Уровень воды в скважине

Вы стали счастливым обладателем скважины на воду. Но учитывайте то что скважина это не просто отверстие в земле, а сложное гидротехническое сооружение, следовательно обладает своими техническими характеристиками, которые нужно периодически контролировать. Основными параметрами любой скважины на воду являются глубина, дебит, статический и динамический уровни скважины. Все эти показатели обычно фиксируются буровым мастером и заносятся в основополагающий документ — паспорт скважины на воду.

Если с дебитом и глубиной скважины все более-менее ясно то понятия статический и динамический уровень часто ставят в тупик владельцев загородных домов и дач. Для чего нужно знать эти цифры и как их правильно применять — давайте рассмотрим поподробнее.

Статический уровень скважины на воду — это та глубина от земной поверхности или нуля на которой находится водяное зеркало в скважине в спокойном состоянии.

т.е. когда насос выключен. Иначе его еще называют пьезометрическим уровнем. Это очень ценный и важный показатель, недаром существует специальная служба гидромониторинга которая постоянно замеряет статический уровень воды в специально пробуренных наблюдательных скважинах по всей территории Тюменской области. На основании этих данных в дальнейшем ведется учет запасов подземных вод.

В неглубоких песчаных скважинах статический уровень чаще всего совпадает с уровнем грунтовых вод (УГВ). Многие владельцы скважин часто задают вопрос — почему вода в скважине стоит на расстоянии 1-2 метра от поверхности земли или вровень с поверхностью? Не связано ли это с тем что в скважину попадает верховодка с поверхности почвы? Разрешить такой вопрос помогает простой эксперимент — при откачке воды и понижении уровня внутри обсадной трубы понижения уровня в незасыпанном затрубном пространстве не происходит — следовательно перетока нет.

В неглубоких песчаных скважинах уровень воды совпадает с УГВ по той простой причине что горизонт УГВ и скважинный безнапорный горизонт гидравлически связаны друг с другом.

Это вовсе не означает что химический состав воды в них одинаков и вся грязь с поверхности попадает в скважину — это совсем не так. Чаще всего связь горизонтов происходит в крупных чащах естественных водоемов, в Тюмени это оз. Андреевское, оз Липовое, русло и старицы реки Туры и другие крупные озера — они являются своеобразными «окнами» в водоупорном слое, в итоге объединяют между собой два горизонта — скважинный и колодезную верховодку и начинает действовать правило сообщающихся сосудов, т.е. уровень воды в скважине совпадет с уровнем близлежащего водоема в 90% случаев плюс-минус пару метров.

Конечно существуют еще так называемые подпорные грунтовые воды когда уровень искусственно завышен из-за рельефа местности или низкой скорости разгрузки пластов но в Тюмени такие встречаются довольно редко.

Динамический уровень воды в скважине — это уровень воды при работающем насосе. Измеряется также в метрах от поверхности земли, обычно фиксируется в паспорте скважины. Причем необходимо учитывать что для каждого насоса динамический уровень будет разный, в зависимости от производительности. Это тоже достаточно важный показатель, и его необходимо знать чтобы выбрать оптимальную высоту подвешивания скважинного насоса. Но как померить уровень если в скважине опущен работающий насос и трубопровод с кабелем к нему?

Уровень воды в скважине замеряется с помощью нехитрого приспособления которое легко изготовить буквально «на коленке». Принцип достаточно прост — берется кусок трубки с заглушенным верхним концом и опускается в скважину на шпагате или мерной ленте. При касании трубкой зеркала воды слышен отчетливый громкий шлепок, поэтому инструмент называют шлепалкой или лягушкой. Самый простой вариант изготовления шлепалки — взять кусок ПНД или другой пластиковой трубы длиной 10-15 см, забить в один конец короткую деревянную заглушку-чопик и вкрутить в нее саморез для крепления шпагата. По бокам чопик также зафиксировать короткими саморезами

Методика измерения динамического уровня воды в скважине очень проста. Включается насос, опускается «шлепалка» и периодическим подергиванием на 20-30 см проверяется зеркало, при необходимости шпагат вытравливается. Как только зеркало перестает опускаться значит динамический уровень для этого насоса достигнут. После этого шпагат привязывается и продолжается откачка скважины в течении получаса или часа, с периодической проверкой зеркала. Если уровень воды не опускается или опускается незначительно то динамический уровень установился. Можно поднимать шпагат и измерять его длину погруженную в скважину — это и есть динамический уровень вашего источника воды.

