Что такое дебит колодца как он рассчитывается
Высокие и низкие сезоны питьевого колодца
Дебет и дебит – это совершенно разные понятия. О первом вам должен рассказать все знакомый бухгалтер, а о втором – колодезный мастер или справочная литература. Дебит питьевого колодца – объем воды, который стабильно поступает из водоноса в единицу времени. Может измеряться в разных величинах: литр/секунду, кубический/секунду или просто по кольцам. Продуктивность колодца может стать настоящей головной болью для владельца уже на этапе планирования колодца. Что если воды будет мало? Что если колодец обмелеет? И так далее и в разных вариациях.
Дебит питьевого колодца зависит от разных факторов: карты глубин пролегания водоносных горизонтов, из какой воды запитали колодец, в каком грунте сформировали дно, есть на дне плывун или нет, откуда поступает вода, диаметр труб или колец шахты. Один водонос может давать всего 1-1,5 кольца воды, но выкачать ее всю невозможно из-за быстрого притока, другой – буквально выдавливать по каплям и наполнить колодец на несколько колец.
Что ожидать от питьевого колодца
Колодец на приусадебном или дачном участке – это стратегический объект. Обычно его закладывают в первую очередь, чтобы к началу строительства обеспечить себя достаточным количеством воды. И на этапе эксплуатации владелец может выявить, что его колодец не бездонный, а его можно полностью опустошить и потом ждать пока вода снова наберется, или подвозить воду дополнительно.
Колодец колодцу рознь, даже если они находятся на соседних участках. Узнать детальную структуру расположения слоев пород поможет только разведывательное бурение, а его для простого колодца обычно не делают ввиду высокой стоимости. Бригада строителей может дать гарантию, что они выкопают качественный колодец по всем правилам, но им неподвластны ни химический состав воды, ни глубина залегания водоносных горизонтов.
Идеальный случай для организации водоснабжения – равновесие между объемами водозабора и притока воды в колодец. То есть, теоретически выкачать его досуха не получится. Подобные колодцы встречаются не так часто. Они часто питаются из подземных рек, озер или ключей, которые обеспечивают быстрый приток
Желательный уровень воды в питьевом колодце – 2-3 железобетонных кольца стандартного размера. Одно кольцо вмещает в себя примерно 800 литров воды. Приведенного объема достаточно для обслуживания большого дома с удобствами и полива участка. Рекомендуемый максимальный забор составляет 500 литров/час.
Если планируется из колодца наполнять большие емкости: искусственный пруд или бассейн, делать это нужно постепенно, без залпового откачивания всего столба воды. Колодцы плохо реагируют на резкое осушение, на восстановление уровня может уйти несколько дней. Кроме этого, может значительно ухудшиться качество воды, она станет мутной, грязной (может прорваться другая водоносная жила).
От чего зависит дебит колодца
Забранная влага восстанавливается в колодце неравномерно, чем выше столб воды, тем медленнее он будет подниматься. По наполнению колодцы делятся на четыре типа:
Колодец на роднике – это вкусная вода, которая бьет ключом. Наполняются они активно, но на небольшую высоту. У накопительного колодца емкость больше. Он наполняется не только через дно, но и через специальные отверстия в кольцах. Поэтому при копке шахты нужно наблюдать за состоянием боковых стенок, чтобы не отсечь кольцами роднички. В начале из них будет прибывать вода, потом они уплотнятся, заилятся и найдут себе другую дорогу. Чтобы исправить ситуацию в сплошных кольцах делают перфорацию и заполняют отверстия смесью строительного раствора и керамзита, который будет выполнять роль фильтра, не пропуская только воду.
О возможности притока воды из боковых стенок шахты знали старинные мастера колодезного дела. В колодцах с деревянными срубами нижняя часть из бревен укладывалась неплотно, а плавное расширение дна позволяло накопить больше воды, чем узкие шахты современных колодцев
Максимумом продуктивности обеспечены речные колодцы. При их рытье открывается русло подземного водоема, который лежит между двумя водоупорными пластами. Высота столба здесь играет второстепенную роль, и может быть небольшой – 1-1,5 метра. Вода поступает свободным притоком без напора.
Три описанных типа колодца подвержены сезонным колебаниям уровня. Максимум наблюдается весной и в дождливую осень, когда грунт пропитывается атмосферными осадками. Вода начинает пропитываться вниз, фильтруясь сквозь слои глины, песка и известняка. Правда, между ливнем и увеличением дебита колодца могут пройти недели и месяцы. Каждый пятый выжимной колодец пересыхает зимой и летом, то есть сезонный дебит равняется 0.
