Водоснабжение загородного дома из скважины схема: Водоснабжение частного дома из скважины

Расчет оптимального типа насосного оборудования будет зависеть от глубины скважины и от расстояния к потребителям. Примерно 20% относятся к неизбежным потерям, поэтому приблизительная формула расчета номинальной мощности напора будет выглядеть примерно так:

Требуемый напор = глубина + расстояние до потребителей + давление в системе + потери

Организация и устройство водоснабжения частного дома — трудоемкий процесс, результат которого во многом зависит от выбранного оборудования. Подобрать оптимальный вариант поможет информация нашей статьи.

На этом видео вы сможете посмотреть пример реализации водоснабжения частного дома из скважины:

Мы подобрали для Вас ещё восемь полезных статей, смотрите далее.

С нуля: Сантехника

Когда-то в сантехнике использовались чугунные водостоки и латунные водопроводные трубы. Теперь эти материалы были вытеснены (по большей части) ПВХ-пластиком, медью и гибким сшитым полиэтиленом, известным как PEX. Но независимо от того, будут ли трубы пластиковыми, металлическими или их комбинацией, именно от навыков сантехника зависит, насколько хорошо работает система.На карту поставлено многое: одно негерметичное соединение может нанести ущерб на тысячи долларов. Слив слишком маленького размера с неправильным уклоном будет постоянно забиваться. А трубы подачи, которые не закреплены каждые 6 футов или около того, будут дребезжать и стучать каждый раз, когда кран отключается.

Надлежащая сантехника – это нечто большее, чем просто соблюдение кодексов и правил. Планирование и установка тихой, эффективной и герметичной системы – это искусство. Вы увидите это в том, как хороший сантехник укладывает трубы и клапаны для простоты обслуживания, избегает потерь материала или ослабления каркаса и заботится о чистоте соединений.«Жаль, что так много нашей хорошей работы похоронено», – сетует Ричард. Переверните страницу, чтобы увидеть систему, отвечающую его строгим стандартам.

Трубопроводная сеть

Чистая вода поступает в дом под давлением 50-60 фунтов на квадратный дюйм по линиям подачи. Грязная вода, стекаемая вниз под действием силы тяжести, выходит через дренажные трубы, а воздух, проходящий через вентиляционные отверстия, обеспечивает плавный сток дренажа. Это удивительно простая и надежная установка. Клапаны могут изнашиваться, шланги могут сломаться, а приборы выйдут из строя, но основная сеть труб должна прослужить столько же, сколько и сам дом.

Отключите краны

Современная сантехника упростила нам доступ к чистой воде и ее выбрасывание. «Мы должны изменить представление о том, что мы можем просто включить воду и позволить ей течь, как Ниагарский водопад», – говорит Ричард. Он считает, что закон 1994 года, обязывающий использовать туалеты с низким расходом на 1,6 галлона, смесители и насадки для душа на 2,5 галлона в минуту, является шагом в правильном направлении. А как насчет тех сливов воды до 94-го? Установка на них дамб, ограничителей потока и аэраторов может сделать их такими же водосберегающими, как новое приспособление, или даже больше.

Beyond the Code: правила Ричарда для лучших систем

1. Запорные клапаны для всех приспособлений и устройств

Индивидуальные перекрытия позволяют быстро локализовать проблему, не отключая подачу воды в остальную часть дома. После водопровода дома Ричард всегда ведет владельца к экскурсии по всем запорным клапанам, в первую очередь по основным запорным клапанам.

2. Не экономьте на вентиляции

Коды определяют близость вентиляционных отверстий к стокам, и правила никогда не следует игнорировать. Если вентиляционное отверстие расположено слишком далеко, оно не сможет нарушить вакуум и обеспечить быстрый дренаж. «Когда вы выдергиваете пробку из ванны, – говорит Ричард, – у вас есть 40 галлонов воды, которые хотят закричать в эту трубу. Если есть вакуум, он может вытащить воду из всех ловушек в доме. ”

Где найти

Сверхчистая вода из крана:

Система обратного осмоса

Кинетико

800-944-9283

www.kinetico.com

Пластиковые водопроводные трубы:

Система Viega Pur Flow

Stadler-Viega

Бедфорд, Массачусетс

800-370-3122

www.stadlerviega.com

Горячая вода по запросу:

Bosch Aquastar

Controlled Energy Corp.

800-503-5028

www.controlledenergy.com

На горизонте –

Унитаз со сверхнизким расходом:

Walvit от Caroma

Южный Суррей, Британская Колумбия, Канада

604-538-7677

www.caromausa.com

Домашнее противопожарное управление:

Aquasafe от Wirsbo

www.wirsbo.com

Нужна помощь в обслуживании дома? Прочтите наши отзывы о поставщиках домашней гарантии.

Как найти водопровод в дом | Домашние гиды

Автор: Дженни Грин Обновлено 2 декабря 2018 г.

Линии водоснабжения соединяют домашнюю канализацию с местной водопроводной водой или иногда с колодцем в сельской местности.Линии проходят не менее чем на 3 фута под землей, поэтому их трудно найти. Обычно, если вы знаете, где линия входит в дом и где находится счетчик воды или колодец, вы знаете, что линия проходит между этими двумя точками.

Где главный водопровод входит в дом?

Основная линия водоснабжения входит в ваш дом на уровне земли или ниже. В зонах с теплой погодой леска обычно торчит из земли рядом с домом, а затем входит в боковую часть дома.Водопроводная система на этом этапе включает в себя клапан, чтобы домовладелец мог отключить подачу воды в случае утечки, который будет расположен в ящике под землей или сбоку дома, а также может включать в себя нагрудник для шланга для полив двора и противотока. В холодных зонах основной водопровод часто входит в дом ниже уровня земли в подвале или подобном помещении. В точке рядом с тем местом, где водопровод входит в дом, вы увидите как минимум один клапан. Если в ваш дом подается вода из колодца, водопровод обычно входит в ваш дом ниже уровня земли и ведет в напорный резервуар.Снова вы увидите клапан для отключения подачи.

Как найти счетчик воды

Счетчики воды измеряют и отображают количество воды, потребляемой домом, и обычно они находятся под металлическим покрытием в земле за пределами дома. Счетчик воды подключается к линии домашнего водоснабжения, идущей от местной водопроводной сети на улице. Чтобы найти счетчик воды, проверьте тротуар или парковочную полосу за пределами вашего дома, нет ли квадратного металлического покрытия, вделанного в землю. Если вы поднимете крышку, то увидите внутри счетчик воды.Если вы не можете найти счетчик воды, обратитесь в местную компанию по водоснабжению.

Как найти колодец

Вы можете найти колодец, посмотрев заглушку колодца во дворе или на земле, окружающей дом. Обсадная труба колодца выступает как минимум на 8 дюймов над уровнем земли и закрывается крышкой для предотвращения попадания загрязняющих веществ в колодец. Крышка зажимается или прикручивается к корпусу. Водопровод, идущий из колодца в дом, проходит под землей и не виден.

Расположение водопровода, ведущего к дому

Чтобы найти водопровод, ведущий к дому, найдите водомер или колодец и точку, где водопровод входит в дом.Между этими двумя точками проходит линия подземного водоснабжения. Если в вашем водопроводе есть протечка, почва над ней может быть влажной или сырой на участках в любом месте, когда погода сухая и вы не орошаете свой двор.

Как найти свои GPM и PSI – насосы и / или скважины

СТОП! Если вы это испортите, вы можете испортить помпу! Прочитай это! Большинство руководств по проектированию оросителей своими руками не подходят для сельских ирригационных систем, в которых используются насосы !!! Будьте очень осторожны, если вы также смотрите на один из них в качестве ориентира.Методы, которые они используют для определения водоснабжения, немногим лучше, чем предположения. Вы поймете, прочитав эту страницу.

Если вы собираетесь использовать это руководство (а должны!), Вам необходимо использовать ТОЛЬКО это руководство. В противном случае у вас будут большие проблемы. Большое количество вопросов, которые я получаю от сбитых с толку людей, вызвано тем, что они пытаются совместить этот учебник с каким-либо другим руководством или учебником, или, возможно, это был совет, который они получили от какого-то благонамеренного, но невежественного продавца. Даже многие профессиональные подрядчики по ирригации не понимают гидравлику систем, использующих насосы! Используйте исключительно это руководство и избавьте себя от лишних хлопот и приобретите спринклерную систему профессионального качества. Пожалуйста, пожалуйста, пожалуйста, ! Спасибо. Вы помогаете мне сохранить рассудок. Теперь перейдем к руководству.

Извините, это такая длинная страница, но насосы – это сложно. Вам нужно много знать. Если вы сделаете это неправильно, вы действительно можете испортить дело с помпой и ирригационной системой.Так что проявите терпение, прочтите внимательно, а затем перечитайте все еще раз. Попробуйте поработать с примерами, это поможет старому мозгу сработать!

Ни один из этих не одомашнил для вас городской воды! У вас есть собственный насос и источник воды! Это может быть колодец, река, пруд, озеро или океан. (Океанская вода? Вы выращиваете водоросли?) К сожалению, насосы – дело сложное, поэтому вам придется проделать немного больше работы, чем если бы у вас был водопровод «City Slicker». Если у вас есть колодец, вам, вероятно, когда-то говорили, что у вас колодец «XX GPM».НЕ полагайтесь на эту цифру! Скорее всего, это мощность вашей скважины, а не производительность вашего насоса, и между ними есть большая разница. Также могут быть отмечены галлоны в минуту и ​​PSI где-то на насосе, панели насоса, документации или коробке, в которой был поставлен насос. То же самое. Не полагайтесь на эти цифры; они предполагают оптимальные условия, которые существуют практически только на испытательном стенде компании-производителя насосов. Вам нужно будет провести небольшое исследование, провести несколько тестов, возможно, промокнуть и произвести несколько расчетов.Я не рекомендую звонить в вашу компанию по производству насосов и скважин и спрашивать у них GPM вашего колодца или системы водоснабжения. В то время как некоторые дали мне правильную цифру, другие дали мне неправильную! Дело не в том, что они хотят вам лгать, просто здесь есть несколько терминов, которые можно легко спутать. Если цифра, которую они дают, слишком высока, ваша ирригационная система не будет работать, и точка. Если он будет слишком низким, вы сожжете помпу. Я написал полное руководство по насосам и сопутствующему оборудованию.Я настоятельно рекомендую Руководство по насосу, если вы хотите узнать больше о своей насосной системе или если вы хотите узнать больше о причинах того, что следует на этой странице. Щелкните здесь, чтобы перейти к руководству по работе с помпой.

Если у вас есть принтер, есть форма проектных данных, которая упростит вам задачу. Если вы предпочитаете PDF-версию формы, PDF Design Data Form.

