В поисках воды

Дебит колодца или как рассчитать его уровень

Сборник научно-познавательных статей, заметок и публикаций!

В поисках воды

Вопрос «бурить или не бурить?» для владельца загородного дома звучит почти также мучительно, как и для 1амлета «быть или не быть?». С одной стороны, бурить скважину накладно, и для дома без водных «излишеств» вроде бы и не нужно. Но, с другой стороны, где гарантия, что в колодце всегда будет вода? Попробуем разобраться в этих вопросах на примере организации автономного водоснабжения в одном из подмосковных коттеджей

Оборудование для колодца: железобетонные кольца (8 шт.)

Дополнительные материалы: цемент, жидкое стекло.

Стоимость материалов: 18 000 руб.

Стоимость работ: 16 000 руб.

Оборудование для водоснабжения: погружной насос серии SPO с сетчатым фильтром на всасывании (GRUNDFOS, Дания), гидроаккумулятор, манометр, реле давления, фитинги, труба ПНД, трос, крепёж.

Стоимость оборудования: 24 200 руб.

Стоимость работ по монтажу системы автономного водоснабжения: 28 000 руб.

Как правило, такой вопрос не стоит перед владельцами коттеджей, в которых имеется 10 и более точек водоразбора, а также перед застройщиками, планирующими сооружение бассейна, пруда или фонтана на участке. Их однозначно устроит только скважина. Эти водные источники бывают двух типов: песчаные и известковые. Первые бурят на глубину от 12 до 40 м, вторые (их ещё называют артезианскими) — от 60 до 250 м (в зависимости от залегания известняковых слоев). К достоинствам песчаных скважин можно отнести, пожалуй, только относительно невысокую цену — 700-850 руб./пог. м. К минусам — не всегда хорошее качество воды (она может оказаться загрязнённой) и непродолжительный срок службы (6-7 лет). По истечении этого времени скважина заиливается, и её использование становится невозможным. Второй тип скважин обходится дорого — 3600 руб./пог. м, но зато получаемая питьевая вода очень чистая, количество её неограниченно, срок службы намного дольше. Фирмы, производящие бурение известковых скважин, дают на них гарантию 3-5 лет, но если в течение данного срока ваш водный источник служил исправно, то, как правило, он и последующие 40-50 лет будет функционировать. К минусам артезианских скважин помимо высокой цены относится необходимость получать разрешение на их устройство, поскольку каждый из этих источников заносится в кадастр водных ресурсов. Оформление такого разрешения — дело хлопотное и дорогостоящее.

Если в районе участка есть подземные межпластовые воды, оптимальным может оказаться сооружение колодца. На объекте, о котором мы хотим рассказать, хозяин дома, взвесив все «за» и «против», отказался от скважины в пользу колодца. В первую очередь он руководствовался соображениями экономического характера, ведь устройство, а тем более последующая эксплуатация колодца обходится намного дешевле скважины. Но были и другие причины. Напротив дома в 50 м находится колодец общего пользования, который исправно снабжает водой жителей деревни уже на протяжении 50 лет и не пересыхает даже в самое жаркое время. Владелец коттеджа рассудил, что, возможно, удастся попасть в ту же водоносную жилу. Ну и ещё одна причина — небольшой состав семьи. Для трёх человек дебита колодца предположительно должно было хватить. Подсчёты велись следующим образом. В доме будет 8 точек водопотребления (2 умывальника, 2 унитаза, ванна, кухонная мойка, стиральная и посудомоечная машины). Из открытого водопроводного крана при трубе 1/2″ вытекает 0,2-0,4 м3 в час. Расход воды в пиковый период (при одновременном включении всех точек во-доразбора) составляет 1,2-1,5 м3/ч. Но на практике, как правило, никто не пользуется сразу всеми кранами, стиральной и посудомоечной машинами. Суточная же потребность — не более 2-3 м3. Поскольку колодец может дать до 3 м3 воды в сутки (то есть дебит колодца — 0,12 м3/ч), хозяин дома и остановил свой выбор на этом типе водного источника.

Поверхностные насосы способны поднять воду с глубины до 8 м. Но одного этого параметра для выбора агрегата мало. Следует учитывать, что стенки шланга, трубопровода оказывают сопротивление протекающей по ним воде (это так называемые потери по длине трубопровода). Каждый элемент системы водоснабжения (фитинг, изгиб трубы и т. д.) имеет своё сопротивление, поэтому на протяжённых всасывающих трубопроводах при расстоянии до зеркала воды более 7,5 м работа поверхностных насосов может оказаться нестабильной.

Погружные насосы работают в толще воды, и ограничения по глубине зависят только от конструктивных особенностей и предназначения агрегата. Бытовые колодезные насосы функционируют на глубине до 20 м.

Выбор оборудования во многом зависит от расстояния зеркала воды до уровня земли. Меньше 7-8 м — можно ставить как водоподъёмную станцию на основе самовсасывающего поверхностного насоса, так и погружной насос. Больше 8 м — только погружной колодезный (скважинный) насос.

