1. Почему нужен расчет объема скважины
Звонит мужик из Чехова: "Ребята, насос какой-то бешеный - то работает, то стоит. Что за ерунда?" Приехали, посмотрели. Обычная история - никто не считал, сколько воды в скважине. Поставили насос "как у соседа".
Артезианская скважина - штука хитрая. Вода под давлением сама лезет наверх. Только в трубе ее может быть 200 литров, а может и тонна. От этого зависит, какой насос ставить и как настраивать автоматику.
За годы работы заметил простую вещь. Там, где сначала посчитали объем, потом подобрали оборудование - люди забывают про скважину на десять лет. Поставил и работает. А где делали наобум - мучаются с ремонтами.
В нашем Подмосковье артезианские горизонты глубокие. В Подольске минимум 80 метров до воды, в Домодедово все 120. Представляете, сколько в такой трубе воды? А если диаметр большой - еще больше. Без расчета или переплатите за мощный насос, или будете сидеть без воды, когда вся семья дома.
2. Что такое статический уровень воды
Многие путают два понятия - глубину скважины и уровень воды в ней. Это разные вещи. Пробурили, допустим, на 100 метров. А вода поднялась только до отметки 30 метров от поверхности. Вот эти 70 метров водяного столба и есть ваш рабочий объем.
Статический уровень - когда скважина в покое, насос не работает. Измеряем глубиномером или обычной рулеткой с грузиком. Опускаем до "бульк" - попали в воду. Записываем цифру.
Но тут есть подвох. В артезианских скважинах вода может подняться выше земли и течь сама. Такие фонтанчики часто видим в районе Серпухова или Каширы - там давление в известняке приличное. В этом случае ставим заглушку и измеряем, на какой высоте остановится вода.
Иногда клиенты спрашивают: "А зачем мерить, если и так течет?" Отвечаю просто. Сегодня течет, завтра давление в горизонте упадет. Летом воды больше берут - уровень просел. Нужно знать реальный запас.
3. Формула расчета - проще некуда
Школьная математика, честное слово. Объем цилиндра - помните? V = π × r² × h. Где π это 3,14, r - радиус трубы, h - высота водяного столба.
Радиус - это половина диаметра. Если труба 152 мм (обычная для частных скважин), то радиус 76 мм или 0,076 метра. Высота - те самые метры водяного столба, которые намерили.
Считаем: 3,14 × 0,076² × высота столба. Получаем кубометры. Один кубометр = 1000 литров. Вот и весь объем.
Пример из жизни. Клиент в Щелково, скважина 120 метров, вода стоит на уровне 25 метров от поверхности. Столб воды = 95 метров. Труба стандартная 152 мм.
Считаем: 3,14 × 0,076² × 95 = 1,73 кубометра или 1730 литров. Приличный запас для дома.
Но есть нюанс. Производители труб хитрят. Пишут 152 мм, а внутренний диаметр меньше - стенки же толстые. Для точного расчета берите реальный внутренний размер, не номинальный.
4. Пошаговый алгоритм измерений
Приезжаем на объект с рулеткой и блокнотом. Никакой магии - только точные замеры.
Первым делом смотрим диаметр обсадной трубы. Обычно 133, 152 или 168 мм для частных домов. Записываем внутренний размер - он на 4-6 мм меньше наружного.
Дальше измеряем глубину до воды. Опускаем груз на веревке или рулетке. Как только услышали всплеск - засекаем метраж. Это статический уровень.
Теперь общая глубина скважины. Опускаем до упора в дно. Вычитаем глубину до воды - получается высота водяного столба.
Недавно в Истре делали замеры. Скважина 95 метров, вода на 15-м метре. Столб воды = 80 метров. Труба 152 мм, внутренний диаметр 146 мм. Радиус 73 мм = 0,073 м.
Объем: 3,14 × 0,073² × 80 = 1,34 кубометра = 1340 литров.
Один совет - делайте замеры в разное время года. Весной уровень может быть на 3-5 метров выше, чем осенью. Считайте по минимальному показателю.