Планируете купить насос или установить колодец, но еще не сделали этого? Во-первых, если у вас есть скважина, вам нужно знать GPM самой скважины.Это не то, сколько вы откачите, это максимум, который даст скважина. Ваш бурильщик должен был измерить это, когда скважина была пробурена, в противном случае вам нужно будет проверить скважину в компании по бурению скважин. В скважину установят временный насос для проверки производительности. Затем вам нужно выбрать случайный расчетный расход и расчетное давление. Я предлагаю 20 галлонов в минуту на акр и 50 фунтов на квадратный дюйм, так как это хорошие начальные значения. Пример: если у вас есть мини-ранчо площадью 2,5 акра, вы хотите использовать 50 галлонов в минуту при 50 фунтах на квадратный дюйм.Теперь перейдите к пробному дизайну полива, используя эти значения. Как только вы закончите пробный дизайн, вы обнаружите, подходят ли эти значения для вашей спринклерной системы. Если нет, то что было бы? Если нужно, измените его дизайн. Я знаю, что это большая работа, я согласен, но намного проще переделать это на бумаге, чем пытаться исправить после того, как он будет установлен! После того, как вы установили хороший расчетный расход и расчетное давление, пора покупать насос. Помните, что расчетное давление находится в точке подключения ирригации, насосу также потребуется дополнительное давление для подъема воды из колодца или пруда (см. Руководство по насосу.) После того, как вы установили и запустили помпу, протестируйте ее, используя описанный ниже метод смачивания. Затем создайте окончательный дизайн спринклера на основе этих результатов. Я знаю, что это звучит как много дополнительных усилий, но в результате мы получим почти идеально подобранные насос и спринклерную систему. Это того стоит! Вы обязательно должны прочитать Учебное пособие по помпе.

Так называемые «спринклерные насосы» и комплектные насосы. Несколько розничных сетей хозяйственных магазинов продают то, что они называют «спринклерными насосами».Они также продаются на ряде веб-сайтов и, конечно же, на Ebay. По крайней мере, один из них даже называет свой насос «спринклерным насосом высокого давления». Извините, но не из-за воображения! Обычно эти насосы не обеспечивают достаточного давления воды для стандартной спринклерной системы, особенно если вы находитесь на холмистой местности или перекачиваете воду из источника, находящегося более чем на 10 футов ниже насоса. (См. Рекомендуемые значения давления в параграфе выше.) Эти насосы будут работать с небольшими спринклерными головками на ровном участке, используя воду из неглубокого колодца.Такая ситуация бывает у немногих за пределами Флориды. Эти насосы действительно лучше всего подходят для использования в качестве подкачивающих насосов. Как правило, они не создают достаточного давления воды для автоматических спринклерных систем. Также обратите внимание на насосы в упаковке, в которых указано, что они рассчитаны на X GPM и X PSI на коробке (вставьте любые значения для «X»). Часто эти два значения производительности являются максимально возможными для насоса, что может быть точным, но является также вводит в заблуждение. Когда насос работает на максимальном галлонах в минуту, он также будет на минимальном PSI.Между двумя значениями существует обратная зависимость. С насосами (и это относится только к насосам), когда выходное давление (PSI) увеличивается, выходной поток (GPM) падает. Часто цифра, которую они дают вам на коробке, является максимально возможной для каждого значения. (Прочтите руководство по насосу.) Просто будьте очень осторожны. Сначала спроектируйте свою спринклерную систему, а затем купите насос! Если ваши расчеты говорят, что вам, вероятно, понадобится насос на 1,5 л.с., и вы найдете в магазине насос на 1/2 л.с., который говорит, что он справится с этой задачей, будьте очень подозрительны.

Измерительный насос мощности:

Между прочим, этот выглядит сложно, но на самом деле он довольно простой, если рассматривать его пошагово! Есть два способа сделать это; Сухой метод и мокрый метод. Я предлагаю вам прочитать оба метода и, если возможно, попробовать их оба.

Влажный метод более точен (но только при правильном выполнении). Преимущество сухого метода заключается в том, что он дает вам возможность проверить состояние помпы. Если сухой метод дает гораздо более высокие галлоны в минуту и ​​расход, чем мокрый метод, это, вероятно, означает, что ваша помпа изношена.Рассмотрите возможность замены помпы.

Если вы думаете, что можете получить новый насос в ближайшие 5 лет, подождите, пока у вас не будет установлен новый насос, прежде чем проектировать спринклерную систему! Новый насос, вероятно, будет иметь гораздо лучшую производительность, чем старый. Если вы спроектировали свою спринклерную систему для старого насоса, она не будет работать с новым и может даже повредить новый насос!

Погружные насосы. Погружные насосы есть у многих. В таких случаях насос располагается внутри колодца, а не наверху колодца, как показано на схеме выше. Все расчеты работают одинаково независимо от того, где находится насос.

Сухой метод

Сначала вам нужна мощность помпы. Это может быть штамп на колодце, на насосе, на панели насоса, или ваша компания, производящая насос, должна иметь соответствующую запись. Вы также можете заметить штампы GPM и PSI на пластине насоса.Я повторю это еще раз, потому что это важно: не полагайтесь на эти цифры!

(A) Введите мощность вашего насоса в форме проектных данных.

Что делать, если у вас нет колодца? Если вы не откачиваете воду из колодца, замените слово «колодец» на реку, озеро, пруд, родник, грязевую лужу или что-то еще в следующих процедурах. В этом случае «уровень воды при работающем насосе» – это самый низкий ожидаемый уровень воды в вашем пруду, ручье и т. Д. (Т.е. уровень воды будет в действительно засушливый год.) Очевидно, что у вас также нет «верха колодца», поэтому для погружного насоса, когда в руководстве упоминается «верх колодца», вы должны использовать максимально возможный уровень воды в вашем источнике воды. Если насос установлен выше уровня воды (непогружаемый), вам нужно будет заменить фактическое расположение насоса на «верхнюю часть колодца» в этом руководстве.

При использовании непогружного насоса (любого насоса не ниже уровня воды) очень важно, чтобы насос был установлен как можно ближе к уровню поверхности воды.Насосы созданы для того, чтобы выталкивать воду, а не вытягивать ее. Чем дальше и выше насос должен откачивать воду, тем менее эффективен насос. Некоторые насосы в этой ситуации работают лучше, чем другие, но в целом можно ожидать проблем, если насос будет более чем на 10 футов выше поверхности воды. Чем выше ваша высота над уровнем моря, тем ближе насос должен быть к уровню воды. Поэтому в Денвере, штат Колорадо, в «Майл-Хай-Сити», вам нужно располагать насос очень близко к поверхности воды (или, еще лучше, использовать погружной насос.) Также избегайте длинных всасывающих труб между водой и насосом. Длинные впускные трубы / коллекторы также могут снизить производительность насоса. Кроме того, длинная всасывающая труба с большей вероятностью будет иметь утечку, а утечка во всасывающей трубе может привести к потере заливки насоса. Потеря заправки насоса – настоящая проблема, и если вы автоматизируете свою систему, это может привести к серьезному повреждению насоса. Суть в том, чтобы держать насос как можно ближе к воде.

Теперь вам нужно узнать «Динамическую глубину воды» воды в вашем колодце.Ваша насосная компания может иметь записи об этом, однако вам действительно следует «зондировать» скважину, чтобы получить новые показания, особенно если скважине более 5 лет. Уровень воды часто падает со временем. В крайнем случае вы можете использовать глубину насоса или глубину скважины, но если вы это сделаете, у вас могут возникнуть проблемы с дорогостоящим насосом позже. Лучше пробудить колодец сейчас. Это то, что ваша насосная компания может сделать для вас, и в большинстве случаев это относительно просто и недорого. Если у вас нет колодца (есть пруд, ручей и т. Д.),) используйте самый низкий уровень воды в вашем водоснабжении в «засушливый год».

Как вы можете видеть на диаграмме выше, динамическая глубина воды – это расстояние в футах между верхом колодца и уровнем воды в колодце, когда насос работает (динамический означает движение, как в воде, когда глубина измеряется.) При измерении важно, чтобы насос работал. Это связано с тем, что при работе насоса уровень воды в колодце падает. Расстояние, на которое он падает, называется «просачиванием».Чем дальше насос должен поднимать воду, тем больше энергии он потребляет. По мере того, как уровень воды становится глубже, насос будет производить меньшее давление воды (энергию воды) на выходе. Эта энергия (давление воды) – это то, что запускает оросители, поэтому вы должны иметь точное ее измерение. Вам необходимо измерить динамическую глубину воды, а не только глубину уровня грунтовых вод.

Как известно, вода течет под гору. Когда насос работает, он вытягивает воду из колодца. Это приводит к падению уровня воды, а затем вода поступает в колодец из окружающей почвы.Насколько сильно упадет уровень воды, зависит от того, насколько тяжело воде продвигаться в колодец из почвы. Некоторые скважины имеют очень небольшую просадку, другие могут иметь просадку 50 футов или более. Не волнуйтесь, если не поймете, позже все сложится!

(B) Введите «Динамическую глубину воды» в форму проектных данных.

Теперь вам нужно ввести разницу высот между верхом колодца и самой высокой точкой в ​​зоне орошения. То есть насколько выше (или ниже) самая высокая точка на орошаемой территории, чем верхняя часть колодца.Лучше всего это сделать с помощью лазерного уровня и рулетки. Поместите лазерный уровень в верхней точке ирригационной системы и направьте луч в направлении колодца. Затем с помощью рулетки измерьте расстояние от лазерного луча до верха лунки. Это разница высот. Возможно, вам потребуется выполнить несколько ступенчатых измерений, или вы можете предпочесть просто сделать обоснованное предположение о разнице высот, а не пытаться ее измерить. Кроме того, если колодец выше орошаемой площади, расстояние будет отрицательным.

(C) Введите разницу высот в форме проектных данных.

Добавьте разность высот к динамической глубине воды в колодце (или вычтите, если она отрицательная). Это число (в футах) называется «напор» и является мерой высоты, на которую насос должен подавать воду, чтобы подать ее в вашу систему орошения.

(D) Введите высоту напора в форму проектных данных. B + C = D (динамическая глубина воды + перепад высот)

На этом этапе необходимо учесть еще одну вещь, а именно ваше расчетное давление.Расчетное давление – это давление воды, необходимое на входе в ирригационную систему для ее работы. Расчетное давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм), но для этой формулы нам нужно давление, измеренное в футах на голову. Чтобы преобразовать PSI в футы на голову, мы просто умножаем PSI на 2,31.

фунтов на квадратный дюйм x 2,31 = футы напора (футов в высоту)

Ну, это все прекрасно, но каково наше дизайнерское давление, спросите вы? Хороший вопрос! Угадай, что? «Угадай» – вот ключевое слово здесь.Вам нужно будет сделать обоснованное предположение об этом числе. В большинстве случаев я рекомендую использовать расчетное давление 50 фунтов на квадратный дюйм. Это хорошее количество, которое работает с большинством малых и средних оросительных систем. Для спринклерных систем со спринклерными оросителями большого радиуса (более 35 футов между спринклерными головками) вам потребуется более высокое расчетное давление. Хорошее практическое правило для больших систем – взять расстояние, которое вы хотели бы иметь между головками оросителя в футах, и прибавить к нему 15, чтобы получить разумное расчетное давление.Например, если вы хотите расположить головки на расстоянии 50 футов друг от друга, вам потребуется расчетное давление 65 фунтов на квадратный дюйм (50 + 15 = 65). Не удивляйтесь, если ваша система не будет перекачивать 65 фунтов на квадратный дюйм, большинство бытовых насосных систем не рассчитаны на подачу более 50 фунтов на квадратный дюйм. В качестве примечания имейте в виду, что более высокие расчетные давления приводят к меньшему расходу, поэтому чем выше давление, тем больше клапанов вам понадобится. Я не рекомендую размещать спринклерные головки дальше, чем на 50 футов, если система не спроектирована профессионально! Это становится очень сложно.Даже в большинстве городских парков расстояние между дождевателями не превышает 55 футов.

