Динамический уровень воды в скважине
Основными характеристиками скважины, определяющими ее эксплуатационные показатели, являются:
– дебит;
– статический уровень воды;
– динамический уровень;
– диаметр скважины.
Рассмотрим, как они взаимоувязаны между собой и как влияют на динамический уровень. Для начала давайте поймем, что этот уровень характеризует. После бурения скважины, в ней устанавливается статический уровень воды, высота которого (или глубина относительно поверхности земли) определяется исключительно давлением в водоносном горизонте, на который пробурена скважина. То есть этот уровень не зависит ни от диаметра скважины, ни от каких-либо еще ее характеристик (см. статью «Статический уровень скважины»). Сразу скажем, что статический уровень – величина, несмотря на название, непостоянная. При большом потреблении воды из водоносного пласта, давление в нем, естественно, падает и статический уровень воды тоже падает. Также заметим, что если забора воды из скважины нет, ее дебит равен нулю – вода в нее из водоносного пласта не поступает, так как давление в скважине и в пласте одинаково.
Теперь в скважину опускают скважинный насос и начинают откачивать воду. Уровень воды в скважине начинает уменьшаться, и теперь столб воды в ней не уравновешивает давление в водоносном горизонте. В скважину начинает поступать вода. Чем ниже столб воды в скважине, тем сильнее в нее поступает вода. В определенный момент времени, объем поступающей за единицу времени воды в скважину сравнивается с объемом откачиваемой воды, то есть с производительностью насоса. С этого времени уровень воды в скважине не изменяется. Вот этот уровень и называется динамическим уровнем воды. То есть это уровень, установившейся в скважине после длительной работы насоса или уровень, при котором объем поступающей в скважину воды сравнивается с объемом выкачиваемой воды. По ходу сразу несколько замечаний:
1. Динамический уровень для насосов разной производительности – разный!
2. Интенсивность уменьшения уровня воды в скважине, помимо производительности насоса, зависит и от ее диаметра (ведь объем откачиваемой за единицу времени воды определяется как произведение площади скважины на длину, на которую опустилась вода). То есть чем больший диаметр скважины, тем ближе к поверхности находится динамический уровень.
3. Поступление воды в скважину из водоносного слоя при установившемся уровне – это не есть дебит скважины. Дебит – это максимальное количество воды, которое может поступить в скважину, то есть когда уровень воды опустился до дна скважины.
На что влияет динамический уровень в скважине
На глубину погружения насоса. Понятно, что он должен быть установлен ниже
этого уровня. Причем рекомендуется опускать на 1-1,5 метра ниже уровня, чтобы
столб воды над насосом продавливал ее до рабочего колеса, ведь скважинный насос
не самовсасывающий.
Как определяется динамический уровень в скважине
Его должна определить компания, производящая буровые работы, и записать значение в паспорт скважины (см. статью «Паспорт скважины»). Определяется он следующим образом. В скважину опускается насос и им откачивают воду в течение получаса (насос должен работать примерно на 50% своей производительности). Далее измеряется расстояние до зеркала воды. Это и есть динамический уровень (предварительно измеряется расстояние до зеркала воды до откачки насоса, то есть статический уровень). Если разница между этими уровнями превышает 1 м, то производительность насоса следует уменьшать до тех пор, пока эта разница не станет меньше метра. Оптимально, когда производительность насоса на 15-20% меньше дебита скважины.Статический уровень скважины
В любом подземном водоносном слое (горизонте) существует внутрипластовое давление. Другими словами, если на этот горизонт пробурить скважину, то вода в ней начнет подниматься до тех пор, пока столб воды плюс атмосферное давление не уравновесят внутрипластовое давление. Расстояние от поверхности воды до зеркала воды в скважине и называют статическим уровнем скважины. Попутно заметим, что иногда внутрипластовое давление настолько велико, что выталкивает воду из скважины, образуя фонтан. Тогда говорят об артезианских скважинах (строго говоря, сейчас артезианской называют скважину, пробуренную на второй или последующие водоносные горизонты, то есть лежащие между двумя водоупорными пластами; скважины, пробуренные на первый водоносный слой, никогда не фонтанируют).
От чего зависит статический уровень воды в скважине
Только от внутрипластового давления. А вот оно может меняться и в довольно значительных пределах, особенно в первом водоносном слое. Дело в том, что такие слои, как правило, маломощны. Поэтому если на них выполнено бурение несколько скважин на воду, то при интенсивном заборе воды из них, этот слой быстро опустошается и давление воды в нем, естественно, падает. Особенно в засушливый сезон, когда, с одной стороны, нет подпитки этого горизонта осадками, а с другой – идет интенсивный водозабор. Поэтому статический уровень воды в скважине рекомендуется измерять именно, когда нет осадков и идет большой забор воды.
На что влияет статический уровень скважины
Чем выше статический уровень (то есть, чем ближе зеркало воды в скважине к поверхности земли), тем большее давление в водоносном горизонте, тем больший, следовательно, дебит скважины.
