Как работает скважина на воду: Скважина на воду принцип работы схема и устройство

Скважина на воду принцип работы схема и устройство

Владельцы дач и загородных домов нуждаются в обустройстве собственной системы водоснабжения. Далеко не всегда для них открыта возможность подключения к центральной магистрали. В таком случае идеальным решением станет обустройство собственного источника. Прежде, чем приступить к активным действиям, следует ознакомиться с теоретическим аспектом, узнать принцип работы скважины и варианты её бурения.

Способы бурения

Перед выяснением ответа на вопрос, как устроена скважина, вполне логично будет изучение методов и устройств, способствующих её формированию. Возможные варианты бурения:

• Алмазное бурение . Названо по типу рабочего инструмента. Применяется крайне редко из-за его высокой стоимости.
• Турбинное бурение . Скважины на воду появляются благодаря применению турбобура. При обороте турбины он совершает поступательные движения. В процессе используются бурильные трубы.
• Электробур . Эксплуатация устройства предполагает его предварительное подключение к источнику энергии. Процесс бурения легко контролируется с поверхности.
• Гидродинамическое бурение . Его использование актуально для создания бесфильтровых конструкций. Незаменимо в случаях, когда важно строго придерживаться формы.
• Шнековое бурение разрушает породу, которую после подымают наверх. Применяют при работе с мягкими породами для неглубоких скважин. Подобная методика очень популярна, но совершенно не подходит для работы с твёрдыми участками.
• Пневмоударное бурение . Актуально для применения на небольших глубинах. Отличается высокими энергозатратами, поэтому редко используется владельцами дач.
• Винтовые двигатели . Работа с ними напоминает турбинное бурение. Относительно небольшие габариты винта делают более комфортной его эксплуатацию. Часто используется для создания водозаборных систем на дачных участках.

Основные этапы бурения на следующем видео:

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

Рекомендуем к прочтению:

Принцип работы скважины

Принцип работы идентичен для всех разновидностей водозаборных скважин. В чём он заключается?

1. После бурения скважины производится монтаж обсадной трубы. Она может быть стальной или пластиковой, перфорированной или асбестоцементной. Подобное устройство защищает стенки от осыпания, в результате которого вода загрязняется, а источник со временем перестаёт функционировать.
2. Первичную очистку жидкости от твёрдых частиц исполняет фильтр. Его фиксируют к нижней части обсадной колонны. Для этого выжигают или высверливают отверстия. Перфорированную часть устройства покрывают фильтровальной сеткой.
3. Для герметизации устья используют оголовок
4. Насос по трубам поднимает воду. Его устанавливают после устройства обсадной колонны.

Важно! Предварительно к насосу подсоединяют обратный клапан, кабель и напорную трубу. Мощность оборудования рассчитывается на основании данных – удалённость скважины от потребителя; расстояние между водоносным слоем и землёю.

1. Водоподъёмную трубу присоединяют к водопроводной.
2. Утепляют скважину.
3. Устанавливаются все необходимые элементы для автоматизации водоснабжения, в том числе и система контроля давления.

Функциональные узлы скважины

Скважина имеет достаточно много элементов:

• Водозабор. Для его устройства характерно наличие сетки и обратного клапана.
• Всасывающая магистраль. Через неё вода поступает в корпус насоса или насосной станции.
• Непосредственно насос. Всасывает жидкость и под давлением поднимает её вверх.
• Реле давления.
• Гидроаккумулятор. Защищает от гидроударов.
• Электромотор.

Инвентарь для обустройства скважины

Чтобы наладить работу скважины, нужно использовать следующие элементы:

• Насос со страховочным тросом и электрокабелем для последующего подключения.
• Автоматическое устройство, которое будет регулировать напряжение и беречь двигатель от перегревания.
• Гидропневмобак. Его задача – защитить от гидравлических ударов, отрегулировать давление, уменьшить частоту включений-выключений насоса. Размеры бака варьируют от 10 до 10000 литров. Оптимальный объём для среднестатистического дома – 100 л.
• Кессон. Стальной бак служит для защиты оборудования, необходимого для подъёма воды. Устанавливается на глубине 0,5-1 м.

Внимание! Конструкцию обязательно нужно утеплить и гидроизолировать.

• Провод (который обеспечивает бесперебойное снабжение) и водопроводные трубы (выводят от кессона к дому).

Последовательность подключения элементов

Схема подключения скважины на воду имеет следующий порядок:

Рекомендуем к прочтению:

• Снаружи обустройство водопровода начинается с определения показателей: глубина источника и мощность насоса. Большинство насосных агрегатов имеют встроенный обратный клапан, в противном случае его нужно будет установить.

Важно! Обратный клапан удерживает воду под давлением.

• Присоединение трубопровода не должно вызывать каких-либо сложностей. Их монтируют после соединение обсадных труб с оголовком и муфтой. Следует обязательно убедиться в герметичности мест стыковки, иначе труба может сорваться в процессе эксплуатации. Диаметр водопроводных труб должен превышать 3,2 см.
• Между скважиной и домом вырывают ров. Трубы прокладывают на глубине 0,5-1 м и утепляют минватой.
• Решив поставлять воду при помощи надземных коммуникаций нужно также позаботиться об их утеплении. Иногда для этого прокладывают греющий электрокабель.
• В заключение внешних работ в фундаменте здания пробивают отверстие около 5 см. вставляют в него гильзу и вводят трубы. Участок герметизируют монтажной пеной.

Обустройство скважины на воду можно посмотреть на видео:

Схема устройства скважины

Обустройство скважины может иметь различные вариации. Схема зависит от материалов изготовления и вида скважины.

В целом схема устройства выглядит так:

• Вода поднимается из водоносного слоя, проходит сквозь фильтр и оказывается внутри выработки с круглым сечением.
• Включённый насос направляет жидкость по водопроводной трубе.
• Вода движется вверх и попадает в приёмник, а оттуда в водопровод.

Конструкция артезианской скважины наглядно отражена на фото:

Бурение скважины внутри дома на воду можно ли

Если вы — владелец частного дома, то, вполне вероятно, что центрального водоснабжения по посёлку нет и в этом случае необходимо бурить или копать собственный источник. Сегодня популярным вариантом является скважина внутри дома, поскольку считается, что это наименее затратный и более удобный вариант. Однако все ли так гладко и с чем придётся столкнуться при устройстве источника внутри помещения, мы расскажем вам в этом материале.

Какие скважины пригодны для обустройства в помещении?

Если вы решили использовать в качестве источника индивидуального водоснабжения скважину и хотите бурить её исключительно в доме, то вам нужно знать, что в подвале или любом другом вспомогательном помещении постройки можно оборудовать три типа источников:

Рекомендуем к прочтению:

• Источник на песок. Такая скважина имеет глубину от 5 до 35 метров. Вода в этом случае забирается из верхнего первого водоносного горизонта. Скважина на песок бурится быстро (в течение 1-2 дней) с использованием самого простого негабаритного бурового оборудования. Вода из такого источника может быть как качественной, так и не очень (как повезет). Но главными критериями для забора качественной жидкости из источника на песок являются отсутствие близрасположенных промышленных предприятий, соседских септиков, автотрасс и пр.
• Можно бурить внутри дома и артезианский источник. Глубина его варьируется от 50 до 200 метров. Главной отличительной чертой такого источника является вода высокого качества. Однако в ней часто содержится большое количество железа, что требует дополнительной очистки жидкости на входе воды в дом. Срок службы артезианского источника составляет от 50 и выше лет. Но и устройство его займёт около недели, а для бурения скважины артезианского типа понадобится сложное буровое оборудование.
• Можно в помещении делать и простой абиссинский колодец. Такая скважина еще носит название «игла» благодаря своей конструкции и способу бурения. Дело в том, что обсадная труба абиссинского колодца имеет диаметр всего 2,5-3 см, а для его бурения используется специальный острый стальной наконечник по типу иглы. Делать такую скважину в доме рекомендуется в том случае, если вы надумали провести устройство индивидуального водоснабжения уже в жилом доме. Срок службы абиссинского колодца составляет от 8 до 15 лет. А глубина залегания водоносного пласта составляет от 10 и более метров.

Источник в доме: преимущества

Если вы решили, что вам можно и нужно бурить источник в доме, то нелишним будет ознакомиться и с положительными сторонами такого устройства источника:

• Так, конструкция «дом-скважина» позволяет существенно сэкономить средства на обустройство системы водоснабжения. То есть, нет необходимости копать траншеи под укладку труб, утеплять их. Но при этом стоит учесть, что бурение помещении будет выгодным с точки зрения затратности только в том случае если бурить на этапе строительства дома. В уже готовом помещении скважина и её бурение будут невыгодными.
• Скважина внутри помещения полностью застрахована от промерзания. Поэтому, опять-таки, имеет место быть экономия семейного бюджета.

Важно: принимать решение о бурении источника в пределах помещения необходимо очень взвешенно. А поэтому изучите и недостатки бурения источника в доме.

Источник в доме: недостатки

Устройство водозаборной конструкции «дом скважина» имеет и свои минусы. И их желательно изучить подробно, перед тем как делать систему индивидуального водоснабжения:

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

Рекомендуем к прочтению:

• Так, любая скважина не вечна, а поэтому иногда необходим ремонт. Источник может засориться, вода в нём может закончиться, или выйдет из строя погружной насос. В любом из случаев потребуется делать ремонт скважины. Стоит ли говорить, что промывка и углубление источника — дело очень шумное, грязное и требующее большого пространства. Готовы ли вы в случае проведения ремонта скважины в помещении пожертвовать своими квадратными метрами? Или придётся бурить и делать новую скважину уже вне дома, а старую заглушить навсегда.
• Если скважина бурится на этапе строительства, то это выгодно. Бурение же в уже готовом доме обойдётся дороже. К тому же часто специалисты либо не берутся за выполнение работ если места слишком мало, либо не дают гарантии на такую скважину по причине несоответствия технических условий для бурения. Вариант с абиссинским колодцем в эту категорию не попадает. Пробурить такой источник можно с наименьшими затратами.
• Срок службы источника воды в помещении может быть в разы меньше, чем скважина снаружи.
• Слишком вероятно наличие шума от работающей насосной станции в доме. А акустика подвала «подольет масла в огонь».
• Устройство скважины в помещении требует повышенной гидроизоляции подвала, поскольку влага в доме будет собираться годами и способствовать размножению грибка на стенах. Вывести плесень в этом случае очень сложно. Да и здоровью домочадцев — вред. Как вариант, вскоре придётся заглушить источник и полностью обработать помещение от плесневого грибка.

Что учесть при бурении в доме?

Если вы решили, что устройство и бурение скважины для воды в помещении — это ваш вариант, то специалисты рекомендуют учесть несколько важных моментов при проведении работ:

• Бурить источник на воду лучше всего еще на этапе строительства дома и возведения фундамента. Будет отлично, если скважина будет отмечена на проектной документации и под неё будет отведено достаточно места.
• Не стоит располагать над помещением со скважиной жилые комнаты, как то спальня, гостиная, детская. Шум от работающей станции будет мешать, а возможная сырость испортит весь ремонт.
• Бурить скважину для воды можно и нужно в некотором отдалении от фундамента. Желательно отодвинуть скважину от основания не менее чем на 1 метр. А то и больше.
• Возводить фундамент и всю остальную конструкцию лучше через 1-2 месяца после бурения. И желательно в течение этого времени усиленно эксплуатировать источник с водой, чтобы сразу на этапе строительства выявить все возможные недочеты и устранить их.
• Вокруг пробуренного источника воды можно и нужно оставлять достаточно места для его обслуживания.