Зная статический и динамический уровень а также производительность насоса можно легко подсчитать дебит скважины. К примеру насос с подачей 1 куб в час дает разницу между статическим и динамическим уровнем скважины в 5 метров. Если столб воды в скважине составляет 16-18 метров то фактический ее дебит составит примерно 16/5 = 3 кубических метра в час. или 200 литров на метр — это так называемый удельный дебит. Учитывая то что не рекомендуется опускать динамический уровень ниже 2/3 от общей высоты водяного столба в скважине то эксплуатационный дебит составит 2-2. 2 куба в час.

Следует учитывать что динамический и статический уровень не являются постоянными величинами — в связи с сезонными колебаниями они могут изменяться, к примеру статический уровень как и УГВ опускается в засушливые периоды.

Статический и динамический уровень воды в скважине

Если вы собираетесь бурить скважину для воды, необходимо будет ознакомиться с такими важными понятиями, как статический/динамический уровень воды в скважине. Лучше понять, что же это такое, поможет простая схема.

Что такое статический уровень воды?

Статическим уровнем воды скважины называется отметка уровня воды, которая устанавливается в пробуренном отверстии после простоя воды без откачивания на протяжении примерно шестидесяти-девяносто минут. Физическая сущность этого явления состоит в том, что величина давления, которое образуется благодаря водному столбу, находящемуся посередине скважинного отверстия, уравновешивается с другой стороны пластовым давлением всего слоя подземной воды, к которому ведёт скважина. В тот момент, когда эти два показателя давления уравновешивают друг друга, столб воды в скважине останавливается и перестаёт подниматься. Именно такой показатель называют статическим.

Что обозначает динамический уровень воды скважины?

Динамический уровень, в отличие от предыдущего понятия, устанавливается в результате максимального забора воды из скважины. Этот показатель зависит от мощности и работоспособности насоса. Динамический уровень устанавливается после откачивания, производящегося до момента, когда уравниваются объёмы приточной и отточной воды.

В таком случае говорят, что дебит скважинной воды соответствует производительности включённого насоса. Показатель динамического уровня воды скважины может меняться в зависимости от уменьшения либо увеличения потребления. Таким образом, эту величину определяют опытным путём, после чего фиксируют их в документе на скважину. Для определения динамического уровня воды скважины при отсутствии нужных записей скважинного паспорта, не обязательно обращаться к специалистам.

Как определить скважинный уровень воды?

После того, как владелец новопробуренной скважины получил представление о том, что такое динамический/статический уровень воды скважины, он имеет возможность определить динамический параметр уровня скважинной воды лично, пользуясь простой техникой:

  • на первом этапе необходимо постоянно откачивать воду из скважины, если её уровень опускается, следует опустить высасывающий шланг насоса так, чтобы он постоянно находился под водой и не работал вхолостую;
  • на втором этапе откачка продолжается;
  • указанные действия должны осуществляться до тех пор, пока уровень воды не перестанет уменьшаться.

Полученный показатель и будет динамическим уровнем. Его нужно использовать, чтобы грамотно разместить насос внутри скважины: он должен находиться не ниже определённого опытным путём уровня.

Чтобы узнать уровень статический, нужно наоборот прекратить откачивание и оставить насос на час и более. Таким образом вы дадите уровню воды вертикальной скважины уравновеситься водяным пластовым давлением.

Как определить зеркало воды скважины?

Зеркалом воды либо уровнем зеркала воды скважины называют расстояние от верхней границы гидросооружения до поверхности воды в скважине. Это зависит от метода выполняемого бурения. Если был выбран сухой способ бурения, достижение буром зеркала воды будет заметно, так как при этом нагрузка сразу заметно уменьшается. Это происходит потому, что изменяется среда в которой происходит бурение.