Также статический уровень определяет динамический уровень скважины, то есть уровень воды, установившийся в скважине при длительной работе скважинного насоса. А последний, в свою очередь, влияет на глубину погружения насоса. Он должен быть установлен минимум на 1 – 1,5 метра ниже динамического уровня (см. статью «Динамический уровень скважины»).
Как измерить динамический уровень воды в скважине
Довольно просто. Достаточно сделать простейший лот для замера глубины (веревка с привязанным на конце грузом) и опускать его в скважину до тех пор, пока не будет слышен характерный всплеск. Или опустить до дна скважины, а затем измерить длину сухого участка.
Статический уровень должна определить организация, которая пробурила скважину, и его величину записать в паспорт скважины (см. статью «Уровень воды в скважине
Каждый владелец частного дома хочет иметь источник чистой воды на участке. Оптимальные варианты устройства точки водозабора – колодец или скважина. Однако в редких случаях такие конструкции могут функционировать недостаточно хорошо. Например, воды в скважине мало, или она вообще закончилась. Даже при бурении скважины своими руками такая проблема не теряет значимости. Чтобы полноценно пользоваться скважиной, следует познакомиться с инструкцией по ее ремонту. Важно разобраться, что такое статический уровень воды в скважине и как его измерить.
Главные причины перебоев водоснабжения
Вода может закончиться в скважине по нескольким причинам. Каждая требует внимательного разбора и анализа. Основные проблемы с перебоем водоснабжения следует рассмотреть подробнее.
Чем осуществляется промывка
Очень часто владельцы скважин говорят об отсутствии воды, когда ее просто мало – она медленно поступает к потребителю. Если вода в скважине быстро заканчивается, необходимо выполнить промывку источника.
Совет! При возникновении проблем с водоснабжением не следует начинать бурение нового источника. По мнению многих специалистов, это необходимо лишь в 20% случаев. Остальные проценты относятся к тем, кому просто нужно промыть источник. Для такой работы понадобится выполнить определенные действия.
Кроме того, следует подготовить:
- особый реагент;
- оборудование, за счет которого исключается гидроудар;
- компрессор.
Кроме того, после применения вышеперечисленных средств необходимо будет провести прокачку. Если мало воды в скважине, следует заподозрить ее засорение.
Если источник засорился
Довольно частой проблемой при эксплуатации скважины является ее засорение. Например, водоносный слой начинает забиваться илом. Его можно устранить все той же прокачкой. Эта работа имеет несколько особенностей:
- в источник под большим давлением подается жидкость;
- благодаря этому все загрязняющие включения удаляются;
- в результате вода станет свободно перемещаться по каналу, а ее циркуляции ничего не будет мешать.
Совет! При отсутствии вблизи скважины другого источника воды следует использовать для промывки емкость пожарной машины. Стоит учесть, что такая услуга обойдется дорого. Однако и качество промывки при выборе этого способа окажется более высоким.
Следует разобраться с такими понятиями, как статический и динамический уровень воды в скважине. Первый параметр замеряют после того, как вода в скважине простояла без откачки дольше часа. При этом давление воды внутри столба способно уравновесить давление пласта, воздействующее на воду в водоносном слое. Благодаря этому устанавливается равновесие, за счет чего уровень воды не поднимается.
Динамический уровень устанавливается в процессе добычи воды. Он может меняться. Это зависит от того, насколько производительным является насос. Определить динамический уровень можно в случае, когда объем прибывающей воды становится равным объему уходящей. В этом случае производительность насоса и дебет водозабора оказываются равными.
Обсадная труба выше уровня воды
В редких случаях может оказаться, что обсадная труба будет выше уровня воды. Такая ситуация может произойти в следующем порядке:
- сначала вода скапливается на дне скважины;
- затем ее начинают качать насосом;
- потом она не успевает прибывать, чтобы заполнить промежуток под обсадной трубой.
Чтобы решить такую проблему, следует просто дооборудовать сам источник. Однако это возможно только при наличии определенных конструкционных возможностей. Пути решения проблемы:
- пробурить скважину еще немного вниз;
- опустить ниже трубы.
Это позволит вернуть источнику работоспособность. Когда скважина дает мало воды, необходимо сначала определить причину, а затем выбрать способ ее устранения.
Скважина используется слишком редко
Воды в скважине может быть недостаточно и по причине крайне редкого использования источника. Чаще всего владельцы водозаборов не интересуются истинной причиной нехватки воды. Для них главное – чтобы источник работал исправно. Если точкой водозабора пользоваться редко, результат может быть следующим:
- Место, предназначенное для скопления воды, заполняется грунтом.
- Чтобы его это пространство освободилось для воды, следует начать регулярно эксплуатировать скважину.
- Быстро решить проблему можно промывкой. Свежий грунт вместе с водой покинет скважину. Когда вода из источника пойдет уже чистой, можно считать промывку завершенной.
Однако снова забрасывать скважину не следует. Это приведет к появлению старой проблемы.
