Как рассчитать дебет скважины на воду по точной формуле

Дебит скважины: определение и расчет

Дебит скважины – это основной параметр скважины, показывающий, сколько воды можно из нее получить за определенный промежуток времени. Измеряется данная величина в м 3 /день, м 3 /час, м 3 /мин. Следовательно, чем больше дебит скважины, тем выше ее производительность.

Определять дебит скважины нужно в первую очередь для того, чтобы знать на какой объем жидкости вы можете рассчитывать. Например, хватит ли воды для бесперебойного использования в ванной комнате, в огороде для полива и т.д. Кроме того, данный параметр отлично помогает в выборе насоса для подачи воды. Так, чем он больше, тем более производительный насос можно использовать. Если же покупать насос не обращая внимания на дебит скважины, то может случиться так, что он будет высасывать воду из скважины быстрей, чем она будет наполняться.

Статический и динамический уровни воды

Для того, чтобы рассчитать дебет скважины необходимо знать статический и динамический уровни воды. Первая величина обозначает уровень воды в спокойном состоянии, т.е. в тот момент, когда откачка воды еще не производилась. Вторая величина определяет устоявшийся уровень воды во время работы насоса, т.е. когда скорость ее выкачивания равна скорости наполнения скважины (вода перестает убывать). Другими словами, данный дебит напрямую зависит от производительности насоса, которая указывается в его паспорте.

Оба эти показателя измеряются от поверхности воды до поверхности земли. Единица измерения при этом чаще всего выбирается метр. Так, к примеру, уровень воды был зафиксирован на отметке 2 м, а после включения насоса он установился на отметке 3 м, следовательно, статический уровень воды равен 2 м, а динамический – 3 м.

Также здесь хотелось бы отметить, что если разница между двумя этими величинами не значительная (например, 0,5-1 м), то можно сказать, что дебет скважины большой и скорее всего выше производительности насоса.

Расчет дебита скважины

Как же определяется дебит скважины? Для этого требуется высокопроизводительный насос и мерная емкость для выкаченной воды, желательно, как можно больших размеров. Сам же расчет лучше рассматривать на конкретном примере.

Исходные данные 1:

  • Глубина скважины – 10 м .
  • Начало уровня фильтрационной зоны (зона забора воды с водоносного слоя) – 8 м .
  • Статический уровень воды – 6 м .
  • Высота столба воды в трубе – 10-6 = .
  • Динамический уровень воды – 8,5 м . Данная величина отражает оставшееся количество воды в скважине после откачки из нее 3 м 3 воды, при затраченном времени на это 1 час. Другими словами, 8,5 м – это динамический уровень воды при дебете 3 м 3 /час, который снизился на 2,5 м.

Расчет 1:

Дебит скважины рассчитывается по формуле:

Вывод: дебет скважины равен 4,8 м 3 /ч.

Представленный расчет очень часто применяется бурильщиками. Но он несет в себе очень большую погрешность. Так как этот расчет предполагает, что динамический уровень воды будет увеличиваться прямопропорционально скорости выкачивания воды. Например, при увеличении откачки воды до 4 м 3 /ч, согласно ему, уровень воды в трубе падает на 5 м, а это неверно. Поэтому есть более точная методика с включением в расчет параметров второго водозабора для определения удельного дебита.

Что нужно при этом делать? Необходимо после первого водозабора и снятия данных (предыдущий вариант), дать воде устояться и вернуться к своему статическому уровню. После этого произвести выкачивание воды с другой скоростью, например, 4 м 3 /час.

Исходные данные 2:

  • Параметры скважины те же.
  • Динамический уровень воды – 9,5 м . При интенсивности водозабора 4 м 3 /ч.

Расчет 2:

Удельный дебит скважины рассчитывается по формуле:

В итоге получается, что повышение динамического уровня воды на 1 м способствует приросту дебита на 1 м 3 /ч. Но это только при условии, что насос будет находиться не ниже начала фильтрационной зоны.

Реальный дебит здесь вычисляется по формуле:

  • Hф = 8 м – начало уровня фильтрационной зоны.

Вывод: дебет скважины равен 2 м 3 /ч.

После сравнения видно, что величины дебита скважины в зависимости от методики расчета отличаются друг от друга более, чем в 2 раза. Но второй расчет то же не точный. Дебит скважины, вычисленный через удельный дебит, лишь приближен к реальном значению.

Способы увеличения дебита скважины

В заключении хотелось бы упомянуть о том, как можно увеличить дебит скважины. Способа по сути дела два. Первый способ – это прочистить эксплуатационную трубу и фильтр в скважине. Второй заключается в том, чтобы проверить работоспособность насоса. Вдруг именно по его причине снизилось количество добываемой воды.