(E) Введите желаемое «Расчетное давление (PSI)» в форму «Расчетные данные». Для большинства из вас это будет 50 фунтов на квадратный дюйм, как обсуждалось выше. Помните, что это число не высечено на камне! Вы можете попробовать отрегулировать его вверх и вниз.

Теперь нам нужен «Расчетный напор», поэтому умножьте расчетное давление (PSI) на 2,31, чтобы преобразовать его в напор в футах. Это просто преобразование одного типа измерения давления (PSI) в другой (Feet Head).При расчетах насоса давление всегда измеряется в футах. Пример: 50 фунтов на квадратный дюйм x 2,31 = 115 футов в высоту. (округлено в меньшую сторону от 115,5)

(F) Умножьте свое расчетное давление на 2,31 и введите его как «Расчетный напор» в форму расчетных данных.

Теперь мы сложим все эти числа вместе, чтобы получить «общий напор». Полный напор – это «вертикальный напор» плюс «расчетный напор», все в футах напора.

вертикальный напор (ft hd) + расчетный напор (ft hd) = общий напор (ft hd)

Пример:
30 футов.Динамическая глубина воды измеряется в скважине при работающем насосе. Высота двора на 10 футов выше вершины колодца. Расчетное давление 50 фунтов на квадратный дюйм, что соответствует расчетному напору 115 футов.
Полный напор = 30 + 10 + 115 = 155 футов.

Другой пример:
Перекачивание из озера. Минимальный уровень воды на 20 футов ниже высокого уровня. Самая низкая точка оросительной системы на 10 футов выше максимального уровня воды. Расчетное давление 45 фунтов на квадратный дюйм (высота 104 футов).
Общий напор = 20 + 10 + 104 = 134 фута.

Еще один пример:
Для небольшого парка, откачка из канала. Мы используем берег канала в качестве «вершины колодца». Низкий уровень воды в канале на 8 футов ниже вершины берега. Оросительная система находится под уклоном от канала, на 25 футов ниже вершины берега. Расчетное давление 65 фунтов на квадратный дюйм, необходимое для разбрызгивателей большого газона, что составляет 150 футов расчетного напора (65 * 2,31 = 150 футов по высоте).
Полный напор = 8-25 + 150 = 133 фута.HD.

(G) Рассчитайте «Общий напор» и введите его в форму проектных данных.

Теперь о формуле расхода:
Умножьте мощность насоса на 2178 (постоянное значение, см. Примечание внизу этой страницы), а затем разделите на общий напор в футах.

лошадиных сил x 2178 / общий напор (футы) = галлонов в минуту («Расчетный расход»)

Итак, для первого примера выше с 2 л.с. электронасос:
2 л.с. x 2178/155 футов.HD. = 28 галлонов в минуту Расчетный расход Вот и все! GPM, полученный по приведенной выше формуле, и есть ваш «Исходный расчетный поток». Вам потребуются значения начального расчетного расхода и расчетного давления позже в этом руководстве.

(H) Рассчитайте «Начальный поток проектирования» и введите его в форму проектных данных.

Внимание! При проектировании спринклерной системы с насосом необходимо поддерживать фактический расход каждой зоны клапана как можно ближе к «Расчетному расходу», не превышая расчетный расход.Это сделано для того, чтобы помпа не включалась и выключалась, поскольку она пытается соответствовать требованиям вашей оросительной системы. Не беспокойтесь о зонах клапана, мы поговорим об этом позже. Просто запомните следующее: «GPM зоны клапана должно составлять от 80% до 100% расчетного расхода». Вы можете записать это где-нибудь. Техническое примечание: Чтобы упростить формулу насоса, я учел КПД насоса 55% в значении константы формулы (2178).

Давление вверх, поток вниз? !!! Погодите здесь! Похоже, что эта формула говорит о том, что если давление падает, поток увеличивается! Это просто не имеет смысла.Что дает? Хорошо, по многочисленным просьбам, вот ответ на эту небольшую дилемму. Это один из тех неясных и трудных для понимания принципов гидравлики, о которых я трепался раньше. Устройтесь поудобнее. Выпейте чашку хорошего успокаивающего чая или чего-нибудь еще. Включите мягкую расслабляющую фоновую музыку. Готовый? Ну вот … Я знаю, что это НЕ ЗВУК логично, но поверьте мне, это правильно. Вы думаете, что если будет добавлено большее давление, то больше воды будет перемещаться, что верно, но вы говорите о ДОБАВЛЕНИИ давления, а не об использовании ДОСТУПНОГО давления! И это ключ к проблеме.Помните, что мы измеряем ваши ДОСТУПНЫЕ давление и расход в зависимости от текущих условий в вашем доме (или любых других).

Если бы мы планировали добавить большую насосную систему, мы бы использовали другой подход. Правильный взгляд на это – «сколько воды мы можем переместить с давлением, которое может подать ваш существующий насос?» Для перемещения воды требуется энергия, а давление воды – это энергия, которая используется. Когда вода движется, энергия расходуется. Следовательно, давление воды падает.Чем больше перемещается воды, тем больше существующего давления расходуется на ее перемещение. По мере увеличения расхода (галлонов в минуту) воды давление (фунт / кв. Дюйм) воды должно уменьшаться! (Это потому, что давление израсходовано на перемещение воды.) Есть ли в этом смысл? Что ж, даже если вы этого не понимаете, все в порядке. Большинству студентов инженерных специальностей требуется 2-3 месяца классной работы на уровне колледжа, прежде чем они полностью поймут гидравлику, поэтому не расстраивайтесь, если это все еще не имеет смысла. Просто поверьте мне, что это правильно (и не волнуйтесь, это так!)

Мокрый метод

Это наиболее точный способ проверить помпу.НО … Прежде чем мы начнем, я должен предупредить вас, что вы должны точно следовать приведенным ниже инструкциям. Не пропускайте никаких шагов, не используйте ярлык. Если вы не выполните эти шаги в точности, вы получите ложное показание, ваша конструкция спринклера не будет работать, и вы, , вероятно, повредите свой насос! Понятно?

Спринклерным системам для работы требуется вода под давлением. Без давления вода не вылетает из оросителей! Думайте о давлении воды как о «энергии», которая перемещает воду.Недостаточно просто измерить расход воды с помощью ведра, мы также должны одновременно измерить давление воды, так как нам нужно это давление, чтобы разбрызгиватели распыляли воду. Если бы у вас был городской водопровод, мы бы измерили «Статическое давление воды». Это давление, когда вода не движется. Количество воды, доступной в городской системе водоснабжения, определяется размером трубы, по которой она подается. Для насосной системы количество доступной воды определяется размером насоса.При использовании насоса мы также должны измерять «Динамическое давление воды». Динамическое давление воды – это давление движущейся воды. Динамическое давление всегда будет ниже статического. Это связано с тем, что при движении воды создается трение с краями трубы. Это трение потребляет энергию (помните, давление – это энергия), поэтому давление падает. Чем быстрее движется вода, тем больше трение, поэтому давление снижается еще больше. При перекачивании воды существует обратная зависимость между расходом и давлением: если вы хотите получить большее давление, то вы получите меньший поток воды.Если вы просто открываете кран и измеряете расход в ведре, давление упадет до нуля (вода просто падает в ведро, следовательно, нет давления воды). Это приводит к более высокому, чем обычно, расходу (более низкое давление = более высокий расход). Что еще хуже, большинство людей измеряют расход из стандартного крана. Небольшой размер крана ограничивает поток, добавляя больше погрешности к измерениям. Если вам повезет, ошибки уравновешивают друг друга, но в большинстве случаев этого не произойдет. Добавьте немного неаккуратных измерений, и результаты могут отличаться на 20% и более.Этого может быть достаточно, чтобы помпа заработала и выйдет из строя. Замена насосов – это большие расходы, так что давайте сделаем все правильно. Это займет больше времени и усилий, но оно того стоит. Хотите знать, какого размера ваша труба? Как узнать размер трубы.

Насос и напорный бак Пример № 1:

Светло-зеленые цвета – это новые трубы, добавленные для теста.Позже вы можете использовать эту новую трубу в качестве подающей трубы (магистрали) для подающего крана вашей спринклерной системы, так что ее установка не будет пустой тратой денег. Когда труба от насоса входит в резервуар, а затем выходит другая труба и идет к дому, вы должны сделать кран после резервуара, как показано. Учтите, что напорный бак может не находиться рядом с насосом, особенно в холодных зимних регионах, где бак часто устанавливается в подвале дома. При желании новый трубопровод может быть вертикальным, и вы можете добавить многоточия в последнюю секцию, чтобы труба проходила через верх ковша.Прямые отрезки трубы длиной 8 дюймов до и после манометра важны, они должны быть 8 дюймов в длину, и на этих участках не должно быть никаких эллов. Цель состоит в том, чтобы избежать создания турбулентности в воде, которая может повлиять на точность манометра.

Насос и напорный бак, пример № 2:

Если в напорный бак входит только одна труба, вы можете отводить трубу в любом месте.Вы можете установить его между насосом и напорным баком, как показано на рисунке, или после напорного бака. Так устроено большинство напорных резервуаров. Учтите, что напорный бак может не находиться рядом с насосом, особенно в холодных зимних регионах, где бак часто устанавливается в подвале дома. При желании новый трубопровод может быть вертикальным, и вы можете добавить многоточия в последнюю секцию, чтобы труба проходила через верх ковша. Прямые отрезки трубы длиной 8 дюймов до и после манометра важны, они должны быть 8 дюймов в длину, и на этих участках не должно быть никаких эллов.Цель состоит в том, чтобы избежать создания турбулентности в воде, которая может повлиять на точность манометра.

Пошаговое описание мокрого метода:

Точно следуйте приведенным ниже инструкциям!
1. Выберите место, где вы будете подключать спринклерную систему к вашей системе водоснабжения (ваше «местоположение крана»). См. Примеры диаграмм насоса и напорного бака выше. В некоторых (очень немногих) насосных системах необходимо врезаться в трубу после напорного бака, как в Примере №1 (см. Пример №1 выше.) Однако большинство систем похожи на Пример №2, поэтому вы можете подключиться к водопроводу в любом месте. В этом случае лучше всего делать отвод как можно ближе к насосу. Это обычно дает вам более высокое давление, что означает лучшую спринклерную систему (а зачастую и более дешевую!). В некоторых случаях вы можете захотеть подключить вашу новую ирригационную систему к существующей трубе где-нибудь на значительном расстоянии от насоса, например как кран возле сада. Это нормально, попробуйте.Проблема в том, что часто существующая труба оказывается недостаточно большой. Вы можете обнаружить, что у вас не очень высокое давление воды из-за небольшой трубы. Если это произойдет, вы можете подтвердить проблему, сделав еще один кран рядом с насосом и проверив его также там. Если при испытании рядом с насосом вы получаете гораздо более высокое давление и расход, значит существующая труба слишком мала.

