Статический и динамический уровень воды в скважине: понятия и способы определения

Что такое статический и динамический уровень воды в скважине и как их проверить

Для автономного водоснабжения в частном доме обычно выбирают скважину. Качество получаемой жидкости из нее намного лучше, чем когда забор происходит из открытого водоема либо колодца. При создании и эксплуатации гидротехнического сооружения важно контролировать статический и динамический уровень воды в скважине.

Понятия статического и динамического уровня
Столб воды и дебит скважины
Как определить уровень воды в скважине
Лотовые измерители
Электроконтактные приборы
Волномеры
Ультразвуковые устройства

Понятия статического и динамического уровня

Уровни нужны для определения дебита воды и глубины погружения насоса

Статический показатель равен дистанции от земной поверхности до уровня, на котором располагается зеркало воды в глубинной скважине в состоянии покоя, то есть, когда не работает напорное оборудование. Знание этого показателя позволяет оценить запас подземных источников. На характеристику влияет значение давления внутри пласта, а не сечение шахты артезианского гидросооружения или ее глубина.

Величина это непостоянная, она зависит о таких факторов:

обилие осадков;
число водопотребителей,
интенсивная выкачка воды.

Замер проводят не позднее, чем через час после того, как волнения в скважине успокоились, например, был выключен насос. Также не стоит делать измерения после выпадения обильных осадков, чтобы не получить некорректную информацию. В поверхностных и песчаных водозаборах показатель обычно совпадает с уровнем подпочвенных вод.

От статической характеристики зависит динамический уровень, с помощью которого определяется глубина погружения скважинного насоса. Его измеряют при включенном напорном оборудовании от земной поверхности до водного зеркала. Чтобы у насосной установки не было сухого хода, ее нужно устанавливать ниже определенной отметки с небольшим запасом.

Для каждой помпы динамический показатель различный, он зависит от того, насколько насос производителен. Также на величину влияет сечение обсадных труб. Чем оно больше, тем медленнее будет понижаться уровень.

Насосное устройство по отношению к дну шахты должно располагаться на дистанции не меньше метра. Минимальный динамический уровень для водозабора и помпы от второй прокачки составит сумму этой величины и высоты аппарата. При дистанции от насосного устройства до дна менее полуметра прибор станет захватывать осадочный ил и песок, что скажется на его сроке эксплуатации и чистоте воды. Столб жидкости над напорным оборудованием также должен быть не меньше полуметра, чтобы снизить риск сухого хода.

При измерении нужно учитывать, что в период интенсивного водопотребления водяной столб в скважинном стволе опускается. В это же время из водоносного слоя в гидротехническую установку поступает жидкость. Чтобы значения были корректными, до измерения необходимо подождать примерно час при работающем насосном оборудовании.

Столб воды и дебит скважины

Проверку уровневых значений проводят спустя сутки после бурения гидротехнического сооружения и вносят данные в паспорт установки. Показатели нужны для того, чтобы определить дебит скважины. Он показывает, сколько воды может выдать источник за определенный временной отрезок, к примеру, 10 кубометров в день, либо 3 кубометра в час.

Чем меньше отличие между отметками уровней в процессе откачивания, тем больше дебит при применении напорного оборудования.

Зная данные уровней и производительность напорного устройства, дебитное значение рассчитать несложно. Если рассматривать на примере, то насос, способный поднимать в час куб жидкости, дает межуровневую разницу в пять метров. Если водяной столб чуть больше 15 метров, то фактический дебит окажется равен трем кубическим метрам в час либо 200 литрам на метр. Поскольку не рекомендовано снижение динамического уровня меньше чем на две трети от общей высоты столба воды, эксплуатационный дебит будет около двух кубов в час.

Если не производится откачка жидкости, дебетовое значение будет постоянно равно нулю. Это связано с тем, что забойный напор в стволе делается равным пластовому давлению. Когда достигаются такие условия, прекращается поступление жидкости в шахту.

Чтобы контролировать высоту водяного столба в источнике водозабора и отключать электродвигатель напорного оборудования, если показатель упал до критической отметки, рекомендовано установить датчик уровня воды, который позволит избежать работы всухую.

Как определить уровень воды в скважине

Контактный лотовый уровнемер

Первые измерения проводятся после обустройства гидросооружения и установки напорного оборудования. Но впоследствии производятся дополнительные замеры, чтобы контролировать скважинный дебит. Рекомендовано проверять уровневые показатели во время повышенного водозабора и при отсутствии осадков на протяжении хотя бы нескольких дней, когда жидкость в скважинной установке находится на минимуме. Обычно это отмечается в дачный сезон, когда много воды уходит на полив посадок.

Узнают уровневые показатели разными способами, в зависимости от измерительного прибора, именуемого уровнемером или УСК.

Чаще применяются простые тросовые модели и электроуровнемеры для замера уровня воды в скважинах. Если гидротехническое сооружение неглубокое, можно воспользоваться аппаратом, собранным самостоятельно.