Относительно сроков, в которые лучше всего копать колодец, существуют самые разные мнения. Анализируя доводы, приведённые опрошенными нами специалистами, можно порекомендовать два периода: в самые жаркие и засушливые летние месяцы и зимой, с декабря по февраль (это вполне возможно, ведь почва в средней полосе России не промерзает глубже 1,2-1,5 м). Однозначно не следует проводить данные работы весной, когда высок уровень грунтовых вод. В это время и копать сложно, и с глубиной колодца можно ошибиться.

Работающие на рынке водоснабжения компании обычно не занимаются поиском воды. Приехавшая на объект бригада просто спрашивает у хозяина: «Где копать?» И копает, где указано. А за то, сколько воды будет, и будет ли она вообще, фирма ответственности не несёт. Одни компании честно предупреждают: «Гарантии на воду не даём!», а другие предпочитают умалчивать об этом. Клиенту остаётся либо слепо рисковать, либо приглашать специалиста по поиску воды («лозоходца»), который с помощью ивового прутика или согнутой под прямым углом проволоки (рамки) из цветного металла определит зону нахождения водоносных жил.

Работы по созданию колодца

СНиПов, регламентирующих устройство шахтных колодцев, не существует (некоторые требования к ним имеются в СанПиН 2.1.4.544-96 и СанПиН 2.1.4.1175-02), а потому работы различными фирмами ведутся хотя и похоже, но не по одинаковому «сценарию». Зачастую сначала копают яму, в неё укладывают первое кольцо, и копатель продолжает рыть грунт внутри него, добиваясь равномерной осадки кольца. По мере заглубления оно под собственным весом уходит в землю, а сверху устанавливают следующее. На объекте, о котором мы ведём речь, с доставкой колец произошёл технический сбой, о чём рабочие узнали уже после того, как углубились в землю на четыре кольца. Но не будем забегать вперёд, расскажем всё по порядку.

Место для источника выбрали в 4 м от дома (расстояние от колодца до капитальных сооружений должно составлять не менее 3 м, чтобы из-за разуплотнения грунта не произошло нарушения устойчивости их основания). Используя короткую штыковую лопату, один из рабочих копал, а второй сколотил опору (деревянные козлы) для ворота и установил над шахтой. К вороту привязали ведро, с помощью которого вынимали из шахты грунт. Когда землю вырыли на глубину 4 м, и стало понятно, что кольца привезут лишь на следующий день, копать прекратили.

Доставленные на второй день бетонные кольца по одному стали опускать в колодец, закрепив трос за технологические отверстия. Грунт выбирали до тех пор, пока его можно было удалять вперемешку с водой. Прибывающую воду вычерпывали вёдрами, которые поднимали с помощью ворота. На дне песчаного колодца обычно устраивают фильтр из кварцевого песка, щебня или гравия. Но в этом случае от фильтра отказались, поскольку колодец проходил в глинистом слое, и дно источника рано или поздно заилится.

Всего в шахту уложили семь колец, а восьмое, установленное на поверхности, стало оголовком колодца. (Оголовок должен выступать над землёй на 0,7-0,8 м.) Технологические отверстия и швы между кольцами аккуратно и надёжно загерметизировали. В стенке колодца, ниже глубины промерзания, сделали отверстие, в которое вставили резиновую муфту и через неё проложили пластиковую трубу диаметром 100 мм в дом. Впоследствии через неё будет выходить подающий патрубок от насоса. Наустье колодцаустроили глиняный «замок» в виде кольца высотой 1 м от земли и шириной до 1,5 м от стенок колодца. Поверхность «замка» выполнили с уклоном от колодца.

Роман Марихбейн, инженер по продажам компании GRUNDFOS:

«Прежде чем устанавливать погружной колодезный насос, следует быть уверенным, что он не выкачает всю воду из колодца и не будет работать «всухую». Для этого предусматривают специальные системы контроля уровня жидкости — поплавки. Как только поплавок опускается ниже определённой глубины, работа устройства автоматически останавливается. Лучше выбирать насос, в котором такая система уже встроена. В этом случае нет необходимости в приобретении и подключении дополнительных элементов автоматики. Второе, на что следует обратить внимание, это расстояние от зеркала воды (в самый засушливый период) до дна колодца. Погружные колодезные насосы должны забирать воду с глубины не менее 0,5 м, а лучше — около 1 м от дна. Это гарантирует отсутствие в подаваемой воде частичек земли и песка, снижающих качество воды и способствующих ускоренному износу системы водоснабжения и насоса. Перед запуском агрегата нужно убедиться, что объём воды в колодце и дебит колодца (объём воды, поступающий в него за час) суммарно позволяют насосу работать достаточное количество времени и удовлетворять потребность в воде. В противном случае произойдёт опустошение источника и отключение устройства по сигналу поплавка «сухой ход». Кроме того, необходимо установить на оборудовании приёмный клапан и следить за тем, чтобы вода в теле насоса не замерзала — это чревато поломкой».