При гидробурении водная среда характерна на протяжении всей процедуры бурения, поэтому определить уровень нахождения зеркала в таком случае сложнее. Тогда нужно определять уровень зеркала воды уже после пробуривания, при этом делать это рекомендуется также для сухого бурения, ведь уровень воды мог подняться.

Для определения зеркала достаточно опускать в скважину верёвку с грузиком до момента достижения им водной глади, если глубина значительная, следует воспользоваться скважинным уровнеметром. Однако следует помнить, что для артезианского (глубинного) бурения зеркало воды может отсутствовать. В таком случае вода не просто поднимается вверх до начала скважины, но даже бьёт фонтаном. Естественно, в этом случае вопрос о том, как проверить уровень воды скважины, не стоит.

О том, какой столб воды должен быть у скважины, нет однозначного ответа. Причина кроется в том, что каждая скважина индивидуальна по своим характеристикам, ведь уровень залегания вод также отличается: если скважина артезианская, уровень имеет одно значение, если вода будет найдена выше, столб воды окажется с совершенно другими показателями.

Данные о подземных водах USGS для страны


Текущие условия

(1989 сайтов)

Текущие условия на выбранных объектах основаны на самых последних данных с местного автоматизированного записывающего оборудования. Измерения обычно записываются с фиксированным интервалом от 15 до 60 минут и передаются в USGS каждый час. Значения могут включать «Утверждено» (данные гарантированного качества, которые могут быть опубликованы) и/или более свежие «Предварительные» данные. (непроверенной точности и подлежит пересмотру). Большинство текущих данных являются предварительными.

Исторические наблюдения

(5 771 сайт)

Те же данные, к которым можно получить доступ по ссылке «Текущие условия» выше, но включая как активные, так и закрытые сайты. с данными за любую часть периода с 1 октября 2007 г. по настоящее время. Значения могут включать «Утверждено» (данные гарантированного качества, которые могут быть опубликованы) и/или более свежие «предварительные» данные (непроверенной точности и подлежит пересмотру).

Ежедневные данные

(8 359 сайтов)

Сводка всех данных за каждый день за период записи и может представлять среднее значение за день, медиану, максимум, минимум и/или другое производное значение.

Значения могут включать «Утверждено» (данные гарантированного качества, которые могут быть опубликованы) и/или более свежие «Предварительные» данные. (непроверенной точности и подлежит пересмотру). Пример.

Статистика

(4 353 сайта)

Годовой

Ежемесячно

Ежедневно

Статистические данные рассчитываются на основе утвержденных среднесуточных данных на каждом участке. Эти ссылки предоставляют сводку утвержденных исторических ежедневных значений для ежедневных, месячный и годовой (водный год или календарный год) периоды времени.

Полевые измерения

(913 070 сайтов)

Ручные замеры глубины до воды в колодцах.

Введение

Национальная информационная система по водным ресурсам Геологической службы США (NWIS) содержит обширную данные о воде для нации. Публичный доступ ко многим из этих данных предоставлено через сайт USGS Water Data for the Nation (дополнительный фон).

База данных подземных вод состоит из более 850 000 записей о колодцах, родниках, испытательных скважинах, тоннелях, дренах и раскопки в США. Доступная описательная информация о сайте включает информацию о местоположении скважины, такую ​​как широта и долгота, глубина скважины и водоносный горизонт.

Геологическая служба США ежегодно отслеживает уровень грунтовых вод в тысячах скважины в США. Данные об уровне грунтовых вод собираются и сохраняются либо в виде дискретных измерений уровня воды в полевых условиях, либо в виде непрерывные данные временных рядов от автоматических регистраторов. Данные из некоторые станции непрерывной записи передаются в Геологическую службу США. офисы по всей стране по телефонным линиям или через спутник передачи, обеспечивающие доступ к текущим подземным водам данные.

Как только полный день чтений получен от сайт, ежедневные сводные данные генерируются и размещены в Интернете. Геологическая служба США завершает обработку данных на отдельных участках непрерывная основа как условия окружающей среды и гидрологические характеристики разрешать.