Наиболее простыми являются тросовые уровнемеры. Конструктивно представляют собой катушку с намотанным измерительным тросом. Принцип работы уровнемера такой – опускают его в шахту до водного зеркала, затем по меткам на тросе определяют необходимый уровень. Но существуют устройства и с более сложной конструкцией.

Лотовые измерители

Конструктивно они похожи на лебедку, но на конце троса установлен лот-хлопушка. Как только этот элемент соприкоснется с поверхностью воды, раздастся хлопок, который является сигналом для проведения замера.

По конструкции лотовые измерители простые, при этом они не требуют источника электропитания. Но при выполнении точных замеров мешают посторонние звуки, в особенности если вода в шахте на большой глубине. Оптимальное расположение водного зеркала для замеров лотовым аппаратом – до ста метров от уровня земли.

Электроконтактные приборы

Такие устройства требуют подключения к сети электропитания. Чтобы обеспечить подачу электричества, контакт подсоединяют к трубе, являющейся проводником, посредством шнура и зажима.

Пользуются электроуровнемерами так:

Аппарат удерживают за ручку и включают тормозной рычаг.
Электрод с грузом опускают в скважинную шахту.
При соприкосновении контакта с водой, слышен характерный звук, а на катушке вспыхивает лампа-индикатор.
По нанесенной на трос разметке снимают показания.

На катушке прибора установлены специальные зацепы, чтобы ее можно было зафиксировать вверху обсадной трубы. Это позволяет защитить трос от вероятных повреждений.

Если на электроконтактном аппарате установлен термометр, он сможет выявить не только уровневые значения, но и водную температуру. Катушка оборудована дисплеем, где высвечиваются температурные показатели.

Волномеры

При установлении уровня воды в скважине используется звуковая волна. Волномер создает ее пневмовыстрелом из пневматической хлопушки. Дальше ведется регистрация времени прохождения звука от устья скважины до поверхности воды. Для этого используется устройство, которое пересчитывает время в расстояние.

Пневмовыстрел позволяет в затрубном пространстве держать повышенное давление, что уменьшает погрешность в определении уровневых показателей.

Ультразвуковые устройства

Различные виды ультразвуковых систем

Самые дорогостоящие приборы среди измерителей. Чтобы получить данные, эхолот подключают к компьютерному устройству. Приборы подобного типа не погружают в шахту, они работают следующим образом:

Ультразвуковой датчик располагают на скважинном устье.
Он посылает сигналы вниз.
Данные высвечиваются на дисплее.

Пользоваться ультразвуковым уровнемером разрешается лишь после обучения. Помимо выявления водного уровня, устройство можно использовать, чтобы найти повреждения трубы и установить степень их сложности.

Проще всего, если гидротехническое устройство создали профессионалы. Специалисты, занимающиеся пробиванием скважинных шахт, выдают паспорт на скважину, где указывают результат расчетов уровней и дебита. Помимо этих показаний в документе есть данные о габаритах и материале обсадных труб и советы по использованию подходящего напорного оборудования.

При отсутствии паспорта замеры придется провести самостоятельно. В этом случае необходимо приобретать напорное устройство с производительностью в четыре раза ниже дебита.

Динамический и статический уровень воды в скважине: что это такое, как измерить

Важные параметры скважины
Статический уровень (hst)
Динамический уровень (hd)
Как измерить
Для чего нужны замеры

Водоснабжение из скважины применяют для загородных и многоэтажных домов. Популярность подземной воды объясняется чистотой источника. Разница уровней жидкости в выработке позволяет определить производительность, или дебет, водоисточника для установки подходящего по мощности насоса.

Важные параметры скважины

По окончании бурения подземной выработки для водоснабжения фирма, оказавшая услугу, предоставляет заказчику паспорт с параметрами скважины в произвольной форме. В документе излагается информация о технических и гидрогеологических характеристиках горной выработки.

Сведения, которые потребуются для эксплуатации скважины:

высотная отметка водоносного пласта;
протяженность ствола;
диаметры скважины и обсадных труб под установку погружного насоса;
геолого-литологическая колонка горных пород;
урез воды статический и динамический;
дебит гидросооружения.

Дополнительно предоставляются результаты химического анализа и заключение о пригодности использования скважинной воды в качестве питьевого источника. Представленных в паспорте данных достаточно, чтобы определиться с выбором помпы для установки в ствол выработки.

Статический уровень (hst)

Водоносные пласты находятся под давлением расположенных над ними горных пород. По достижении скважиной подземного водоема жидкость устремляется к поверхности, но встречает противодействие атмосферы. Если внутрипластовое давление окажется выше, вода изливается на устье выработки, а когда ниже — в стволе на какой-то отметке устанавливается равновесие. Такое положение называют статическим уровнем воды в скважине.

Глубина зеркала зависит от следующих условий:

Удаленность водоносного горизонта от поверхности: первый пласт находится в пределах 10 м. Фонтанирования с этой отметки не происходит.
Присутствие в пределах подземного водохранилища других расходных сооружений — колодцев и скважин. Если пласт маломощный, он быстро иссякает, давление падает, понижается уровень.
Засуха — лишает подпитки водоемов отфильтрованными атмосферными осадками, способствует падению столба воды в выработке.