Производительность скважины на воду – формула и методы расчета

Дебит скважины или ее производительность – показатель, характеризующий количество выделяемой жидкости за единицу времени. Как правило, единицей измерения дебита является кубический метр. Точное значение производительности определить довольно затруднительно – это требует профессиональных навыков и специализированного оборудования. Специалисты компаний определяют производительность скважины приблизительно. Все полученные в процессе работ данные вносятся в паспорт.

Показатель интенсивности насыщения водоносных слоев может меняться в зависимости от многих факторов, в числе которых – время года, особенности климата и др.

Статистический и динамический уровень

В течение шестидесяти минут после простоя скважины необходимо приступить к замеру статистического уровня. Давление столба воды и пластиковое давление жидкости в водоносном горизонте равновесны друг другу – это препятствует поднятию влаги.

Определять динамический уровень воды следует в период откачивания, когда отток жидкости равен ее притоку. При проведении работ по откачке водяной столб снижается, однако его падение будет прекращено на конкретном уровне. Такая величина определяется с учетом производительности насосного оборудования. Когда производительность насоса в процессе работы будет равна дебиту скважины на воду, можно говорить об установлении динамического уровня.

Знание вышеуказанных величин позволяет правильно подобрать и выполнить правильную установку оборудования. Информация о динамическом и статическом уровнях включается в паспорт скважины. Измерение каждого уровня выполняется строго от поверхности земли. Чем выше водяной столб, тем меньшее значение имеет каждый из показателей.

Расчет дебита

Приступать к расчету производительности скважины рекомендуется через сутки после завершения ее бурения. Обратите внимание: в таком случае уровень воды должен находиться на максимальной отметке. Для выполнения вычислений необходимы следующие данные:

  • точная глубина скважины;
  • информация о расположении фильтровой зоны;
  • значения динамического и статистического уровней;
  • интенсивность забора воды.

Для расчета дебита применяют следующую формулу:

  • 〖 D〗_t=(V*H_(в ))/ Н_дин-Н_стат, где> V-интенсивность (скорость)откачивания воды;
  • H_(в )-значение высоты столба;
  • Н_дин,Н_стат-уровни воды (динамический,статистический соответственно).

Полученный расчет не отличается высокой точностью, так как при последовательном увеличении мощности наноса наблюдается резкое падение уровня жидкости. Для получения более конкретных результатов необходимо повторить измерения и продолжить расчет при помощи формулы:

  • 〖 D〗_y=(V_2-V_1)/(Н_2-Н_1 ), где 〖 D〗_y- значение дебита (удельное);
  • V_2-скорость забора воды (результат повторного измерения);
  • V_2-скорость забора воды (результат первичного измерения);
  • Н_2-Н_1-разница между статистическим и динамическим уровнем при различных измерениях.

Как увеличить дебит?

Повысить производительность конкретной скважины можно после окончания работ по ее бурению. Для увеличения дебита внутрь скважины устанавливается насос, осуществляется его последовательное включение и выключение. Простой способ позволяет удалить из водоносного слоя остатки разрушенной извести и бурового раствора. Кроме того, повысить производительность скважины можно, применяя следующие методы:

  • промывка фильтров;
  • вибрационный;
  • пневмоимпульсивный;
  • импульсивный;
  • электрогидравлический удар.

Использование любого из способов позволяет значительно увеличить трещиноватость породы, очистить поры водонесущих пластов, сократить вязкость жидкости. Если речь идет о малопроницаемых породах, целесообразнее всего использовать механические способы повышения производительности скважины.

Дебит скважины — как правильно рассчитать самому

Решили провести водопровод в частный загородный дом, но не знаете, какой насос для этого подобрать? О критериях выбора читайте дальше

Чтобы выбрать мощность насоса и определиться с глубиной его погружения, нужно знать дебит водозаборного источника. В этой статье вы узнаете, что такое деби́т, как его рассчитывать, от каких факторов он зависит и что делать, если производительность водозаборного сооружения снизилась.

Определение дебита

При правильном подходе к бурению производительность скважины указывается в сертифицирующих документах водозаборного сооружения

Скважинный дебит — это объем воды, полученной за 1 час, то есть производительность за условный промежуток времени. Производительность водозаборной скважины — это нестабильная величина, которая зависит от ряда факторов, включая состояние и ресурс скважины, время года, плоскородиальное движение грунтовых вод и т.п. Тем не менее, вычислить потенциальные показатели дебита можно.