Важно: устройство артезианской скважины как внутри помещения, так и снаружи, требует наличия проектной документации, журнала бурения и специального разрешения на эксплуатацию источника от органов Ростехнадзора. При этом стоит помнить, что специалисты всегда против устройства источника внутри помещения. Пробурить скважину вне дома, то есть снаружи, всегда легче, чем проводить работы внутри здания.

их виды и способы бурения, схема и устройство, основные компоненты и принцип работы

Решив обзавестись личной скважиной, владельцы частных домов, дач и земельных участков стоят перед выбором способа её бурения. Чтобы принять верное решение, необходимо знать устройство трубного колодца и картину залегания водоносных пластов. Принцип работы и схема скважины на воду достаточно просты, и для их понимания не требуется специального геологического образования.

Устроение скважины для воды

Скважина — это общее наименование горных выработок круглого сечения, у которых диаметр намного меньше глубины. Под «скважиной на воду» обычно подразумевают искусственное вертикальное отверстие в земле для добывания этого ресурса. Ещё их называют трубными колодцами по аналогии с традиционными шахтными колодезями.

Водяные скважины бывают:

• Абиссинские, глубиной до 30 м. Их тонкая обсадная (она же и питающая) труба с фильтром забивается в землю на нужную глубину. Их предназначение такое же, как и у пробурённых вручную песчаных колодцев.
• На песок ручного бурения, глубиной до 40 м. Бурятся вручную ударно-канатным методом. Устанавливаются как в напорные, так и в безнапорные водоносные слои для получения технической и питьевой воды.
• Машинного бурения, глубиной до 80 м. Проходятся буровыми установками до песчаных или иных водоносных слоёв, доступных в данной местности. Как правило, этот метод используют, когда хотят получить чистую питьевую воду.
• Артезианские, большой глубины — свыше 100 м. Сооружаются специальными буровыми установками для получения в больших количествах исключительно чистой питьевой или минеральной воды.

Традиционные шахтные колодцы тоже можно в некотором приближении считать разновидностью скважин. Их бурят с помощью специальной установки или копают вручную.

Колодцы сооружают там, где есть родники — в местах выхода на поверхность чистых подземных вод. Либо роют до песчаного водоносного слоя. Глубина колодца обычно 4–12 м.

Особенности конструкции

Все скважины устроены одинаково, некоторые отличия будут иметь только те из них, которые пробурены в скальных породах. Устройство скважины на воду, схема которой приведена на рисунке 2, похоже на конструкцию того же классического колодца. Имеет такое устроение:

1. Пробурённое в грунте отверстие обсаживается трубой для укрепления его стенок и отсечения вышележащих грунтов и вод.
2. Забой трубы (нижний конец) должен находиться в водоносном пласте, из которого вода поступает в резервуар обсадной колонны и образует в нём столб определённой высоты. Толщина используемого водоносного пласта должна быть не меньше, чем длина фильтра.
3. В нижней части обсадки устанавливают фильтр, соответствующий фракции наполнителя слоя-водоноса. Для скважины на песок фильтрующий элемент — это мелкая сетка. В глубоких артезианских колодцах фильтр не нужен вовсе.
4. Фильтр может быть как внешним, сделанным снаружи обсадной трубы непосредственно возле её забойной части, так и внутренним (погружным). В последнем случае он выходит из нижнего края трубы и располагается в водоносном слое.
5. Верхняя часть готового колодца (устье) оснащается соответствующим его назначению образом. Это может быть: оборудование кессона, колонки, подземный вывод трубы от погружного насоса в дом и установка наружного электрического или ручного насоса. Вода снизу подаётся с помощью питающей трубы, опущенной внутрь обсадной колонны.
6. На поверхности между трубой обсадки скважины и землёй ставится глиняный замок. Это не позволяет загрязнителям с поверхности проникать в глубину скважины с наружной части трубы. На устье ставится защитный оголовок (рис. 1, 2).

Иногда в каменистых грунтах бурят колодцы без обсадки. Оборудуются и работают они так же, как и обсаженные. Общая схема проходимых при бурении грунтов показана на рисунках 1 и 3.

Основные компоненты

Самыми важными компонентами трубного колодца являются обсадная труба и фильтр. Пробурённую и обсаженную скважину с фильтром после прокачки и определения дебита можно считать практически готовой.

Обсадные трубы бывают пластиковые или стальные и состоят из сегментов, которые могут иметь резьбовое или сварное соединение. В любом случае оно должно быть прочным и водонепроницаемым. Недопустимо использование резьбовых муфт или толстых сварных швов — их выступающие наружу части будут препятствовать погружению трубы в грунт.

Рис.1

Рис. 2

И стальные, и пластиковые трубы имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому иногда для обсадки используют обе трубы – стальную снаружи и пластиковую внутри.

Внешний фильтр (рис.1) изготавливается на околозабойной части обсадной трубы. Для этого в ней сверлятся или прорезаются отверстия, поверх которых на трубу наматывается нержавеющая проволока, а на неё — мелкая сетка из не окисляющегося в воде материала.

Погружной фильтр — отдельное изделие, каркасное или изготовленное из части трубы меньшего сечения, чем внутренний диаметр обсадки. Изготавливается так же, как и наружный. В верхней его части монтируются уплотнительные кольца (сальники) для предупреждения попадания песка снизу во внутренний резервуар колонны. Верхняя часть фильтра остаётся в трубе при его установке, а фильтрующий элемент выходит из обсадной колонны и пребывает в песке (рис. 2, 3).

Предпочтительнее применять внутренний погружной фильтр. В отличие от наружного, его можно вытащить при проведении капитального ремонта. К тому же он не засоряется в процессе заглубления обсадки при бурении.

Для работы наружного ручного или электрического водяного насоса применяется питающая труба с обратным клапаном в нижнем окончании. Её сечение меньше, чем у обсадки, и должно соответствовать характеристикам насоса.

При оборудовании колодца погружным насосом в качестве питающей может применяться труба или шланг с обратным клапаном или без него.

На обустройстве скважины не стоит экономить. От качества обсадки с фильтром зависит её срок службы и эффективность. Так, пластиковая обсадная труба обойдётся дешевле стальной, но из-за меньшей прочности её нельзя использовать там, где есть риск смещения грунта или плывуны.

Функционирование трубного колодца

Принцип работы скважины на воду прост, как и у всех колодезей. Вода из-под земли поступает через фильтр в нижнюю часть трубы, играющую роль резервуара-колодца. Под давлением снизу она поднимется в нём выше водоупорного покрова слоя-водоноса (артезианский эффект) и устанавливается на уровне грунтовых вод (для скважин «на песок»). Из обсадной колонны, как из колодца, добываемый ресурс выкачивается на поверхность. Погружной насос или заборный конец питающей трубы наружного насоса должны быть опущены ниже динамического уровня воды (рис. 2), который обусловлен дебитом трубного колодца.

Рис. 2

Скорость притока воды в скважину называют её дебитом. Он выражается в объёме за единицу времени. Если, например, нужно из скважины ежечасно выкачивать 3 куб. м воды, а поступает в неё только 1 куб. м в час, то дебит колодца называют низким.

Как работает скважина на воду изображено на рисунках 1—3. Для нормального функционирования она должна быть опущена в напорный водоносный слой, который будет обеспечивать регулярный приток в неё воды. В этих пластах воду содержат такие твёрдые породы разных фракций:

• крупный песок;
• песчаники;
• гравий;
• галька;
• известняк;
• скальные трещины.

Как правило, чем глубже расположен водоносный слой, тем крупнее фракция его наполнителя. Так, неглубокие скважины на воду опускаются в песчаные водоносные слои, а сверхглубокие черпают воду из трещин в скальных и известняковых породах.

Верный выбор водоносного слоя и качественно изготовленный фильтр обеспечат несколько десятилетий исправного водоснабжения дома или участка.

Скважина на воду | Что нужно для бурения скважин на воду

1 вопрос: Артезианские и песчаные скважины

В Московской области существует два типа водоносных пород. Это песчаник и известняк, который называют артезианским горизонтом. Водоносный известняк залегает на всей территории области. Неглубокие и глубокие пески можно найти не в каждом населенном пункте.

Преимущества артезианской скважины перед колодцем на песок:

1. Высокая водоотдача: 3000-5000 литров против 1000 литров за час.
2. Увеличенный срок службы: от 50-60 лет против 8-10 лет.
3. Более чистая вода. Меньший уровень загрязнения по СанПиН.
4. Стабильная водоотдача в течение года, без сезонных колебаний.
5. Нет риска пересыхания или промерзания глубокого источника.

В перспективе выгоднее бурить на известняк. Себестоимость воды из артезианской скважины ниже. Песчаный колодец требует расходов на очистку от заиливания, повторного бурения при обмельчании. Артезианская скважина будет полвека обеспечивать участок и почти не требовать обслуживания.

2 вопрос: Шнековая и роторная технология бурения. Какую выбрать?

Шнековая технология бурение считается простой и эффективной. Шнек ввинчивается в грунт и постепенно добирается до водоносного слоя. При погружении шнека отработанный грунт выносится наружу. Технология подходит для мягких и сухих грунтов. Встреча с твердым камнем может привести к поломке техники. Бурение по шнековой методике стоит дешевле, чем использование роторных машин.

Роторное бурение проводится с помощью трубы, внутри которой находится вращательный вал. Он погружается в грунт под высоким давлением. Требуется промывка шахты водой, чтобы очистить ее от породы и снизить нагрузку на вал.

Роторная технология применяется на любых грунтах, даже скалистых. Метод отличается высокой производительностью. Он позволяет бурить на большую глубину за короткие сроки.

3 вопрос: Как выбрать материал обсадных труб?

Для укрепления стенок шахты применяется обсадная колонна. Она не дает грунту осыпаться вниз. Изолирует питьевую воду от смешивания с грязной водой из верхних слоев почвы. Для монтажа обсадки мы советуем применять трубы из нПВХ.

Преимущества нПВХ труб перед стальными:

• Увеличенный срок службы материала (до 50 лет).
• Стенки труб способны выдерживать большие нагрузки.
• Материал не подвержен коррозии, в отличие от железа.
• В состав труб входят безопасные для здоровья материалы.
• Материал инертен, не вступает в реакцию с водой.
• Трубы нПВХ не загрязняют почву и питьевую воду.
• Материал хорошо переносит колебания температуры и гидроудары.
• На гладкой поверхности не развиваются водоросли и бактериальные колонии.

Технические характеристики обсадной колонны подбираются индивидуально. На выбор диаметра и толщины стенок влияет вид грунта, глубина и уровень водоотдачи.

Подробное сравнение обсадных труб

Мы подготовили равернутый материал про обсадные трубы. В нем мы сравнили их характеристики, преимущества и недостатки.

Интересно? Переходите по ссылке, чтобы почитать.

4 вопрос: Что такое обустройство скважины?

После бурения нужно установить технику для подъема воды и проложить водопровод до жилого дома. Мы предлагаем готовые схемы для обустройства. В большинстве проектов мы используем металлический или пластиковый кессон. Это подземный резервуар, внутри которого находится техника. Он изолирует оборудование, позволяет сэкономить место в доме. Вместо кессона может быть установлен адаптер, если планируется монтаж техники в отдельной комнате.

Жилой дом и скважину соединяет трубопровод. Он прокладывается ниже уровня промерзания грунта. Дополнительно можно установить подогревающий кабель. Это гарантированно защитит трубы от промерзания при низких температурах. Для полива участка можно сделать отдельный вывод на поверхность.

