Многих обладателей загородных домов, у которых на участке имеется личная система водоснабжения, интересует вопрос: что делать, в случае если упал уровень воды в скважине на протяжении продолжительной откачки.
Для обычной работы системы водоснабжения и верного выбора глубины размещения насоса нужно максимально точно знать, на какой отметке находится жидкость в стволе при разных режимах работы.
Основные аспекты скважины на воду
В данной статье будут обрисованы ключевые принципы появления воды в скважине, и разные факторы, от которых зависит ее количество.
Помимо этого тут будет представлена инструкция с описанием того как подобрать верную глубину размещения погружного насоса, и рекомендации и советы каковые окажут помощь с большой эффективностью применять систему водозабора. Кроме этого читателю будут предложены меры, каковые направляться предпринять для предупреждения работы насоса без жидкости, либо другими словами как избежать сухого хода.
Статический уровень
Для определения дебита скважины, а соответственно, и ее производительности, нужно знать два наиболее ответственных показателя: статический и динамический уровень жидкости внутри ее ствола.
Статическим называется положение зеркала водной поверхности, которое устанавливается в ствола по окончании прекращения откачки жидкости. Его глубина выражается в расстоянии от верхнего уреза оголовка ствола до поверхности воды в ствола. Для правильного определения этого значения измерение уровня воды в скважине создают по окончании ее простоя в течении одного часа.
Статический уровень воды устанавливается при уравновешивании забойного давления (давление столба жидкости в ствола) и пластового давления подземного источника. Так, он фактически неизменно расположен выше глубины залегания пласта, и чем больше отличие между ними, тем выше производительность скважины либо же ее дебит.
Для более правильного представления возможно привести следующие утверждения:
- Его высота зависит лишь от давления в пласта и никак не зависит от физических параметров, к примеру глубины, диаметра, места размещения, и т.д.
- Эта величина непостоянная, по причине того, что пластовое давление может изменяться в зависимости от разных событий, к примеру сезонные трансформации, повышенный отбор воды из того же горизонта соседними скважинами, и т.д.
Динамический уровень
Динамическим принято считать таковой уровень жидкости в стволе, который устанавливается на постоянной отметке в ходе ее откачивания. Его значение может изменяться в зависимости от производительности погружного насоса.
Его высота устанавливается на постоянной отметке в том случае, в то время, когда скорость поступления жидкости из водоносного пласта делается равной скорости ее откачки.
Для его определения нужно установить в ствол погружной насос и произвести предварительную откачку воды в течении не меньше получаса неизменно осуществляя контроль уровня воды в скважине и при необходимости опуская его до того момента пока урез воды не установится на постоянной отметке и она не прекратит убывать.
Для данной величины свойственны следующие изюминки:
- Его значение необходимо определять раздельно для каждого насоса в зависимости от его производительности.
- В отличие от статического, высота динамического зависит от диаметра скважины, по причине того, что скорость ее уменьшения на протяжении откачки зависит от полного объема всей жидкости. Несложнее говоря, чем больше диаметр обсадной трубы, тем медленнее будет понижаться его отметка.
- Чем ниже опускается его отметка, тем медленнее происходит его предстоящее понижение. Это связано с тем, что при его уменьшении понижается забойное давление, и под действием пластового давления вода с большей скоростью поступает в ствол.
Что такое дебит
Под понятием дебита скважины принято считать ее свойство выдавать определенное количество воды за определенный временной отрезок, к примеру 10 кубических метров в день, либо 3 кубических метра в час.
Другими словами возможно заявить, что чем меньше отличие между отметками статического и динамического уровней в ходе откачки, тем выше дебит при применении данного насоса.
При отсутствии забора жидкости дебит неизменно равен нулю. Это разъясняется тем, что забойное давление в ствола делается равным пластовому давлению, а при наступлении этих условий жидкость в ствол не поступает.
Совет! Для контроля высоты столба воды в ствола и отключения двигателя насоса при его понижении до критической отметки при установке водозаборного оборудования рекомендуется устанавливать датчик уровня воды в скважине , который окажет помощь избежать сухого хода двигателя.
Выбор погружного насоса
Погружные насосы смогут быть различной конструкции и производителя, но главным образом они отличаются между собой по таким параметрам как потребляемая мощность, высота напора и производительность.
От этих качеств грубо говоря зависит его цена да и то, как он будет удовлетворять потребности загородного дома, исходя из этого при его выборе и монтаже нужно учитывать следующие моменты:
- Его двигатель рекомендован для работы под нагрузкой, исходя из этого не допускается его применение без погружения в рабочую жидкость.
- Для предупреждения его работы в режиме сухого хода в блоке управления насоса нужно смонтировать реле уровня воды в скважине, которое отключит его при понижении отметки уреза воды ниже допустимого значения.