Динамика, статика, высота водяного столба и другие важные параметры

Параметры, показанные на схеме, в сумме определяют производительность водозаборного сооружения

При расчетах дебита будут использованы следующие геологические термины:

  • Статический уровень — высота столба воды в состоянии покоя (без водозабора);
  • Динамический уровень — высота столба воды, когда приток равен оттоку (во время водозабора);
  • Высота водного столба — расстояние от статического уровня до дна водозаборного ствола;
  • Производительность насоса — объём жидкости, который подается насосом за условную единицу времени.
Читайте также:  Как почистить пистолет для монтажной пены?

Нехитрый инструмент, который потребуется для определения параметров вашей скважины

Чтобы опытным путём определить высоту водного столба, статический и динамический уровень потребуется:

  • погружной насос, например, ЭЦН-60-2100 или западный аналог;
  • шнур или толстая леска с грузом и поплавком;
  • мерная тара;
  • рулетка и секундомер.

Для точности результатов, до начала замеров не пользуйтесь скважиной как минимум 2-3 часа

ИллюстрацииЗамеры и их описание
Определяем глубину скважины от края оголовка до верхней точки фильтрующего элемента. Если глубина водозаборного ствола неизвестна, опускаем в него шнур с грузом на конце.

Опускаем груз до тех пор, пока он не достанет до песчаного дна, затем руками вытаскиваем шнур и меряем его длину. Из полученного числа вычитаем от 2 до 4 метров на сам фильтр и отстойник.

Определяем статический уровень. Определение предельного статического уровня выполняется при отключенном насосе!

Для определения статического уровня подвешиваем груз и поплавок на леске. Опускаем измеритель в скважину, пока леска не провиснет — значит поплавок коснулся воды. Вытаскиваем леску и меряем, сколько ее ушло в скважину.

Определяем динамический уровень. Для этого, откачивая воду, опускаем в оголовок леску с привязанным грузом и поплавком, и делаем это пока леска не ослабнет. Затем вытягиваем леску и меряем расстояние от того места, когда леска ослабла до поплавка.
Определяем динамический уровень вибрационным насосом. Для замера динамического уровня постепенно вытягиваем насос из скважины и слушаем, когда он начнет работать в критическом режиме (всухую). В этот момент ставим на шланге метку и вытягиваем насос полностью из скважины.

Меряем расстояние от метки до насоса и получаем расстояние до водного зеркала.

Определяем производительность насоса. Опускаем насос в скважину и оставляем его работать в течении часа. Затем заполняем насосом мерную тару, замеряя при этом время по секундомеру.

К примеру, бутыль объемом 5 л заполняется за 20 сек. Соответственно через минуту наберется 15 литров, а за час добыча максимально составит 900 литров = 0,9 м³.

Формула расчёта реального дебита

Теперь, вы знаете, как самому определить параметры для расчета дебита. Значения по результатам замеров вставляем в формулу: V/(Hд — Hст)×L = D

В формуле производительность насоса делим на разницу динамического и статического уровня. Полученное число умножаем на высоту столба воды (расстояние от верхней точки фильтра до статического уровня) и в результате получаем значение дебита.

Обращаю ваше внимание на то, что многие умножают не на расстояние от статического уровня до фильтра, а на общую глубину. Такие расчеты верны только, если скважина совершенная. Если же водозаборная скважина несовершенная и занята фильтром, эти расчёты имеют погрешность в большую сторону, что приводит к неправильному подбору насоса и к снижению его ресурса.

Допустим, проведя замеры, мы получили следующие результаты:

  • производительность насоса — 900 литров/час;
  • динамический уровень — 20 м;
  • статический уровень — 15 м;
  • вершина фильтра — находится на глубине 40 м.

Считаем высоту столба воды: 40 — 15 = 35 м. Вставляем определенные данные в формулу: 0,9 / (20 — 15) × 35 = 4,5. От посчитанного результата отнимаем 20% — это поправка на суточное изменение дебита.

В итоге дебит скважины составит 3,6 м³ в час, но можно посчитать и среднесуточную величину.

Формула расчёта удельного дебита

Увеличение производительности насоса приводит к снижению динамического уровня, а значит и к снижению фактического дебита. Поэтому при расчете, замеры динамики можно выполнять дважды — при разной интенсивности забора питьевой воды.

Определение удельного дебита значится как производительность скважины при снижении уровня воды на метр. Удельный дебит рассчитывается по формуле: Dуд=(V2-V1)/(h2-h1), где

  • V1 — объем воды, откачанный при первом заборе;
  • V2 — объем воды, откачанный при втором заборе;
  • h1 — понижение динамического уровня при первом заборе;
  • h2 — понижение динамического уровня при втором заборе.

Баланс между производительностью и глубиной скважины

По рекомендациям производителей погружные насосы нужно устанавливать, как можно дальше от скважинного фильтра. В то же время нормальное расстояние до статического уровня воды должно быть не меньше 1 метра.