Летом такие колодцы мелеют из-за отсутствия подпитки и активного водозабора. После откачивания «досуха» уровень воды будет очень долго восстанавливаться, в худшем случае – вообще уйдет.
Уменьшить сезонное колебание притока воды помогает правильное обустройство колодезного дна. Хорошо, если после вскрытия водоносного горизонта, его удалось пройти и опереть кольца на водоупорные породы. Такой колодец называется совершенным, он питается из всего пласта, а не черпает по верхам. Если при копке водонос только вскрыли и прекратили дальнейшую работу, во время засухи такой колодец будет быстро мелеть, возможно даже придется проводить его углубление.
Лучше совершенной конструкции – совершенный колодец с зумпфом. Это когда шахта проходит сквозь водоносный горизонт и углубляется еще на несколько метров. Таким образом, вода будет стекать и вниз, дополнительно наполняя несколько колец.
Песок и глина – где больше воды?
Песчаные грунты легко отдают воду, но столб выше 3 метров – редкость. Он компенсируется хорошим дебитом. В крупной фракции песка наполнение водой происходит моментально. Исключение составляют пылеватые пески, которые медленно пропускают воду. Также песок служит фильтром.
Примерно 60% колодцев выкопаны в глине. В первые годы жизни характеризуются медленным притоком. Чтобы повысить приток воды используется грамотное раскачивание колодца, которое способствует промыванию питающих протоков и увеличению дебита
Глиняные грунты и суглинки обеспечивают до 5 метров воды, дебит очень медленный, но меньше подвержен сезонным колебаниям. Чтобы не запитать колодец от временно поднявшегося водоноса, копать колодец нужно в период низкого уровня грунтовых вод.
Прокачивание глиняного колодца возможно, если на дне твердая плотная глина. С небольшими перерывами нужно забирать воду на треть или до половины. Полное откачивание вызовет пересыхание и цементирование протоков.
Дебит колодца по сезонам
Ориентировочный прогноз дебита колодца основывается на породе, в которой он выкопан и водоносном горизонте, который смогли открыть рабочие. Когда они достигают второго водоупорного слоя, несколько колец наполняются с такой скоростью, что завершение работ ведется в авральном режиме. Колодец с таким дебитом – это мечта всех мастеров и владельцев.
Климатические особенности вносят огромный вклад в приток воды в колодцы. Последние несколько лет фиксируется рекордная жара, которая спровоцировала снижение уровня воды в глиняных колодцах на несколько колец, а песчаные колодцы вообще пересыхали.
На приток воды влияет количество колодцев на одной водоносной жиле, расположенные неподалеку стройки или обустройство искусственных водоемов, запитанных от водоноса. Например, бурение скважины может полностью увести воду из более мелкого колодца.
Сколько нужно воды для комфортного проживания
Для индивидуального водоснабжения используются разные источники: скважины, колодцы, каптажи родников. Они отличаются по конструкции, глубине питающего водоносного горизонта и продуктивности. Дебит колодца или скважины – это количество воды, которое прибывает в источник за единицу времени. Измеряется в кубометрах или литрах. От его значения зависит эффективность использования водозаборного сооружения. Объем колеблется от 300 л (колодцы) до 10 000 л (артезианские скважины). Это ориентировочные значения, дебит конкретного источника зависит от гидрогеологических параметров местности и технических характеристик сооружения.
Дебит колодца или скважины – это количество воды, которое прибывает в источник за единицу времени
Потенциал водозабора должен перекрывать потребляемый усадьбой объем воды для всех нужд: приготовление пищи, бытовые приборы, полив участка, наполнение бассейнов, мытье авто и т. д. Рассчитав максимальный суточный расход воды можно определить, что целесообразнее: копать колодец или бурить скважину. В среднем для водоснабжения загородного дома требуется не более 1 кубометра/час или 0,7 кубометра/сутки для одного человека.
Как определить дебит колодца
Просчитать дебит колодца можно самостоятельно. Для этого потребуется длинная веревка с небольшим грузиком и насос. Сначала веревкой замеряется общая глубина колодца и высота столба воды. После чего насосом откачивается определенный объем воды. Дальше фиксируется время, которое уходит на восстановление уровня. Чтобы высчитать значение дебит в литрах нужно замерить диаметр и высоту колец.
Высота столба воды в колодце, которая отмечается в период покоя – не выполнялась откачка, называется статическим уровнем. Если замеры сделаны в процессе забора воды – динамический уровень. Разница между ними дает представление о производительности колодца.