Измерение статического уровня скважины нужно выполнять, когда нет затяжных дождей и происходит интенсивный водозабор из ближайших подземных источников. Для этого используют шнур с грузом: опускают до дна и замеряют намокший участок или отмечают момент, когда произойдет бульканье. Параметр постоянной отметки зеркала отражает дебит скважины: чем ближе к земной поверхности, тем больший ресурс выработки по отдаче воды.

Динамический уровень (hd)

Глубину статического уреза жидкости необходимо знать и для определения отметки, на которой нужно установить водозаборный насос. От того, с какой интенсивностью происходит откачка воды, зависит расположение помпы. По динамическому уровню в скважине, когда водоприток сравнивается с забором жидкости, это расстояние принимается ниже hd на 1-1,5 м.

Как измерить

Определяется величина показателя после завершения подготовки водоисточника к эксплуатации. Замерять уровень нужно после не менее чем 3 дней сухой погоды, в период активного забора воды соседями. Первый этап — нахождение статического уреза обозначенным выше способом с помощью шнура и груза. Предварительно выдержать паузу 1,5 часа после последней откачки из скважины. Дальнейшие действия:

запустить насос на 30-60 минут, зеркало воды станет ниже;
повторно сделать замер посредством привязанного к шнуру груза;
зафиксировать результат как динамический уровень.

Разница между показателями hst и hd не должна превышать 1 м. В случае большего расхождения производительность помпы уменьшается, замер повторяется до получения нужного результата. Оптимальный вариант соотношения дебита скважины и скорости откачки насоса — 1:0,8.

Для ускорения измерений и получения более точных параметров применяют уровнемер — прибор, состоящий из градуированной ленты на катушке и звукового датчика. Сигнал оповещает о достижении зеркала, с рулетки снимается отметка глубины.

Для чего нужны замеры

Положение динамического уровня зависит от давления внутри пласта, диаметра обсадных труб и мощности насоса. Погружная помпа охлаждается средой, которую перекачивает. Производительность водозаборного оборудования выбирается по дебиту скважины.

Формула для определения ресурса — Д=И*ΔН/(hd-hst), где:

И — интенсивность откачки, м³/час;
ΔН — разница между глубиной скважины и статическим уровнем (hst);
hd — урез динамический в метрах.

Пример: при интенсивности откачки 3 м³/час из трубы глубиной 80, hd и hst соответственно 52 и 40 м, ΔН=80-40=40 м. Дебит скважины Д=3*40/(52-40)=10 м³ воды в час.

Замеры уровней жидкости в выработке проводятся для наблюдения за изменением дебита. От этой характеристики зависит работоспособность насоса. Когда разница между статическим и динамическим урезом стремится к 2 м, для помпы возникает опасность сухого хода. Контроль уровня рекомендуется проводить 1 раз в 2 года: может произойти заиливание или засорение фильтра.

Существуют датчики, подключаемые в схему управления насосом. Благодаря этим приборам не нужно будет делать замеры шнуром: автоматика отключит помпу в аварийной ситуации.

Дебит скважины: определение по статическому и динамическому уровню воды

Значения динамический и статический уровень воды в скважине – основа для определения показателя дебит скважины. Параметры дебита потребуются при покупке оборудования для обустройства.

Статический уровень — Hst

Подземные водные источники расположены между разными по составу пластами грунтов. Пласты давят на воду. Если жидкость находит выход, то сила межпластового давления заставляет фонтанировать.

В практике буровиков встречаются самоизливающиеся гидросооружения, из которых вода льётся без остановки. Это избыточное внутреннее давление выдавливает жидкость на поверхность.

Атмосферно давление даёт обратный эффект, — заставляет жидкость уходить вниз. Противодействие двух видов давления атмосферного и межпластового заставляют воду остановиться на конечной точке внутри ствола скважины. Эта точка — статический или постоянный уровень воды.

На отметку постоянного значения влияет глубина гидросооружения. В источник, пробуренный на верхний водонос глубиной до 10 метров будут попадать сточные воды после дождя и таяния снега. И поверхность будет повышаться. На глубокиеподземные источники пятьдесят — двести метров осадки не влияют. На глубине водоносный горизонт стабилен.

Количество точек водозабора на соседних участках тоже влияет на показатель. Появление новых источников ближе одного километра снизит объём жидкости гидросооружения.

Диаметр обсадной трубы на статический уровень воды в скважине не влияет.

Для достоверного определения постоянного показателя в индивидуальном источнике замеры делайте в засушливый период. Замеряйте значение после периода откачки в пять — шесть дней, когда нужно было часто поливать огород или расходовать жидкость на строительство.

Исходя из минимальных показателей, ошибок при расчёте водоотдачи не будет.

Динамический уровень — Hd

При заборе влаги поверхность жидкости понижается. Чем меньше диаметр обсадных труб и мощнее насос тем быстрее будет опускаться поверхность – зеркало воды. Одновременно с откачиванием жидкости запускается природный процесс межпластового давления. Внутреннее давление стремиться восстановить поверхность до отметки статического положения.