Оптимальная глубина расположение насоса — это та точка, в которой приток воды наиболее интенсивный

Тем не менее, выбирая, на какую глубину устанавливать насос, учтите, что производительность водозаборного сооружения снижается пропорционально удалению от дна. То есть, на глубине 40 метров, где в условной шахте расположен фильтр, выдача воды будет максимальной и по расчетам составит 3,6 м³/час.

Для сравнения, на глубине 28 метров выдача составит 1,8 м³/час, а на глубине равной статическому уровню дебит будет совсем маленький. Чтобы обеспечить оптимальную производительность бытового водопровода насос устанавливаем на глубине от 28 до 35 м.

Родник иссяк — причины и решение проблемы

В отдельных случаях восстановить дебит скважины позволяет углубление ствола с предварительным извлечением обсадной трубы

Снижение производительности скважины может быть вызвано следующими причинами:

  • Засорение. В ходе эксплуатации внутренний объем обсадной трубы и фильтрующий элемент заполняет песочек и выпадение известковых отложений. Решение проблемы — своевременная очистка или замена фильтрующего элемента.
  • Сезонные понижения производительности. Зимой и жарким летом эффективность горизонтального водоносного слоя снижается пропорционально реке озеру и другим внешним водоемам и это нормально. Но, если водозаборное сооружение пробурено грамотно, сезонные понижения незначительные и краткосрочные.
  • Истощенный водоносный горизонт. Проблема актуальна, если буровая компания по выполнении работ собрала все имущество и отбыла, не поставив заказчика в известность о том, что производительность водоносного горизонта может уменьшиться. Решение проблемы — найти другой артезианский горизонт, что для многих непосильная задача или выкопать поверхностный колодец. Но есть способ попроще — монтаж герметичного оголовка.

Повышение производительности скважины

На фото герметичный оголовок, сборка и монтаж которого займет не более 5 минут

Как с минимальными затратами увеличить производительность скважины? Самый простой способ — это монтаж герметичного оголовка.

Атмосферное давление на уровне моря при температуре 0°С показывает 760 мм ртутного столба. Рассчитаем атмосферное давление для воды зная, что плотность ртути в 13,6 раз выше плотности воды: 0,76 × 13,6 = 10,336 м.

Разница атмосферного давления на материалы с разной плотностью

Если наполнить скважину водой и установить герметичный оголовок мы уберем атмосферное давление. В итоге, если статический уровень был равен 15 м, и мы убрали атмосферное давление, которое равно примерно 10 метрам ртутного столба, то статический уровень поднимается до 5 метров от земли. Пропорционально статическому уровню, благодаря герметичному оголовку, повысится динамический уровень и увеличится производительность водозаборного сооружения.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, как рассчитать производительность скважины, и сможете это сделать самостоятельно. Если остались вопросы по вычислениям, напишите об этом в комментариях. Также не забудьте посмотреть видео в этой статье.

Самостоятельное определение дебета скважины на воду

Автономный источник питьевой водой – один из важнейших элементов любого загородного дома, без которого комфортное проживание невозможно. После завершения буровых работ на участке важно определить функциональные возможности водозабора. Дебит скважины на воду является основополагающей характеристикой. Она определяет общую производительность водозабора, от которой зависит обеспечение хозяйственных и питьевых нужд проживающих в доме.

Определение

Наряду с диаметром и глубиной, дебит является основным параметром любой водоносной скважины. Им и определяется ее производительность – то есть, объем воды в кубических метрах, который может быть получен за отрезок времени (минуту, час, сутки). Логично, что чем выше будет этот показатель, тем больше пользы она принесет в итоге. От этой характеристики зависит выбор насосного оборудования

Зачем рассчитывать дебит самому?

  • Для того, чтобы точно убедиться в объеме, который Вы можете получить от автономного источника за определенное время – например, необходимое для полива, или посещения ванной комнаты.
  • Для правильного подбора насосного оборудования.

Характеристики, применяемые при расчете

Для правильного расчета дебита необходимо определить следующие характеристики скважины:

  • Статический уровень. Определяется расстоянием от поверхности грунта до зеркала водного пласта. Вычислить его очень просто – достаточно взять длинную веревку, привязать к ней груз и опустить в ствол водозабора. Когда груз коснется воды, отметьте необходимое место на веревке и измерьте получившийся отрезок.
  • Динамический уровень– это же расстояние, но уже после забора воды. После того, как насосное оборудование будет приведено в действие, выкачает некоторый объем воды из скважины и остановится – при этом определенный уровень воды останется. Расстояние до него измеряют способом аналогичным предыдущему.

