после включения насоса. Состояние измеряют дважды при разной интенсивности откачки. Две цифры применяются для расчета удельного показателя.

Важно:
Высоту водяной колонны измеряют от дна шахты до глубины водяного зеркала. Динамический и статический показатель измеряют от устья до поверхности воды.

Самые точные результаты получаются летом при отсутствии дождя в последние несколько суток. После обильных дождей или таяния снега повышается уровень воды в неглубоких горизонтах. Но погрешность является не критичной при подборе техники для домашнего водопровода.

Инструменты для измерений

Измерять показатели скважины можно с помощью грузика на веревке, электрического уровнемера или сигнализирующего электрода, замыкающего контакты при попадании жидкости.

Самым простым и доступным инструментом для измерений является груз на веревке. При выборе этого метода появляется погрешность из-за промокания веревки в глубокой шахте. Если система предназначена для водоснабжения участка, погрешность является допустимой.

Как провести измерения по простой методике:

1. Прикрепить груз к веревке и опустить до дна шахты.
2. Вытащить веревку и измерить длину мокрой части. Это измерение покажет высоту водяной колонны.
3. Измерить длину той части веревки, которая опускалась в устье. Это измерение показывает глубину дна.
4. Вычесть из глубины дна шахты высоту водяной колонны. В результате получается глубина статического зеркала.
5. Включить насос и откачивать воду в течение 1 часа. Высота водяной колонны уменьшится.
6. Отключить насос и опустить в устье груз на сухой веревке. Измерить длину мокрой части.
7. Вычесть полученную цифру из глубины шахты. Получится глубина динамического уровня.

Более точные показатели будут получены при работе с уровнемером. Это электронное устройство работает по принципу груза на веревке, но измерения проводятся автоматически. Когда датчик на конце ленты достигает зеркала воды, аппарат подает сигнал. На ленте уровнемера есть деления, по которым легко определить глубину водяного зеркала.

Как можно определить дебит

Вычислить дебит скважины можно по упрощенной формуле:

Как расшифровывается эта формула:

• П — производительность.
• М — мощность насоса или объем потребления.
• Д — динамический показатель.
• С — статический показатель.
• В — высота водяной колонны.

Рассмотрим, как рассчитать производительность скважины, на конкретном примере. Допустим, что глубина скважины составляет 100 м. Статический уровень равен 40 м, а динамический — 50 м. Для определения продуктивности применяется насос мощностью 5 куб.м./час.

Подставим указанные значения в формулу:

П = (5/(50 – 40)) х 60 = 30

Производительность данной скважины равна 30 кубометров за час.

Что такое удельный дебит

Удельный дебит скважины показывает, какой объем воды будет давать источник при уменьшении высоты водяной колонны на каждый метр. Чтобы определить этот показатель, нужно провести два водозабора с разной интенсивностью откачки.

Удельный дебит можно определять по формуле:

У = (О2 – О1) / (У2 – У1)

Как расшифровывается формула:

• У — удельный дебит.
• О2 — объем жидкости при повторной откачке.
• О1 — объем жидкости при первой откачке.
• У2 — уменьшение высоты водяной колонны при второй откачке.
• У1 — уменьшение высоты водяной колонны при первой откачке.

Рассмотрим пример

Для первой откачки использовался насос мощностью 5 куб.м./час. Во время откачки высота водяной колонны уменьшилась на 10 м. Повторная откачка проводилась насосом с большей производительностью — 10 куб.м./час. Высота водяной колонны снизилась на 20 м.

Подставим перечисленные характеристики в формулу:

У = (10 – 5) / (20 – 10) = 0.5

Удельный дебит оказался равен 0.5 куб.м./час.

Что такое реальный дебит

Подбирать технику для водоснабжения дома можно на основании упрощенного расчета. Чтобы организовать водоснабжение сложного промышленного объекта, следует определить реальный дебит.

Реальное значение можно определить, учитывая расстояние от устья скважины до верхней точки фильтрационной зоны. Этот показатель можно вычислить по формуле:

Как расшифровывается формула:

• Р — реальный дебит скважины.
• Ф — фильтрационный уровень.
• С — статический уровень.
• У — удельный показатель.