5 вопрос: Что такое скважина под ключ

У нас есть все, что нужно для бурения скважин на воду: современная буровая техника, надежные инструменты, опытные бригады. Сотрудничество состоит из нескольких этапов:

1. Обработка заявки. Проверка глубины бурения. Расчет предварительной сметы.
2. Бурение скважины. Установка обсадной колонны. Прокачка чистой воды.
3. Оформление лицензии и техпаспорта. Регистрация источника в установленном порядке.
4. Установка кессона или адаптера. Монтаж гидробака, автоматики и прочего оборудования. Вывод на летний полив по желанию.
5. Проведение траншеи от источника к зданию. Монтаж водопроводных труб, ввод через фундамент. Подключение автономного водопровода и тестирование его работы.

Мы возьмем на себя решение всех задач по бурению, обустройству, лицензированию скважины. Если у вас остались вопросы, мы готовы на них ответить. Позвоните или напишите нам, чтобы обсудить бурение скважины на вашем участке. Мы рассчитаем глубину и стоимость бурения для вашего населенного пункта за 1 минуту.

Для выезда бригады не требуется предоплата. Вы платите только после прокачки питьевой воды из нового источника.

Как правильно обустроить скважину на воду после бурения

После бурения нужно выполнить обустройство скважины на воду. Обвязка или обустройство – это монтаж техники для подъема воды, проведение инженерных коммуникаций. Схема выбирается согласно потребностям заказчика. Существует 3 варианта обустройства: с адаптером, оголовком или кессоном. Рассмотрим плюсы и минусы каждого варианта.

Схема обустройства скважины

В ходе работы можно ограничиться выводом на полив, если участок используется как дача. При обвязке скважины для частного дома создается система водоснабжения. К ней подключается главное здание, баня, летняя кухня. Вода может поступать в бассейн, садовые фонтаны, систему автополива.

Обвязка скважины состоит из нескольких этапов:

• Подготовка траншей и котлована. В траншеях укладываются трубы (с греющим кабелем или без). В котловане ставится адаптер или кессон. При монтаже оголовка котлован не нужен.
• Монтаж кессона, оголовка или адаптера. Установка скважинного оборудования: насоса, гидробака, автоматики, фильтра грубой очистки, запорной арматуры.
• Пусконаладочные работы. Проверка давления в системе при разных режимах. Инструктаж для владельцев участка.

По усмотрению мастера, в регламент включаются дополнительные процедуры. Например, замена оборудования, у которого закончился срок эксплуатации. Рассмотрим подробнее основные этапы техобслуживания.

Земляные работы выполняются без тяжелой техники. Это позволяет сохранить ландшафт участка. Обвязка проводится за 1 рабочий день (в большинстве случаев).

Обустройство с кессоном

Самый распространенный вариант обустройства скважины. Кессон – это полый резервуар, внутри которого устанавливается оборудования. Размеры бака: от 2 м в высоту и 1 м в диаметре. Кессоны изготавливают из пластика или металла, покрытого гидроизоляцией. На нижней части есть гильза, которая стыкуется с обсадной колонной.

Преимущества установки:

• Схема подходит для скважин любой глубины.
• Провести водопровод можно куда угодно.
• Можно развести водопровод на 2-3 дома.
• Экономия места внутри жилого дома.
• Легко проводить сервисное обслуживание.

Пластиковые кессоны долговечны. Они не разрушаются во влажной среде, хорошо выдерживают давление почвы, переносят сезонные колебания температуры. Время службы пластикового бака до 50 лет. Кессон защищает скважинную технику от намокания и замерзания, глушит звуки работы насоса. Единственный недостаток схемы: повышенные затраты на обвязку.

Обустройство с адаптером

Второй вариант, как обустроить скважину на воду после бурения, это схемы с адаптерами. В этом случае техника находится внутри дома. На обсадную колонну ставится адаптер. Это переходник, состоящий из 2 частей. Одна часть крепится на обсадке, а ко второй подключаются труба и насос.

Угол поворота адаптера – 90 градусов. На стыке двух частей получается надежное соединение, непроницаемое для воды. Место установки находится ниже линии промерзания почвы. Однако у системы есть недостатки:

1. Адаптер подходит для скважин глубиной менее 100 м.
2. Скважинная техника занимает место в доме.
3. Для техобслуживания адаптера приходится раскапывать котлован.
4. Нельзя развести водопровод на несколько зданий.
5. Не предусмотрено слива воды обратно в скважину.

Схема подходит для заказчиков с ограниченным бюджетом. Обустройство с адаптером подходит для дачного дома, для участка на продажу. В остальных случаях лучше выбрать монтаж кессона.

Обустройство с оголовком

В третьем варианте оголовок устанавливается над землей. Подготовка котлована не требуется. У этой схемы есть важный минус – зимой конструкция промерзает. Оголовок изолирует устье от грязи, от атмосферных осадков. К нему подключается насос и электрический кабель.

Существуют пластиковые и металлические оголовки. При выборе модели учитывается глубина источника и вес насоса. Пластиковые оголовки подходят для неглубоких источников. Для обвязки артезианской скважины требуется металлический оголовок. (Практичнее будет схема с кессоном).

Для защиты от замерзания можно установить греющий кабель или теплоизоляционный короб. Из-за необходимости в дополнительной теплозащите, схемы с оголовком используются редко.

Какую схему выбрать?

На вопрос, как правильно обустроить скважину на воду, нельзя дать однозначного ответа. Выбор зависит от особенностей участка, финансовых возможностей заказчика. Но мы советуем обратить внимание на схемы с кессоном. Это практичный вариант, который экономит место внутри дома.

После установки кессона можно организовать сложный водопровод. Сделать несколько линий к разным постройкам, вывести воду на полив. Сервисное обслуживание системы будет занимать мало времени. Оборудование будет служить до 50 лет.

Схемы с адаптером и оголовком менее практичные. При ограниченном бюджете мы советуем выбрать адаптер, а не оголовок. Тогда техника будет находиться внутри дома, и не понадобятся расходы на дополнительное утепление.

Чтобы получить консультацию по обвязке скважины, оставьте заявку на сайте или позвоните нам. Консультант подробно расскажет вам про каждый вариант, ответит на вопросы и поможет сделать выбор. Мы проводим обвязку под ключ: вы получите готовую систему водоснабжения дома.

Хотите узнать стоимость обустройства скважины на Вашем участке? Закажите бесплатный расчет. Мы перезвоним Вам и рассчитаем стоимость за 2 минуты.

Заказать расчет

Где лучше бурить скважину под воду на участке относительно дома

 

Одним из наиболее актуальных для любого владельца частного дома является вопрос о том, в каком месте бурить скважину на участке. Такая задача только на первый взгляд кажется неважной, но именно от ее решения и правильного выбора места бурения зависит как количество воды, которое вам сможет давать такая скважина, так и ее качество.

Народные приметы по поиску воды на участке

Существует достаточное количество народных примет, по которым можно узнать место на участке, где подземная вода находится на минимальной глубине. К таким приметам, в частности, относятся:

Примета #1: наличие растительности определенных типов: ивы, березы, щавель, брусника, багульник, черемуха и др.;

Примета #2: большое количество мелких насекомых, вьющихся над определенным участком;

Примета #3: реагирование специальной рамки или виноградной лозы.

 

Такие приметы, естественно, возникли не на пустом месте и они дают возможность определить место под скважину, но есть одно но. С помощью таких признаков можно определить лишь нахождение самого верхнего водоносного слоя, качество воды в котором пригодно лишь для полива, но ни в коем случае не для питья и приготовления пищи. К тому же, что немаловажно, такой слой часто бывает достаточно бедным на воду и скважина на нем не прослужит вам долго.

Естественно, большинство людей интересует вопрос, как определить место для скважины под воду, которую можно будет использовать не только для полива, но и в бытовых целях. Сразу скажем, что такое место вы можете выбрать совершенно произвольно, ведь современные буровые установки в любом случае доберутся до водоносного слоя, на какой бы глубине он не находился. Учитывать следует лишь удобство такого места для дальнейшей эксплуатации скважины и еще ряд важных правил.

Читайте также: Как правильно найти водоносный слой на участке

Как узнать и определить где выбрать место для скважины

Собираясь расположить скважину на участке и выбирая место, где лучше бурить, следует учитывать ряд важных факторов.

Фактор #1: Ландшафт участка

Если ваш участок неоднороден по своей высоте, то выбирать место для бурения скважины следует на возвышенности. Если вы пробурите скважину в низине, то она будет постоянно подтапливаться дождевой и талой водой, что затруднит как ее эксплуатацию, так и повлияет на качество воды из нее.

Фактор #2: Растительность на участке

Учитывать в таком случае следует то, что скважина не должна находиться в непосредственной близости от крупных деревьев. Нежелательными для скважины являются как опавшие листья с таких деревьев, продукты гниения которых могут попасть в воду из нее, так и корни, способные со временем разрушить конструкцию кессона.

Фактор #3: Удаленность от дома, септика, других хозяйственных построек

Совершенно не случайно разработаны нормативы, по которым правильно располагать скважину следует на расстоянии не менее 5 метров от дома и 25-ти метров от септика. Объясняются эти требования тем, что при меньших расстояниях очень велик риск того, что сточные воды или отходы из септика могут попасть в воду из скважины, что сразу сделает ее вредной для здоровья. Именно из этих же соображений не следует делать скважину рядом с курятниками, свинарниками и постройками для содержания других домашних животных.

Фактор #4: Наличие подъездных путей

Для того, чтобы пробурить скважину, необходимо наличие свободного места, так как такая процедура выполняется с использованием грузовой техники и габаритной буровой установки. Для того, чтобы специалисты по бурению не испытывали сложности в процессе выполнения своей работы, требуется свободный участок с габаритами 4 на 9 метров. Естественно, что бурить скважину можно только вне дома, внутри готового строения сделать это не получится. Очень важно учитывать и то, чтобы над местом бурения не было линий электропередач, так как буровая установка может их повредить. Даже когда скважина пробурена и нормально функционирует, ее необходимо периодически обслуживать с использованием специальной техники. Так что вопрос о том, снаружи или внутри построек расположить скважину, отпадает автоматически.

 

Как видите, при решении вопроса обеспечения водой своего дома, важнее даже не найти воду, а правильно выбрать место для расположения будущей скважины.

Читайте также: Из скважины идет желтая мутная вода с глиной и песком

Получите информацию: основы: Wells

По сути, скважина — это отверстие, пробуренное в земле для доступа к воде, содержащейся в водоносном горизонте. Труба и насос используются для выкачивания воды из земли, а сетка отфильтровывает нежелательные частицы, которые могут засорить трубу. Колодцы бывают разных форм и размеров, в зависимости от типа материала, в котором пробурена скважина, и от количества откачиваемой воды.

Более 42 миллионов человек в Соединенных Штатах используют индивидуальные или частные колодцы для снабжения водой своих семей.

Три основных типа скважин

• Пробуренные или неглубокие колодцы обычно пробурены в неограниченном водном источнике, обычно находящемся на глубине 100 футов или меньше.

• Консолидированные или каменные скважины бурятся в формации, полностью состоящей из естественной горной породы, которая не содержит почвы и не разрушается.Их средняя глубина составляет около 250 футов.

• Неуплотненные или песчаные скважины пробуриваются в пласт, состоящий из почвы, песка, гравия или глинистого материала, который разрушается сам на себя.