Динамический уровень – величина постоянно меняющаяся. Зависит от скорости поступления воды из источника. Идеальным вариантом является равенство двух уровней – это означает, что насос откачивает с такой же скоростью, с какой поступает новая порция. Соответственно, если вода будет пребывать раньше, чем насос успеет ее откачать, дебит скважины выше его производительности, и наоборот.

Проводить измерения необходимо не раньше, чем по истечении одного дня после того, как скважина будет полностью обустроена. Этого времени достаточно, чтобы уровень воды в стволе водозабора стабилизировался. Если провести замеры раньше, будет велика вероятность их несоответствия реальным параметрам.

Как рассчитать?

Для расчета дебита используется простая формула, которой пользуется большинство владельцев скважин:

Здесь V – производительность насоса (сколько кубометров откачено за час), Hв – высота водного столба (разность глубины скважины и статистического уровня воды), Hдин – динамический показатель, Hстат – статистический показатель.

Данный метод позволит узнать лишь приблизительное значение дебита скважины, поскольку прямой зависимости между производительностью насосного оборудования и изменением уровней не существует. Проще говоря, если Вы возьмете другой насос и проведете те же расчеты, результат может оказаться совершенно иным. Для более точных расчетов используются формула Дюпюи.

Узнать производительность насоса можно из технического паспорта, либо по счетчику израсходованного объема воды.

Удельная величина

Для точного определения дебита указанные выше измерения необходимо провести, по меньшей мере, дважды, желательно – разными насосами. Конечно, и в этом случае нельзя гарантировать стопроцентную точность, однако полученный результат окажется более точным.

По прошествии суток, после предыдущего водозабора, когда столб воды стабилизируется и будет равен вычисленному статическому значению, откачайте его другим насосом и замерьте динамический уровень. После чего подставим полученные данные в следующую формулу:

Здесь, V2 и V1 – разность производительностей двух насосов, а H2 – H1 – разность между статическим и динамическим уровнем при первом и втором заборе. Таким образом, мы получаем удельный дебит водозабора – показатель, на который реальный или средний дебит превышается по мере увеличения динамического уровня.

Средняя величина

После определения удельного показателя, мы выходим на финишную черту и можем рассчитать средний дебит – фактическое значение производительности скважины. Высчитывается он следующим образом:

Hф – уровень, на котором располагается фильтр насоса, Hстат – статистический уровень воды, Dуд – удельный дебит.

В зависимости от полученного значения, можно выделить три вида водяных скважин:

  1. Малой производительности (суточный дебит – не более 20 м 3 );
  2. Средней (от 20 м 3 );
  3. Высокой (от 85 м 3 ).

Как выбрать насосное оборудование?

Теперь осталось определить, какой производительности насос окажется для Вас наиболее оптимальным. Вычислить этот параметр несложно – надо подсчитать количество всех водоразборных точек в здании, после чего умножить полученное число на объем воды, который выдает одна точка в течение часа.

Не трудитесь бежать за тарой – это значение составляет 0,5 м 3 . В итоге получаем необходимую нам производительность насоса.

Проводить подобные замеры необходимо несколько раз в год – для того, чтобы убедиться, что вода по-прежнему поступает в скважину в нужных количествах. Для этого понадобится лишь мерная посуда, кран и секундомер. Засекается время, которое потребуется для заполнения посуды – если при следующем замере время будет совпадать, значит, опасаться нечего, и источник работает в полную силу.

Причины снижения

Если при замерах выясняется, что для заполнения сосуда того же объема начало уходить больше времени, стоит задуматься. Вероятнее всего, причина снижения дебита кроется:

  • в неисправности насосного оборудования;
  • в загрязнения фильтрационной системы;
  • заиливании ствола скважины.

В таком случае достаточно обратиться за помощью к специалистам, которые проведут очистку фильтра насоса, при необходимости – поменяют изношенные или вышедшие из строя элементы.

Если же данные меры не помогают, причина кроется в самой скважине – а точнее, в ее неправильном обустройстве, использовании некачественных или неподходящих материалов, некачественных фильтров и пр. В данном случае лучшим выходом будет подать заявление в фирму, которая проводила бурение, либо обратиться в другую подобную организацию, поскольку исправить положение своими силами не удастся.

Квалифицированные специалисты на время осушат скважину, после чего проведут необходимые диагностические работы и заменят неисправные элементы. Данных мер достаточно для исправления подавляющего большинства возможных неисправностей в работе водоносных скважин.

Кроме того, дебит может снижаться из-за перемен в климате – например, из-за серьезной засухи и отсутствия атмосферных осадков. Данные изменения временны и не оказывают какого-либо воздействия на скважину или насосное оборудование, поэтому остается лишь запастись терпением и ждать изменения погоды.

Методы увеличения

Вопрос, которым задается большинство владельцев – как увеличить дебит водяной скважины? Ответ на него прост – практически никак. Небольшое изменение в положительную сторону возможно лишь в самом начале, когда закончится бурение.