2. Если на трубе уже есть выпускное отверстие в желаемом месте отвода, вы можете использовать его для теста, при условии, что выпускное отверстие такого же размера, как и труба, идущая от насоса.Если выхода еще нет, вам нужно будет разрезать трубу и установить ее следующим образом. Измерьте размер трубы. Сходите в строительный магазин и купите компрессионный тройник, подходящий к трубе. Попросите продавца показать вам, как это работает. Я предлагаю использовать металлический компрессионный тройник, а не пластиковый. Боковой выход компрессионного тройника должен быть того же размера, что и труба, в которую вы врезаетесь. В месте расположения крана вырежьте короткий отрезок трубы и установите компрессионный тройник.

Обратите внимание, что иногда необходимо закрепить компрессионный тройник на месте, чтобы предотвратить его перемещение и соскальзывание с трубы.В некоторых случаях компрессионные тройники не подойдут. В этом случае может потребоваться установка тройника с резьбой или клея (только для труб из ПВХ). Если у вас есть время и навыки, чтобы установить тройник с резьбой или клеем, это всегда лучший вариант, чем компрессионный тройник.

3. Установите детали, показанные зеленым цветом, в соответствии с приведенными выше примерами чертежей для испытания производительности насоса мокрым методом следующим образом:

Начните с отрезка трубы длиной 8 дюймов, установленного на выходе (компрессионного) тройника, затем другого тройника с манометром 0-100 фунтов на квадратный дюйм, затем еще отрезка трубы длиной 8 дюймов, затем шарового клапана, затем добавьте временный ПВХ. трубу (максимум 4 фута трубы с 3-мя углами), чтобы вы могли заполнить 5-галлонное ведро для измерения расхода воды.Все трубы и вентиль должны быть того же размера, что и труба, которую вы отрезали для изготовления крана. Не используйте садовый шланг, так как он ограничит поток и даст вам ложное низкое значение расхода! Я настоятельно рекомендую использовать металлическую трубу и фитинги между краном и шаровым краном. Также предлагаю использовать латунный (или бронзовый) шаровой кран. Этот шаровой кран станет запорным клапаном для вашей будущей спринклерной системы. Последний участок трубы, идущий к ковшу после шарового крана, временный и может быть пластмассовым. См. Примеры рисунков выше.В оставшейся части этого процесса теста на землю будет вылито много воды, так что сейчас самое время выяснить, куда пойдет эта вода, прежде чем вы по колени в грязи!

4. Купите ведро на 5 галлонов. Так как большинство ведер объемом 5 галлонов на самом деле вмещают более 5 галлонов воды, вам, вероятно, потребуется «откалибровать» его и отметить фактический уровень объема 5 галлонов на боковой стороне ведра. Налейте в него 5 галлонов воды, используя точную мерную емкость для измерения воды, затем отметьте уровень воды на ведре маркером, чтобы вы могли легко его увидеть.Опустошите ведро.

5. Откройте шаровой кран и дайте воде свободно вытекать из него не менее 5 минут, чтобы поток из насоса мог стабилизироваться. (Если ваш насос управляется вручную, вам придется запускать его вручную.) Если у вас есть насос с регулируемым давлением, как и большинство других, насос должен запускаться сам по себе и работать непрерывно в течение этого времени.

Если насос отключается сам по себе при работе с полностью открытым контрольным выпускным отверстием, у вас необычная проблема, возможно, слишком сильное ограничение в трубопроводе.Сначала проверьте, нет ли каких-либо ограничений в трубе (я обнаружил в трубах камни, игрушечные машинки, тряпки, крыс, рыбу, корни и т. Д.). В противном случае труба из вашего колодца может оказаться слишком маленькой. На этом этапе лучше всего обратиться за помощью в насосную компанию, поскольку с насосной системой что-то серьезно не так.

6. При работающем насосе следите за показаниями PSI на манометре и медленно начинайте закрывать шаровой кран, пока насос не отключится. Давление воды, показанное на манометре, будет увеличиваться при закрытии клапана.(Поскольку поток из насоса уменьшается, насос создает большее давление.) Запомните давление при отключении насоса.

7. Снова откройте шаровой кран и подождите, пока насос снова запустится. Теперь снова медленно закройте шаровой кран, пока не найдете точку, в которой вы получите максимально возможное показание давления на манометре без отключения насоса. Когда вы найдете эту «точку баланса», насос должен работать непрерывно, а давление должно оставаться более или менее постоянным. Вам нужно будет немного закрыть клапан, затем подождать, а затем снова закрыть его, чтобы сделать это.

Вы определяете точную точку, в которой ваш насос производит максимально возможное сочетание давления и расхода воды. Не выключайте насос и не регулируйте шаровой кран с этого момента, пока не закончите остальные шаги! Чтобы узнать, когда насос отключился, вам может потребоваться помощь, которая встанет рядом с насосом и подаст вам сигнал. Вода, выходящая из клапана, может быть достаточно громкой, чтобы вы не могли слышать работу насоса. Если у вас есть погружной насос, его будет еще труднее услышать.Попробуйте удалить одну из заглушек в верхней части колодца, чтобы вам было лучше слышать. Другой метод – проверить, чувствуете ли вы вибрацию воды, текущей в трубе на выходе из колодца. Когда насос выключен, вода не будет течь по этой трубе.

Если вы абсолютно не можете сказать, работает ли насос, вам нужно просто следить за расходом и давлением. Регулируйте клапан до тех пор, пока не найдете расход, при котором давление остается постоянным в течение как минимум 15 минут.

Если у вас нет реле давления на помпе, вы все равно используете тот же метод для проверки.Вместо того, чтобы прислушиваться к отключению насоса, вам просто нужно будет поиграть с потоком, пока не достигнете хорошего баланса между потоком и давлением. Когда вы закроете клапан, вы заметите, что есть момент, когда вам нужно резко уменьшить поток, чтобы давление поднялось. Держите давление ниже этого уровня, насос не может слишком сильно ограничивать поток.

Давление будет вашим расчетным давлением. Если он слишком низкий, у вас могут возникнуть проблемы с конструкцией спринклера.В большинстве случаев я рекомендую использовать расчетное давление 50 фунтов на квадратный дюйм. Это хорошее количество, которое работает с большинством малых и средних оросительных систем. Для спринклерных систем со спринклерными оросителями большого радиуса (более 35 футов между спринклерными головками) вам потребуется более высокое расчетное давление. Хорошее практическое правило для больших систем – взять расстояние, которое вы хотели бы иметь между головками оросителя в футах, и прибавить к нему 15, чтобы получить разумное расчетное давление.

Например, если вы хотите расположить головки на расстоянии 50 футов друг от друга, вам потребуется расчетное давление 65 фунтов на квадратный дюйм (50 + 15 = 65.Не удивляйтесь, если ваша система не будет перекачивать 65 фунтов на квадратный дюйм, большинство бытовых насосных систем не рассчитаны на подачу более 50 фунтов на квадратный дюйм. Большинству людей, использующих спринклеры с радиусом более 45 футов, необходимо купить новый насос высокого давления или добавить подкачивающий насос, чтобы создать достаточное давление для спринклерной системы. Если вам нужны спринклерные головки, которые находятся на расстоянии более 50 футов друг от друга, вы должны профессионально спроектировать систему. Большое расстояние между разбрызгивателями становится очень сложной задачей, поскольку распределение воды не всегда остается равномерным на больших расстояниях.Даже в большинстве городских парков расстояние между дождевателями не превышает 55 футов.

На большинстве насосов есть реле давления, которое включает и выключает насос при заданном давлении. Типичные настройки: 35 фунтов на квадратный дюйм и 45 фунтов на квадратный дюйм. Он работает так же, как обогреватель и термостат в вашем доме, только измеряет давление воды, а не температуру. Когда вы открываете клапан, вода вытекает, и давление воды падает. Когда он достигает заданного давления включения, насос включается.Когда вы закрываете клапан, давление повышается. Когда давление достигает заданного значения «выключено», насос отключается. Это создает проблему, если вы хотите получить 50 фунтов на квадратный дюйм, а насос выключается при 45 фунтов на квадратный дюйм! К счастью, давление, при котором насос включается и выключается, можно регулировать. Если помпа выключается при давлении ниже 50 фунтов на квадратный дюйм, возможно, вам потребуется изменить настройки. Вы можете увеличить настройку выключения на 5 фунтов на квадратный дюйм, может быть, немного больше или меньше. Иногда для этого требуется установка нового реле давления на насос, большинство из которых можно отрегулировать только в ограниченном диапазоне.(Если вам нужно заменить реле давления, обратитесь к специалисту по насосам. Вы можете повредить насос, если используете переключатель со слишком высоким диапазоном давления. Возможно, ваш насос не предназначен для перекачивания более высоких давлений!)

Как отрегулировать настройку давления? Где-то на трубопроводе, обычно около напорного бака, в трубе есть тройник, а на короткой трубе над тройником находится небольшая коробка. К ящику подведен электрический кабель. Это датчик давления. Внутри крышки коробки находится регулировочный винт.Большего я сказать не могу, поскольку расположение винта зависит от модели. Вы можете найти инструкции для реле давления в Интернете, выполнив поиск на веб-сайте производителя. В новых насосах часто используется твердотельный датчик давления. В зависимости от модели вы можете изменить настройки с помощью клавиатуры. Другие модели не имеют клавиатуры и должны быть подключены к устройству программирования (часто ноутбуку, планшету или смартфону), чтобы изменить настройки.Возможно, вам потребуется позвонить в вашу насосную компанию за помощью.

A. Запишите показания манометра в строке «Расчетное давление (PSI)» в форме «Расчетные данные».

8. Теперь измерьте расход, выходящий из трубы, не регулируя шаровой кран. Манометр должен оставаться на «Расчетном давлении», а насос должен продолжать работать, пока вы измеряете расход. Поставьте ведро на 5 галлонов под поток и измерьте, сколько секунд потребуется, чтобы наполнить ведро до отметки 5 галлонов.Повторите это 3 раза, чтобы убедиться, что результаты точны (все три измерения должны быть примерно одинаковыми). Разделите 300 на количество секунд, необходимых для заполнения 5 галлонов ведра, чтобы получить галлон в минуту. (300 / секунда для заполнения 5-галлонного ведра = галлонов в минуту) Пример: 10 секунд для заполнения 5-галлонного ведра, поэтому 300, разделенные на 10 секунд, равны 30 галлонам в минуту.

B. Запишите измеряемый вами расход (галлонов в минуту) в строке «Исходный расчетный поток» вашей формы расчетных данных.

Вы закончили измерения.Теперь вы можете закрыть клапан и выключить насос, если он заблокирован. Оставьте шаровой кран на месте, так как вы будете подключать к нему новую спринклерную систему.

Несколько других важных элементов примечания

Цикл насоса

Внимание! При проектировании спринклерной системы с насосом необходимо поддерживать фактический расход каждой зоны клапана как можно ближе к «Расчетному расходу», не превышая расчетный расход. Это сделано для того, чтобы помпа не включалась и выключалась, поскольку она пытается соответствовать требованиям вашей оросительной системы.Не беспокойтесь о зонах клапана, мы поговорим об этом позже. Просто запомните следующее: «GPM зоны клапана должно составлять от 80% до 100% расчетного расхода». Вы можете записать это где-нибудь.

