Основные характеристики, которые применяются при расчете дебита скважины
- статический уровень воды. Измеряется расстояние от зеркала воды в состоянии покоя. Для измерения можно использовать веревку с грузом на конце. После того как груз опустился в воду, по длине троса можно определить статический уровень воды;
- динамический уровень воды. Определяется после того, как в действие приведен насос. Во время работы устройства происходит снижение уровня воды, которое устанавливается на некоторой отметке. Этот уровень называется динамическим. Если в процессе работы насосного оборудования динамический уровень остается неизменным, это говорит о том, что в скважину пребывает такое количество воды, которое из нее откачивается. Это позволяет утверждать, что производительность водозабора равна произвольности насоса (показатель можно посмотреть в паспорте оборудования). Если дебит вашей скважины ниже производительности насоса, динамический уровень будет постоянно снижаться, пока вода не иссякнет вовсе. Если разница между статическим и динамическим уровнем - не более 1 метра, это говорит о высокой производительности источника, которая, как видно, превышает мощность установленного насосного оборудования.
Опытным путем можно определить показатель производительности источника, если установить более мощный насос, мерную емкость известного объема. Насос ставится на дно источника, после чего производится полная выкачка воды из скважины, затем засекаем время и ждем, пока уровень воды восстановится. Зная объем перекаченной воды и время восстановления можно рассчитать дебит. Для этого следует разделить объем на время.
Для более точного определения показателя производительности скважины можно использовать формулу. Например, у нас есть водозабор, глубина которого до фильтра составляет 50 метров. При этом статический уровень находится на 30 метрах (высота водного столба – 50-30=20 метров).
Первый забор воды производим насосом, имеющим расход 2 м3/ч. При этом динамический уровень составил 37 метра (воду откачивали в течение часа). Дебит нашей скважины рассчитываем по такой формуле:
D = H x V/ (Hд – Hст),
где:
глубина скважины, м – H;
дебит скважины, м3/ч – D;
производительность насоса, м3/ч – V;
динамический уровень, м - Hд;
статический уровень - Hст .
После подстановки значений получаем следующее: D1 = 5,7 м3/ч.
После проведения второго водозабора с использованием насосного оборудования производительностью 4 м3/ч, динамический уровень составил 41 м, следовательно, дебит - D2 = 7,2.м3/ч. Находим удельное значение:
Dуд = (D2 - D1)/ (h2 – h1),
где удельный дебит - Dуд;
высота падения водного уровня (7 и 11 метров соответственно) - h1 и h2.
Dуд = 0,375м3/ч.
Итак, можно подвести итог: при повышении динамического уровня на 1 метр, происходит увеличение дебита источника на 0,375м3/ч. Используя полученное значение, можно вычислить максимальный показатель Dмакс скважины, при котором уровень воды способен опуститься до фильтра.
Dмакс = Dуд х hмакс.
В нашем примере случае Dмакс = 0,375 х 50 = 18,75м3/ч. Поэтому максимальная мощность насоса должна быть на 10% ниже данного значения. Получается, что в наш водозабор следует устанавливать насос мощностью, не более 16 м3/ч.
Для небольших скважин показатель можно рассчитать по следующей формуле:
D = (V x T – Vск)/Т
где производительность насоса, м3/ч – V;
временной интервал, в течение которого можно полностью выкачать воду из источника, ч – T;
объем воды в водозаборе на начало, вычисляется как hxS (h– высота столба воды, м; S – площадь поперечного сечения источника, вычисляется как ?хd2/4, при этом d – внутренний диаметр трубы).
Например, водозабор имеет глубину 40 м, при этом статический уровень – 30 метров, диаметр внутренний обсадной трубы - 3 дюйма (79 мм). Откачка жидкости из источника была произведена за 1 час, производительность насоса – 2 м3/ч. Получается, что D = (2 х 0,5 – 10 х 3,14 х 0,0792/4)/0,5 = 3,8 м3/ч.