---

Строительство скважины

Строительство частных скважин основано на выборе правильного места для скважины, правильном определении размеров системы и выборе надлежащих методов строительства. Устанавливать колодцы должны только профессиональные подрядчики. Они знакомы с гидрологией в районе и всеми местными нормами и правилами. Правильное строительство колодца является ключом к эксплуатации и обслуживанию колодца.

Скважина состоит из множества компонентов. Наиболее важные используемые материалы:

• Обсадная труба используется для обеспечения открытого доступа к земле, не позволяя при этом входить в скважину или протекать в нее из окружающих пластов. Наиболее популярными материалами, используемыми для изготовления кожухов, являются черная сталь, оцинкованная сталь, трубы из ПВХ и бетонные трубы.

• Раствор — это герметик, который используется для заполнения пространств вокруг колодца. Он защищает колодец от проникновения загрязняющих веществ. Затирочная смесь может быть из цемента, бентонита или бетона (каждый используется отдельно).

• Экран не пропускает песок и гравий в колодец, позволяя грунтовым водам и воде из пластов проникать в колодец. Экран доступен из многих материалов, самыми популярными из которых являются нержавеющая сталь и трубы из ПВХ с прорезями.Экран используется при бурении скважин на рыхлые материалы.

• Гравийная набивка размещается вокруг экрана с внешней стороны, чтобы предотвратить попадание песка в скважину или засорение фильтра, а также для стабилизации конструкции скважины.

---

Загрязнение скважины

Колодец легко может быть заражен, если он не построен надлежащим образом или в колодец попадают токсичные материалы. Токсичный материал, пролитый или сброшенный около колодца, может вымываться в водоносный горизонт и загрязнять грунтовые воды, забираемые из колодца. Особенно опасны загрязненные колодцы для питьевой воды.Колодцы можно проверить, чтобы узнать, какие химические вещества, патогены и другие загрязнители могут быть в колодце и присутствуют ли они в опасных количествах.

Что вы можете сделать, чтобы защитить свои грунтовые воды и колодец:

---

О вашем колодце

Чтобы получить информацию о вашем колодце, обратитесь к подрядчику, который его установил, или найдите подрядчика на водозабор в вашем районе, просмотрев онлайн или в местном телефонном справочнике. Дополнительная информация о питьевой воде и частных колодцах:

.

Особая благодарность Совету по водным системам за предоставленную информацию, содержащуюся в этой статье.

воды — Студенты | Britannica Kids

Введение

NASA / JPLantoineede / iStock / Getty Images Plus Encyclopædia Britannica, Inc.

Почти три четверти поверхности Земли покрыто водой. Пожалуй, самая важная жидкость в мире, вода обычно легко добывается из дождя, источников, колодцев, ручьев, рек, прудов и озер. Он заполняет бескрайнее дно океана. В виде пара вода также присутствует в воздухе, где она часто конденсируется в облака.Тела большинства живых существ содержат большую часть воды. Например, вода составляет около 60 процентов веса человеческого тела.

Вода необходима для жизни. Несколько миллиардов лет назад первые формы жизни на Земле выросли в море. Хотя сегодня многие растения и животные могут жить на суше, им по-прежнему нужна вода. Эта поддерживающая жизнь жидкость составляет большую часть крови животных или сока растений, которые питают живые ткани.

Земная вода постоянно циркулирует в гидросфере, той части Земли, которая включает в себя всю жидкую воду на, чуть ниже и чуть выше поверхности планеты.Человек, пьющий воду сегодня, может пить ту же воду, которая дала освежение людям, жившим тысячи лет назад. Хотя вода постоянно циркулирует в гидросфере, во многих областях на Земле ее не хватает.

Земляные воды оказывают огромное влияние на то, где и как живут люди. От фермерских общин до самых маленьких деревень и крупных городов — доступ к воде помогал определять структуру человеческих поселений на протяжении всей истории. Домашний скот и урожай зависят от воды.Одно полностью выращенное растение кукурузы (кукурузы) потребляет больше галлона воды в день. Чтобы вырастить акр хлопка, требуется около 800 000 галлонов (3 028 300 литров) воды. На климат Земли влияет вода. Благодаря эрозии и очищающему действию ледников вода изменяет поверхность земли.

© Papo / Fotolia © Лиза Любин — www.llworldtour.com

Хотя вся вода важна, для поддержания жизни необходима пресная вода. Большая часть воды на Земле — примерно 97,3 процента — является соленой водой и находится в основном в океанах.Оставшиеся 2,7 процента воды на Земле — это пресная вода, однако большая часть ее заморожена в полярных ледяных шапках и ледниках или заблокирована под землей в виде грунтовых вод. Менее 1 процента пресной воды Земли — это поверхностные воды, вода, доступная для использования живыми существами.

Британская энциклопедия, Inc.

По физическим свойствам вода сильно отличается от большинства других жидкостей. Вода, например, имеет редкое свойство быть легче в твердом виде, чем в жидком. Если бы лед (твердая вода) был тяжелее воды, замороженная вода в озере опускалась бы на дно и накапливалась до вершины, убивая всю морскую жизнь.Способность воды накапливать большое количество тепла помогает живым существам выжить при резких перепадах температуры. Количество тепла, производимого мужчиной во время дневной активности, было бы достаточно, чтобы поднять температуру его тела на целых 300 ° F, если бы не вода в его тканях.

Вода в повседневной жизни

© Ingram Publishing / Thinkstock

Человеческим тканям требуется около 2 ¹ / ₂ литров воды в день. Большинство людей выпивают около литра воды каждый день.Остальное обеспечивает содержание воды в продуктах. Например, яйцо на 74% состоит из воды; арбуз — 92 процента; и кусок нежирного мяса, около 70 процентов. Такие напитки, как молоко, кофе, чай и безалкогольные напитки, в основном состоят из воды.

Некоторые упакованные продукты обезвожены; другие лиофилизированы. В обоих процессах из них удаляется вода, чтобы предотвратить порчу ( см. обработка пищевых продуктов). Вода необходима для приготовления многих других продуктов.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В среднем каждый житель США использует от 80 до 100 галлонов (от 300 до 380 литров) воды в день для личных и домашних нужд. К ним относятся питье, мытье, приготовление пищи и удаление отходов. Для ванны в ванне требуется около 30 галлонов (115 литров) воды. Около 5 галлонов (19 литров) воды расходуется каждую минуту при использовании душа, хотя водосберегающие насадки для душа могут снизить этот показатель до 2 галлонов (8 литров) в минуту. Большое количество воды также используется для орошения газонов и садов, а также для эксплуатации кондиционеров и систем отопления во многих домах, магазинах и офисных зданиях.

Вода очень важна для промышленности. Он вращает турбины гидроэлектростанций, вырабатывающих электричество, на свет, тепло и электроэнергию для многих заводов и населенных пунктов. В некоторых отраслях, например в нефтяной, для приготовления продукции требуется вода. Например, 10 галлонов (38 литров) воды необходимы для очистки 1 галлона (4 литра) бензина. Озера, реки и океаны являются важными водными путями для товаров судоходной отрасли.

© Джим Паркин / Fotolia

В засушливых районах фермеры должны орошать свои земли для выращивания сельскохозяйственных культур.Благодаря проектам ирригации в регионах, которые раньше были пустынями, появились плодородные земли. К началу 21 века более 100 триллионов галлонов (380 триллионов литров) пресной воды ежедневно использовалось для орошения пахотных земель в Соединенных Штатах.

Пол Морс / Белый дом

Хотя вода обычно полезна для людей, она также может быть разрушительной. Ежегодно наводнения, мокрый снег, град, снег и проливные дожди наносят ущерб на миллионы долларов. Эти разрушительные наводнения и штормы также вызывают травмы и гибель людей.

Происхождение

Миллиарды лет назад Земля представляла собой массу горячих, кружащихся газов и пыли. Среди газов были водород и кислород, составляющие воду. Когда Земля начала остывать, атомы водорода и кислорода соединились, образуя воду. Однако Земля была еще слишком горячей, чтобы вода могла существовать в жидком состоянии. Водяной пар, который представляет собой воду в газообразном состоянии, поднялся с Земли и охладился, конденсируясь в густые облака над ней. Всякий раз, когда некоторые из капель воды в этих облаках падали на Землю, они немедленно закипали обратно в облака.

Наконец, Земля остыла достаточно, чтобы образовались горные породы, а часть воды осталась жидкой. Когда это произошло, огромное количество водяного пара в облаках конденсировалось и упало на Землю. Ученые считают, что первый дождь, возможно, шел за сотни лет. Впадины на поверхности Земли начали заполняться водой. Потоки воды потекли по скалам Земли и начали формировать континенты. ( См. Также геологию .)

Состав и физические состояния

Encyclopædia Britannica, Inc.© fotofuerst / Fotolia

Молекула воды (химическая формула, H ₂ O) содержит два атома водорода и один атом кислорода. Поскольку он намного тяжелее водорода, кислород составляет около 89 процентов веса молекулы воды. Вне зависимости от того, находится ли вода в жидком, твердом (лед) или газообразном состоянии (водяной пар или пар), ее химический состав остается неизменным. Три физических состояния воды зависят от движения молекул воды, которое, в свою очередь, зависит от тепла.Например, во льду молекулы воды потеряли столько тепла, что движутся медленно. Тогда электрическое притяжение между молекулами становится достаточно сильным, чтобы связать их вместе в фиксированном порядке с небольшим движением молекул; таким образом лед сохраняет свою форму.

Когда вода находится в жидкой форме, ее молекулы приобрели достаточно тепла, чтобы они двигались быстрее, чем во льду. Этого увеличенного движения достаточно, чтобы преодолеть большую часть электрического притяжения между молекулами и позволить им довольно свободно перемещаться.Поскольку молекулы воды в жидком состоянии не удерживаются в жесткой структуре, вода принимает форму того контейнера, в котором она находится. Когда вода существует в виде пара или пара, ее молекулы движутся так быстро — из-за дальнейшего увеличения тепла — что притяжение полностью преодолевается.

Атмосферное давление также влияет на изменение физического состояния воды. При давлении на уровне моря в одну стандартную атмосферу (760 миллиметров ртутного столба) чистая вода замерзает в виде льда при температуре 32 ° F (0 ° C) и превращается в пар при температуре 212 ° F (100 ° C).Над уровнем моря, где давление понижено, вода закипает при более низких температурах и замерзает при более высоких.

Плотность и вес

Вода достигает максимальной плотности (веса на единицу объема) при 39,2 ° F (4,0 ° C). Плотность чистой воды при 39,2 ° F составляет один грамм на кубический сантиметр. Эта величина является основой для определения удельного веса вещества. Удельный вес любого вещества определяется как отношение его плотности к плотности воды, равное 39.2 ° F. Плотность золота, например, 19,3 грамма на кубический сантиметр; таким образом, его удельный вес составляет 19,3. Это означает, что золото в 19,3 раза плотнее (тяжелее) воды. Вещества с удельным весом более 1.000 тонут в воде; те, у кого меньше 1.000, плавают на воде.

Каждый кубический фут воды весит 62,4 фунта. Галлон (231 кубический дюйм) воды весит около 8 ¹ / ₃ фунтов. Морская вода обычно на 3 ¹ / ₂ процентов тяжелее пресной воды, потому что она содержит около 35 фунтов соли на каждые 1000 фунтов воды.Вес воды, конечно, увеличивает давление с глубиной. В океане давление увеличивается более чем на 4 ¹ / ₃ фунтов на квадратный дюйм на каждые 10 футов глубины. При такой скорости давление в океане на милю составляет более 2300 фунтов на квадратный дюйм. ( См. Также подводное погружение .)