Подключив насос к скважине, возможно извлечь из нее определенное количество сторонних включений, что позволит увеличить ее общую производительность на 2-3 м3 в час. Однако, помогают такие меры далеко не всегда.

Если же скважина используется долгое время, никаких дополнительных резервов повышения дебета не удастся. Единственное, что можно сделать в подобной ситуации – приобрести гидроаккумулятор необходимого объема и подключить к нему все или некоторые водоразборные точки. Такое решение обеспечит Вас необходимым объемом воды при сравнительно малых расходах.

Возможно ли восстановление?

Со временем фильтр ствола скважины может обрастать частицами ила, забиваться песком и органическими отложениями. Указанные естественные процессы напрямую влияют на снижение производительности водозабора. Восстановление дебета в этом случае возможно двумя методами:

  • Вибрационным воздействием. Для этого используется специальное устройство, которое опускается в воду на тросе до глубины размещения фильтра. При его вибрации с фильтра отслаиваются скопления песка, ила, известняка и прочих загрязнений.
  • Химическим воздействием. Для этого фильтр заливается кислотой, после чего все загрязнения растворяются.

В заключение стоит еще раз отметить, что проведение всех указанных выше расчетов позволит использовать водоносное оборудование эффективно и безопасно. Точные расчеты позволят не только обеспечить нужным объемом воды в свободном доступе, но и значительно сэкономить на приобретении сопутствующего оборудования.

Что такое дебит водозаборного устройства

Этот показатель является основной характеристикой водозаборного устройства на участке, определяющей возможность удовлетворить потребность в живительной влаге его хозяина. Дебит скважины характеризует ее способность отдавать гарантированное количество воды без снижения ее динамического уровня в заборной трубе при работающем насосе.

Дебит скважины – зависимая характеристика, на нее влияет конструкция водозаборного устройства, мощность насоса, площадь фильтрующей поверхности водозаборника, качество вскрытия водоносного слоя. В то же время этот показатель является паспортной характеристикой объекта и во многом определяет восстановительные и ремонтные мероприятия при затухании водозабора.

Определение дебита

По окончании обустройства источника рекомендуется дать ему отстояться в течение суток. За это время установится стабильный уровень воды в эксплуатационной трубе. Расстояние от устья ствола до этого уровня дает нам первый показатель – динамический уровень. Замер производится по шнуру с грузиком по сигналу всплеска воды.

Более точным и удобным можно признать способ замера с использованием нехитрого приспособления, на котором к шнуру с грузилом прикреплен двухжильный проводок с оголенными контактами. Жидкость замыкает контакты при касании, на противоположном конце загорается низковольтная лампочка. Шнур размечается колечками изоленты на мерные участки. Такое приспособление элементарно изготавливается собственноручно.

Далее, в эксплуатационную трубу опускают насос определенной мощности, он должен располагаться ниже динамического уровня но выше фильтрующего участка рабочей трубы.

Откачка воды в таком положении производится в течение часа, затем измеряется уровень воды (от горловины). Таким способом определяется часовая производительность скважины, зависящая от мощности насоса.

Откачку продолжают до установления в заборной трубе стабильного нижнего уровня и замеряют его значение – это динамический уровень. При наличии этих данных вопрос как определить дебит скважины можно считать решенным.

Применяется формула:

Дт – дебит скважины;

Пч – часовая производительность, м 3 /час;

Вдин – динамический уровень, метр;

Вст – статический уровень, метр;

В столб – высота водяного столба в скважине, определяема как разница между ее глубиной и значением динамического уровня. Расчеты, полученные таким образом, не является объективными.

Для получения более точных данных производится вторая откачка воды насосом большей мощности. Такое мероприятие позволит уточнить значение дебита водозабора.

Для этого применяется соотношение:

Дуд – удельный дебит скважины;

О2 – интенсивность отбора жидкости при второй откачке, м 3 /час;

О1 – то же, в результате первой откачки.

Реальное значения дебита позволяет рассчитать формула:

Др – реальное значение дебита скважины, м 3 /час;

Вф – расстояние от устья скважины до начала фильтрующего участка на эксплуатационной трубе;

Встат – значение статистического уровня;

Дуд – удельный дебит.

Это показание и должно быть внесено в паспорт водозаборного устройства. В повседневной жизни оно мало употребимо. Но когда скважина начнет затухать, значение дебита подскажет ремонтниками, какие меры по восстановлению устройства необходимо применить.