В определённый момент работы насоса объём откачиваемой влаги становиться равным объёму входящей. Поверхность жидкости устанавливается на одной точке — динамическом уровне.

Как измерить

Для определения динамического уровня включите насос на 30 минут минимум. Если на оборудовании установлена регулировка мощности, — установите на среднее значение.

Замерить глубину нахождения воды можно верёвкой. Купите бухту шпагата. На свободный конец привяжите груз (например, металлическую гайку). Опустите в обсадную трубу. Мокрая часть шпагата покажет расстояние до поверхности.

Динамический уровень со временем меняется. Причина в природных изменениях и соседях, которые пробурят скважины в тот же водонос.

Чтобы не делать замеры каждый год закрепите на кабеле чуть ниже динамического показателя датчик. Прибор будет отключать погружное оборудование при попадании воздуха. Если отключения будут учащаться, — перемерьте показания, и опустите насос глубже.

Для чего нужны замеры

Погружные модели охлаждаются водой, в толще которой работают. Если оборудование начнёт работать всухую, то быстро перегреется и сгорит. По этой причине погружной насос устанавливают ниже статического значения.

Разница между статическим и динамическим показателем в один метр — минимально допустимая. Если замеры дали такой или меньший результат – покупайте оборудование слабее.

Дебит скважины — D

Показатель водоотдачи — дебит скважины отражает объём поступающей воды в кубометрах за час при сохранении динамического уровня в неизменном положении. Иначе говоря, дебит – это максимальный объем жидкости, который откачивают за час без риска осушить насос.

Определение дебита гидросооружения по статическому и динамическому значениям.

Способ 1: простой расчёт водоотдачи

Глубина гидросооружения до дна 80 метров.
Статическое значение Hst — 40 метров.
Высота водного столба Hw – разница между глубиной гидросооружения и статическим показателем – 40 метров (80 – 40 = 40 м.).
Интенсивность откачки воды или производительность насоса V составит 3 кубометра в час.
Динамический показатель Hd зафиксирован на отметке 52 метра.
Дебит скважины D составит: V х Hw / (Hd – Hst) = D (3 х 40 / (52 – 40) = 10 кубических метров воды в час.

Первый метод с недостатком: если для откачки применить погружное оборудование другой мощности — значение Hd измениться. На реальный дебит скважины мощность насоса не влияет. Чтобы устранить погрешность применяют второй способ измерения.

Способ 2: точный расчёт дебита

Для точного расчёта производительности гидросооружения промеряйте цифру Hd жидкости два раза. Замеры делайте насосами, отличающимися по мощности и марке изготовителя. Способ снизит конструктивную погрешность оборудования и даёт правдивый результат.

Первый промер жидкости делают как описано в первом способе. Для повторного измерения выжидайте время до того момента, когда вода не восстановит положение как было до откачки на цифре Hst.

Опустите второй насос другой марки и производительности в скважину и начитайте качать воду. Процесс откачки занимает 60 минут. После часа работы померьте динамический показатель ещё раз.

Считаем предварительное значение — цифру удельного дебита (Du) по формуле Du = V2 – V1/ H2 – H1, где:

V1 и V2 — производительность первого и второго насосов.
H1 и H2 — значение снижения уровня по отношению к цифре Hst.

Удельный дебит даёт представление о водоотдаче одного метра динамического уровня гидросооружения.

Точный дебит определяют по формуле: D = (Hf – Hst)*Du, где Hf — глубина установки погружного оборудования.
Таким образом, точный дебит опирается на высоту водного столба от насоса, а не глубины скважины.

Буровики по окончании работ выдают заказчику паспорт на скважину, где прописывают результат расчётов уровней и дебита. Кроме этих значений паспорт содержит информацию о размере и материале обсадных труб и рекомендации о характеристиках оборудования подходящего для безопасной эксплуатации.

Если паспорта нет, замерьте самостоятельно и покупайте оборудование производительностью в четыре — пять раз ниже дебита.

Статический и динамический уровень воды в скважине

Уровень воды в скважине – это один из главные её параметров, который необходимо знать для определения дебита и при выборе насосного оборудования. Различают статический и динамический уровни.

Статический и динамический уровень воды в скважине.

Статический уровень воды устанавливается в скважине после простоя без откачки в течение более одного часа. Суть такого статичного положения скважины в том, что забойное давление, то есть давление водного столба внутри скважины, уравновешивает пластовое давление, под которым находится вода в водоносном слое. Таким образом, возникает равновесие, и уровень воды перестает подниматься.

Динамический уровень воды в скважине устанавливается во время откачки, и может меняться в зависимости от производительности насоса. Динамический уровень устанавливается, когда приток воды в скважину становится равен оттоку, т.е. когда её дебит равен производительности работающего насоса. Динамический уровень при разном потреблении определяют в ходе опытной откачки воды после бурения скважины, и эти величины фиксируются в паспорте скважины. Но если такого паспорта нет (или нет в нем такой записи), то динамический уровень можно определит самостоятельно, откачивая воду из скважины и опуская насос всё ниже и ниже до тех пор, пока воде не перестанет убывать. Знать динамический уровень скважины необходимо для того, чтобы правильно установить насос: его устанавливают примерно на 2 м ниже динамического уровня, чтобы он всегда находился в воде.