Достаточно ли воды из помпы?

Вам понадобится около 20 галлонов в минуту воды для орошения 1 акра травы дождевателями. Один акр равен 43 560 квадратных футов (или 4047 квадратных метров). Следовательно, если у вас есть травяной двор площадью 2 акра, вам понадобится 40 галлонов в минуту воды для его полива.Если у вас есть кусты, они обычно используют только половину воды, чем трава, поэтому при 20 галлонах в минуту можно поливать 2 акра кустов. Если у вас недостаточно воды, вам нужно будет либо найти больший запас воды, либо уменьшить количество поливаемой площади. Другой вариант – посадить кусты и использовать для них капельный полив. При капельном орошении вы поливаете только ту площадь, которую фактически покрывает листва растения. Следовательно, если растения покрывают только половину реальной площади земли, вам понадобится только половина воды.

В сутках достаточно много часов для полива.Количество необходимой воды меняется в зависимости от климата, эти оценки количества воды, необходимой на акр, типичны для теплых летних регионов, где установлено большинство спринклерных систем (суточные высокие температуры летом выше 90 градусов по Фаренгейту, 32 градусов Цельсия). Предположим, вы будете поливать до 10 часов в день. Если вы можете поливать больше времени в день, вы сможете поливать больше площади.

Минимальный размер трубы:

Если длина трубы между насосом и точкой отбора для ирригационной системы превышает 10 футов (для погружных насосов измеряйте от того места, где труба выходит из колодца), то труба должна быть такого размера или больше, чем указано ниже:

Если размер трубы меньше указанного выше минимального размера, вам необходимо заменить ее, чтобы избежать гидравлического удара, который может повредить ваш насос, напорный бак и бытовую водопроводную систему, не говоря уже о спринклерной системе.Если ваше расчетное давление превышает 50 фунтов на квадратный дюйм, используйте трубу на один размер больше, чем показано.

Пример: расчетное давление 55 фунтов на квадратный дюйм и расчетный расход 35 галлонов в минуту требует 2-дюймовой трубы (на один размер больше, чем указано в таблице, поскольку расчетное давление превышает 50 фунтов на квадратный дюйм).

Подробнее о насосах…

Я настоятельно рекомендую вам ознакомиться с моим Руководством по насосным системам для орошения. Более подробная информация о насосах, элементах управления насосами и перекачке из колодцев, озер, рек и т. Д. Содержится в Руководстве по насосным системам для орошения.

Эта статья является частью серии руководств по проектированию дождевателей
<<< Предыдущая страница ||| Указатель учебного пособия ||| Следующая страница >>>
Используя это руководство, вы соглашаетесь с условиями и ограничениями, перечисленными на странице «Условия использования».

Уровень грунтовых вод в Аризоне падает по мере того, как крупные корпоративные фермы углубляются в глубину

В пустыне Аризоны множатся обширные просторы пышных зеленых полей, образуя сельскохозяйственные империи, питаемые миллиардами галлонов грунтовых вод на пересохшем ландшафте.

Уровень грунтовых вод в Аризоне резко падает во многих областях. Проблема особенно остро стоит в нерегулируемых сельских районах, где нет ограничений на откачку. Уровень воды в более чем 2000 скважинах упал более чем на 100 футов с момента их первого бурения. Количество вновь построенных скважин увеличивается, скважины бурятся все глубже и достигают более низких уровней воды.

Этот универсал сливает воду, от которой зависят домовладельцы, в результате чего некоторые из них остаются без колодцев.

Поскольку подземные воды истощаются, Аризона несет постоянные убытки, которые не могут быть возмещены в течение тысяч лет. Эти подземные запасы, заложенные на протяжении тысячелетий, представляют собой единственную воду, на которую многие сельские общины могут рассчитывать , поскольку пустыня на юго-западе становится все жарче и суше с изменением климата.

Беспрепятственная откачка наносит ущерб водоносным горизонтам штата в течение многих лет, но так же, как эксперты призывают Аризону разработать планы по спасению ее древних подземных вод, откачка ускоряется, и проблемы усугубляются.

Крупные фермерские компании, принадлежащие иностранным инвесторам и иностранным сельскохозяйственным гигантам, спустились в сельскую Аризону и скупили сельхозугодья в районах, где нет ограничений на откачку.

Покупая недвижимость у мелких фермерских хозяйств и домовладельцев, они пробурили скважины глубиной в тысячу футов или более, часто тратя более полумиллиона долларов на скважину для орошения десятков тысяч акров сена, кукурузы, фисташек и других жаждущих культур. , в надежде, что они скоро начнут загребать прибыль.

В нерегулируемых сельских районах, где уровень грунтовых вод падает, домовладельцы и политики призывают государство вмешаться, чтобы остановить бурение скважин или создать новые правила для ограничения откачки.

В этих преимущественно консервативных сообществах, где духом является забота о себе и осторожность с государственным регулированием, видные местные чиновники предлагают ввести мораторий на бурение или создание новых управляемых территорий, где бурение будет ограничено.

Даже городские районы штата, где существуют средства защиты, сталкиваются с серьезными проблемами.Годы засухи, быстрого роста и сокращения воды в реке Колорадо увеличивают нагрузку на грунтовые воды в районах, подпадающих под действие государственного регулирования.

В ходе беспрецедентного исследования подземных вод штата компания The Arizona Republic проанализировала данные об уровне воды для более чем 33 000 скважин по всей Аризоне, включая некоторые записи за более чем 100 лет и почти 250 000 записей о бурении скважин.

Исследование показало, что уровень воды в почти каждая четвертая скважина в программе мониторинга подземных вод Аризоны упала более чем на 100 футов с момента их бурения, что, по мнению ученых и экспертов по водным ресурсам, вероятно, невосполнимо.

Почти половина скважин с пятью или более измерениями упала более чем на 50 футов в какой-то момент с момента начала ведения учета. И это только в ограниченном количестве скважин, владельцы которых согласились на добровольное наблюдение.

В Аризоне не требуются счетчики на колодцах во многих областях, а это означает, что никто точно не знает, сколько воды откачивается.

Том Бушатцке, директор Департамента водных ресурсов штата Аризона, сказал, что отсутствие измерений – серьезная дыра в законах Аризоны о грунтовых водах. По его словам, его ведомство предложило владельцам скважин на нерегулируемых территориях обязательную отчетность по водопользованию. Эти данные позволят агентству точно увидеть, сколько воды забирается из водоносных горизонтов.

«Нам нужны данные перекачки», – сказал он.

Многие промышленные фермы расположились в сельской местности, где уже наблюдались самые большие падения уровня воды с течением времени.

Консультант по водным ресурсам из Аризоны Марвин Глотфелти сказал, что трудно определить, насколько корпоративные фермы дополнительно сбросили водоносные горизонты, не создав сложные модели подземных вод, которые могут стоить до 50 000 долларов.

«В нашу фирму фермеры приходят и спрашивают нас:« Достаточно ли воды на Х период времени? », – сказал Глотфелти. «И если мы скажем:« Хорошо, воды хватит на 50 лет, и это приведет к падению уровня воды на несколько сотен футов », мы дадим им такой ответ, и они пойдут дальше со своей фермой.”

Эти сельскохозяйственные угодья, которые образуют круговые острова изумрудно-зеленого цвета в пустыне, стремительно истощают водоносные горизонты. Люди, живущие поблизости, все больше живут в страхе, что их вода может скоро закончиться.

Некоторые колодцы уже высохли, оставив семьи изо всех сил пытаются справиться с расходами.

Колодец Родни Хейса высох в июле, когда его жена, Нэнси Блевинс, мыла посуду. Их насос сгорел, когда уровень воды упал, и двое, которые живут рядом с гигантом Саудовской сенокосной ферме в Виксбурге пришлось искать воду в другом месте.

Они принесли воду, 100 бутылок на один галлон за раз, от подруги, которая одолжила ей кран. Они мечтали о том, чтобы снова включить воду хотя бы на несколько часов в день.

«По крайней мере, мы могли бы принять душ, не заходя к друзьям или на стоянки грузовиков, или, знаете ли, не обливая друг друга водой», – сказал он.

В ноябре им наконец удалось купить новый насос, и в их доме снова появилась вода. Но неизвестно, как долго это может продлиться.

Регионы, где откачка воды не ограничена – от округов Мохаве и Ла-Пас на западе до округа Кочиз на юго-востоке – стали горячими точками, где подземные воды быстро истощаются.

В то время как уровень грунтовых вод падает год за годом, политическая система кажется парализованной и неспособной ограничить откачку воды или помочь жителям, которые обременены расходами.

Таким образом, статус-кво остается на месте: крупные фермы продолжают откачивать огромное количество воды. Домовладельцы продолжают нести расходы. И этот незаменимый запас воды продолжает сокращаться.

Наибольшее падение уровня грунтовых вод произошло за десятилетия в долинах, где фермы использовали водоносные горизонты в течение 70 или более лет.

Некоторые районы штата упали настолько сильно, что вода, скорее всего, не восстановится естественным образом при нашей жизни. В долине Макмаллен, окружающей Саломею и Венден в пустыне примерно в 40 милях к северо-востоку от Кварцсита, с 1950-х годов средний уровень воды в контролируемых государством скважинах упал на 184 фута. Средняя скважина в бассейне Хила-Бенд опустилась на 162 фута.

В округе Пинал, в бассейне Марикопа-Стэнфилд вокруг Марикопы, количество контролируемых скважин снизилось на 125 футов с 1950-х годов.В районе Виксбурга, где пять лет назад открылось предприятие по выращиванию сена в Саудовской Аравии площадью 10 000 акров для отправки сена домой, с 50-х годов средний уровень воды упал на 120 футов.

В «зонах активного управления», которые были созданы в соответствии с знаменательным законом об управлении подземными водами в Аризоне в 1980 году, средний уровень воды прекратил падать и несколько восстановился после того, как вода из реки Колорадо была доставлена ​​по каналу в 1980-х и 1990-х годах

Но в сельских районах без В соответствии с нормативными требованиями, средний уровень воды во всех контролируемых скважинах в штате за последние годы снизился и угрожает превзойти рекордные минимумы, достигнутые в середине 1980-х годов.

По оценкам государственных чиновников, 40% воды, используемой в Аризоне, составляют подземные воды.

Роберт Гленнон, эксперт по водным ресурсам и профессор права в Университете Аризоны, сказал, что резкое снижение уровня грунтовых вод вызывает тревогу.

«Это большие числа, и они, вероятно, необратимы», – сказал Гленнон. «Падение с высоты 50 или 100 футов – это большое падение. И из-за этого для всех становится намного дороже использовать имеющуюся воду».

В нерегулируемых сельских районах штата чрезмерное использование воды ухудшается.Крупные коммерческие фермы наращивают объемы, бурят скважины и перекачивают миллиарды галлонов из напряженных водоносных горизонтов каждый год.

«Они идут туда, где нет никаких правил, потому что они могут просто высосать из воды черт возьми и уйти», – сказал Гленнон.

