как узнать дебет скважины
Как рассчитать дебит 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
Перепроверить достоверность информации или рассчитать дебит вашей скважины можно своими руками.
Однако, абсолютно точно рассчитать продуктивность источника сложно. Расчет показателей требует времени и спецоборудования. Но, полученного результата будет достаточно для понимания возможностей вашего источника.
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.
Динамика и статика измеряется в метрах от земли, а высота столба от дна скважины
Произвести измерение можно с помощью:
Определение производительности насоса
При расчете дебита необходимо знать производительность насоса во время откачки. Для этого можно воспользоваться следующими способами:
В последнем случае, необходимо на выходе водоподъемной трубы закрепить в горизонтальном положении трубу меньшего диаметра. И произвести следующие замеры:
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:
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
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.
Dт = (Hф-Hст)*Dуд, где
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.
Что такое дебит скважины и как его рассчитать?
При бурении источника воды необходимо знать не только глубину водоносного слоя, но и дебит скважины. Этот показатель определяет, какое количество жидкости может выдать источник за единицу времени. То есть сколько воды можно добыть за минуту или час. Сайт «Сантехник Портал» расскажет, как определить дебит скважины, чтобы понимать, сможет ли источник покрывать необходимый ресурс воды.
Зачем знать дебит скважины?
Прежде всего стоит отметить, что расчет объема скважины и ее дебита – это не одно и тоже. Объем – это показатель того, сколько жидкости может уместить источник. А вычисление дебита скважины или колодца – показатель объема жидкости, полученной за 1 час, то есть производительность источника. Измеряется в л/с или м3/ч.
Знать производительность сооружение необходимо, чтобы определить, способна конструкция обеспечить потребность в воде или же дебит нужно повысить.
Расчет производительности скважины
Производительность скважинного водозабора — величина нестабильная, зависящая от множества факторов и параметров, в том числе состояние и ресурс источника, время года, скорость движения грунтовых вод и т.д. Однако приблизительно подсчитать характеристики дебита возможно.
При вычислении производительности учитываются следующие геологические характеристики:
Для определения данных показателей потребуется такой инвентарь:
Внимание! Для точности результатов, до начала замеров не стоит пользоваться скважиной в течение 3-4 часов.
Последовательность действий, как узнать производительность скважины на воду:
После того, как объем перекачиваемой жидкости насосом вычислен, далее расчет производительности водоносного источника происходит по формулам.
Формулы расчета реального и удельного дебита
Расчет дебита скважины происходит по формуле:
V – производительность насоса, м³, объем откачиваемой воды; Hд — динамический уровень, м; Hст – статический уровень, м; L – высота столба воды, м; D – дебит скважины, м³/ч.
Значения, полученные в результате замеров, вставить в формулу. В формуле продуктивность водяного насоса разделить на разницу динамического и статического уровня. Полученное число умножить на высоту столба воды и в итоге получается значение дебита.
Многие умножают не на расстояние от статического уровня до фильтра, а на общую глубину. Такие расчеты скважины точны только, если источник сконструирован идеально. Если же точка водозабора несовершенна и содержит фильтр, то данные вычисление обладают погрешностью в большую сторону. Это влечет за собой неправильный выбор насосного оборудования и снижение его срока эксплуатации.
Допустим, в результате замеры, получились следующие результаты:
Нужно вычислить высоту столба воды: 40-15 = 35 м. Вставить полученные данные в формулу: 0,9 / (20-15) × 35 = 4,5. От этого значения отнять 20% — поправка на суточное изменение дебита.
В результате реальный дебит скважины составит 3,6 м³ в час. Таким же образом можно вычислить и среднесуточную величину.
Увеличение продуктивности насосного оборудования способствует снижению динамического уровня, а значит и к уменьшению фактического дебита. Поэтому при расчетах, замеры динамики нужно делать дважды — при разной интенсивности забора жидкости.
Удельный дебит скважины можно рассчитать по формуле:
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.
Определение удельного дебита считается как производительность скважины при снижении уровня воды на метр.
Как глубина погружения насоса влияет на производительность?
Погружные насосы, в соответствии с инструкцией, необходимо размещать, как можно дальше от скважинного фильтра. В то же время нормальное расстояние до статического водного уровня должно быть не менее 1 метра.
Внимание! Оптимальная глубина расположение насоса — точка наиболее интенсивного притока воды.
При этом выбирая, на какой глубине установить насосную станцию, следует учитывать, что производительность водозаборного источника снижается пропорционально удалению от дна. То есть, на глубине 40 метров, где в шахте расположен фильтр, выдача жидкости будет максимальной и по расчетам составит 3,6 м³/час.
Тогда как на глубине 28 метров выдача составит 1,8 м³/час, а на глубине равной статическому уровню дебит будет совсем небольшим. Чтобы обеспечить оптимальную производительность бытового водоснабжения, насос необходимо разместить на глубине от 28 до 35 м.
Как повысить дебит?
В процессе эксплуатации производительность скважинного водозабора уменьшается. Главная причина снижения дебита – засорение дна. Чтобы повысить производительность до начального показателя, почистить фильтр и шахту сооружения.
Но чистка источника не поможет, если дебит изначально был невысоким. Причины этому могут быть разные: узкий диаметр эксплуатационной трубы, шахта попала мимо водоносного слоя или он содержит мало влаги.
Как увеличить дебит скважины с минимальными затратами? Самый простой способ — это установка герметичного оголовка.
Атмосферное давление на уровне моря при температуре 0°С показывает 760 мм ртутного столба. Можно рассчитать атмосферное давление для воды зная, что плотность ртути в 13,6 раз выше, плотности воды: 0,76 × 13,6 = 10,336 м.
Если наполнить скважину водой и монтировать на нее герметичный оголовок, то можно убрать атмосферное давление. В результате, если статический уровень был равен 15 м, и убрать атмосферное давление, которое составляет приблизительно 10 метров ртутного столба, то статический уровень поднимется до 5 метров от земли.
Пропорционально статическому уровню, благодаря герметичному оголовку, повысится динамический уровень, а значит увеличится производительность, то есть дебит, водозаборной конструкции.
Но есть и другие способы повысить дебит скважинного колодца – пневмоимпульсная обработка фильтра, использование акустического порохового генератора и другие методики, однако установка герметичного оголовка является самым простым вариантом.