Как вода замерзает и расширяется

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц

При давлении на уровне моря пресная вода замерзает при температуре 32 ° F (0 ° C).Морская вода замерзает при температуре около 28 ° F (–2 ° C), потому что соли в этой воде понижают ее точку замерзания. В пресной и соленой воде, когда температура опускается до точки замерзания, движение молекул воды замедляется. При превращении в лед вода остается на 32 ° F, но продолжает отдавать тепло. Когда лед тает, полученная смесь льда и воды остается при температуре 32 ° F, пока весь лед не растает ( см. материя, «Атомная теория и состояния материи»). К тому времени вода поглотила столько же тепла, сколько потеряла при замерзании.Количество тепла, которое выделяется или поглощается без изменения температуры, называется скрытой теплотой плавления. На каждый грамм воды приходится около 80 калорий.

Вода расширяется почти на одну десятую своего объема при замерзании. Таким образом, 1 кубический фут воды превращается в 1,09 кубического фута льда. Следовательно, лед становится менее плотным (легче), чем вода при той же температуре, и лед плавает.

Замерзшая вода расширяется с огромной силой — до тонн на квадратный дюйм в зависимости от скорости замерзания и других факторов.Незащищенные водопроводные трубы часто лопаются холодными ночами из-за этой огромной силы расширения. Более тяжелые водопроводные трубы были бы бесполезны, потому что ученые показали, что заполненный водой чугунный сосуд с толщиной стенок в несколько дюймов все равно лопнет, когда вода замерзнет. Если смесители могут работать с капельной скоростью, часто трение движущейся воды производит достаточно тепла, чтобы предотвратить разрывы труб.

Как вода испаряется и закипает

Тепло превращает воду из жидкости в газ.Все вещества удерживают тепло, и все их молекулы находятся в движении. Молекулы в жидкой воде движутся недостаточно быстро, чтобы убежать. Однако на поверхности воды некоторые молекулы сталкиваются с молекулами, находящимися под ними, и, таким образом, приобретают достаточную скорость, чтобы оторваться и взлететь в воздух. Этот постоянный уход поверхностных молекул называется испарением.

© Toa555 / Dreamstime.com

При повышении температуры воды испарение ускоряется, потому что молекулы движутся быстрее. Если повышение температуры достаточно велико, даже молекулы глубоко под поверхностью оторвутся от своих соседей и сформируют пузырьки пара.Эти пузыри затем поднимаются на поверхность и разлетаются в виде пара. Температура, достаточно высокая, чтобы вызвать эту активность, называется точкой кипения. Температура кипения воды на уровне моря составляет 212 ° F (100 ° C).

Когда жидкая вода превращается в пар или пар, вода поглощает тепло без повышения температуры. Когда два равных количества воды превращаются в пар, одно медленно при обычном испарении, а другое быстро при кипении, количество тепла, в конечном итоге поглощаемое каждым из них, примерно равно. В отсутствие пламени или другого источника тепла испаряющаяся вода забирает тепло из окружающей среды.При этом он охлаждает все, что находится рядом с ним. Люди в теплом климате часто сохраняют воду прохладной, помещая ее в большой холщовый мешок или пористый керамический кувшин, который становится влажным по мере того, как через него просачивается часть воды. Поскольку испарение происходит с влажной поверхности, тепло отбирается от воды глубже внутри, и, таким образом, вода охлаждается.

Вода, превращающаяся в пар, поглощает тепло. Количество тепла, необходимое для превращения одного грамма воды при температуре 212 ° F и давлении на уровне моря в пар, составляет около 540 калорий.Это полезное свойство воды, называемое скрытой теплотой парообразования. Его эффект велик. Когда кубический фут воды при давлении на уровне моря выкипает, получается около 1700 кубических футов пара. Поскольку быстро движущиеся молекулы воды разлетаются в виде пара, они могут передавать значительную энергию окружающим объектам. Эта энергия используется в системах отопления, паровых двигателях и турбинах.

Давление влияет на точку кипения

Encyclopædia Britannica, Inc.

Атмосферное давление влияет на температуру кипения воды.Когда атмосферное давление увеличивается, точка кипения становится выше, а когда атмосферное давление понижается (как это происходит при повышении высоты), точка кипения становится ниже.

Давление на поверхность воды имеет тенденцию удерживать молекулы воды. По мере увеличения давления молекулам воды требуется дополнительное тепло, чтобы набрать скорость, необходимую для выхода. По этому принципу работают скороварки. Когда манометр для скороварки показывает давление 100 фунтов на квадратный дюйм, температура внутри скороварки превышает 300 ° F (149 ° C).

Снижение давления снижает точку кипения, потому что молекулам требуется меньшая скорость для выхода. Низкое атмосферное давление на высокогорьях снижает температуру кипения до такой степени, что вода не может достаточно нагреться для удовлетворительного сваривания яиц.

Более чем один вид воды

Ученые сначала думали, что все молекулы воды похожи. Позже они узнали, что водород имеет три изотопа, а кислород — шесть изотопов. Эти девять изотопов могут сочетаться различными способами, образуя молекулы воды разного веса.Однако только один из изотопов кислорода обычно участвует в образовании воды, потому что этот изотоп составляет более 99 процентов кислорода в мире. Изотопы водорода гораздо важнее. Химики называют эти изотопы протием (водород с одной массой), дейтерий (водород с двойной массой) и тритием (водород с тройной массой). Протий соединяется с кислородом с образованием легкой воды; дейтерий и кислород образуют тяжелую воду; а тритий и кислород производят сверхтяжелую воду.

Обычная вода, встречающаяся в природе, состоит в основном из легкой разновидности и имеет формулу H ₂ O.Химики называют тяжелую воду оксидом дейтерия (D ₂ O). Это примерно на 10 процентов тяжелее, чем H ₂ O. Только одна часть тяжелой воды содержится примерно в 5000 частях обычной воды. Тяжелую воду можно отделить от легкой путем испарения, но химики обычно используют более эффективный процесс, называемый электролизом. Поскольку D ₂ O реагирует на электролиз медленнее, чем H ₂ O, тяжелая вода остается после исчезновения легкой воды. Ученые используют тяжелую воду для замедления быстродвижущихся нейтронов в ядерных реакторах.

Сверхтяжелая вода называется оксидом трития (T ₂ O). Мало что известно о его свойствах, потому что его трудно разделить и он очень нестабилен. Поскольку тритий радиоактивен, ученые используют следы T ₂ O, чтобы наблюдать влияние воды на различные органические соединения. Радиоактивный тритий можно обнаружить и проследить с помощью специальных приборов.

Чистая вода никогда не встречается в природе, потому что вода является отличным растворителем для многих минералов. Он также собирает частицы материи, куда бы она ни текла.Химики должны дистиллировать воду, чтобы получить чистую воду для тонких химических процессов. Химические термины, содержащие приставку hydr- (от греческого слова hydor , что означает «вода»), такие как гидрат, гидрид и гидроксид, показывают, что вода содержится в веществе. Безводный и обезвоженный означает, что вода, обычно присутствующая в веществе, была удалена.

Как вода циркулирует во всем мире

Вода должна быть легко доступной для поддержания жизни и ее деятельности.На первый взгляд может показаться, что вода всегда доступна, поскольку Земля буквально окружена водой: до 4 процентов атмосферы у уровня земли может состоять из водяного пара. Кроме того, по поверхности Земли разбросаны многие тысячи озер, рек и ручьев. Огромные океаны, почти бесконечный источник воды, покрывают около 140 миллионов квадратных миль и содержат около 320 миллионов кубических миль воды. Тем не менее, со всей этой водой некоторые части Земли выжжены и засушливы. То, как вода циркулирует между Землей и атмосферой, определяет, где можно найти и использовать достаточные запасы воды.

Круговорот воды

Создано и произведено QA International. © QA International, 2010. Все права защищены. www.qa-international.com © Дэвид Томлинсон / NHPA

Если бы не действовали никакие силы, кроме гравитации, мировая вода осела бы в океанских бассейнах и осталась бы там. Поверхности суши превратятся в безжизненные пустыни. Однако вода в океанах не застаивается. Он постоянно испаряется из океанов и других водоемов под воздействием солнечного тепла и уносится ветрами по морю и суше.Таким образом, огромное количество воды всегда находится во взвешенном состоянии в атмосфере в виде пара. Когда в атмосфере преобладают определенные погодные условия, часть водяного пара конденсируется в капли жидкой воды, кристаллы льда или и то, и другое, образуя облака. Когда в таких облаках накапливается больше влаги, чем они могут удерживать, вода возвращается на землю в виде дождя или снега. Этот процесс перемещения воды из океанов в атмосферу и обратно на сушу и в океаны называется круговоротом воды или гидрологическим круговоротом.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Солнце, воздух, вода и сила тяжести работают вместе, чтобы поддерживать круговорот воды. Основные этапы цикла включают: испарение воды под действием солнечного тепла и испарение воды растениями; конденсация водяного пара холодным воздухом; осаждение воды самотеком; и возвращение воды под действием силы тяжести в океаны. Часть воды испаряется в воздух из рек, озер, влажной почвы и растений, но большая часть воды, которая движется по поверхности Земли, поступает из океанов и в конечном итоге возвращается в океаны.

Поверхностные и подземные воды

Почва, покрывающая Землю, действует как гигантское решето. Между частицами почвы есть крошечные промежутки, которые позволяют воде стекать в почву. Когда случаются сильные дожди, эти крошечные пространства в почве быстро заполняются водой, а избыток воды, называемой поверхностной водой, стекает по поверхности почвы. Такой поверхностный сток течет как тонкий, едва заметный слой воды, пока не достигает углубления в суше, такого как желоб или русло, где вода может удерживаться.Там он больше не течет как слой воды, а как четко очерченный канал воды, спускающийся к океану.

Изображение любезно предоставлено Отделом наук о Земле и дистанционного зондирования Космического центра имени Джонсона НАСА Encyclopædia Britannica, Inc.

Вода, которая проникает в почву, медленно стекает вниз или просачивается через поры и трещины в почве и камнях. Слои или слои горных пород и почва, способная удерживать воду, называются водоносными горизонтами. В конце концов, вода достигает уровня, на котором она не может идти дальше, потому что коренная порода образует основу.По мере того, как накапливается все больше и больше воды, водоносный горизонт насыщается (заполняется) водой и больше не может удерживаться. Вода, содержащаяся в водоносных горизонтах, называется грунтовыми водами. Глубина, на которой находятся подземные воды, различается, поскольку твердое основание коренных пород существует на разных уровнях. Подземные воды — основной источник пресной воды. С помощью колодцев люди выносят эту воду на поверхность, чтобы удовлетворить свою потребность в воде. Часть грунтовых вод перемещается к поверхности почвы за счет капиллярного действия и испаряется в воздух.Растения черпают воду из увлажненной земли. Вода проходит через корни растения к его листьям, откуда она испаряется. Этот процесс называется транспирацией. Взрослый дуб может потреблять около 100 галлонов (380 литров) воды в день. Летом с акра кукурузы (кукурузы) ежедневно требуется от 3 000 до 4 000 галлонов (от 11 360 до 15 140 литров) воды.

Уровень грунтовых вод

Encyclopædia Britannica, Inc.

Самый верхний уровень грунтовых вод называется уровнем грунтовых вод; ниже этого уровня почва переувлажнена.Если вырыть яму достаточно глубоко в почве, она может достичь уровня грунтовых вод. Уровень грунтовых вод не везде находится на одном уровне. В одних местах он может быть близко к поверхности, а в других — на глубине сотни футов под землей. Иногда глубокий разрез в земле обнажает уровень грунтовых вод. Затем грунтовые воды стекают ручьем или рекой.