- Выбирая высоту напора, направляться учитывать глубину его погружения, большую отметку наивысшей точки в доме и нужное рабочее давление в водопроводной системе.
- Что касается большой производительности, она обязана составлять не более 80-85% от дебита скважины. Другими словами большая отличие между высотой статического и динамического уровня жидкости в стволе не должна быть больше 1 метр.
Совет! При обустройстве скважины и монтаже водозаборного оборудования своими руками наиболее оптимальным рабочим положением насоса в стволе считается его установка на отметке от -1 до -2 метров ниже динамического уровня жидкости.
Заключение
Как видно из всего написанного, свойство водозаборной системы работать в обычном режиме в течении долгого времени зависит от многих факторов. Исходя из этого для обеспечения ее работоспособности нужен комплексный подход к решению этого вопроса.
В случае если по какой или причине упал уровень воды в скважине для начала нужно узнать, из-за чего это случилось, а после этого последовательно приступать к разрешению неприятности. Дополнительную данные по этому вопросу возможно взять, взглянув видео в данной статье либо почитав другие материалы данной тематики на нашем сайте.
Существует несколько мифов относительно возможности бурении и эксплуатации скважины на воду на участке с высоким уровнем грунтовых вод. Как правило, мнение о невозможности создания источника водоснабжения на заболоченных участках высказывают обыватели, незнакомые с современными технологиями бурения и обустройства скважин для воды. Какие сомнения одолевают владельцев участков, наблюдающих весеннее «наводнение», заливающее лужайки и дорожки возле дома?
- Будет ли скважина давать воду, пригодную для питья?
- Не слишком ли высока стоимость бурения на участке с высоким уровнем грунтовых вод?
- Не станет ли вода заливать участок еще сильнее после того, как завершаться работы по бурению и обустройству водозабора?
На все три вопроса специалисты буровой компании уверенно отвечают: «Нет!»
Защита скважины от проникновения грунтовых вод
Существует два технических решения для защиты устья от загрязнений во время резкого весеннего повышения уровня грунтовых вод:
В герметичном кессоне в скважину не попадут грунтовые воды даже в отсутствие оголовка: воде препятствуют стенки кессона и герметичный ревизионный люк. Скважинный адаптер – недорогая альтернатива кессону, пользуется популярностью у владельцев индивидуальных источников. От грунтовых вод устье защищено герметичным оголовком, а механизм присоединения адаптера к водоподъемной трубе конструктивно не допускает течи.
Функции осадной колонны
Скважина на воду – сложное гидротехническое сооружение: обсадные трубы, герметично соединенные между собой, отсекают водоносные пласты, лежащие выше основного водозабора. Поэтому сквозь стенки обсадной колонны не проникают грунтовые воды. В нижней части колонны обсадных труб монтируется скважинный фильтр, не дающий песку и частичкам глины попасть в воду.
Самую надежную защиту от грунтовых вод обеспечивает двойная обсадка: наружная обсадная колонна собирается из стальных труб, внутренняя – эксплуатационная – из пластиковых.
Минусы и плюсы одинарной и двойной обсадки скважины
При одинарной обсадке, когда обсадная колонна выполняет одновременно роль эксплуатационной, существует риск проникновения в скважину грунтовых вод вследствие износа стенок из-за коррозии. Риск проникновения в скважину грунтовых вод увеличивается если обсадные трубы соединены посредством сварки. Но, как правило, срок службы скважины короче, чем стальной трубы. К тому же только в скважине с одинарной обсадкой можно подключить к водоподъемной трубе скважинный адаптер.
Двойная обсадная колонна представляет собой внешнюю оболочку, смонтированную из стальных труб, и внутреннюю – из труб ПНД. Такая обсадка гарантирует полную защиту от попадания в скважину грунтовых вод. Качество воды в таком источнике выше, так как материал, из которого изготовлены трубы, инертен и не вступает в реакцию с водой, а контакт воды с металлом внешних труб полностью отсутствует. Но стоимость двойной обсадки выше, чем одинарной, и возможность присоединения скважинного адаптера отсутствует.
Не все подземные воды – грунтовые. Отличие грунтовых вод от других видов подземной воды состоит в условиях их залегания в толще горных пород.
Название «подземные воды» говорит само за себя – это вода, которая находится в под землей, то есть в земной коре, в верхней ее части, причем находиться там она может в любом из своих агрегатных состояний – в виде жидкости, льда или газа.
Основные классы подземных вод
Подземная вода бывает разная. перечисли основные виды подземных вод.
Почвенная вода
Почвенная вода содержится в почве, заполняя промежутки между ее частицами, или поровое пространство. Почвенная вода может быть свободной (гравитационной) и подчиняться только силе тяжести, и связанной, то есть удерживаться силами молекулярного притяжения.