Разница между статическим и динамическим уровнями говорит о дебете скважины: чем меньше разница, тем больше дебет. У высокопроизводительных скважин эта разница не превышает 1 м, у артезианских скважин эти уровни вообще совпадают.

Дебит – это главная характеристика скважины, которая показывает, какое максимальное количество воды она может дать в единицу времени.

Абиссинский колодец – это водозаборная скважина полученная не с помощью бурения, а с помощью забивания трубы небольшого диаметра. Он отличается компактностью, его можно сделать в любом удобном месте, в том числе и в подвальном помещении дома. Абиссинский колодец – это одно из самый простых решений для добычи воды.

В качестве источника воды загородного может выступать колодец или скважина, но на вопрос, что лучше выбрать однозначного ответа дать нельзя. Всё зависит от предпочтений хозяина дома и природных данных местности. В этой статье будут приведены все «за» и «против» в споре между колодцем и скважиной.

В этой статье речь пойдет о характеристиках насосов и скважин, и о том, как правильно выбрать для своей скважины насос, исходя из имеющихся нужд.

Дата публикации: 03.06.2013 15:23:37

© 2009-2015 «Строй своими руками»
Использование материалов сайта «Строй своими руками » разрешено только при условии размещения активной гипертекстовой ссылки на источник.

Дебит, статический и динамический уровень воды в скважине

После того, как у вас появилась на загородном участке водяная скважина, необходимо понимать, что это не простое отверстие в грунте.Фактически у вас появилось собственное сложное гидротехническое сооружение, обладающее своими особенностями, которые следует периодически контролировать.

При этом вы должны будете узнать, что такое динамический уровень воды в скважине и другие термины, необходимые для ее бесперебойной эксплуатации.

На фото – показаны водные столбы в колодце

К ним относят также:

Эти показатели фиксируются мастером после завершения бурения скважины и отмечаются в основополагающем документе — паспорте скважины на воду. В случае с глубиной и дебитом все более-менее понятно, однако не каждый знает и поэтому многих ставит в тупик вопрос о статическом и динамическом горизонте. Далее будет рассказано подробно о том, что это за цифры, зачем их необходимо знать и как их применять на практике .

Понятие статического уровня и его особенности

Статическим уровнем или пьезометрическим уровнем называют глубину в водяной скважине, которая отмеряется от поверхности до водяного зеркала в спокойном состоянии при выключенном насосе. Показатель очень важный и ценный, поэтому даже в некоторых областях страны есть специальная служба гидромониторинга, занимающаяся замером статической глубины воды в наблюдательных колодцах. Данные являются основой для ведения учета запасов подземных вод.

Обычно в песчаных неглубоких колодцах статический уровень воды в скважине очень часто совпадает с горизонтом грунтовых вод. Нередко владельцы таких колодцев задают вопрос по поводу расположения водяного зеркала всего в метре-двух или даже вровень с поверхностью.

Не попадает ли в колодец верховодка с верхних пластов почвы? Помочь в разрешении данного вопроса поможет несложный эксперимент, заключающийся в следующем: если при откачке воды из колодца и при понижении водного столба в обсадной трубе не понижается он в затрубном пространстве, значит, перетока нет.

Совпадение уровня воды в песчаных неглубоких колодцах с горизонтом грунтовых вод происходит потому, что они между собой связаны друг с другом гидравлически. При этом совсем не значит, что химсостав воды в них такой же и все загрязнения с поверхности прямо попадают в колодец.

Очень часто связь водных столбов возможна в больших чащах естественных озер, русел реки и других водоемов, водоемов, которые являются «окнами» в водоупорном слое. В результате между собой объединяются два горизонта и начинают действовать правила сообщающихся сосудов, когда зеркало в колодце почти совпадет с рядом расположенным водоемом.

Возможны, конечно, и подпорные грунтовые воды, при которых водный столб искусственно увеличен, например, из-за рельефа местности, но такое встречается крайне редко.

Понятие о динамическом уровне и его особенностях

Динамическим уровнем называют горизонт водяного зеркала, который получается при работающем насосе. Его также измеряют в метрах от поверхности грунта и обычно отмечают в паспорте колодца.

При этом следует учесть, что у каждого насоса будет свой динамический уровень скважины, который отличается в большинстве случаях от других, и зависит от производительности.

Он также является важным показателем и его следует знать для того, чтобы выбирать оптимальную высоту для подвешивания насоса, цена которого может быть существенной.

Далее вы узнаете, как можно правильно измерить динамический горизонт с опущенным работающим насосом и трубопроводом с кабелем. (См. также статью Какой насос лучше для скважины: особенности выбора .)

Принцип работы и приспособление

Для этого вам понадобится нехитрое приспособление, которое вы сможете легко изготовить своими руками за несколько минут.

Принцип достаточно простой:

возьмите кусок полиэтиленовой или другой пластиковой трубки длиной 100-150 мм;
заглушите ее верхний конец, например, забейте деревянный чопик и вкрутите в него саморез, чтобы можно было зафиксировать веревку. Также закрутите саморезы и по всему диаметру чопика;
опустите устройство в колодец на веревке или мерной ленте.