Оптимально, если работающий насос снижает зеркало воды не более, чем на 1 метр. Это показатель хорошего притока, которого будет достаточно для всех хозяйственных нужд. Встречаются колодцы, в которых приток пропорционален расходу, но это редкость.
От чего зависит дебит колодца
Не каждый колодец начинает работать во всю силу сразу после постройки. Песчаные водоносные слои с крупной фракцией легко отдают воду, а глинистые грунты цедят буквально по капле, пока питающие роднички хорошо не промоются. В первые месяцы приток может быть очень слабым – до 30 см за сутки. Это не должно расстраивать владельца. Несколько последних лет выдались аномально засушливыми, поэтому даже в хороших колодцах снижался уровень воды и дебит.
Как правило, исправить положение помогает постепенное раскачивание глиняного колодца. Максимального уровня удается достичь через несколько лет. Положительный результат наблюдается примерно в 60 % случаев.
Случается и так, что дебит небольшой, его хватает только для приготовления пищи и умеренных хозяйственных нужд, а для полива уже недостаточно. Это случается, если вскрыт водоносный горизонт слабой мощности, или колодец просто не докопали. Оптимально, если водонос не просто вскрыли, но и углубили по максимуму.
В колодцах со стажем дебит снижается из-за постепенного заиливания и замусоривания. Чтобы такого не происходило, требуется качественная чистка раз в 4-5 лет. Песчаные скважины и абиссинские колодцы подвержены засорению фильтрующей части колонны. Исправить ситуацию поможет обратная промывка трубы привозной водой.
Как определить дебит воды в скважине
Скважины для воды бывают четырех типов: абиссинская (минимальная глубина), на песок, на известняк и артезианские. Артезианские воды часто идут под напором, поэтому вопрос дебита с ними возникать не должен. Откачать их практически невозможно.
Заводы по производству бутылированной воды работают на них десятилетиями, регулярно забирая большие объемы. Второй момент, на бурение артезианской скважины нужно специальное разрешение. Вода из этого горизонта считается ценным природным ресурсом и находится в государственной собственности.
Без специализированного оборудования и замеров воды определить дебит невозможно
Чтобы определить точный дебит скважины требуются многократные замеры воды, практическая подготовка и оборудование. Полученные данные анализируются для составления вывода. Разовая процедура определения дебита даст информацию о текущей производительности скважины. Она может меняться с возрастом и из-за сезонных климатических особенностей.
После бурения скважина должна отстояться минимум сутки, чтобы эксплуатационную трубу заполнила вода. Отметка на которой установился столб воды – это статический уровень. При откачке воды он начинает снижаться. Динамический уровень воды остается неизменным при заборе. Оборудование работает с разной производительностью, поэтому для разных моделей насосов, в одной скважине будут разные динамические уровни.
Определив статический уровень, на один час включают насос, замеряют сколько он заберет воды, и снова замеряют высоту водного столба. Эти данные подставляются в простую формулу:
Проводить контрольные замеры дебита скважины нужно не разово, а регулярно каждые несколько месяцев, чтобы вовремя заметить снижение ее мощности. Ведение записей поможет определить с чем это связано: с засухой, с новой скважиной у соседей и т. д.
Снижение дебита воды в водозаборе
Значение дебита с годами снижается, прогнозировать интенсивность процесса – неблагодарное дело. Оно уникально для каждого случая. Для справедливости нужно отметить, что колодцы менее подвержены обмелению. Дебит скважины может упасть до критической отметки из-за нерегулярной эксплуатации. Она заиливается и обрастает твердым налетом.
Другой случай, если снизился не дебит, а имеет место перерасход воды. Например, в летнее время объемы использованной воды возрастают в несколько раз, если сравнивать с зимним периодом. Дефицит могут спровоцировать строительные работы, масштабный полив огорода или просто компания друзей, которые приехали погостить. Для таких случаев предусматриваются резервные емкости, где постепенно накапливается вода, чтобы избежать пиковой откачки из скважины или колодца.
Постепенное снижение – это нормальное явление, но случается, что дебит скважины упал резко, без каких-либо видимых причин. Фильтр нового водозабора может забиться осевшей после бурения мутью, в таком случае помогает ударная промывка и откачка. Если же вода просто пропала – возможно бурщики не очень компетентны, вскрыли подземную линзу, которая иссякла через несколько дней. В таком случае клиент имеет полное право требовать обустройство новой скважины, в которой будет вода.
Профессиональные строительные компании гарантируют, что их колодцы и скважины будут с водой. Не стоит зариться на существенно сниженные цены в вопросе водоснабжения, чтобы не было как в поговорке «За что не доплатили, то и не поносили».
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 водяной скважины, и как его 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:
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:
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.