Дебит скважины: что это такое и как его рассчитать?

Продуктивность источника водоснабжения на загородном участке можно узнать заранее. Для этого производится расчет дебита скважины. Для специалистов это не составляет труда, но и обычные владельцы домов могут сделать предварительный расчет, чтобы понимать, на какую производительность скважины можно рассчитывать после ее обустройства. Показатель расхода воды влияет на выбор насосного оборудования и системы водоснабжения в дом.

Что такое дебит скважины?

Дебит, простыми словами – это объем воды, который скважина выдает в час или в минуту. Рассчитывать можно в любом измерении времени, но обычно за основу берется показатель объема воды в час. Дебитом можно назвать расход воды из скважины, который подсчитывается в кубометрах. Благодаря предварительному расчету количества расходуемой воды владелец земельного участка понимает, сможет ли скважина обеспечить необходимую потребность в чистой воде для его загородного хозяйства. Высокодебитными считаются скважины, которые дают свыше 85 кубометров воды в сутки. Средний показатель – 25-85 куб. м. Низкий дебит у скважин, дающих до 20 кубометров воды в сутки. Можно произвести 2 вида расчетов:

• Удельный дебит отражает объем воды, который сможет поставлять скважина при уменьшении общего уровня воды в источнике на метр.
• Реальный дебит показывает фактическую работоспособность скважины на данный момент в текущих климатических условиях. Показатель может варьироваться из-за сезонных колебаний грунтовых вод.

Разница в том, что удельный дебит показывает способность скважины к нагрузкам в будущем. Реальный дебит отображается состояние источника в данный момент.

От чего зависит дебит скважины?

Дебит скважины от различных факторов, включая геологическое расположение, технические характеристики используемого насосного оборудования, глубину источника, уровень залегания водоносного горизонта.

1. Геологический фактор
   Учитывается водопроницаемость грунта, который залегает в месте бурения. Если это песок, известняк, гравий, то дебит автоматически увеличивается. Через эти породы быстро и хорошо проходит вода, поэтому напор не уменьшается со временем. В глубоких скважинах водоносный слой находится под большим давлением, что увеличивает показатели дебита.
2. Габариты скважины
   В расчетах дебита учитывается тип обустройства скважины – открытый или с обсадкой. На конечную цифру влияет даже работа фильтра. Если он быстро засоряется, значит негативно влияет на показатели. В зависимости от глубины выбирается насос. Энергетические затраты на воду зависят от эффективной работы оборудования.
3. Характеристики оборудования
   Насосы малой мощности не добирают воду, потенциал скважины может расходоваться неэффективно. Если насосное оборудование быстро износилось, дебит скважины значительно падает, так как возникает риск обрушения.

Как определить дебит источника водоснабжения?

Дебит показывает, какое количество воды вы сможете выкачать из скважины в минимальном и максимальном режиме. В основе расчетов традиционные и современные методики. Можно воспользоваться несколькими вариантами, чтобы проверить грамотность расчетов.

Традиционные методы

• Визуальный – засекаем время заполнения контейнера водой. Подходит для замеров объема воды для неглубоких источников.
• Поплавок – визуально отмечает расстояние на участке русла или водосточной трубы. Отпускаем поплавок в воду. Измеряем скорость перемещения поплавка по заданной траектории. Этот показатель умножается на площадь сечения трубы. Это дает нам средний объем воды из скважины.
• Сливной желоб – осуществляется сброс воды через сливной желоб определенной конструкции. Это дает точные показатели дебита за счет высоты падения воды над порогом ее слива.

Современные методы

• Ультразвуковой – измеряется скорость воды с помощью расходомера, который фиксирует изменение ультразвуковых волн. Анализируется время прохождения сигнала.
• Электромагнитный – замеры проводятся расходомер электромагнитной индукции. Движущийся водный поток генерирует магнитное поле, пропорциональное скорости. Способ подходит при обустройстве источника для предприятий и коммунальных хозяйств.
• Лазерный – оптический уровнемер фиксирует поток воды лазерным излучением. Один из точных современных методов расчета дебита скважин, который даже используется в научных лабораториях.
• Вихревой – расходомер фиксирует скорость водного потока по числу вихрей, возникающих в трубе.

Оборудование для замера дебита

Замерять дебит скважины на воду можно, начиная с самого примитивного оборудования – грузила на веревочке, до использования лазерного уровнемера.

• Лазерный уровнемер работает по старому дедовскому способу – грузила на веревке, но расчеты проводятся автоматически в электронном виде. Когда датчик достигает зеркала воды, прибор издает звуковой сигнал. По делениям уровнемера определяется глубина водоносного слоя. Зачем проводятся расчеты.
• Расходомер: профессиональный прибор – ультразвуковой, электромагнитный, вихревой. Можно получить точный расчет расхода воды в скважине, фиксируя изменения потока воды.
• Барометр – дебит измеряется путем слежения за перепадами давления воды в скважине.
• Датчики уровня воды – пьезометры и преобразователи для точного измерения глубины.