5. Готовые цифры для стандартных труб
Чтоб не считать каждый раз, держите шпаргалку. Сколько литров воды помещается в одном метре трубы разного диаметра:
Труба 133 мм - около 14 литров на метр
Труба 152 мм - примерно 18 литров на метр
Труба 168 мм - где-то 22 литра на метр
Труба 219 мм - около 38 литров на метр
Умножаете на высоту водяного столба - получаете общий объем. Быстро и без калькулятора.
В прошлом месяце звонила женщина из Реутова: "У нас труба 152-я, вода стоит 60 метров в высоту. Сколько это литров?" Считаем: 18 × 60 = 1080 литров. Хороший запас для семьи из четырех человек.
А вот клиент из Люберец поставил трубу 219 мм. Водяной столб 45 метров. Получается 38 × 45 = 1710 литров. Такого объема хватит и на баню, и на полив огорода.
Эти цифры приблизительные, но для предварительного расчета подойдут. Хотите точность - считайте по формуле с реальными диаметрами.
6. Для чего нужен расчет объема
Главное - правильно подобрать насос. Слишком мощный будет включаться каждые полминуты, быстро сломается. Слабый не обеспечит нужный напор.
Еще важно для гидроаккумулятора. Если бак слишком маленький по сравнению с объемом скважины, система будет работать рывками. Большой бак - переплата за ненужную емкость.
Знание объема помогает при промывке скважины. Нужно прокачать тройной объем, чтобы полностью обновить воду. Если в стволе 1000 литров, качаем минимум 3000.
Для анализа воды тоже важно. Берем пробы только после полной прокачки застоявшейся воды. Иначе результаты будут неточными.
При установке УФ-стерилизатора или системы очистки тоже смотрим на объем. Производительность оборудования должна соответствовать запасу воды в скважине.
7. Частые ошибки при расчетах
Главная ошибка - мерить диаметр "на глазок". Видят 6-дюймовую трубу, думают 150 мм. А реальный внутренний размер может быть 140 мм. Разница в объеме получается процентов 15.
Вторая беда - неточные замеры глубины. На дне скважины часто лежит песок, ил, куски породы. Груз упирается не в настоящее дно, а в эту кучу мусора. Замер получается неправильный.
Третья проблема - путают единицы измерения. Диаметр мерят в миллиметрах, глубину в метрах, а потом забывают перевести в одни единицы. Получается абракадабра вместо объема.
Четвертая ошибка - не учитывают сезонные изменения. Померили летом, когда уровень низкий, рассчитали объем. А весной вода поднялась на несколько метров. Система работает неправильно.
Пятая - игнорируют состояние скважины. В старых скважинах обсадная труба может деформироваться, зарасти отложениями. Реальный объем меньше расчетного.
На прошлой неделе приехали в Ногинск к клиенту. Жалуется: "Считал-считал, а воды меньше, чем должно быть". Посмотрели - в трубе наросло сантиметра три известкового налета. Диаметр уменьшился, объем тоже.
8. Объем скважины и дебит - разные вещи
Многие путают объем воды в стволе и производительность скважины. Это совсем разные параметры.
Объем - сколько воды помещается в трубе прямо сейчас. Литры, которые можно вычерпать за раз.
Дебит - сколько воды поступает в скважину за час. Это пополнение из водоносного горизонта.
Может быть большой объем, но маленький дебит. Тогда быстро выкачаете весь запас и будете ждать, пока скважина наполнится. Или наоборот - небольшой объем, но мощный приток воды.
Клиент в Электростали хвастался: "У меня в скважине две тонны воды!" А дебит всего 500 литров в час. Включил мощный насос, за полчаса выкачал весь запас. Теперь сидит без воды полдня, ждет пополнения.
А у соседа объем 800 литров, зато дебит 3 кубометра в час. Качает сколько хочет - скважина не пустеет.
Поэтому при проектировании системы смотрим на оба параметра. Объем нужен для расчета оборудования, дебит - для понимания возможностей скважины.