Статистический анализ данных о уровне точности воды из наблюдений в сейсмоактивной области: тематическое исследование скважины Yuz-5, Kamchatka

  1. Aivazyan, S.A., Bukhshtaber, V.M., Enyukov, I.S., Meshalkin, L., L.D.0114 Прикладная статистика. Классификация и снижение размеров . М.: Финансы и статистика, 1989.

  2. Anderson, T.W. и Рубин, Х. , Статистический вывод в факторном анализе, в Proceedings of 3rd Berkley Symposium on Mathematical Statistics and Probability , 1956, vol. 5, стр. 111–150.

  3. Болдина С.В. Косейсмические эффекты сильных камчатских землетрясений 2013 г. в скв. ЮЗ-5, 9, Копылова Г.Н.0114 Вестн. КРАУНЦ. Науки Земли , 2016, т. 1, с. 30, нет. 2, стр. 66–76.

    Google Scholar

  4. Болдина С.В. и Копылова Г.Н. Последствия 30 января 2016 г., М w = 7.2 Жупановское землетрясение на колебания уровня воды в скважинах ЮЗ-5 и Е-1 на Камчатке, Камчатка, Геодин . Тектонофиз. , 2017, том. 8, нет. 4, стр. 863–880. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0321

    Артикул Google Scholar

  5. Коробка, G.E. P. и Дженкинс, Г.М., Анализ временных рядов: прогнозирование и контроль , Сан-Франциско: Holden-Day, 1970.

    Google Scholar

  6. Bredehoeft, J.D. Реакция систем водоносных горизонтов на земные приливы, J. Geophys. Рез. , 1967. Том. 72, нет. 12, стр. 3075–3087.

    Артикул Google Scholar

  7. Чебров В.Н., Кугаенко Ю.А., Абубакиров И.Р., Дрознина С.Я., Иванова Е.И., Матвеенко Е.А., Митюшкина С.В., Ототюк Д.А., Павлов В.М., Раевская А.А., Салтыков В.А., Сенюков С.Л., Серафимова Ю.К., Скоркина А.А., Титков Н.Н., Чебров Д.В. Землетрясение 30 января 2016 г. с магнитудой К с = 15,7, М w = 7.2, I = 6 в Жупановском районе (Камчатка) , Вестн. КРАУНЦ . Науки Земли , 2016, т. 1, с. 29, нет. 1, стр. 5–16.

    Google Scholar

  8. Чебров В. Н., Салтыков В.А., Серафимова Ю.К., Прогнозирование землетрясений на Камчатке. По материалам работы Камчатского филиала Российского экспертного совета по прогнозу землетрясения, оценке сейсмической опасности и риска в 1998–2009 гг. (Прогноз землетрясений на Камчатке по материалам деятельности Камчатского отделения Российского экспертного совета по прогнозу землетрясений и оценке сейсмического риска и опасности в 1998–2009). М.: Светоч Плюс, 2011.

  9. Чебров Д.В., Кугаенко Ю.А., Абубакиров И.Р., Ландер А.В., Павлов В.М., Салтыков В.А., Титков Н.Н. 17 января 2017 г. Нижне-Алеутское землетрясение с магнитудой М w = 7.8 на границе Командорского сейсмического промежутка (западная часть Алеутской дуги), Вестн. КРАУНЦ. Науки Земли , 2017, т. 1, с. 35, нет. 3, стр. 22–25.

    Google Scholar

  10. Крамер, Х. , Математические методы статистики , Принстон: Princeton Univ. Пресс, 1999.

    Google Scholar

  11. Донохо Д.Л. и Джонстон, И.М., Адаптация к неизвестной гладкости посредством сокращения вейвлета, J. Am. Стат. доц. , 1995, том. 90, нет. 432, стр. 1200–1224.

    Артикул Google Scholar

  12. Дуда Р.О. и Харт, ЧП, 9 лет0114 Классификация шаблонов и анализ сцен , Нью-Йорк: Wiley, 1973.