Совет: дождитесь хлопка, который произойдет в момент, как только трубка коснется зеркала воды.

Измеряем глубину водного зеркала

Как измерять

Ниже предлагается простая, но действенная инструкция.

Включите насос.
Опустите конструкцию из трубки и веревки в колодец.
Периодически подергивайте на высоте 200-300 мм, проверяя глубину водного зеркала.
Вытравляйте веревку по необходимости.
Заметите, что зеркало перестало опускаться, значит, вы достигли динамического уровня для данного насоса.
Закрепите веревку.
Продолжайте откачивать воду из колодца еще в течение 30-60 минут, периодически проверяя глубину водного зеркала.

Когда горизонт опускается незначительно или не опускается совсем, считайте, что динамическая глубина установилась. Поднимите веревку и измерьте ее длину, которая была погружена колодец, чтобы определить его для источника воды.

Зачем это нужно

Когда вы определили динамический и статический уровень скважины и знаете производительность насоса, вы легко подсчитаете ее дебит.Например, если у насоса с производительностью 1 м 3 /час разница между ними 5 м, а водяной столб равен 16-18 м, фактический дебит скважины будет 3 м 3 /час (16/5) или 200 л/метр, что называется удельным дебитом.

Совет: не опускайте динамический горизонт ниже 2/3 общей высоты водного столба скважины.

При расчете величины водных столбов учитывайте, что нельзя их считать постоянными. Они колеблются от сезона к сезону, например, статическая глубина опускается в засушливый период.

Знания о дебите, статическом и динамических уровнях скважины позволяет производить необходимые расчеты для ее бесперебойной эксплуатации. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Знаете ли Вы, что означает этот термин?

Буровой раствор — смесь воды с мелкодисперсными частицами глины (из пройденного разреза или введенных искусственно) с повышенной относительно воды плотностью. Как правило нормативная плотность бурового раствора составляет 1.14-1.2 г/см.куб

Заказчик должен понимать язык буровика, чтобы правильно оценивать ситуацию во время процесса или читая статьи на строительных форумах.

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.

Что такое статический и динамический уровни воды в скважине

Один из вариантов водоснабжения частного дома в пригороде это устройство скважины для питьевой воды. Однако, помимо бурения и установки обсадной трубы, ее нужно правильно рассчитать.

Для этого нужно знать статический и динамический уровень воды в скважине. Эти параметры необходимы чтобы правильно определить ее производительность и подобрать мощность оборудования.

Почему нужно знать характеристики скважины
Статический уровень
Динамический уровень
Как определить статический показатель
Как определить динамический показатель
Характеристики работы скважины

Почему нужно знать характеристики скважины

Цель, с которой делается любая скважина – это водоснабжение частного дома. Однако нужно понимать, что запасы воды в источнике не бесконечны. Поэтому при расчете системы водопровода и планировании точек потребления, нужно на что-то ориентироваться.

Вода из источника откачивается насосом и идет в водопровод, а в источник она попадает из водоносных слоев. И если сделать неверные расчеты, то можно столкнуться с ситуацией, когда потребность будет превышать производительность.

Основная характеристика – это ее дебет. Но, чтобы правильно его рассчитать, нужно определить статический и динамический уровень воды в скважине.

Вообще, если бурение делалось через фирму, она должна предоставить паспорт на работы. А в нем указываются все основные характеристики. Но, если его нет, это не страшно. На самом деле, в этом нет ничего сложного и все измерения, без проблем проводятся самостоятельно.

Статический уровень

Этот показатель определяет высоту водяного столба в спокойном состоянии. Т.е. в тот момент, когда не производится откачка насосом.

При этом важно понимать, что на него влияют внешние факторы. Особенно это актуально, при не глубоком источнике:

время года – весной и осенью, статический уровень воды в скважине поднимется. Это происходит из-за того, что верхний водоносный слой насыщается влагой;
погода – при засухе, он опустится.

Также, оказывает влияние количество скважин, расположенных по соседству. Если они питаются из одних и тех же слоев – он будет периодически меняться.

Динамический уровень

Еще одна важная характеристика – это динамический уровень скважины. Он определяет характеристики воды в обсадной трубе во время работы насоса.

Когда происходит водозабор, водяной столб будет опускаться. Но, в какой-то момент, он должен стабилизироваться на определенной отметке. Это происходит благодаря тому, что происходит постоянное пополнение водой из водоносных слоев.

А т.к. при откачке давление столба падает, оно будет выравниваться за счет внутрипластового. Здесь важно понимать, что динамический уровень напрямую зависит от мощности насоса.

если его производительность маленькая, динамический показатель может быть равен статическому;
а если большая – он вполне может осушить источник.

Поэтому оборудование следует подбирать исходя из характеристик источника. Кроме того, это показатель определяет глубину установки погружного насоса. Т.к. он должен располагаться ниже отметки.

Как определить статический показатель

Статический уровень скважины определяется довольно просто. Для этого не нужно быть большим специалистом и обладать специфическим оборудованием. Понадобится лишь длинная веревка с грузом.

