В процессе эксплуатации скважины объем воды, который может выкачать из трубы насос, зависит от возможностей водоносного горизонта. Эту зависимость характеризует показатель дебита – предельный объем воды, который может выдать скважина за единицу времени. Рассмотрим, как узнать дебит скважины на воду.
На практике для точного определения абсолютного дебита скважины требуется специализированное оборудование, знания, навыки и время. Но даже в этом случае расчет возможен только по состоянию на определенный момент времени. Дело в том, что на интенсивность насыщения водоносного горизонта влияют климатические условия и время года.
Это значит, что через 1-2 месяца при другой погоде, но по той же методике измерения значение дебита скважины может быть уже совсем другим. Поэтому для индивидуальных скважин определять точный дебит нет смысла — достаточно представлять хотя бы приблизительное значение. Главное, чтобы возможностей водоносного горизонта хватало для удовлетворения производительности насоса и потребностей жильцов домовладения.
Статический и динамический уровни воды
После завершения процесса бурения скважину промывают и оставляют на сутки. За это время в эксплуатационной трубе набирается столб воды. При отсутствии водозабора его уровень называют статическим. Если скважина устроена правильно, статический уровень должен находиться выше зоны водозабора (фильтровой зоны).
С началом отбора уровень воды в скважине начинает постепенно падать. Если дебит скважины покрывает интенсивность отбора, уровень воды стабилизируется на какой-то отметке. Это и есть динамический уровень, который поддерживается при постоянном отборе воды определенной интенсивности (м³/ч). Очевидно, что при разной производительности используемых насосов динамический уровень в скважине будет отличаться.
Статический и динамический уровни воды измеряют в метрах от поверхности грунта.
Для измерения дебита скважины потребуется насос высокой производительности с возможностью регулировки водозабора с поверхности специальным краном. Допустим, глубина скважины составляет 50 м, зона водозабора в ней начинается на глубине 45 м. Поскольку высота водного столба в скважине после отстоя 20 м, статический уровень составляет 30 м.
Теперь предположим, что из скважины в течение 1 часа выкачали 2 м³ воды. Уровень воды в эксплуатационной трубе снизился на 4 м, т.е. динамический уровень составил 34 м. Для определения дебита скважины можно использовать следующую формулу:
Дебит=Vл/(Дин-Ст)*L, где
Дебит — дебит скважины (м³/ч); Vл — интенсивность водозабора при замере (м³/ч); Дин — динамический уровень воды при производительности насоса Vл (м); Ст — статический уровень, измеренный после “отстоя” скважины минимум в течение 1 суток (м);
L — высота водяного столба в эксплуатационной трубе после “отстоя” скважины минимум в течение 1 суток (м).
В нашем примере дебит скважины составит 2/(34-30)*20=10 м³/ч. При этом следует понимать, что в таком расчете присутствует достаточно серьезная погрешность. Подобный подход предполагает, что с увеличением интенсивности отбора воды динамический уровень растет прямо пропорционально, чего не происходит на самом деле.
В действительности с ростом производительности водозабора уровень воды в скважине падает быстрее, чем было нами посчитано. Насколько быстрее – зависит от многих факторов и индивидуальных особенностей конкретной скважины. Для определения точной картины требуется измерение удельного дебита скважины, для которого нужен второй водозабор с иной интенсивностью + еще один замер динамического уровня воды.
Для этого опять даем скважине “отстояться” минимум в течение 1 суток и после этого производим откачку с интенсивностью, например, 3 м³ за 1 час. После второго замера уровень воды в эксплуатационной трубе упал, скажем, на 8 м, т.е. динамический уровень составил 38 м. Для определения удельного дебита скважины используется следующая формула:
Уд. дебит=(V2л-V1л)/(h2-h1), где
Уд. дебит — удельный дебит скважины (м³/ч); V2л — большая интенсивность водозабора из двух замеров (м³/ч); V1л — меньшая интенсивность водозабора из двух замеров (м³/ч); h2 — разница между динамическим и статическим уровнями при отборе воды большей интенсивности (м);
h1 — разница между динамическим и статическим уровнями при отборе воды меньшей интенсивности (м).
В нашем примере удельный дебит скважины составит (3-2)/(8-4)=0,25 м³/ч. Данный показатель характеризует прирост дебита скважины при повышении интенсивности водозабора на 1 м³ за 1 час. Фактический дебит скважины на воду определяем по следующей формуле:
Факт. дебит=(Фильтр-Ст)*Уд. дебит, где
Факт. дебит – фактический дебит скважины (м³/ч); Фильтр — глубина верхней точки зоны водозабора (м); Ст — статический уровень, измеренный после “отстоя” скважины минимум в течение 1 суток (м);
Уд. дебит — удельный дебит скважины (м³/ч).
В нашем примере фактический дебит скважины составит (45-30)*0,25=3,75 м³/ч. Как видим, разница по сравнению с первоначальным расчетом (10 м³/ч) достаточно существенная, но именно такой подход позволяет реально оценить возможности водоносного горизонта.