    Google Scholar

  13. Фирстов П.П., Копылова Г.Н., Соломатин А.В., Серафимова Ю.К. Прогноз сильных землетрясений в районе полуострова Камчатка // Вестн. КРАУНЦ. Науки Земли , 2016, т. 1, с. 32, нет. 4, стр. 106–114.

    Google Scholar

  14. Harman, HH, Modern Factor Analysis , Чикаго: Univ. Чикаго Пресс, 1967, 2-е изд.

    Google Scholar

  15. Хубер, П. Дж. и Ронкетти, Э. М., Надежная статистика , Нью-Йорк: Wiley, 2009, 2-е изд., гл. 1. https://doi.org/10.1002/9780470434697.ch2

  16. Игараши Г. и Вакита Х. Реакция на приливы и связанные с землетрясением изменения уровня воды в глубоких колодцах, стр. Ж. Геофиз. Res., [Solid Earth Planets] , 1991, vol. 96, стр. 4269–4278.

  17. Кашьяп, Р. Л. и Рао, А. Р., Динамические стохастические модели на основе эмпирических данных , Нью-Йорк: Academic Press, 1976.

    Google Scholar

  18. Кисин И.Г. Гидрогеологический мониторинг земной коры // Физ. Земли , 1993, вып. 8, стр. 58–69.

  19. Кисин И.Г., Флюиды в земной коре: геофизические и тектонические аспекты (Флюиды в земной коре: геофизические и тектонические аспекты). М.: Наука, 2009.

  20. Копылова Г.Н. Колебания уровня воды в скважине Елизовская-1, Камчатка, в связи с сильным землетрясением: наблюдения 1987−1998 гг. Вулканол. сейсм. , 2001, вып. 2, стр. 39–52.

  21. Копылова Г.Н. Изменение уровня воды при землетрясении в скважине ЮЗ-5, Камчатка, Вулканол. сейсм. , 2006а, вып. 6, стр. 52–64.

  22. Копылова Г.Н. Сейсмичность как фактор задания режима подъема уровня грунтовых вод, Вестн. КРАУНЦ. Науки Земля 2006б, вып. 7, нет. 1, стр. 50–66.

    Google Scholar

  23. Копылова Г.Н. Применение наблюдений за уровнем воды в скважинах для поиска предвестников землетрясений (на примере Камчатки), Геофиз. Исслед. , 2009, том. 10, нет. 2, стр. 56–68.

    Google Scholar

  24. Копылова Г. Н. , Болдина С.В. Оценка пороупругих параметров коллектора подземных вод (по наблюдениям за уровнем воды в скважине ЮЗ-5, Камчатка), Вулканол. сейсм. , 2006, вып. 2, стр. 17–28.

  25. Копылова Г.Н. 19. В.В., Болдина С.В. О механизме гидрогеодинамического предвестника Кронокского землетрясения 05.12.1997 г. М ш = 7,8, Тихоокеан. геол. , 2012, т. 1, с. 31, нет. 5, стр. 104–114.

    Google Scholar

  26. Копылова Г.Н., Болдина С.В., Смирнов А.А., Чубарова Е.Г. Опыт регистрации вызванных сильными землетрясениями вариаций уровня и физико-химических параметров подземных вод в пьезометрических скважинах: на примере Камчатки, Сесим. Инструм. , 2016, том. 53, нет. 4, стр. 286–295. https://doi.org/10.3103/S0747923917040065

    Артикул Google Scholar

  27. Копылова Г. Н., Любушин А.А., Малугин В.А., Смирнов А.А., Таранова Л.Н. Наблюдения на Петропавловском полигоне, Камчатка, вулкан . Сейсмол ., 2001, вып. 22, нет. 4, стр. 453–468.

  28. Копылова Г.Н., Стеблов Г.М., Болдина С.В., Сдельникова И.А. Возможность оценки косейсмической деформации по наблюдениям уровня воды в скважинах, Изв., Физ. Solid Earth , 2010, т. 1, с. 46, нет. 1, стр. 47–56. https://doi.org/10.1134/S1069351310010040

    Артикул Google Scholar

  29. Лоули Д. Н. и Максвелл А. Е., Факторный анализ как статистический метод , Лондон: Баттерворт, 1971, 2-е изд.