Есть определенные правила для проведения замеров:

нельзя делать измерения сразу же после выключения насоса. В идеале, должно пройти около суток – за это время водяной столб полностью выровняется;
лучшее время для измерения – весна;

Кроме того, не желательно проводить работы после обильных дождей. Т.к. грунтовые воды поднимаются, а это окажет влияние на показатели источника.

приготовить длинную веревку с грузом на конце
опустить ее в обсадную колонну;
аккуратно спускать ее вниз, пока груз не достигнет дна;
сделать на веревке метку на уровне грунта;
достать ее назад.

Теперь нужно определить длину от окончания мокрого участка до сделанной метки – это и будет статический показатель.

Как определить динамический показатель

Эта характеристика определяется несколько сложнее. Но, тем не менее, при самостоятельном измерении, сложностей возникнуть не должно.

необходимо включить насос и подождать около часа;
при этом нужно контролировать высоту водяного столба. Самый простой способ – это взять веревку и привязать к ней грузик;
теперь, при работающем насосе, веревка опускается в обсадную трубу. Как только груз коснется воды – должен быть слышен всплеск;
на веревке ставится метка на высоте грунта;
замеры делаются до тех пор, пока водяной столб в обсадной колонне не стабилизируется.

При низком дебете, может возникать ситуация, когда источник быстро осушается. В этом случае придется подыскать менее мощный насос. А вообще, его рекомендуемая мощность составляет 60-70% от дебета.

Вообще, по правилам, нужно измерять динамический уровень два раза. При этом используется разная производительность насоса. Это нужно для правильных расчетов.

Теперь, зная эти характеристики, можно определить производительность источника.

Характеристики работы скважины

Между значениями дебета и динамического уровня, есть определенная связь:

Динамический уровень	Производительность	Работа скважины
Находится на уровне установки насоса	Очень низкая	Явные проблемы – возможно загрязнение
Уменьшение с некоторым интервалом	Не меняется	Влияние погоды, либо источников, расположенных поблизости
Постоянное уменьшение	Идет на спад	Сигнал о загрязнении
Уменьшается малыми темпами	Та же	Возможно истощение водоносных слоев

Таким образом, важно следить за состоянием скважины и понимать, что это важно. Т.к. если обратить внимание на сигналы о загрязнении колонны, можно обойтись простыми решениями. А вообще, рекомендуемая частота замеров показателей – 1 раз в 2 года. Это позволит держать ситуацию под контролем.

Статический и динамический уровень воды в скважине: понятия и способы определения

Для автономного водоснабжения в частном доме обычно выбирают колодец. Качество получаемой жидкости намного лучше, чем при всасывании из открытого резервуара или колодца. При создании водопроводной конструкции и управлении ею важно контролировать статический и динамический уровень воды в колодце.

Понятия статического и динамического уровня
Столб воды и дебит скважины
Как определить уровень воды в скважине
Лотовые измерители
Электроконтактные приборы
Волномеры
Ультразвуковые устройства

Понятия статического и динамического уровня

Уровни нужны для определения расхода воды и глубины погружения насоса

Статический показатель равен расстоянию от поверхности земли до уровня, на котором водоем в глубоком колодце находится в состоянии покоя, то есть при выходе из строя напорного оборудования. Знание этого показателя позволяет оценить запас подземных источников. На характеристику влияет величина давления внутри пласта, а не сечение скважины артезианского гидротехнического сооружения или его глубина.

Это значение не является постоянным, оно зависит от следующих факторов:

обилие осадков;
количество водопотребителей,
интенсивная откачка воды.

Измерение проводится не позднее, чем через час после стихания возмущений в скважине, например, выключения насоса. Также не делайте замеры после сильного дождя, чтобы не получить неверную информацию. В поверхностных и песчаных водозаборах показатель обычно совпадает с уровнем грунтовых вод.

Динамический уровень зависит от статической характеристики, с помощью которой определяется глубина погружения скважинного насоса. Он измеряется при включенном оборудовании, работающем под давлением, от поверхности земли до поверхности воды. Чтобы насосный агрегат не поработал всухую, его необходимо установить под определенной отметкой с небольшим запасом.

У каждого насоса свой динамический показатель, он зависит от КПД насоса. Кроме того, на величину влияет поперечное сечение обсадных труб. Чем он больше, тем медленнее будет снижаться уровень.

Насосное устройство относительно дна шахты необходимо располагать на расстоянии не менее одного метра. Минимальный динамический уровень для забора воды и насоса от второй откачки будет суммой этого значения и высоты устройства. Когда расстояние от насосного устройства до дна будет меньше полуметра, устройство начнет улавливать осадочный ил и песок, что скажется на его долговечности и чистоте воды. Столб жидкости над оборудованием, работающим под давлением, также должен быть не менее полуметра, чтобы снизить риск работы всухую.

При замере следует учитывать, что в период интенсивного водопотребления столб воды в колодце проседает. При этом в водопроводную систему жидкость попадает из водоносного горизонта. Чтобы значения были правильными, необходимо подождать примерно один час при работающем насосном оборудовании перед измерением.