Грунтовая вода
Грунтовая вода и ее подвид, называемый верховодкой – это ближайший к поверхности земли водоносный горизонт, залегающий на первом водоупоре. (Водоупор, или водоупорный слой грунта — это почвенный слой, который практически не пропускает воду. Фильтрация сквозь водоупор или очень низкая, или же слой полностью водонепроницаем – например, толщи скальных грунтов). Грунтовая вода крайне непостоянна по многим факторам, и именно грунтовая вода влияет на условия строительства, диктует выбор фундамента и технологии при проектировании сооружений. Дальнейшая эксплуатация созданных руками человека построек также находится под неустанным влиянием меняющегося поведения грунтовой воды.
Межпластовая вода
Межпластовая вода – находится ниже грунтовой воды, под первым водоупором. Эта вода ограничена двумя водоупорными слоями и может находиться между ними под значительным давлением, заполняя водоносный горизонт полностью. Отличается от грунтовой воды большим постоянством своего уровня, и конечно, большей чистотой, причем чистота межпластовой воды может быть следствием не только фильтрации.
Артезианская вода
Артезианская вода – так же, как и межпластовая, заключена между слоями водоупоров и находится там под давлением, то есть относится к напорным водам. Глубина залегания артезианских вод – примерно от ста до тысячи метров. Различные геологические подземные структуры, мульды, впадины и т.п., располагают к образованию подземных озер – артезианских бассейнов. Когда такой бассейн вскрывается при бурении шурфов или скважин, артезианская вода под давлением поднимается выше своего водоносного пласта и может дать очень мощный фонтан.
Минеральная вода
Минеральная вода — интересна для строителя, наверное, только в одном случае, если ее источник окажется на участке, хотя и не вся эта вода полезна для человека. Минеральная вода – это вода, содержащая растворы солей, биологически активных веществ и микроэлементы. Состав минеральной воды, ее физика и химия — очень сложный, это система коллоидов и связанных и несвязанных газов, и вещества в этой системе могут находится как недиссоциированными, в виде молекул, так и в виде ионов.
Грунтовые воды
Грунтовые воды – это первый от поверхности почвы постоянный водоносный горизонт, находящийся на первом водоупоре. Поэтому поверхность этого слоя – свободна, за редкими исключениями. Иногда над потоками грунтовых вод встречаются участки плотных пород – водонепроницаемая кровля.
Залегают грунтовые воды недалеко от поверхности, и поэтому очень зависят от погоды на поверхности земли – от количества атмосферных осадков, движения поверхностных вод, уровня водоемов, все эти факторы влияют на питание подземной воды. Особенность и отличие грунтовой воды от других видов – она безнапорная. Верховодка, или скопления воды верхнего водонасыщенного грунтового слоя над водоупорами из глин и суглинков с малой фильтрацией – это разновидность грунтовой воды, проявляющаяся временно, по сезонам.
На грунтовую воду и непостоянство ее состава, поведения и мощности горизонта влияют как природные факторы, так и деятельность человека. Горизонт грунтовой воды непостоянный, он зависит от свойств горных пород и их водосодержания, близости водоемов и рек, климата местности – температуры и влажности, связанных с испарением и т. далее.
Но серьезное и все более опасное влияние на грунтовую воду оказывает человеческая деятельность – мелиорация и гидротехническое строительство, подземные работы по добыче полезных ископаемых, нефти и газа. Не менее результативной в контексте опасности стала агротехника с применением минеральных удобрений, пестицидов и ядохимикатов, и конечно, промышленные стоки.
Грунтовая вода очень доступна, и если роют колодец или бурят скважину – то в большинстве случаев получают именно грунтовую воду. И свойства ее могут оказаться весьма негативны, поскольку эта водичка зависит от чистоты почвы и служит ее показателем. Все заражения от канализационных протечек, свалок, пестициды с полей, нефтепродукты и прочие результаты деятельности человека попадают в грунтовые воды.
Грунтовая вода и проблемы для строителей
Морозное пучение грунтов находится в прямой и непосредственной зависимости от присутствия грунтовой воды. Разрушения от сил морозного пучения могут быть огромны. При замерзании глинистые и суглинистые грунты получают питание в том числе и от нижнего водоносного горизонта, и в результате этого подсоса могут образовывать целые прослойки из льда.
Давление на подземные части сооружений может достигать огромных величин – 200 Мпа, или 3,2 тн/см2 далеко не предел. Сезонные подвижки грунтов на десятки сантиметров нередки. Возможные последствия действия сил морозного пучения, если их не предусмотрели или учли недостаточно, могут быть: выталкивание фундаментов из земли, затопление подвалов, разрушение дорожных покрытий, затопление и размывание траншей и котлованов и много еще разного негатива.