    Google Scholar

  30. Любушин А.А., Анализ данных систем геофизического и экологического мониторинга . М.: Наука, 2007.

  31. Любушин А. А. Тренды синхронизации и ритмы мультифрактальных параметров поля низкочастотных микросейсм , Изв., Физ. Solid Earth , 2009, т. 1, с. 45, нет. 5, стр. 381–394.

    Артикул Google Scholar

  32. Любушин А.А. Статистика временных отрезков низкочастотных микросейсм: Тренды и синхронизация, Изв., Физ. Solid Earth , 2010, т. 1, с. 46, нет. 6, стр. 544–554.

    Артикул Google Scholar

  33. Любушин А. Прогностические свойства низкочастотного сейсмического шума // Нац. науч. 2012, том. 4, нет. 8А, стр. 659–666. https://doi.org/10.4236/ns.2012.428087

    Google Scholar

  34. Любушин А.А. Прогностические свойства стохастических вариаций геофизических параметров // Биосфера . 4, стр. 319–338.

  35. Любушин А.А. мл., Лежнев М.Ю. Изменение функции отклика уровня грунтовых вод на атмосферное давление на Южных Курилах, о. Шикотан, Физ. Твердая Земля , 1995, том. 31, нет. 8, стр. 710–715.

    Google Scholar

  36. Любушин А.А. Статистический анализ реакции уровня грунтовых вод на изменение атмосферного давления // 90–114 Физ. Земли , 1993, вып. 12, стр. 74–80.

  37. Любушин А.А. мл., Малугин В.А., Казанцева О.С. Мониторинг приливо-отливных колебаний уровня подземных вод в группе водоносных горизонтов // Изв., Физ. Твердая Земля , 1997, вып. 33, нет. 4, стр. 302–313.

    Google Scholar

  38. Любушин А.А. мл., Малугин В.А., Казанцева О.С. Распознавание «медленных событий» в асейсмичном районе // Изв. . Физ. Solid Earth , 1999, т. 1, с. 35, нет. 3, стр. 195–203.

    Google Scholar

  39. Любушин А.А. Синхронные компоненты финансовых временных рядов // Компьютер. Исслед. Модельр. , 2017, том. 9, нет. 4, стр. 639–655. https://doi.org/10.20537/2076-7633-2017-9-4-639-655

    Google Scholar

  40. Маллат, С., Вейвлет-тур по обработке сигналов , Сан-Диего: Academic Press, 1999.

    Google Scholar

  41. Медведев С.В., Шпонхойер В., Карник В., Школа сейсмической интенсивности МСК-64 (Шкала сейсмической интенсивности МСК-64), Москва: Межвед. Геофиз. Ком Акад. АН СССР, 1965.

  42. Мельхиор П., Земные приливы , Лондон: Пергамон, 1966.

    Google Scholar

  43. Осорио И. , Любушин А. и Сорнетт Д., Автоматическое обнаружение припадков: нераспознанные проблемы, неожиданное понимание, Эпилепсия Поведение. , 2011, том. 22, нет. 1, стр. S7–S17. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2011.09.011

    Артикул Google Scholar

  44. Рулоффс, Э.А., Гидрологические предвестники землетрясений: обзор, Pure Appl. Геофиз. , 1988, том. 126, стр. 177–209.

    Артикул Google Scholar

  45. Рулоффс, Э.А., Берфорд, С.С., Райли, Ф.С., и Рекордс, А.В., Гидрологическое воздействие на изменения уровня воды, связанные с эпизодическим ползучестью разломов вблизи Паркфилда, Калифорния, Ж. Геофиз. Res., [Solid Earth Planets] , 1989, vol. 94, стр. 12387–12402.

  46. Rojstaczer, S. и Agnew, D.S., Влияние свойств материала пласта на реакцию уровня воды в скважинах на земные приливы и атмосферные нагрузки, J.