Столб воды и дебит скважины

Проверка значений уровня проводится через сутки после бурения гидротехнического сооружения, данные заносятся в паспорт установки. Индикаторы нужны для определения дебита скважины. Показывает, сколько воды может доставить источник за определенный период времени, например 10 кубометров в день или 3 кубических метра в час.

Чем меньше разница между отметками уровня в процессе откачки, тем больше расход при использовании оборудования, работающего под давлением.

Зная данные уровней и производительности головного устройства, рассчитать расход несложно. Если мы рассмотрим пример, насос, способный поднять куб жидкости за час, дает разницу между уровнями в пять метров. Если водяной столб чуть выше 15 метров, фактический расход составит три кубических метра в час или 200 литров на метр. Поскольку не рекомендуется снижать динамический уровень менее чем на две трети общей высоты водяного столба, рабочий расход составит примерно два кубических метра в час.

Если жидкость не перекачивается, величина заряда всегда будет равна нулю. Это связано с тем, что забой в скважине приравнивается к пластовому давлению. При соблюдении этих условий подача жидкости в шахту прекращается.

Для проверки высоты водяного столба в источнике водозабора и отключения электродвигателя напорного оборудования при падении показателя до критического уровня рекомендуется установить датчик уровня воды, что позволит избежать работы всухую.

Как определить уровень воды в скважине

Связаться с индикатором уровня партии

Первые замеры проводятся после устройства гидротехнического сооружения и монтажа напорного оборудования. Но затем проводятся дальнейшие измерения для проверки дебита скважины. Показатели уровня рекомендуется проверять при увеличении водозабора и при отсутствии осадков хотя бы несколько дней, когда жидкость в колодезной установке минимальная. Обычно это отмечается в летний сезон, когда на полив насаждений расходуется много воды.

Они обнаруживают манометры по-разному, в зависимости от дозирующего устройства, называемого манометром или USK.

Чаще всего для измерения уровня воды в колодцах используют простые кабельные модели и электрические уровнемеры. Если сантехническая конструкция неглубокая, можно использовать собранный своими руками аппарат.

Самыми простыми являются индикаторы уровня кабеля. Конструктивно они представляют собой катушку с намотанным измерительным кабелем. Принцип работы указателя уровня заключается в следующем: его опускают в шахте до водоема, затем по отметкам на тросе определяют необходимый уровень. Но есть устройства с более сложной конструкцией.

Лотовые измерители

Конструктивно они похожи на лебедку, но на конце троса много хлопушки. Как только этот элемент соприкасается с поверхностью воды, раздается щелчок, который является сигналом для измерения.

Счетчики имеют простую конструкцию и не требуют источника питания. Но при точных измерениях мешают посторонние звуки, особенно если вода в шахте находится на большой глубине. Оптимальное положение уровня грунтовых вод для измерений многими приборами – до ста метров над уровнем земли.

Электроконтактные приборы

Электрический индикатор уровня

Такие устройства требуют электрического подключения. Для подачи электричества контакт соединяется с токопроводящей трубкой с помощью кабеля и зажима.

Они используют следующие электрические уровнемеры:

Устройство удерживается за ручку, и тормозной рычаг приводится в действие.
Заряженный электрод опускается в отверстие.
При контакте с водой раздается характерный звук и на катушке мигает лампочка.
Показания производятся по маркировке на кабеле.

На катушку устройства устанавливаются специальные крючки для фиксации в верхней части кожуха. Это защищает кабель от возможных повреждений.

Если на электрическом контактном устройстве установить термометр, он сможет определять не только значения уровня, но и температуру воды. У аккумулятора есть дисплей, на котором отображаются показания температуры.

Волномеры

Звуковая волна используется для определения уровня воды в колодце. Волномер создает его пневматическим ударом от пневматической петарды. Кроме того, фиксируется время распространения звука от устья до поверхности воды. Для этого используется устройство, переводящее время в расстояние.

Пневматический ход позволяет поддерживать большее давление в межтрубном пространстве, что снижает погрешность определения уровнемеров.

Ультразвуковые устройства

Различные типы ультразвуковых систем

Самый дорогой инструмент среди метров. Для получения данных эхолот подключается к компьютеру. Устройства этого типа не погружают в шахту, работают они следующим образом:

Ультразвуковой датчик расположен на устье скважины.
Посылайте сигналы вниз.
Данные отображаются на дисплее.

Ультразвуковой индикатор уровня можно использовать только после тренировки. Помимо определения уровня воды, прибор можно использовать для обнаружения повреждений труб и определения их степени тяжести.

Проще всего, если гидротехническое устройство создавали профессионалы. Специалисты, занимающиеся бурением скважин, выдают паспорт на скважину, где указывают результат расчетов уровней и дебитов. В дополнение к этим показаниям документ содержит данные о размере и материале обсадных труб, а также рекомендации по использованию подходящего оборудования, работающего под давлением.

При отсутствии паспорта замеры необходимо проводить самостоятельно. В этом случае необходимо приобрести реле давления с расходом в четыре раза меньшим, чем расход.

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.