Длина фильтра и дебит скважины: расчёт по ГОСТ
Стандарт даёт четыре формулы, по которым считают, сколько воды пропустит фильтр данной длины. Разбираем их на примере бытовой скважины на среднем песке.
Четыре формулы стандарта
Приложение В ГОСТ Р 71495-2024 связывает дебит, диаметр и длину фильтра. Водопропускная способность фильтра f (м³/сут) = допустимая входная скорость Vф (м/сут) × рабочая площадь F (м²) — формула В.1. Рабочая площадь F = π · d · l4, где d — наружный диаметр фильтра в метрах, l4 — длина фильтрующей части (В.2). Допустимая входная скорость Vф = 65 · ∛K, где K — коэффициент фильтрации водоноса в м/сут (В.3).
За рабочую площадь берут всю наружную поверхность фильтра, если скважность каркаса больше 25 %, иначе — только площадь щелей (В.5). У заводского фильтра скважность зависит от ширины щели; при узких щелях считать стоит по площади щелей.
Пример: фильтр Ø 125 на среднем песке
Средний песок, K = 10 м/сут по таблице В.1. Входная скорость Vф = 65 · ∛10 ≈ 65 · 2,15 ≈ 140 м/сут. Фильтр Ø 125 мм длиной 3 м: F = 3,14 · 0,125 · 3 ≈ 1,18 м². Водопропускная способность по наружной поверхности f ≈ 140 · 1,18 ≈ 165 м³/сут, то есть около 6,9 м³/ч.
Это верхняя оценка — предел, который пропустит сам фильтр при полной скважности. Реальный дебит ограничен пластом: его водообильностью, понижением уровня и сопротивлением обсыпки. На практике бытовая скважина на песке даёт 0,5–2 м³/ч, и трёхметровый фильтр Ø 125 для неё — с запасом.
| Фильтр | F, м² | Мелкий песок, K=3 | Средний, K=10 | Крупный, K=25 |
|---|---|---|---|---|
| Ø 90 | 0,85 | ≈ 80 м³/сут | ≈ 119 м³/сут | ≈ 162 м³/сут |
| Ø 125 | 1,18 | ≈ 111 м³/сут | ≈ 165 м³/сут | ≈ 224 м³/сут |
| Ø 140 | 1,32 | ≈ 124 м³/сут | ≈ 185 м³/сут | ≈ 251 м³/сут |
Обратная задача: длина по дебиту
Формула В.4 даёт диаметр по нужному дебиту и длине; её же можно обратить и получить длину: l4 = f / (π · d · Vф). Нужно 48 м³/сут (2 м³/ч) из мелкого песка (K = 3, Vф ≈ 94 м/сут) фильтром Ø 125: l4 = 48 / (3,14 · 0,125 · 94) ≈ 1,3 м. Но пункт В.1 напоминает: длина фильтра зависит и от мощности водоносного слоя — фильтр короче слоя теряет часть притока, длиннее слоя — работает впустую.
Правило для заказа
Фильтровую часть делают на всю мощность водоноса, но не короче 2–3 м; для тонких пластов — не короче самого пласта плюс запас 0,5 м на неточность отбивки. Заводской фильтр — отрезок 3 м; на мощный пласт ставят два отрезка подряд. Заказ — на странице щелевых фильтров.
Частые вопросы
Сколько метров фильтра нужно на бытовую скважину?
Обычно один отрезок 3 м на мощность водоноса 2–4 м. На мощный пласт 5–6 м — два отрезка.
Чем длиннее фильтр, тем больше воды?
Только пока фильтр стоит в водоносе. Часть фильтра выше или ниже пласта воды не даёт, а щели в глине забиваются.
Что такое коэффициент фильтрации и где его взять?
Это скорость, с которой вода движется в грунте, м/сут. Ориентировочные значения по типу грунта — таблица В.1 стандарта, воспроизведена в статье про ширину щели.