Строго говоря, человеку, эксплуатирующему водозабор, значение дебита нужно только для уточнения мощности насоса, подающего воду. Основная забота – обеспечение потребления на бытовые и хозяйственные нужды. Учитывая наличие в хозяйстве порядка 7 точек водопотребления (краны, смесители, санузлы и прочее) достаточно количества в 0,5 м 3 /час и это по максимуму при условии одновременного использования всех точек. Разумеется, этого никогда не бывает.

Однако, имеет место и другой подход.

Скважины по производительности разделяются на три класса:

  1. Низкодебетные.
  2. Среднедебитные.
  3. Высокодебитные.

Первые из них – это, обычно, из верховодных слоев. Качество воды в них низкое, в любое время можно ожидать дальнейшего его снижения при наличии неблагоприятных природных, а чаще – связанных с жизнедеятельностью человека. Глубина таких слоев от 5 метров, совершенно очевидно, что фильтрующей способности грунта недостаточно для качественной естественной очистки воды. Дебит таких водонесущих слоев ограничен и составляет от 0,5 до 1,5 м 3 /час, а жизненный цикл обычно не превышает 5 лет.

Скважины со средним дебитом представляют последующие водоносные пески, залегающие на глубине от 15 метров. Вода из этих слоев достаточно качественно фильтруется и, после проверки в лаборатории, ее можно потреблять даже в сыром виде. Дебит их составляет от 2-х кубометров в час. Правильно обустроенная скважина может работать до 15 лет. Если при проверке дебита он окажется ниже указного показателя, то возможны две причины:

  • некачественное вскрытие водоносного слоя, следовательно, жизненный цикл водозабора будет недолог;
  • водоносный слой не обладает достаточной водоотдачей и его следует проходить, продолжая бурение, либо искать другое место для скважины;

Высокодебитные скважины с известковых водоносных горизонтов отличаются хорошим качеством воды и высоки дебитом. Однако факт определенного дебита ниже 3,0 кубометров в час должен насторожить заказчика. Возможно некачественное вскрытие пласта. В этом случае скважину разбуривают и проводят испытания на дебит повторно.

Гидродинамическое совершенство скважины

Этот вопрос исследовался многими учеными, в числе которых и представители российской науки. Однако наиболее точная формула, пригодная для оценки любых скважин, включая нефтегазоносные и водяные, разработана французским ученым Дюпюи.

Совершенной в гидродинамическом отношении считается скважина, которая вскрывается на всю протяженность слоя и в таком состоянии, без применения обсадки стенок, способна отдавать максимально возможный для нее объем содержимого. Формула Дюпюи описывает такое состояние следующим образом:

k – способность к проницаемости, мкм 2 ;

h – размер несущего пласта по толщине, м;

m – показатель вязкости, Па*с;

Rc, Rk — радиус ствола и питательного контура.

Классификация несовершенств пробуренных стволов

Дюпюи классифицирует дефекты стволов следующим образом

  • несовершенство вскрытия представляет собой неполное прохождение

пласта по его толщине. Обозначается как С1;

  • несовершенство как характер открытия пласта, означает наличие

перфорированной обсадки стенок скважины. Обозначение – С2.

  • несовершенство по Дюпюи, связанное с качеством вскрытия пласта

Обозначается как S (скин-эффект) – ухудшение свойств проницаемости в зоне забоя.

S = Sб + Sп + Sц, где

Sб – эффект во время первичного вскрытия бурением;

Sп –вскрывание перфорированием;

Sц – цементация стенок.

Формула Дюпюи, которая дает возможность рассчитать гидравлически несовершенные скважины:

Коэффициент несовершенства по Дюпюи выражается следующим соотношением:

Приведенные зависимости позволяют с высокой вероятностью определять предполагаемый дебит скважины для принятия решения о возможности ее эксплуатации. Низкодебетные скважины не эксплуатируются ввиду их убыточности.

Дебит водяной скважины: что это и как рассчитать

Когда вода поступает из водоносного пласта, нужно уметь оценить приток. Иначе при полной нагрузке воды не хватит для всех потребителей. Дебит скважины – параметр, указывающий на то, сколько воды можно получать из источника в единицу времени. Расчет достаточно сложен, и требует внимания, аккуратности и терпения.

Динамика, статика и высота столба воды

Значение этих терминов нужно изучить, чтобы понять, как определить дебит скважины. Это основные показатели эффективности скважины в процессе водоснабжения. Измерить их до того, как рассчитать дебит скважины. На основании полученных данных определяется мощность насосного оборудования.

Под статическим уровнем понимают глубину шурфа, заполненного водой, при условии, что забор жидкости не производится. Чтобы определить его, нужно обеспечить простой источника в период не менее 60 минут. Динамическим уровнем именуется величина глубину водяного столба, который установится, если забор жидкости будет равным притоку. Величина необходима для расчета дебита скважины.