© jiongkai zhang / Fotolia

Изменения климатических условий и количества осадков, используемых растительностью, могут вызвать повышение или понижение уровня грунтовых вод.Сильные дожди могут поднять уровень грунтовых вод. Если уровень станет слишком высоким, это может привести к повреждению растений. Во время редких дождей почва становится чрезвычайно сухой, а грунтовые воды, которые просачиваются на поверхность и испаряются, не заменяются. Затем уровень грунтовых вод становится ниже. Если в ближайшее время не восстановить большую часть потерянной воды, может произойти засуха.

Вода, забираемая из колодцев, может повлиять на уровень грунтовых вод в данном районе. Когда грунтовые воды перекачиваются на поверхность, уровень воды в колодце становится немного ниже, чем окружающий уровень грунтовых вод.Затем грунтовые воды стекают вниз до уровня воды в колодце, вызывая конусную депрессию на уровне грунтовых вод. Это немного понижает уровень грунтовых вод. Если вода будет быстро забираться из нескольких колодцев в одной и той же области, уровень грунтовых вод может значительно снизиться. Уровень грунтовых вод может снова подняться при выпадении достаточного количества осадков или при уменьшении количества воды, забираемой из колодцев.

Движение воды

Как грунтовые, так и поверхностные воды движутся вниз по склону. Часть грунтовых вод может застрять в твердых породах.Он остается там — под давлением, потому что грунтовые воды над захваченной водой давят на него. Скважины, пробуренные в бассейн с захваченной водой, выпускают воду, и она устремляется на поверхность без откачки. Такие колодцы называются артезианскими.

Обычно грунтовые воды медленно движутся вниз по склону, распространяясь и сплющиваясь в пористой почве. В конечном итоге он превращается в постоянные, непрерывно текущие потоки, которые, в свою очередь, впадают в большие реки, впадающие в океан.

Как обеспечивается водоснабжение сообществ

© Bronwyn Photo / Fotolia

Людям требуется запас пресной воды для поддержания жизни.Системы водоснабжения обеспечивают водой орошение, дома, предприятия, промышленность и вывоз мусора. Вода также необходима для общественных нужд, таких как пожаротушение, промывка гидрантов и уборка улиц. Системы городского водоснабжения обычно включают работы по сбору, передаче, очистке, хранению и распределению воды.

Кайо-ду-Валле

Некоторые города получают воду, перекачивая ее из озера, реки или прудов. Другие общины качают воду из колодцев. Резервуары для хранения или дамбы иногда сооружаются в точках сбора воды или рядом с ними, чтобы обеспечить надежную подачу воды.Многие водохранилища имеют множество применений, включая водоснабжение, орошение, навигацию, гидроэнергетику, борьбу с наводнениями и отдых. Вода часто доставляется к гидроузлам по каналам, акведукам или туннелям. Также используются трубопроводы, по которым вода течет самотеком или под давлением. Другой метод получения пресной воды — обессоливание морской воды, обычно называемое опреснением. Установки по опреснению воды обычно располагаются в прибрежных районах.

Перед раздачей воды для использования ее обычно обрабатывают, чтобы сделать ее гигиенически безопасной, привлекательной и приятной на вкус.Насосная станция, регулирующая количество подаваемой воды, и система очистки воды называются гидротехническими сооружениями.

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц

Разные города поставляют своим гражданам разное количество воды, но средний объем воды, потребляемой городским жителем в Соединенных Штатах, составляет около 150 галлонов (570 литров) каждый день. Эта цифра включает воду, используемую для таких целей, как пожаротушение, вывоз мусора, уборка улиц и промышленность. Большинство городов не могут платить наличными за строительство дорогостоящих гидротехнических сооружений, поэтому они выпускают облигации, чтобы собрать деньги.Чтобы погасить эти облигации и поддерживать систему водоснабжения, города когда-то облагали налогом владельцев собственности. Сегодня в большинстве городов требуются счетчики в каждом здании, а с потребителя взимается плата за использованный объем воды. Основные улучшения и дополнения к системе часто финансируются за счет доходных облигаций, которые оплачиваются водопользователями.

Очистка воды и другие виды обработки

© huimin / Fotolia

Простые водные системы — те, которые передают воду напрямую от источника к пользователю без обработки — работают хорошо, если источник обеспечивает относительно чистую воду.Однако немногие города могут найти запас такой воды. Сточные воды или отходы скотного двора могут переносить болезнетворные организмы в систему водоснабжения. Неочищенные промышленные отходы часто загрязняют поставки. Вода может содержать грязь, ил и растворенные минералы. Гидравлические станции удаляют такие загрязнения перед тем, как направить воду в водопровод. Гидравлические станции обрабатывают воду по-разному, в зависимости от источника воды и предполагаемого использования. Перед очисткой воду обычно прокачивают через грубые фильтры, улавливающие крупные предметы.Затем насосы нагнетают просеянную воду в смесительный бак. Там в воду добавляются химические вещества, называемые коагулянтами. Коагулянты соединяются с бактериями, грязью и илом, образуя липкие комки, называемые хлопьями. Затем вода попадает в глубокие широкие отстойники или отстойники. Поскольку вода медленно проходит через резервуары, хлопья оседают на дно. Они удаляются со дна резервуара механическими скребками.

Вода из отстойников фильтруется через песок или другой пористый материал.Фильтр улавливает все оставшиеся взвешенные вещества. Чаще всего используются быстрые песочные фильтры. Песок разбрасывается на глубину от 24 до 36 дюймов (от 61 до 91 сантиметра) в резервуаре фильтра, который может занимать несколько акров. Каждый акр (0,4 гектара) фильтра может обрабатывать до 125 миллионов галлонов (473 миллиона литров) воды в день.

Песок для фильтров не просто механически фильтрует воду. Постепенно загрязнения образуют на песке желеобразный поверхностный мат. Бактерии и взвешенные вещества прилипают к мату поверхности по мере прохождения воды.Изменение направления потока воды смывает накопившиеся отходы. Некоторые фильтрационные установки используют мелкоизмельченный антрацит или каменный уголь в качестве фильтра вместо песка.

Многие системы водоснабжения не имеют сложных фильтровальных установок. Но даже в системах со сложными фильтрационными установками бактерии могут пройти через очистные устройства. Поэтому воду обычно стерилизуют химическими веществами, чтобы ее можно было пить. Хлор — самый распространенный стерилизатор. Для уничтожения бактерий достаточно небольшого количества хлора.Если вода не содержит осадка, на 10 миллионов частей воды нужно добавить только одну или две части хлора. Иногда вода под давлением выталкивается в воздух в процессе, называемом аэрацией. Кислород в воздухе несколько очищает воду.

Фторирование

Многие общины добавляют небольшое количество фторидов в воду, хотя такие действия в некоторых случаях вызывают споры. Было показано, что правильно отрегулированное количество фторидов в воде безопасно и снижает разрушение зубов у детей, делая зубную эмаль более устойчивой к кислотам, производимым бактериями во рту, и препятствуя росту бактерий.Однако чрезмерное количество фтора может вызвать пятнистость на зубах, которая, хотя и не вызывает проблем со здоровьем, делает ее непривлекательной.

Жесткая вода

В некоторых местах требуется дополнительное мыло для стирки таких предметов, как одежда, поскольку вода жесткая. Жесткая вода содержит определенные растворенные минералы, такие как бикарбонат кальция, бикарбонат магния и сульфат кальция, которые затрудняют вспенивание мыла.

Один из методов умягчения воды, известково-содовый процесс, позволяет удалять из воды отвердители.В воду добавляют известь (оксид кальция) и кальцинированную соду (соль угольной кислоты). Они соединяются с отверждающими материалами с образованием осажденных соединений, таких как карбонат кальция. Другой метод — катионообменный или цеолитный — также химически изменяет материалы, отверждаемые водой. Жесткая вода поступает в резервуар с цеолитом, минералом, который содержит ионы натрия (электрически заряженные частицы). Эти ионы меняются местами с ионами кальция или магния, образуя соединения натрия, которые не отверждают воду.Рассол, содержащий ионы натрия и хлора, затем закачивается в цеолит для замены потерянных ионов натрия. Ионы кальция и магния высвобождаются и соединяются с ионами хлора с образованием хлоридов, которые выводятся.

Опреснение

© Ирина Белоуса / FotoliaAlastair Grant / AP

По мере того, как конкуренция за водные ресурсы становится более интенсивной, все большее внимание уделяется водам, которые широко доступны, но непригодны для использования из-за их содержания соли. Опреснение — это процесс, с помощью которого пресная вода может быть получена из морской воды.Первый наземный завод по опреснению морской воды был построен в Кувейте в 1949 году. С тех пор стоимость опреснения значительно снизилась из-за строительства более крупного завода и использования улучшенных материалов и процессов на отдельных заводах. К началу 21 века в мире насчитывалось более 18 000 опреснительных заводов, обеспечивающих опресненной водой более 300 миллионов человек.

Есть несколько способов удалить соль из соленой воды. Дистилляция — наиболее широко используемый процесс.Процесс дистилляции включает нагревание морской воды до тех пор, пока пресная вода не испарится, оставляя твердые соли. Пресная вода затем получается путем конденсации пара пресной воды. При мгновенном испарении нагретая морская вода распыляется в резервуар, содержащий воздух при пониженном давлении. Поскольку жидкости кипят при все более низких температурах по мере уменьшения давления на них, требуется меньше тепла и, следовательно, меньше топлива.

Мембранные процессы опреснения используются в основном на Ближнем Востоке, где производится примерно половина опресненной воды в мире.Один мембранный процесс называется обратным осмосом. В этом процессе соленая вода под давлением прижимается к мембране. Пресная вода проходит через мембрану, а концентрированные минеральные соли остаются. ( См. Также коммунальное предприятие; рекультивация; водоснабжение.)

Распределение

Для распределения воды из гидротехнических сооружений используются большие трубы, называемые магистральными. Они несут воду под землей во все части города или поселка. Распределительные трубы изготавливаются из чугуна, высокопрочного чугуна, стали или бетона; металлические трубы часто покрываются покрытием для защиты от коррозии.Меньшие трубы или трубопроводы, по которым вода поступает к потребителям, могут быть изготовлены из меди или прочного пластика. Поскольку свинец даже в очень малых количествах вреден для человека, особенно для детей, его использование в стыках труб сейчас запрещено во многих местах ( см. отравление свинцом). Пожарные гидранты вдоль улиц запитываются по трубам от магистрали.

Город или частная компания водоснабжения должны обеспечить способ нагнетания воды по водопроводной сети до зданий. Город или поселок может поставить резервуар на холме или на вершине высокой башни и закачивать в него воду.Вода из бака попадает в водопровод, стекая вниз под действием силы тяжести. Большая высота и вес воды в баке создают давление в водопроводной сети. Это действие подает воду к пожарным гидрантам и ко всем кранам ниже резервуара или башни. ( См. Также насос и компрессор .)

Гидротехнические сооружения направляют воду в сеть под давлением от 30 до 100 фунтов на квадратный дюйм (от 2 до 7 килограммов на квадратный сантиметр). Это давление переносит воду во многие здания без дополнительной откачки.

Вода для удаления отходов

Система водоснабжения также должна удалять отходы из домов и промышленных предприятий. Огромные трубы и канализационные трубы, частично заполненные водой, транспортируют эти отходы и сбрасывают их вдали от водозаборов питьевой воды. Перед сбросом отходы также обычно обрабатываются для удаления ядовитых веществ.