С падением уровня грунтовых вод, государственные отчеты о бурении показывают, что бурятся все больше и больше скважин, и они бурятся все глубже. Скважины в перенапряженном бассейне Уиллкокс в 2018 году были пробурены в среднем на 358 футов глубже, чем в 2010 году.Неподалеку в Сан-Симоне колодцы были на 211 футов глубже.

В бассейне Веллтон-Могавк, который пересекает межштатную автомагистраль 8 на пути к Юме, средняя скважина была пробурена на 741 фут глубже в 2018 году, чем в 2010 году. В долине Хуалапай около Кингмана, где крупные корпоративные фермы стимулировали призывы к регулированию, скважины были пробурены в среднем на 280 футов глубже, чем восемь лет назад.

Не существует государственных или национальных стандартов, определяющих, насколько большой перепад в скважине является проблематичным. Единственный стандарт в Аризоне для колодцев – это правило внутри управляемых территорий, согласно которому колодец не может быть построен, если за пять лет из него упадет соседний колодец более чем на 10 футов.Применение этого стандарта ко всем контролируемым скважинам по всему штату показывает, что 20 процентов скважин упали больше, чем это было, по крайней мере, за один пятилетний период.

Во многих регионах есть только приблизительные оценки того, сколько извлекаемой пресной воды остается под землей, и неясно, сколько еще может продолжаться перекачка до тех пор, пока водоносные горизонты не приблизятся к точке, где оставшаяся вода окажется слишком глубокой для экономичной откачки.

«Меня действительно беспокоит будущее», – сказал Джей Фамиглиетти, возглавляющий Глобальный институт водной безопасности при Университете Саскачевана.«Как долго это может продолжаться до того, как в случае с Аризоной вода исчезнет?»

Фамильетти, бывший ученый НАСА, использовал измерения со спутников для изучения подземных вод во всем мире и обнаружил, что многие крупные водоносные горизонты мира сокращаются.

Уровни грунтовых вод падают во многих районах Соединенных Штатов, и эта проблема особенно остро стоит в сельскохозяйственных районах Запада, от плодородных ореховых и фруктовых садов в Центральной долине Калифорнии до кукурузных полей на вершине водоносного горизонта Огаллала на высоком уровне. Равнины.

Падение уровня воды в нерегулируемых частях Аризоны происходит параллельно с аналогичным падением в других западных штатах. Но данные штата по водоснабжению показывают, что проблема усугубляется с приходом промышленных ферм и инвесторов.

И люди, живущие рядом с расширяющимися сельскохозяйственными угодьями, платят высокую цену.

Для компаний, выращивающих такие культуры, как люцерна и кукуруза, Аризона предлагает экономичные земли, солнечный климат с несколькими вегетационными сезонами и дешевую легкодоступную воду из колодцев.Поскольку эти фермы перекачивают больше воды, коллективные расходы перекладываются на соседей и домовладельцев. В то время как уровень грунтовых вод под их домами снижается, колодцы пересыхают.

Несколько лет назад, когда фермы по выращиванию люцерны расширились до девственной пустыни и залежных земель вокруг города Саломея, колодец Мэри Гудман внезапно высох.

Гудман, 71-летняя медсестра на пенсии, и ее муж Билл, механик на пенсии, потратили 16 000 долларов из своих пенсионных денег на бурение новой скважины глубиной 680 футов.Теперь они беспокоятся о том, как долго продержится вода.

Я не думаю, что меня следует заставлять продавать свой дом только для того, чтобы чувствовать себя в безопасности. Но я не чувствую себя в безопасности.

«Половина меня чувствует, что мы должны просто продать сейчас, если мы сможем получить хорошую цену, и убираться отсюда, пока у нас не закончилась вода», – сказал Гудман. «Другая половина говорит:« Тебе здесь нравится ». Вы работали 20 лет, чтобы построить это место.«Так что я не думаю, что меня нужно заставлять продавать свой дом, чтобы чувствовать себя в безопасности. Но я не чувствую себя в безопасности ».

Рядом с домом Гудманов, где есть две грунтовые взлетно-посадочные полосы для авиационного хобби Билла, рядом с шоссе 60 были пробурены новые промышленные скважины. Гудман сказал, что откачка в долине Макмаллен постепенно разрушает их скважину.

«Единственная утешительная мысль: когда он высохнет, мы, вероятно, умрем – если это утешит», – сказала она.

Она сказала, что это расстраивает и страшно видеть, как место, где она планировала прожить остаток своей жизни, выливается из воды, и никто ничего не делает с этим.

«Я думаю, это выглядит очень мрачно, если что-то не будет сделано для защиты воды в этом районе», – сказал Гудман. «Должны быть приняты некоторые законы для защиты воды».

В ее городе и в других частях штата растет количество призывов к регулированию. Люди требовали от политиков и чиновников водного сектора принять меры для защиты грунтовых вод до того, как они исчезнут.

ИМЕЕТСЯ ОТКАЗ ИЛИ СУХАЯ СКВАЖИНА? Мы хотим услышать от вас

Более чем в 50 милях к югу от дома Гудмана, в отдаленной пустыне, расположенной на границе округа Марикопа-Юма, город-призрак стоит как напоминание о потенциальных последствиях неконтролируемой откачки грунтовых вод.

Заброшенный отель с заколоченными окнами расположен у подножия скалистого холма. Когда-то это был популярный курорт с горячими источниками, оазис для путешественников, где можно остановиться и отдохнуть.

История горячего источника Агуа Калиенте началась задолго до того, как Аризона стала штатом, сказал Мэтт Бишофф, историк, изучавший эту местность.

Испанская миссия была построена здесь в 1774 году, а в 1800-х годах источники стали курортом для людей, путешествующих на лошадях и дилижансах по тропе, которая шла вдоль реки Хила.

В 1860-х годах известный писатель Джон Росс Браун написал о своем визите в книге «Приключения в стране апачей». Он написал: «Изобилие водных потоков … На следующее утро мы приняли чудесную ванну в источниках, которая полностью подготовила нас после праха и песка путешествия».

Отель на 22 номера был построен рядом с горячими источниками в 1897 году, сказал Бишофф. Во время Второй мировой войны войска тренировались поблизости в Кэмп-Хайдер и плавали в источниках.

Теперь, если вы поедете по Олд-Агуа-Калиенте-роуд в Хайдере, вы увидите таблички «Вход воспрещен» на закрытом ставнями отеле.Рядом с ним на солнце трескаются и разлагаются остатки деревянных построек.

Дорога возле города-призрака Агуа Кальенте усажена мертвыми мескитовыми деревьями. Их корни больше не доходят до воды, а их ветви превратились в хрупкие угольно-серые скелеты.

Отель закрыли после войны, когда завершение строительства шоссе позволило водителям объезжать Агуа Калиенте. Но, по словам Бишофф, грунтовые воды с ферм опустили уровень грунтовых вод и осушили источники.

«Избыточный насос – это то, что полностью убило его», – сказал Бишофф.

Почти 40 лет назад Аризона приняла исторический закон, регулирующий использование грунтовых вод в Фениксе, Тусоне, и населенных, в основном, городских районах. Закон оставил остальную часть штата без правил, ограничивающих бурение или откачку.

«За пределами зоны активного управления вы можете пробурить скважину любого размера и в любом месте, где вы хотите, и качать столько, сколько захотите», – сказала Кэтлин Феррис, бывший директор Департамента водных ресурсов, которая помогла проекту Закон об управлении подземными водами.

Но с тех пор, как был утвержден закон о подземных водах, было только одно добавление к регулируемым территориям, и это расширение произошло в 1981 году. Пять недавних попыток ограничить откачку подземных вод в трех разных округах – Кочизе, Ла-Пасе и Мохаве – потерпели неудачу.

Департамент водных ресурсов Аризоны мало что может сделать в соответствии с законом для ограничения откачки грунтовых вод.

«Таким образом, единственное, что они могут сделать за пределами (управляемых территорий), – это потребовать, чтобы скважины бурились в соответствии со стандартами строительства скважин лицензированным бурильщиком, и чтобы они были зарегистрированы в департаменте», – сказал Феррис. Сейчас он старший научный сотрудник Центра водной политики Кайла при Университете штата Аризона.

Департамент водных ресурсов также может создавать новые управляемые районы штата, либо декларируя сам район, либо создавая его, если петиции подпишут достаточное количество землевладельцев. Но три недавних попытки создать новые управляемые районы, одна в Сан-Симоне около Уиллкокса и две попытки, запрошенные лидерами округа Мохаве, были отклонены государством.

Должностные лица штата заявили, что в этих случаях уровень воды снижался недостаточно быстро, чтобы создать новую управляемую территорию, и они не могли принять во внимание потенциальное увеличение откачки в будущем.Директор ADWR Бушатцке постановил, что государству придется подождать, чтобы увидеть еще большее снижение, прежде чем вводить новые правила , которые создадут «зону орошения без расширения», которая заморозит новые орошения.

«Я определенно ограничен законом, я имею право делать только определенные вещи», – сказал Бушатцке. «Мы можем смотреть на сегодняшний и вчерашний день только с точки зрения темпов снижения».

В 2017 году департамент Бушатцке предложил новый закон, который даст агентству возможность прогнозировать доступность воды на десятилетия вперед при принятии решений об ограничении орошения.

Пакет новых правил также предусматривал проведение замеров в скважинах вне управляемых территорий. Бушатцке сказал, что департамент не может заставить законодателей принять законопроекты.

«Это наша задача, как заручиться достаточной поддержкой среди заинтересованных сторон, чтобы мы могли добиться принятия решения в Законодательном собрании», – сказал он.

Кроме того, призывы к регулированию привели к резкому увеличению объемов бурения скважин вокруг Уилкокса. Количество завершенных скважин увеличилось с 43 в 2010 году до 123 в 2015 году.

Законодатели штата отказались вводить новые правила.

Законодатели отказались поддержать в 2015 году усилия лидеров сообщества в Уиллкоксе по добровольному регулированию, ограничивающему откачку подземных вод, которые в конечном итоге потерпели неудачу. Запросы на ограничение колодцев от крупных корпоративных ферм в графстве Ла-Пас и предотвращение появления новых орошаемых ферм в графстве Мохаве были удовлетворены Законодательным собранием с выделением 100 000 долларов на создание исследовательских групп для изучения уровней водоносных горизонтов.

Запомните мои слова.Это только начало.

Неясно, сколько колодцев в штате высохло за последние годы, потому что ни государственные чиновники, ни чиновники округов не отслеживали систематически сообщения о сухих колодцах, хотя и получали регулярные жалобы.

Брюс Бэббит, бывший губернатор, подписавший Закон об управлении подземными водами 1980 года, призывает штат регулировать использование подземных вод в сельских районах и предоставить властям округа ведущую роль. Выступая в октябре, Бэббит сказал, что проблемы в нерегулируемых сельских районах нарастают.

«Мы наблюдаем рост промышленного сельского хозяйства в масштабах, которых мы никогда не видели в этом штате, от хедж-фондов Нью-Йорка, инвесторов из Невады, инвесторов с Ближнего Востока», – сказал Бэббит. «Это промышленное сельское хозяйство – это только начало новой эры интенсивного, беспрецедентного спроса».