А под высотой водяного столба предполагают расстояние от дна до отметки статического уровня. При измерении есть одна особенность. Этот параметр определяется от дна, в то время, как остальные – от нулевой отметки (от поверхности земли). А чтобы лучше понять, что такое дебит скважин, нужно рассмотреть принцип проведения расчетов и разобраться в особых требованиях к процедуре.

Определение дебита

Одним из необходимых параметров является производительность насоса. Она указана в технической документации. Если под рукой его не окажется, придется сделать следующее:

  1. Установить полутораметровую отводную трубу.
  2. Замерить, как высоко от земли она находится.
  3. Включить насос.
  4. Измерить, на какое расстояние выбрасывается жидкость из трубы.
  5. Сопоставить полученные данные с разработанной специалистами диаграммой.

При определении высоты столба, воды вручную, нужно пользоваться насосом, мощность которого равна или превосходит общую потребность. Иными словами, ее должно хватать, чтобы обеспечить все потребители.

Как рассчитывают дебит

Чтобы получить искомую величину, нужно иметь исходные данные, в качестве которых служат показатели статического и динамического уровня, объема получаемой жидкости, высота столба. Формула зависит от типа расчетных операций.

Упрощенный расчет

Таким методом рассчитывается средний дебит скважины. Для получения точных сведений нужно будет воспользоваться иным способом. Но для частного дома упрощенного расчета вполне достаточно. Чтобы определить дебит скважины, нужно умножить интенсивность откачивания на высоту водного столба, а полученную величину разделить на разницу между динамическим и статическим уровнем.

К примеру, имеется скважина глубиной 50 метров.

Статическая отметка – 40 метров, динамическая – 35 м. Количество водный масс, перекачиваемых за 60 минут, указано на насосе, и составляет 2,5 куб/час. Тогда расчет производится следующим образом:

Удельный дебит

Если увеличить мощность насосного оснащения, дин. уровень станет ниже. Это приведет к тому, что дебит снизится. Именно поэтому для получения достоверных данных рассчитывают удельный дебит скважины. Показатель указывает на количество воды, выдаваемой при падении ее уровня на 1 метр. Процедура предполагает произведение двух замеров.

Если установить, что интенсивность водозабора равна V, а снижения отметки залегания воды в скважине v, то формула будет выглядеть следующим образом:

Цифровые индексы указывают на то, к какому замеру (первому или второму) относятся данные. На примере это выглядит так:

  1. Производятся два замера дебита скважины, а именно исходных данных.
  2. Замеряется интенсивность выкачки воды (допустим, она равна 3 кум/час).
  3. Оцениваются показатели уровней. Допустим, статические показатели уровня отличны от динамических на 7 м.

Процедуру повторяют, установив насос, производительность которого равна не 3, а 6 куб/час. В данном случае, предположим, разница между статикой и динамикой – 15 м. Тогда определяя дебит скважины, что это такое становится понятным из расчета:

Полученные данные более точны, но есть возможность произвести расчет, который будет максимально соответствовать реальным показателям, которые характерны для конкретной скважины.

Реальный дебит

Главное требование – отметка, на которой установлен насос, должна быть выше, чем аналогичный показатель для фильтровального пласта. Необходимо измерить, как глубоко от земли находится фильтровальная зона. При этом в формулу Дюпри включен показатель удельного дебита, который рассчитывается, как указано выше.

Кроме того, нужно знать величину статического уровня. Если эти данные имеются, то для расчета нужно высчитать разницу между ним и глубиной фильтрационной зоны, а полученную величину умножить на удельный дебит. В качестве примера можно использовать данные из предыдущего раздела.

В этом случае чтобы получить реальные значения дебита нужно сделать следующее:

Этот способ измерения дает более точные результаты, чем упрощенный. Однако он более трудоемкий, и не всегда применим. Нужен второй насос, которого под рукой можеть просто не оказаться. По-другому невозможно измерить удельные показатели, а значит, этот способ применить уже нельзя.

Вывод + полезное видео

Чтобы определить, какой нужен насос, и хватит ли притока воды в скважине, чтобы обеспечить нужды всех проживающих в доме, нужно произвести соответствующие замеры и выполнить расчеты. Для этого потребуется электрический уровнемер. При его отсутствии можно воспользоваться нитью с грузилом. Это для того, чтобы измерить уровни.

Для точных расчетов потребуются два насоса.

Если такой возможности нет, и взять их негде, то можно воспользоваться упрощенным способом. Но полученные данные могут отличаться на 20-30% от фактических. Однако общую картину этот метод предоставит. Но главное, процедура доступна для каждого, и все действия можно выполнить собственными руками.

Читайте также:  Вытяжка для ванной комнаты
Ссылка на основную публикацию