Канализация также отводит ливневую воду, чтобы предотвратить затопление улиц и домов. Воду в канализацию перекачивают редко, потому что отходы часто настолько объемны, что могут засорить насосы.Вместо этого канализационные трубы укладываются под таким углом, чтобы канализационная вода под действием силы тяжести стекала вниз к выпускному отверстию.

Ранние системы водоснабжения и распределения

Кочевники доисторических времен странствовали в поисках хороших водопоев и зеленых пастбищ. Они разбили лагеря у воды и двинулись дальше, когда близлежащие пастбища истощились. В пустынях, таких как Сахара, они селились возле оазисов, надежных источников воды. Сегодня кочевники живут примерно так же. Реки или озера, вероятно, были первыми постоянными источниками воды для человечества.Небольшие деревушки поднимались у воды, и люди черпали воду из полых раковин, черепов животных или кожаных сумок.

Люди узнали, что, когда небольшие водоемы и ручьи высыхают, часть воды остается под дном и может быть достигнута путем рытья неглубоких ям. Более глубокие скважины, которые достигли более стабильного уровня грунтовых вод, привели к постоянным колодцам.

Со временем люди научились перекрывать ручьи плотинами, чтобы формировать водохранилища, обеспечивая постоянное водоснабжение. Многие из первых городов мира построили открытые резервуары для сбора и хранения дождевой воды.Когда поверхностных вод стало не хватать, люди использовали накопленную дождевую воду.

© Карел Галлас / Shutterstock.com

По мере того как население ранних городов росло, водоснабжения становилось недостаточно. В Египте, Ассирии и Вавилонии были вырыты открытые каналы, по которым речная вода поступала в города. Когда города подвергались нападениям, они часто падали из-за того, что у них заканчивались запасы воды. В VII веке до нашей эры правитель греческого острова Самос приказал вырыть туннель через гору, чтобы вода проникала в его укрепленный город.По тем временам это было огромное инженерное достижение. Во многих ранних городах была создана система акведуков, а Рим прославился своими обширными и хорошо построенными акведуками. Когда-то в Риме было 11 крупных каменных или кирпичных акведуков, снабжавших городские фонтаны, общественные бани и общественные здания.

В средние века многие системы водоснабжения Европы, первоначально построенные римлянами, были разрушены. Городское водоснабжение было ограниченным и часто загрязненным. Такая вода часто вызывала тиф, дизентерию и холеру.В 1550 году житель Парижа, Франция, мог рассчитывать только на 1 кварту (0,9 литра) воды в день. К 1700 году предложение увеличилось, но только до 2,5 литров (2,4 литра) на человека в день.

Историки считают, что первые современные гидротехнические сооружения были построены в Лондоне, Англия, в 1582 году. В этой системе насосы заполняли резервуар, и сила тяжести заставляла воду проходить через деревянную магистраль. Позже, в 1613 году, компания водоснабжения Нью-Ривер доставляла в Лондон воду из различных источников, расположенных за пределами города. Первые частные водопроводные сооружения в Америке были построены в Бостоне, штат Массачусетс, в 1652 году.

Ранние системы распределения использовали полые бревна в качестве сети. Суженный конец одного бревна входит в полый конец следующего. Эти первые гидротехнические сооружения перекачивали воду только часть дня. Давление было настолько низким, что воду нельзя было поднять над первыми этажами домов. Застойная вода может просочиться в водопровод и загрязнить водопровод. К 1800 году железные трубы заменили деревянные магистрали. Изобретение паровой машины и ее применение в водяных насосах принесло большие улучшения. Сегодня гигантские насосы на гидротехнических сооружениях приводятся в действие электричеством или турбинами.

Сохранение

В отличие от многих природных ресурсов мира, вода — это пополняемый ресурс ( см., ливень). Однако жизненно важно, чтобы люди экономили воду и помогали поддерживать качество воды, прекращая методы, которые загрязняют и загрязняют воду быстрее, чем она может восполнить себя.

В то время как в некоторых областях, таких как штаты США и канадские провинции, граничащие с Великими озерами, достаточно воды, другие области должны зависеть от рек, небольших озер и колодцев.Проблема получения достаточного количества воды стоит во многих частях мира. Например, во многих регионах длинное сухое лето и короткий сезон проливных дождей или снега. Поверхностный сток в результате этих проливных дождей или снегов затопляет реки, и инженеры должны ускорить сток в море, чтобы предотвратить обширный ущерб ( см. борьба с наводнениями).

Encyclopædia Britannica, Inc.

Неочищенные сточные воды, сельскохозяйственные стоки и промышленные отходы, попадающие в водоснабжение, снижают качество воды.Радиоактивные вещества в воде из промышленных или исследовательских центров испускают потенциально опасное излучение. Такие продукты, как моющие средства, искусственные удобрения и инсектициды, могут стать загрязнителями при попадании в системы водоснабжения. Повышение эффективности очистных сооружений и разработка относительно безопасных для окружающей среды продуктов, таких как биоразлагаемые моющие средства, могут помочь устранить эти загрязнители. Чтобы помочь проектам по контролю загрязнения воды в Соединенных Штатах, Конгресс принял Закон о безопасной питьевой воде в 1974 году и внес в него поправки в 1986 и 1996 годах.

© Efinfoto / Fotolia

Частные лица, предприятия и правительства могут помочь сберечь воду. Этой цели можно достичь путем простых личных изменений и более сложных муниципальных действий. Способы экономии воды включают сокращение потребления воды, повторное использование так называемых сточных вод и использование систем сбора дождевой воды. Сокращение использования воды может быть достигнуто многими способами, включая ремонт протекающих кранов, использование водосберегающих насадок для душа и ограничение времени принятия душа, а также озеленение с использованием засухоустойчивых растений.Серая вода — сточные воды из умывальников, душевых, ванн и стиральных машин — можно обрабатывать и использовать для непитьевых мероприятий, например, для полива растений. Сбор дождевой воды — это сбор, обработка и использование дождевой воды. Системы варьируются от простых дождевых бочек до более сложных конструкций с насосами, резервуарами и системами очистки. Воду из этих систем можно использовать для орошения озеленения, смыва туалетов, мытья машин и стирки одежды и даже ее можно очищать для потребления человеком.

Исправлено и обновлено Робертом М.Кларк

Ред.

Дополнительная литература

Бейнс, Джон. Вода (Thomson Learning, 1993). Блуфорд, Дж. Р. и другие. Круговорот воды: подарок Земли (Math Science Nucleus, 1992). Кэмпбелл, Стю. Домашнее водоснабжение: как его найти, фильтровать, хранить и сберегать (Storey Communications, 1983). В ролях, C.V. Откуда берется вода? (Barron’s, 1992). Черемисинов, П. Управление водными ресурсами и водоснабжение (Прентис, 1993).Кларк, Робин. Вода: Международный кризис (MIT Press, 1993). Девоншир, Хилари и Клайн, Марджори, ред. Вода (Уоттс, 1992). Глейк, П.Х., изд. Вода в кризисе: справочник мировых ресурсов пресной воды. (Oxford Science Publications, 1993). Грин, Кэрол. Уход за водой (Enslow, 1991). Лидз, Джейн. Вода по дизайну (Abrams, 1994). Мерфи, Брайан. Эксперимент с водой (Лернер, 1991). Твист, Клинт. Дождь в плотинах: проекты с водой (Уоттс, 1990). Уолдботт Г.Л. и другие. Фторирование: Великая дилемма (Coronado Press, 1991).

Как работают водонапорные башни?

По инфраструктуре водонапорные башни довольно живописны. Некоторые люди превращают их в дома, когда они больше не нужны городу. Дизайнеры Pop Chart Lab создали визуальную оду таксономии водонапорных башен Нью-Йорка. Но зачем нам хранить воду на высоте сотен футов над городом?

Большинство водонапорных башен — это довольно простые машины.Чистая очищенная вода закачивается в градирню, где она хранится в большом резервуаре, который может вмещать около миллиона галлонов воды — достаточного количества воды для работы в этом конкретном городе в течение дня. Когда региону нужна вода, водяные насосы используют силу тяжести для создания высокого давления воды. Поскольку они работают под действием силы тяжести, они должны быть выше зданий, в которых они подают воду, чтобы добраться до верхних этажей. Каждый дополнительный фут высоты в водонапорной башне увеличивает давление воды на .43 фунтов на квадратный дюйм.

Вот основная схема системы водонапорных башен:

Поддержание высокого уровня воды над землей играет еще одну важную роль для городской инфраструктуры. Это позволяет регионам использовать водяные насосы меньшего размера. В целом потребность города в воде колеблется в течение дня. Многие люди принимают душ перед работой и школой, но меньше людей работают много воды в 3 часа ночи без водонапорной башни, муниципалитет должен купить большой водяной насос и достаточно мощные, чтобы не отставать от пикового спроса по утрам , которые затем будут в значительной степени потрачены впустую в менее загруженные части дня на использование воды (плюс дополнительные расходы).Вместо этого, муниципалитеты могут купить насос, просто достаточно большой, чтобы удовлетворить средние потребности в воде в регионе в течение дня, и пусть сила водонапорной башни взять на себя во время с требованием превышает возможности насоса. Когда потребность в воде снижается ночью, насос может заменить воду в градирне. Кроме того, если отключится электричество и городские водяные насосы выйдут из строя, водонапорная башня сможет обеспечить бесперебойную подачу воды как минимум 24 часа.

Зайдите в водонапорную башню в Эдмонде, Оклахома:

А в Блумингтоне, штат Миннесота:

.

Посмотри на этот танк!

А вот и мойка резервуара для воды объемом 1 миллион галлонов:

Хотя водонапорные башни обычно кажутся продуктом ушедшей эпохи, они по-прежнему актуальны и сегодня.Луисвилл Водонапорная башня в Кентукки, построенный в 1860 году, является самым старым из сохранившихся водонапорной башни в стране, и это до сих пор. В Нью-Йорке миллионы людей до сих пор получают воду из водонапорных башен, хотя это один из последних крупных городов, который полагается на эту систему. Расположенные на вершине высоких зданий, эти водонапорные башни обеспечивают давление для потока воды, даже если электричество отключается (особенно во время пожара).

И, конечно, нельзя сбрасывать со счетов культурное значение водонапорной башни:

Каждый город заслуживает гражданского памятника размером с небоскреб своей любимой культуре.Или графин для напитков.

Как долго вы можете прожить без воды? Факты и последствия

Для правильного функционирования человеческому организму требуется много воды, и человек может прожить без нее всего несколько дней. Многие другие факторы, такие как уровень активности человека и его окружение, также играют важную роль, поэтому нет надежного способа сказать, как быстро кто-то умрет от обезвоживания.

Обезвоживание происходит быстро, вызывая сильную жажду, усталость и, в конечном итоге, органную недостаточность и смерть.Человек может перейти от чувства жажды и легкой вялости в первый день без воды до органной недостаточности к третьему.

Обезвоживание не влияет на всех одинаково. У каждого человека будет разный уровень толерантности к обезвоживанию и, возможно, он сможет выжить без воды дольше или короче, чем кто-либо другой.

Поделиться на Pinterest От общего состояния здоровья человека зависит, сколько воды ему нужно пить.

Организму требуется много воды для выполнения многих важных функций, таких как поддержание внутренней температуры и поддержание жизни клеток.

Как правило, человек может прожить без воды около 3 дней. Однако на это могут влиять некоторые факторы, например, сколько воды нужно отдельному организму и как оно использует воду.