Он указал на появление крупных корпоративных ферм в графствах Мохаве, Ла-Пас и Кочиз.

«Отметьте мое слова. Это только начало », – сказал Бэббит.

Четыре десятилетия назад политическая ситуация была совершенно иной. Когда законодательный орган Аризоны принял первый в стране всеобъемлющий закон об управлении подземными водами, произошел настоящий кризис. Постановление Верховного суда Аризоны отменило водные правила штата четыре года назад, и штат столкнулся с угрозой потери воды в рамках Проекта Центральной Аризоны, если ничего не предпримет.

«У нас было руководство в Законодательном собрании, которое считало, что это должно произойти, и был губернатор, который также верил, что это должно произойти», – сказал Феррис.

Губернатор Дуг Дьюси не ответил на неоднократные просьбы прокомментировать проблемы с водой в Аризоне. Совет Дьюси по увеличению, инновациям и охране водных ресурсов имеет комитет по грунтовым водам в сельской местности за пределами регулируемых территорий. Этот комитет возглавляет член палаты представителей Гейл Гриффин, которая, по крайней мере, пять раз за последние четыре года пыталась ослабить правила по грунтовым водам.Она также не ответила на запросы о комментариях.

Феррис сказал, что для настоящих перемен сейчас произойдут настоящие изменения, Законодательный орган должен снова вмешаться. Но если они этого не сделают, парализованная система Аризоны сохранит статус-кво: домовладельцы несут расходы из-за выхода из строя скважин, а крупные фермы продолжают откачивать воду без ограничений.

«К сожалению, люди, которые контролируют статус-кво, не хотят его менять», – сказал Феррис.

В пыльных полях у высохшего русла реки Хила в Хайдере, недалеко от города-призрака Агуа Калиенте, буровые установки роют глубоко в земле.

Компании покупают землю в аренду для сенокосов и закладывают новые колодцы глубиной более 1500 футов, создавая следующий сельскохозяйственный рубеж для промышленных ферм в Аризоне.

Марк Скоузен управляет семейной фермой во втором поколении недалеко от заброшенного горячего источника в Хайдере. Когда его отец купил землю и пробурил скважину в 1957 году, вода хлынула из-под земли. В то время горячий источник Агуа Кальенте все еще продолжал свое существование.

В начале 1960-х, когда Скузен был мальчиком, другой фермер пробурил скважины на ферме недалеко от горячего источника.Когда начали откачивать, вода перестала вытекать из земли, и горячий источник умер.

«С тех пор уровень грунтовых вод стабильно снижается, – сказал Скоузен.

Некоторые из его колодцев больше не производят достаточно воды, и ему пришлось уменьшить количество обрабатываемых акров.

В долгосрочной перспективе потери воды во многих сельских общинах могут стать необратимыми. Большая часть грунтовых вод, поступающих на сельскохозяйственные угодья, скопилась под землей тысячи лет назад. По мере откачки водоносные горизонты подвергаются углублению, и дожди не будут восполнять их в ближайшие столетия.

В некоторых районах штата водоносные горизонты пополнились годами «накапливания» импортированной воды из реки Колорадо, и там уровень грунтовых вод повысился.

Но даже в «областях активного управления» вокруг Феникса, Тусона и округа Пинал, где водоносные горизонты извлекли выгоду из десятилетий регулирования, в некоторых областях все еще наблюдался значительный спад. Более чем в половине суббассейнов на управляемых территориях средний уровень воды снизился с 1980-х годов, даже с учетом ограничений на откачку грунтовых вод и дополнительную воду CAP.

Аризона столкнется с первым в истории обязательным сокращением воды в реке Колорадо в следующем году в соответствии с соглашением, которое сократит количество воды, доступной для пополнения водоносных горизонтов в городских районах. А в долгосрочной перспективе, учитывая, что изменение климата, согласно прогнозам, вызовет растущую нагрузку на водоснабжение из рек, Феникс и другие города планируют потенциально увеличить объем подземных вод.

Подземные воды также питают ручьи и реки пустыни, и десятилетия интенсивной откачки воды привели к уменьшению их стока.Будущее остальных рек, от Сан-Педро до Верде, висит на волоске.

Избыточный насос также может привести к увеличению затрат.

На более глубоких уровнях грунтовые воды могут содержать более высокие уровни загрязнителей, что может потребовать дорогостоящей очистки. И чем глубже опускается уровень грунтовых вод, тем больше возрастают затраты энергии на откачку воды.

Если ничего не изменится, сказал Феррис, «либо грунтовые воды заканчиваются, либо их перекачивать становится слишком дорого, либо их качество таково, что их слишком дорого обрабатывать для использования.”

Охват экологической информации на сайте azcentral.com и в Республике Аризона поддерживается грантом Благотворительного фонда Нины Мейсон Пуллиам. Следите за новостями группы по экологической отчетности The Republic на сайтах environment.azcentral.com и @azcenvironment в Facebook, Twitter и Instagram.

THE REPUBLIC TEAM

• Отчетность: Ян Джеймс и Роб О’Делл
• Анализ данных: Роб О’Делл
• Фотография и видео: Марк Хенле
• Аэрофотоснимок: Майкл Чоу и Томас Хоторн
• Цифровая графика: Джон Пол МакДоннал, Митчелл Торсон, Хавьер Заррасина, Шон Салливан и Гарретт Митчелл
• Цифровой дизайн: Лия Тринидад и Спенсер Холладей
• 9109 Социальные сетиКим Буй
• Редактирование: Шон Маккиннон и Джош Сусонг
• Ответственный редактор, Республика Аризона: Грег Бертон

Опубликовано 19:58 UTC 5 декабря 2019 г. Обновлено 17:56 UTC 27 декабря 2019 г.

USDA ERS – Ирригация и водопользование

Согласно отчету Геологической службы США, сельское хозяйство является основным пользователем грунтовых и поверхностных вод в Соединенных Штатах, и на ирригацию приходилось 42 процента общего водозабора пресной воды в стране в 2015 году.Вода, используемая для орошения, позволяет выращивать сельскохозяйственные культуры в засушливых регионах и увеличивает влажность почвы во влажных регионах, когда осадков в период вегетации недостаточно. Орошение повысило производительность и прибыльность сельскохозяйственного сектора. По данным сельскохозяйственной переписи 2017 года, на фермы с той или иной формой орошения приходилось более 54 процентов от общей стоимости продаж сельскохозяйственных культур в США, в то время как на орошаемые земли приходилось менее 20 процентов убранных пахотных земель. Орошаемое растениеводство помогает поддерживать местную сельскую экономику во многих районах США.S., и вносит свой вклад в животноводство, пищевую промышленность, транспорт и энергетику.

Где проводится орошение сельскохозяйственных культур в США?

По данным сельскохозяйственной переписи 2017 года, общая площадь орошаемых пахотных земель в США составляет 58 миллионов акров. Большая часть орошаемых земель сосредоточена на западе США, где для выращивания многих культур требуется орошение. Орошение также распространено на юго-востоке США, особенно в долине реки Миссисипи в Арканзасе, Луизиане и Теннесси, а также в южной Джорджии и центральной Флориде.То, где происходит орошение, зависит от региональных моделей возделывания культур, местных климатических условий, а также от наличия ресурсов поверхностных и подземных вод.

Небраска имела самые орошаемые земли среди всех штатов США: 8,6 миллиона акров орошаемых пахотных земель, что составляет 14,8 процента всех орошаемых пахотных земель в Соединенных Штатах. Преобладание орошаемых земель в Небраске связано с обилием ресурсов подземных вод, поскольку большая часть штата расположена над водоносным горизонтом Высоких равнин (Огаллала).На втором месте Калифорния с 7,8 млн акров или 13,5% всех орошаемых пахотных земель в США; Арканзас, Техас и Айдахо замыкают пятерку штатов по общей площади орошаемых пахотных земель в 2017 году. Двадцать штатов с самым высоким рейтингом по площади орошаемых земель в 2017 году составили около 90 процентов всех орошаемых земель.

Как изменилось ирригация с течением времени?

Значение ирригации для сельскохозяйственного производства в США выросло за последнее столетие.С 1890 года площадь орошаемых земель по всей стране выросла с менее чем 3 миллионов акров до более чем 58 миллионов акров в 2017 году. Расширение орошаемых земель в стране было частично связано с федеральными, государственными и местными проектами развития водоснабжения, а также инновациями в области откачки подземных вод. технологии. В последнее время интенсивность орошения (измеряемая как среднее по стране использование воды на акр орошения) снизилась в ответ на региональные сдвиги в орошаемых площадях, изменение структуры посевов и повышение эффективности технологий полива.В период с 1969 по 2017 год средняя норма орошения снизилась с более чем 2 акров-футов на орошаемый до чуть менее 1,5 акров-футов на орошаемый акр (1 акр-фут = 325 851 галлон).

Национальные тенденции в общих орошаемых площадях опровергают важные межрегиональные различия в том, где происходит орошение. В период с 1997 по 2017 год общая площадь орошаемых сельскохозяйственных земель в Калифорнии уменьшилась с 8,8 до 7,8 миллиона акров, а площадь орошаемых земель в Небраске увеличилась с 7 до 8.6 млн соток. За тот же период площадь орошаемых пахотных земель в Арканзасе увеличилась более чем на 1 миллион акров, в то время как в Техасе произошло сокращение почти на 1,5 миллиона акров. В 2012 году штат Арканзас вытеснил Техас, заняв третье место по орошаемой площади после Небраски и Калифорнии. Эти наблюдаемые региональные тенденции отражают, как изменение доступности воды, связанное с конкурирующими потребностями в воде, воздействием засухи на запасы поверхностных вод и истощением подземных вод, повлияло на региональное распределение орошаемой продукции.

Какие культуры орошаются?

Распределение оросительной воды по культурам отражает климатические требования и потребности сельскохозяйственных культур в воде, а также меняющиеся рыночные условия. Площадь орошаемых площадей, засеянных кукурузой и соей, за последние 50 лет увеличилась. В 1964 году хлопок и сено, люцерна были ведущими орошаемыми культурами, а кукуруза и соя вместе составляли менее 2,5 миллионов орошаемых акров. В 2017 году кукуруза, выращиваемая на зерно, составляла самые орошаемые посевные площади в США.S. с более чем 12 млн. Убранных орошаемых гектаров. В 2017 году соя занимала второе место по орошаемой площади, где было убрано более 9 миллионов орошаемых площадей. Этот сдвиг отражает растущий рыночный спрос на кукурузу и сою в качестве корма для скота и источник биотоплива, а также более широкий восточный сдвиг орошаемого земледелия, где изменчивое количество осадков в сезон роста способствует орошению культур кукурузы и сои.

Какие источники воды используются в орошаемом земледелии?

Орошаемое земледелие полагается как на поверхностные, так и на грунтовые воды для поддержки растениеводства.Согласно Обследованию ирригации и управления водными ресурсами 2018 года, более половины всей воды, используемой для орошения, поступало из поверхностных вод, а оставшаяся вода была получена из источников подземных вод. Орошение с поверхностной водой наиболее распространено на западе США, где федеральная мелиоративная политика и государственные инвестиции в ирригационную инфраструктуру позволили использовать ресурсы поверхностных вод региона.