Кроме физического влияния, грунтовые воды способны разрушать фундаменты и химически, все зависит от степени их агрессивности. При проектировании эта агрессивность исследуется, проводятся как геологические, так и гидрологические изыскания.
Влияние грунтовых вод на бетон
Агрессивность грунтовых вод к бетону различают по типам, рассмотрим их ниже.
По общекислотному показателю
При водородном числе рН менее 4 агрессивность к бетону считают наибольшей, при значении рН более 6,5 – наименьшей. Но малая агрессивность воды вовсе не отменяет необходимости защиты бетона устройством гидроизоляции. Кроме того, имеется сильная зависимость влияния агрессии воды от видов бетона и его вяжущего, в том числе от марки цемента.
Выщелачивающие, магнезиальные и углекислотные воды
Все так или иначе разрушают бетон или способствуют процессу разрушения.
Сульфатные воды
Сульфатные воды относят к наиболее агрессивным к бетону. Ионы сульфатов проникают в бетон и реагируют с соединениями кальция. Образующиеся кристаллогидраты вызывают вспучивание и разрушение бетона.
Методы минимизации рисков от грунтовых вод
Но даже в тех случаях, когда имеется информация о неагрессивности грунтовых вод к бетону в данной местности, отмена устройства гидроизоляции подземных частей здания чревата хорошим уменьшением срока службы бетонных конструкций. Слишком большое влияние оказывают на природу, в том числе грунтовую воду и степень ее агрессии техногенные факторы. Возможность близкого строительства – это одна из причин подвижек грунта и как следствие, изменения поведения грунтовых вод. А химия и ее «накопление», в свою очередь, находится в прямой зависимости от близости сельскохозяйственных угодий.
Учет уровня грунтовых вод, а также сезонных изменений этого уровня – для частной стройки архиважен. Высокая грунтовая вода — это ограничение в выборе. От нее зависит если не вся, то огромная доля экономики индивидуального строителя. Без учета поведения и высоты грунтовой воды нельзя выбирать тип фундамента для дома, принимать решения о возможности устройства подвала и подвального помещения, устраивать погреба и канализационный септик. Дорожки, площадки и все благоустройство участка, включая и озеленение, также требуют на стадии проектирования серьезнейшего учета влияния грунтовой воды. Дело осложняется тем, что ее поведение находится в тесной связи со структурой и видами грунтов на участке. Воду и грунты надо изучать и рассматривать в комплексе.
Верховодка, как разновидность грунтовой воды, может создавать огромные проблемы, и не всегда сезонные. Если у вас песчаные грунты, а дом построен на высоком берегу реки, то сезонных верховодок вы можете и не заметить, вода уйдет быстро. Но если рядом озеро или река, и дом стоит на низком берегу, то даже при наличии песочка в основании участка вы будете на одном уровне с водоемом – как сообщающиеся сосуды, и в этом случае борьба с верховодкой вряд ли будет успешной, как и любая борьба с природой.
В случае, когда грунт – не песок, водоемы и реки далеко, но грунтовая вода очень высокая, ваш вариант – это создание эффективной дренажной системы. Каким будет ваш дренаж — кольцевым, пристенным, пластовым, самотечным или с использованием откачивающих насосов, решается индивидуально, и учесть надо многие факторы. Для этого надо иметь информацию о геологии участка.
В некоторых случаях дренаж не поможет, например, если вы находитесь в низине, а мелиорационного канала поблизости нет и воду отводить некуда. Также не всегда под первым водонесущим слоем оказывается безнапорный слой, в который возможно отвести верховодку, эффект от бурения скважины может быть и обратный – вы получите ключ или фонтан. В случаях, когда устройство дренажа не принесет результата, прибегают к устройству искусственных насыпей. Поднять участок на уровень, где грунтовые воды не достанут вас и ваш фундамент — затратное экономически, но иногда единственно верное решение. Каждый случай индивидуален, и решения хозяин принимает исходя из гидрогеологии своего участка.
Но в очень многих случаях вопрос решается именно дренажом, и важно правильно выбрать его систему и грамотно организовать водоотвод.
Узнать уровень грунтовой воды у себя на участке и отслеживать его изменения – с этими вопросами владельцы индивидуальных участков справляются самостоятельно. Весной и осенью обычно УГВ выше, чем зимой и летом, это связано с интенсивным снеготаянием, сезонностью атмосферных осадков, возможно с затяжными дождями в осенний период. Узнать уровень грунтовой воды можно, измерив его в колодце, шурфе или скважине, от водяного зеркала до поверхности грунта. Если пробить несколько скважин у себя на участке, по его границам, то несложно отследить сезонные изменения УГВ, а на полученных данных возможно принимать решения по строительству — начиная от выбора фундамента и систем водоотвода, и заканчивая планированием огородных посадок, разбивки сада, благоустройством, а также разработкой ландшафтного дизайна.