Факторы, которые могут изменить количество воды, необходимое человеку, включают:

• возраст
• уровни активности
• общее состояние здоровья
• физические факторы, такие как рост и вес
• пол

То, что человек ест, также может влиять на количество воды, которое им необходимо выпить.Например, человеку, который ест продукты, богатые водой, такие как фрукты, соки или овощи, может не потребоваться пить столько воды, сколько человеку, который ел злаки, хлеб и другие сухие продукты.

Условия окружающей среды, в которых находится человек, также влияют на то, сколько воды использует его организм. Человек, живущий в очень жарком климате, будет потеть, что приведет к потере большего количества воды. Человек в среде с контролируемым климатом не будет потеть, поэтому он не будет использовать столько воды.

Если у человека, страдающего диареей или рвотой, нет доступа к воде, он теряет воду намного быстрее, чем человек, у которого нет этих проблем.

Люди могут прожить без воды лишь короткое время, потому что она нужна организму почти для всех процессов, включая:

• регулирование температуры тела посредством потоотделения и дыхания
• помощь пищеварению путем образования слюны и расщепления пищи
• увлажнение слизистые оболочки
• помогает сбалансировать pH тела
• смазывать суставы и спинной мозг
• помогает мозгу вырабатывать и использовать определенные гормоны
• помогает выводить токсины из клеток
• устраняет отходы через мочу и дыхание
• доставка кислорода по всему телу

Без воды организм не может нормально функционировать и перестанет работать.

Эффекты обезвоживания проявляются быстро, особенно в очень жарких условиях, когда человек потеет.

В организме вода используется для производства пота, который испаряется и снижает температуру тела человека. Без воды тело не может вырабатывать пот. Это может привести к опасному повышению температуры тела и оказать давление на жидкости в организме, включая кровь.

Если это приводит к падению объема крови, в организме циркулирует меньше крови, что вызывает серьезное падение артериального давления.Это само по себе может привести к потере сознания или смерти.

При этом сохнет во рту, и работа пищеварительной системы замедляется.

Вода помогает организму выводить токсины из клеток и выводить их с мочой и дыханием. Без воды организм не может делать это эффективно, что приводит к накоплению токсинов. Накопление токсинов вредит почкам, которые выводят токсины из организма. Если почки не работают, токсины накапливаются еще больше, вызывая широко распространенную органную недостаточность и смерть.

Хотя питьевая чистая вода — это основной способ питья, другие жидкости, такие как травяные чаи, фруктовые соки и бульоны, также способствуют гидратации.

Кроме того, многие продукты содержат воду, которая восполняет жидкость в организме. Примеры включают фрукты, ягоды и зелень.

Однако не все продукты помогают увлажнять организм. Очень сухие соленые продукты, такие как панировочные продукты, соленые чипсы или другие сухие упакованные закуски, могут усугубить обезвоживание.

Напитки, содержащие алкоголь или кофеин, могут быстрее обезвоживать организм, так как вызывают чрезмерное мочеиспускание.

Симптомы обезвоживания могут появиться быстро. Если организм начинает терять воду, он может посылать сигналы в мозг, чтобы вызвать реакцию, которую человек заметит.

Большинство людей знакомы с незначительными симптомами обезвоживания, такими как очень сухость во рту или чувство сильной жажды.

В обзоре, опубликованном в журнале Nutrients , отмечается, что жажда является первым признаком того, что человеку не хватает воды в организме.

Для большинства людей питье, когда они чувствуют жажду, дает им более чем достаточно воды для функционирования и процветания.

Очень важно прислушиваться к этим сигналам и попадать в организм воды. Как отмечается в исследовании, проведенном в BMC Public Health , вода составляет 60% массы тела человека, и потеря всего 3% этого веса из-за потери воды может привести к обезвоживанию.

Если человек игнорирует эти признаки или не может получить воду, его тело отреагирует. Мозг будет посылать телу сигналы, чтобы сохранить воду и меньше мочиться. Это также замедлит работу почек.

Обезвоживание может вызвать другие заметные изменения в организме, такие как:

• вялость или недостаток энергии
• головная боль
• головокружение и спутанность сознания
• тепловой удар и тепловые судороги
• жесткие суставы, которые со временем могут слипаться и не работать должным образом
• повышенная или иным образом нерегулируемая температура тела
• опухоль в головном мозге
• резкие изменения артериального давления
• судороги

Человек также может впасть в шок и перестать реагировать.

Регулярное питье воды помогает поддерживать здоровье клеток, но когда организм человека быстро теряет воду, клетки организма начинают сокращаться по мере того, как вода покидает их.

Гидратация необходима для жизни человека. Хотя некоторые люди могут прожить недели без еды, без воды они могут прожить максимум несколько дней. Питьевая вода и употребление в пищу продуктов, содержащих много воды, могут помочь предотвратить обезвоживание.

Без воды обезвоживание может быстро сказаться на организме.В зависимости от окружения человека и уровня нагрузки он может заметить изменения в своем теле уже через несколько часов. Если у человека диарея или рвота, его организм может быстрее терять воду.

Как правило, человек, который пьет, когда чувствует жажду, не должен подвергаться риску обезвоживания.

Что такое круговорот воды?

Краткий ответ:

Круговорот воды — это путь, по которому следует вся вода, когда она движется вокруг Земли в разных состояниях.Жидкая вода находится в океанах, реках, озерах и даже под землей. Твердый лед встречается в ледниках, снегах, а также на Северном и Южном полюсах. Водяной пар — газ — находится в атмосфере Земли.

Воду можно найти по всей Земле в океане, на суше и в атмосфере. Круговорот воды — это путь, по которому движется вся вода вокруг нашей планеты.

На Земле можно найти воду во всех трех состояниях материи: твердое тело , жидкое и газовое .Жидкая вода содержится в океанах, реках, озерах, ручьях Земли и даже в почве и под землей. Твердый лед встречается в ледниках, снегах, а также на Северном и Южном полюсах. Водяной пар — газ — находится в атмосфере Земли.

Как вода проходит от ледника до океана и облака? Вот тут и появляется круговорот воды.

Круговорот воды

Авторы и права: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех

.

Из-за солнечного тепла ледники и снег тают в жидкую воду. Эта вода попадает в океаны, озера и ручьи.Вода от тающего снега и льда также попадает в почву. Там он поставляет воду для растений и грунтовые воды, которые мы пьем.

Снег, падающий на ледник в зимние месяцы, обычно заменяет собой воду, которая тает летом. Однако из-за общего потепления Земли большинство ледников сегодня теряет больше льда, чем восстанавливает, что со временем приводит к их сокращению.

Как вода попадает в атмосферу? Это происходит двумя основными способами:

• Тепло Солнца вызывает испарение воды из океанов, озер и ручьев.Испарение происходит, когда жидкая вода на поверхности Земли превращается в водяной пар в нашей атмосфере.
• Вода из растений и деревьев также попадает в атмосферу. Это называется транспирацией .

Теплый водяной пар поднимается вверх через атмосферу Земли. Когда водяной пар поднимается все выше и выше, прохладный воздух атмосферы заставляет водяной пар снова превращаться в жидкую воду, создавая облака. Этот процесс называется конденсацией .

Когда облако наполняется жидкой водой, оно падает с неба в виде дождя или снега — также известное как осадки .Затем дождь и снег заполняют озера и ручьи, и процесс начинается снова.

Облака, подобные этим над саванной в Найроби, Кения, образуются, когда водяной пар в атмосфере конденсируется обратно в жидкую воду. Кредит: Государственный департамент

.

Почему мы заботимся о круговороте воды?

Мы заботимся о круговороте воды, потому что вода необходима всем живым существам. Спутники НАСА, вращающиеся сейчас вокруг Земли, помогают нам понять, что происходит с водой на нашей планете.

Вода в почве

Людям нужна вода для питья и для полива растений, на которых растет наша пища. У НАСА есть спутник под названием SMAP (сокращенно от Soil Moisture Active Passive ), который измеряет, сколько воды находится в верхних 2 дюймах (5 см) почвы Земли. Это может помочь нам понять взаимосвязь между водой в почве и суровыми погодными условиями, такими как засуха.

Вода в атмосфере

Миссия NASA CloudSat изучает воду в нашей атмосфере в виде облаков.CloudSat собирает информацию об облаках и о том, как они влияют на климат Земли. Кроме того, международный спутник Global Precipitation Measurement Mission (GPM) наблюдает, когда, где и сколько идет дождь и снег на Земле.

Вода в Мировом океане

По мере того, как климат Земли становится теплее, наземный лед на Северном и Южном полюсах начинает таять. Затем вода стекает в океан, вызывая повышение уровня моря. Миссия НАСА Jason-3 — сокращение от Joint Altimetry Satellite Oceanography Network-3 — вращается вокруг Земли, собирая информацию об уровне моря и температуре океана.Это помогает отследить реакцию океана на изменение климата Земли.

НАСА также отслеживает движение земной воды по всей нашей планете. Это работа миссии GRACE-FO — или Gravity Recovery and Climate Experiment-Follow On — миссии. Он отслеживает движение воды от месяца к месяцу и может даже измерять изменения в глубоких грунтовых водах на сотни футов ниже поверхности Земли.

Спутник НАСА Aqua также собирает большой объем информации о круговороте воды на Земле, включая воду в океанах, облака, морской лед, наземный лед и снежный покров.

Изгиб воды со статическим электричеством

Вам понадобится

Расческа для сухого пластика
Смеситель для дома
Голова с чистыми сухими волосами.

Что делать

1. Откройте кран и медленно убавляйте воду, пока не будет течь ОЧЕНЬ тонкая струйка воды.

2. Возьмите пластиковую расческу и десять раз проведите ею по волосам.

3. Теперь медленно поднесите гребень к струе воды (фактически не касаясь воды). Если все идет хорошо, струя воды должна изгибаться в сторону гребня! Магия спросите вы? На самом деле, нет.

Как это работает?

Когда вы расчесывали волосы расческой, крошечные части атомов в волосах, называемые ЭЛЕКТРОНАМИ, собирались на расческе. Эти электроны имеют ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ заряд. Помните об этом, это важно. Теперь, когда расческа имеет отрицательный заряд, ее привлекают предметы с ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ зарядом. Это похоже на то, как некоторые магниты притягиваются к определенным металлам.

Когда вы подносите отрицательно заряженную гребенку к крану, она притягивается ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ силой воды.Притяжение достаточно сильное, чтобы на самом деле притягивать воду к гребенке, когда она течет! Если вы хотите провести еще один эксперимент с расческой, разорвите кусочки ткани, пока они не станут настолько маленькими, насколько вы можете их достать… Я имею в виду очень маленькие! Затем снова зарядите расческу, проведя ею по волосам и поднесите к крошечным кусочкам ткани. Если кусочки достаточно малы, они будут прыгать со стола на гребень так же, как вода попадала в гребень — все благодаря чудесам статического электричества.

СДЕЛАТЬ ЭКСПЕРИМЕНТ

Данный проект является ДЕМОНСТРАЦИЕЙ. Чтобы провести настоящий эксперимент, попробуйте ответить на следующие вопросы:

1. Влияет ли температура воды на то, насколько она изгибается?
2. Влияет ли размер гребня на статическую мощность?
3. Влияет ли количество влаги в воздухе на статическую мощность? Попробуйте это сделать после того, как кто-нибудь примет душ в комнате.
4. Влияет ли материал, из которого сделана расческа, на статическую мощность?

Наука Боб

.

No related posts.