Падает напор
Нередко пользователи сталкиваются и с другой проблемой. Скважина выдает слабый напор. В этой ситуации причины могут быть разными, поэтому их стоит рассмотреть подробно. Вследствие низкого давления воды некоторые бытовые приборы могут перестать исправно функционировать. К такой технике можно отнести:
- посудомоечную машину;
- стиралку;
- различные сантехнические устройства.
Подробнее следует рассмотреть причины такой проблемы. Кроме того, важно найти несколько путей их решения.
Причины падения напора
Существует несколько самых распространенных причин падения напора воды в скважине. Это объясняется сложностью конструкции. Каждая проблема решается определенным образом, поэтому все действия следует расписать по порядку.
Засорение одного из участков
Часто проблема появляется, когда один участок конструкции забивается. Многие владельцы скважин сталкиваются с такой проблемой. Довольно часто засоряются фильтры:
- механической очистки;
- тонкой очистки.
Совет! Сперва следует осмотреть умягчитель. Может быть, причина падения напора кроется именно в нем.
Оборудование настроено неправильно
Уровень давления обеспечивается за счет реле. Этот показатель регулируется за счет установки верхнего порога устройства. Принцип его работы довольно прост:
- Реле выключает насос еще до достижения порогом необходимого уровня.
- Необходимо, чтобы верхний порог был равен трем с половиной атмосферам – в случае с мембранным аккумулятором до 300 л.
- При наличии гидроаккумулятора до 500 л следует выставить верхний порог в пять атмосфер.
При невозможности достигнуть таких показателей можно считать, что гидроаккумулятор не в состоянии протолкнуть воду по сети. При этом неважно, какой мощностью обладает насос и какой у него напор.
Возникновение колебаний
Иногда давление начинается резко меняться. В этом случае говорят о возникновении колебаний. Такой процесс происходит регулярно – сначала давление приходит в норму, а затем снова падает. В этом случае можно говорить о неточно выставленном нижнем пороге. Даже когда жидкости в системе уже нету, насос не включается, поскольку не получает сигнала к работе.
Показатель нижнего порога выбирается исходя из стандартных параметров. Обычно такая характеристика составляет от 2,5 до 3,5 атмосфер. Это зависит от объема гидроаккумулятора.
Совет! Не следует сближать нижний и верхний порог давления. В противном случае насос будет постоянно включаться и выключаться. Это сократит срок службы агрегата.
Выводы
Учитывая все эти знания, можно разобраться, как устранить различные проблемы, которые возникают при эксплуатации скважины. Главное – узнать, в чем причина неисправности. При владении данными знаниями легче эксплуатировать собственный водозабор. Такие знания помогут выяснить, какой уровень воды в скважине имеется на данный момент и насколько он далек от проектного.
При таком подходе скважина будет исправно давать воду на протяжении многих лет. Чтобы узнать больше подробностей о промывке скважины или выяснении причины ее неисправности, можно ознакомиться с различными видео. Это поможет выполнить работу поэтапно, не упуская важных моментов.
Статический уровень — Вода скважина
Схема строения водоносных горизонтов, статический уровень.
- А — артезианские воды
- а. область питания
- б. область напора
- в. область разгрузки
- Б — грунтовые воды
- Н1 — статический уровень выше поверхности грунта
- Н2 — статический уровень ниже поверхности
Артезианская скважина в Московской области получает воду из Московского артезианского бассейна.
Что же такое статический уровень воды в скважине?
Это устоявшийся уровень воды в трубе.
От чего он зависит?
Водоносные слои, как известняковые, так и второй с последующими песчаными, часто распространяемыми на большие территории, перекрыты водоупорными пластами. То есть, водонасыщеный пласт сверху и снизу отделен от других пород водонепроницаемыми слоями, часто глиной.
В перекрытых водонасыщеных горизонтах присутствует давление, но не за счет давления грунта на водонос, как некоторые считают.
Водоносы не находятся в одной горизонтальной плоскости и в некоторых местах выходят на поверхность. Если точка выхода водоноса выше его уровня, это называется областью питания.
Питание водоносных пластов может быть за счет таяния ледников, осадков, пополнение воды из озер, рек и так далее.
В водоносном пласту устанавливается определенный уровень воды. Это пьезометрический уровень, который создает напор.
Этот напор создает статический уровень в скважине на высоте пьезометрического уровня, так как, по сути, это сообщающиеся сосуды.
Потому, статический уровень скважины на воду, даже при глубине её 100 или 200 метров, может быть на тридцати, а то и менее метрах.
Если пьезометрический уровень выше устья скважины, вода фонтанирует из скважины, то есть изливается самопроизвольно.
В некоторых местах водоносный слой выходит на поверхность ниже пьезометрического уровня, это область разгрузки. Здесь вода самостоятельно изливается наружу в виде родников.
Так что, чем выше статический уровень воды в скважине, тем на меньшую глубину необходимо погружать насос. Следовательно, насос требуется меньшей мощности, соответственно меньшей стоимости и меньший расход электроэнергии.
Если статический уровень выше семи метров, можно использовать поверхностный насос.