На следующий день вода в колодце поднялась до середины пятого кольца. Итак, первая задача — создать водный источник — была решена. Оставалось решить вторую задачу — доставить из него воду в дом. Для этой цели можно использовать поверхностные, погружные насосы либо насосные станции. Устройства для водоснабжения — тема отдельной статьи, так что остановимся лишь на основных моментах. Выбор оборудования в данном случае определили несколько факторов. Поверхностный насос в силу своих характеристик не справился бы с водообеспечением коттеджа, поэтому предстояло выбрать между погружным насосом и насосной станцией. Последнюю устанавливают либо в утеплённом кессоне рядом с колодцем (а таковой отсутствовал), либо в доме. Единственное помещение, где могло находиться это оборудование, — санузел первого этажа. Но поскольку большинство насосных станций работает очень шумно (как и поверхностные насосы), отданного варианта хозяева отказались. Для подъёма воды из колодца был использован погружной насос GRUNDFOS серии SPO производительностью до 6,3 м3/ч и с напором до 71 м. Прибор снабжён поплавковым выключателем, который автоматически отключает насос при падении уровня воды ниже заданного (защита от «сухого хода») и включает его при восстановлении уровня. Модель также имеет специальную решётку на линии всасывания, защищающую устройство от проникновения мелких частиц песка и грязи.

Следует учитывать, что без «аксессуаров» насос работать не сможет.

Чтобы организовать систему водоснабжения на его основе, необходимо приобрести и установить напорный бак (гидроаккумулятор), предохраняющий насос от частых включений и защищающий водопровод от резких гидравлических ударов; реле давления для автоматизации работы оборудования; обратный клапан для предотвращения самопроизвольного опорожнения системы при остановке насоса и т. д. Установив крепления в верхней части колодца, на них повесили трос, к которому привязали насос. Его опустили в колодец таким образом, чтобы всасывающий патрубок отстоял от дна шахты на 1 м. Подающий патрубок от насоса протянули через предварительно уложенный под землёй трубопровод в дом. После этого в помещении санузла установили все необходимые «аксессуары» к насосу и смонтировали водопровод из полипропиленовых труб. Подключили сантехприборы и вывели канализационный слив в подготовленную заранее систему глубокой биологической очистки стоков. На этом монтаж автономного водопровода в коттедже был завершён. Тест пробы воды показал её соответствие санитарно-гигиеническим требованиям.

Сергей Верижский, инженер ООО «ЦЕНТР ОВМ»:

«При выборе насоса для автономного водоснабжения в первую очередь необходимо определиться с его расходом и напором. Первый показатель рассчитываем следующим образом: вычисляем водопотребление всех точек водоразбора, включённых одновременно. Для этого суммируем все точки, умножаем получившееся число на коэффициент 0,8 и величину расхода каждой точки (примерно 0,6 м3/ч). Найденный результат и есть искомая величина. Второй показатель складывается из трёх составляющих. Первая — высота от уровня воды в колодце до верхней точки водоразбора в доме. Вторая — рабочее давление в водопроводе (не менее 2 бар, что соответствует 20 м напора). Третья составляющая — потери напора на трение при прохождении воды по трубам (определяют по справочным таблицам). Суммируя все эти параметры, мы получаем показатель напора, который должен дать насос.

Очень важно не только правильно выбрать оборудование, но и грамотно установить его в колодце. На этом этапе нередко встречаются ошибки. Так, например, подсоединяют к насосу металлопластиковую трубу, но для веса прибора (более 20 кг) прочности такой трубы недостаточно. От колебаний насоса в колодце трубу может перекрутить, в итоге она лопнет. Мы рекомендуем для водоотведения использовать трубу из ПНД».

Чтобы определить дебит (производительность) колодца, поступают следующим образом. Измеряют объём воды, затем часть её откачивают и засекают время, в течение которого уровень воды поднимается до первоначального показателя. Для расчёта применяют формулу: Д=V-60/t, где Д-производительность колодца (л/ч); V — объём воды в колодце до откачки (л); t — время восстановления уровня воды плюс время, ушедшее на её откачку (мин.); 60 — числовой коэффициент.

Потоки грунтовых вод, питающие колодец, существуют повсеместно, но сказать заранее, какой будет производительность вашего водного источника, сложно. Это во многом зависит от глубины залегания грунтовых вод и их запасов. Например, на низких речных террасах глубина залегания подземных вод может быть от 1 до 4 м, а на водораздельных плато, возвышенностях- 10-15 м. Все особенности движения потока грунтовых вод можно проследить по карте гидроизогипс (линии одного уровня грунтовых вод), которая, как правило, имеется у специалистов-гидрогеологов вашего региона проживания.

MySQL: 0.0010 s, 5 request(s), PHP: 0.0492 s, total: 0.0503 s, document retrieved from cache

admin