Формулы для расчета дебита скважин на воду

Для расчета дебита необходимо произвести соответствующие замеры. Находим 4 основных показателя:

1. глубину водозабора,
2. высоту столба воды,
3. статический водяной уровень,
4. динамический водяной уровень.

Как это можно сделать?

• Глубина водозабор измеряется любым датчиком уровня воды.
• Размер высоты столба рассчитывается: из показателя глубины воды вычитаем цифру статического водяного уровня.
• Статический водяной уровень измеряем во время активного водозабора, чтобы узнать расстояние от водозабора до поверхности земли.
• Динамический водяной уровень фиксируется в процесс откачки первой воды из скважины насосным оборудованием.

Расчет по формуле на примере

Формула расчета дебита выглядит таким образом:

H * V/(Нд – Нст)=D

Расшифровка значений:

• D – дебит.
• V – производительность насосного оборудования.
• H – размер высоты столба воды (выше описано, как этот показатель рассчитывается).
• Нд – динамический водяной уровень.
• Нст – статический водяной уровень.

Возьмем для примера следующие показатели и вставим в формулу:

• Глубина водозабора – 40 м.
• Показатель производительности – 2 м³/час.
• Статический уровень – 26 м.
• Динамический – 30 м.
• Высота водяного столба – 10 м.

Полученный результат – дебит скважины глубиной 40 м – 5 куб. м/час.

Упрощенная формула для расчета производительности скважины

Упрощенная формула выглядит так:

П = (М/(Д - С)) х В

Расшифровка значений:

• П — производительность.
• М — мощность насоса.
• Д — динамический показатель.
• С — статический показатель.
• В — высота водяного столба.

Рассчитываем из показателя глубины скважины 100 м, статика – 40 м, динамика – 50 м, мощность насоса 5 м³ в час.

Получается:
П = (5/(50 - 40)) х 60 = 30 куб. м/час – производительность скважины глубиной 100 м.

Причины снижения продуктивности скважин

Иногда, несмотря на грамотные расчеты и профессионально выполненные работы, производительность скважины снижается. Это происходит по ряду причин, включая сезонные. Влияет на работоспособность и климатические условия. Еще есть ряд причин, на которые стоит обратить внимание.

• Засорение фильтра песком, илом, глиной.
• Трубы водоснабжения засорились или потеряли герметичность.
• Износились детали насосного оборудования.
• Нарушение герметичности обсадки.
• Исчерпание водоносного слоя.

Первые четыре причины легко устраняются с помощью профессиональной диагностики и незначительного ремонта. Если исчерпывается водоносный горизонт – это серьезная проблема. Так часто случается, когда выбирается песчаный метод бурения. Когда такая скважина теряет производительность, остается вариант бурения артезианской.

Методы увеличения и восстановления дебита скважины

Одним из эффективных методов восстановления дебита является прокачка скважины. Предварительно проводится погружение вибрационного механизма, чтобы остановить заиливание, разрушить песчаные или глинистые заторы. Желательно замена фильтра, если установленный механизм не справляется с очисткой воды от песка. Изношенные детали насоса заменяются новыми. Это снизит энергозатраты и повысить производительность скважины. Чтобы очистить скважину от донных и минеральных отложений перед прокачкой скважины добавляются специальные реагенты. Если прокачка не планируется, вместо реагентов можно использовать продувку сжатым воздухом.

Бывает ситуация, когда производительность скважины высокая, но насосное оборудование не позволяет пользоваться ей в полной мере. Если специалист выявил такую проблему, подумайте о замене насоса на более мощный. Единичную проблему засорения фильтра решает пневмоимпульсная воздушная обработка, после чего сила и качество водного потока восстанавливаются.

Советы по поддержанию оптимального дебита скважины

Эксперты рекомендуют проводить техническое обслуживание скважин 2 раза в год. Один раз в год владелец может делать это самостоятельно, если имеет начальные знания по тематике. Это необходимо, чтобы вовремя заметить износ деталей насоса, нарушенную герметичность обсадки, засоренность фильтров. Вы легко сможете заметить первые признаки неисправностей. Вода начинается медленнее подниматься, появляются песчинки. Сложности с эксплуатацией возникают даже, если бурение и обустройство прошло почти идеально. На качество работы скважины влияет геология участка, сезонные колебания температур, засушливое или дождливое лето.

Заключение

Расчет дебита имеет значение, чтобы понимать допустимый объем воды для использования в хозяйстве. Исходя из данных владелец может изменить условия и воспользоваться бурением артезианской скважины, например, вместо песчаной, чтобы пользоваться водой без ограничения. Показатель дебита сказывается и на выборе мощности и производительности насосного оборудования. Не обязательно сразу покупать дорогостоящий, самый мощный насос. Возможно, он будет перегреваться, так как в данный момент требуется средняя или минимальная мощность оборудования. Ответы на все вопросы закрываются, когда специалисты сделали расчет дебита скважины. От этого показатели отталкиваются, чтобы заниматься бурением. По завершении работ можно провести дополнительный расчет дебита – удельного или реального. На основе дебита компании по бурению скважин на воду предоставляют гарантию на эксплуатацию на 1-10 лет.