Для вычисления возьмем характеристики скважины из прошлого примера. Добавим новую цифру: фильтрационный уровень равен 70 м. Подставим указанные числа в формулу:

Р = (70 – 50) х0.5 = 10

Показатель реального дебита составляет 10 куб.м./час. Реальная производительность оказалась меньше, чем продуктивность, рассчитанная по упрощенной формуле.

Почему уменьшается дебит скважины

При эксплуатации скважины ее производительность может снизится. Чаще всего снижение дебита вызвано одной из следующих причин:

1. засорение фильтра илом, песком или глиной;
2. сезонное уменьшение продуктивности;
3. неисправность погружного насоса;
4. исчерпание ресурсов водоносного горизонта;
5. нарушение герметичности обсадной колонны.

Первые 2 причины касаются только песчаных горизонтов. Засоренный фильтр можно прочистить, а насос — отремонтировать или заменить. У песчаных горизонтов насыщенность уменьшается летом, но увеличивается после весеннего половодья и осенних дождей. Если летом жидкости не хватает для водоснабжения участка, следует бурить на глубокий артезианский горизонт.

Наиболее сложным случаем является исчерпание запаса воды на глубине. Обратить этот процесс невозможно. Если ресурсы водоносной породы исчерпались, нужно проводить бурение на более глубокий горизонт.

Сколько времени пройдет до исчерпания ресурса, зависит от интенсивности откачивания и типа водоносного горизонта.

• Песчаные горизонты используются 10-12 лет.
• Артезианские горизонты используются 50 лет.

Проводить бурение заново понадобится и при нарушении герметичности обсадных труб. Бурение является менее сложным и затратным мероприятием, чем замена одного из сегментов колонны и очистка водоносного горизонта.

Как можно увеличить дебит

Производительность новой скважины можно увеличить с помощью прокачки. После прокачивания на глубине создается зона разреженного давления, в которую устремляется вода. Устье скважины закрывается герметичным оголовком, что препятствует снижению давления.

Если снижение дебита связано с заиливанием фильтра, то устранить неисправность можно тремя способами:

• В шахту можно погрузить вибрационный механизм, чтобы разрушить отложения песка или глины вибрацией.
• Применение реагентов, растворяющих донные отложения. После использования реагентов нужно выполнить прокачку, чтобы очистить шахту от загрязнения.
• Разрушить донные отложения можно с помощью продувки шахты сжатым воздухом.

В песчаных скважинах заиливание или запесочивание фильтра происходит постоянно. Бороться с этим явлением помогает правильный подбор фильтров и регулярная прокачка.

Услуги компании «АКВАЛЮКС+»

Заказав бурение в компании «АКВАЛЮКС+», вы получите техпаспорт, где будет указаны основные характеристики источника. Наши инженеры измеряют динамический и статический уровень воды и рассчитывают дебит водоносного горизонта. На основе этих показателей выбирается схема для установки оборудования.

В техническом паспорте указывается:

• местоположение скважины;
• описание грунта на участке;
• глубина водоносного горизонта;
• глубина статического зеркала;
• диаметр и материал обсадной колонны;
• рассчитанное значение дебита.

Мы занимаемся обслуживанием действующих систем. Вы можете обратиться в нашу компанию, если скважина для дома стала давать меньше воды. Инженер проведет диагностику и определит причину снижения дебита. После диагностики может быть проведена очистка фильтра или замена насоса. Если причиной снижения дебита стало исчерпание водоносного горизонта, мы предложим вам проект бурения новой скважины.

Подведем итоги

Расчет дебита помогает определить, сколько воды может давать скважина за ограниченное время. На основе дебита проводится расчет системы водоснабжения дома. Показатель учитывается при выборе насоса и прочей техники. После бурения скважины на участке можно рассчитать дебит по упрощенной формуле. Для промышленных объектов применяются более сложные методики.

Чтобы получить систему с нужной производительностью, следует обратиться в буровую компанию с большим опытом. У специалистов есть карты местности, по которым можно узнать, на какую глубину потребуется бурить. Знание дебита водоносных горизонтов позволяет компаниям давать гарантию на скважины сроком до 10 лет.

Узнайте стоимость скважины на вашем участке за 1 минуту по телефону 8 (495) 790-21-21 или на сайте Аквалюкс+.