Во многих наиболее известных орошаемых сельскохозяйственных регионах США водозабор на фермах обычно обеспечивается или управляется местной ирригационной организацией.Организации водоснабжения эксплуатируют системы хранения и транспортировки воды, используемые для водоснабжения орошаемых хозяйств. Организации подземных вод помогают управлять закачкой ирригации из местных ресурсов подземных вод. Обзор ирригационных организаций, проведенный Министерством сельского хозяйства США за 2019 год, дает репрезентативный взгляд на эти организации, обеспечивающие оросительную воду, на национальном уровне. Большинство ирригационных организаций доставляют воду в фермерские хозяйства в качестве своей основной функции. Более четверти всех организаций управляют забором подземных вод для орошения внутри хозяйств.Многие организации выполняют двойные функции: водоснабжение и управление подземными водами. Ирригационные организации также могут выполнять важные второстепенные функции, такие как производство электроэнергии и управление водными ресурсами в рекреационных целях или в среде обитания диких животных.

Как орошаются культуры?

Для полива сельскохозяйственных культур используются различные методы, которые в широком смысле можно разделить на гравитационные или напорные.Системы самотечного орошения используют борозды или бассейны для продвижения воды по поверхности поля только за счет силы тяжести. В системах под давлением вода под давлением подается по трубам или другим трубам непосредственно на посевы. Орошение под давлением включает в себя орошение площадей с помощью спринклерных систем и систем капельного орошения. Во многих полевых условиях системы орошения под давлением, как правило, более эффективны в использовании воды, чем гравитационные, поскольку меньше воды теряется на испарение, глубокую фильтрацию и сток с полей.За последние 30 лет конверсия самотечных ирригационных систем увеличилась. В 1984 году 37 процентов всех орошаемых пахотных земель на западе США использовали системы орошения под давлением по сравнению с 72 процентами в 2018 году.

Как изменение климата влияет на нашу воду

Как изменение климата влияет на нашу воду

Этот пост был написан в рамках Недели климата в Нью-Йорке и Года воды Колумбийского университета.

Изменение климата оказывает комплексное воздействие на водные ресурсы мира. Рассмотрим диаграмму круговорота воды, подобную приведенной ниже; глобальное потепление меняет почти каждую стадию диаграммы. Эти изменения окажут давление на снабжение питьевой водой, производство продуктов питания, стоимость собственности и многое другое в США и во всем мире.

Изображение: Метеорологическое бюро Великобритании

Фактически, «большая часть последствий изменения климата связана с водой», – говорит Упману Лалл, директор Columbia Water Center.Когда люди говорят об изменении климата, влияющем на сельскохозяйственное производство, повышении уровня моря, лесных пожарах и экстремальных погодных условиях, «все это, по сути, история воды», – говорит Лалл.

Испарение

Более теплый воздух может содержать больше влаги, чем холодный. В результате в более теплом мире воздух будет всасывать больше воды из океанов, озер, почвы и растений. Более сухие условия, которые оставляет после себя этот воздух, могут отрицательно сказаться на снабжении питьевой водой и сельском хозяйстве.

С другой стороны, более теплый и влажный воздух также может подвергнуть опасности человеческие жизни.Исследование, проведенное обсерваторией Земли Ламонт-Доэрти при Колумбийском университете, показало, что более высокая влажность сделает в некоторых местах невыносимые будущие более высокие температуры, поскольку блокирует охлаждающий эффект нашего пота.

Осадки

Когда весь этот очень теплый и влажный воздух остывает, на землю падает излишек дождя или снега. Таким образом, более теплый мир означает, что мы попадаем под более сильные дожди и метели. На северо-востоке США пока наблюдается наибольшее увеличение интенсивности и частоты сильных осадков.А в Центральной части США с 1979 года грозы становятся более частыми и выпадают все больше осадков.

Как осадки меняются в США Цвета на карте показывают годовые изменения общего количества осадков за 1991-2012 годы по сравнению со средним значением за 1901-1960 годы и показывают более влажные условия в большинстве областей. Столбики на графиках показывают разницу в среднем количестве осадков по декадам за 1901-2012 гг. (Относительно среднего значения за 1901-1960 гг.) Для каждого региона. Крайняя правая полоса на каждом графике относится к 2001–2012 годам.Изображение: адаптировано из Peterson et al. 2013, через NCA

Из-за изменения температуры воздуха и характера циркуляции изменение климата также изменится там, где выпадают осадки. Ожидается, что некоторые области – например, запад, юго-запад и юго-восток Америки – станут суше. Между тем ожидается, что северные части США и Средний Запад станут более влажными. Эти прогнозы осадков уже становятся реальностью.

Согласно Национальной оценке климата, на юго-западе, юге Великих равнин и юго-востоке ожидаются более интенсивные и продолжительные засухи.И большая часть остальной части страны также подвержена риску более суровой краткосрочной засухи. Исследователи из Института Земли обнаружили, что изменение климата, возможно, уже усугубило прошлые и настоящие засухи, и что более засушливые условия усугубляют лесные пожары.

«Сценарий засухи можно смягчить, увеличив водохранилище в плотинах, над которыми никто не работает, – указал Лалл, – или в грунтовых водах, что обсуждается в некоторых местах, но не так просто сделать для большого количества воды. .”

Изменения в характере осадков бросят вызов многим фермерам, а также природным экосистемам. Ученые Международного исследовательского института климата и общества Колумбийского университета создают инструменты и стратегии, которые помогут фермерам адаптироваться к этим вызовам. Однако естественные экосистемы не смогут адаптироваться так быстро.

Поверхностный сток и сток

Более сильные выбросы осадков, вызванные более теплым и влажным воздухом, могут привести к наводнениям, которые, конечно, могут поставить под угрозу жизни людей, повредить дома, убить посевы и нанести ущерб экономике.

Инициатива America’s Water в Колумбийском водном центре работает над выявлением конкретных причин катастрофических наводнений, с тем чтобы более точно их предсказать, чтобы спасти жизни и имущество. В рамках проекта также были сделаны прогнозы относительно того, как изменится наводнение по мере того, как мир будет продолжать нагреваться. «Что касается действий, мы рассмотрели, какие конструкции, такие как дамбы и дамбы, необходимо отремонтировать, и какие изменения зонирования необходимо внести, чтобы люди не оказались в опасности?» – сказал Лалл.

Изменение климата сделает сильные ливни более частыми и более интенсивными во многих частях США. Это означает, что в наши водные пути попадет больше наводнений и большего загрязнения. Фото: Andy S / Flickr CC

Сильные ливни также увеличивают поверхностный сток – воду, которая течет по земле после шторма. Эта движущаяся вода может удалять питательные вещества из почвы и собирать загрязняющие вещества, грязь и другие нежелательные вещества, смывая их в близлежащие водоемы. Эти загрязнители могут испортить наши запасы воды и сделать более дорогостоящим очистку воды до питьевых стандартов.Национальная оценка климата показывает, что качество воды уже ухудшается во многих частях США, «особенно из-за увеличения концентраций отложений и загрязняющих веществ после сильных ливней».

Кроме того, поскольку сток сбрасывает отложения и другие загрязнители в озера и ручьи, он может нанести вред рыбе и другим животным. Сток удобрений может вызвать цветение водорослей, которое в конечном итоге приведет к удушению водных существ и возникновению неприятного запаха. Проблема усугубляется нагреванием воды, которая не может удерживать столько растворенного кислорода, сколько необходимо рыбам для выживания.Эти условия могут нанести вред рыболовству и создать неприятные условия для людей, которые любят использовать озера и ручьи для рыбной ловли, плавания и других развлекательных мероприятий.

Исследователи из Института Земли при Колумбийском университете обнаружили, что зеленая инфраструктура, такая как парки, водно-болотные угодья и другие зеленые зоны, может помочь поглощать сточные воды и отфильтровывать их загрязняющие вещества. В небольшом масштабе они работают с ежедневными штормами, хотя Лалл отмечает, что они мало помогают, когда дело доходит до наводнений.

Мировой океан

Более высокие температуры и повышенная кислотность затрудняют жизнь морских обитателей. Эти изменения трансформируют пищевые цепи снизу вверх. Кроме того, многие рыбы перемещаются к полюсу в поисках более прохладных вод, что имеет значение для рыбной промышленности и людей, которые любят есть рыбу.

Температурные изменения также могут изменить основные океанические течения. Поскольку температура океана определяет характер атмосферной циркуляции, это может изменить погодные условия во всем мире.Ученый-климатолог Ричард Сигер из Колумбийской обсерватории Земли Ламонт-Доэрти обнаружил, что более высокие температуры поверхности океана могут сделать количество осадков более изменчивым и, следовательно, менее предсказуемым из года в год.

И, конечно же, по мере таяния ледниковых щитов и ледников на вершинах гор они сбрасывают лишнюю воду в океаны; в результате повышение уровня моря ставит под угрозу прибрежную собственность по всему миру.

Снежный покров

Обычно, когда зимний снежный покров весной тает, он медленно добавляет пресной воды в реки и ручьи и помогает пополнить запасы питьевой воды.

Однако по мере того, как воздух нагревается, во многих районах выпадает больше осадков в виде дождя, чем снега. Это означает, что меньше воды хранится на потом в виде снежного покрова. Кроме того, дождь фактически ускоряет таяние снега, который уже лежит на земле.

Отсутствие снежного покрова может привести к более засушливым погодным условиям в конце года, что может быть плохой новостью для регионов, которые полагаются на таяние снега для пополнения запасов питьевой воды. В Калифорнии, например, уменьшение снежного покрова привело к длительной засухе и нехватке воды.В то же время, поскольку дожди идут быстрее, чем медленно тают из-за снега, способность Калифорнии контролировать наводнения снижается.

Изменения снежного покрова также могут отрицательно сказаться на дикой природе и доходах от лыжного спорта и зимнего туризма.

Облака

Исследование, проведенное в прошлом году обсерваторией Земли Ламонт-Доэрти, показало, что растущая летняя жара рассеивается утренними облаками в Калифорнии. Отсутствие облаков позволяет большему количеству солнечного света падать на землю, еще больше повышая температуру, усугубляя высыхание и риск лесных пожаров.

Изменение потребности в воде

Помимо изменения водного цикла, изменение климата может изменить то, как мы используем воду и сколько нам нужно. Более высокие температуры и интенсивность испарения могут увеличить потребность в воде во многих областях.

показывают процентное изменение прогнозируемого спроса на воду с 2005 по 2060 год с учетом (a) изменения населения и социально-экономических условий и (b) комбинированных изменений в населении, социально-экономических условиях и климате (при условии постепенного сокращения текущих тенденций выбросов, начиная примерно с середины -век).Источник: Brown et al. 2013, через NCA

Водный стресс

Эти изменения в поставке, спросе и качестве воды «усугубят нашу текущую проблему, – говорит Лалл, – которая состоит в том, что у нас стареющая водная инфраструктура по всей стране, которая дает сбой, и мы просто не в состоянии справиться даже с этим. исторические вариации, не говоря уже о том, что люди прогнозируют на будущее ».

Изменение климата сделает нехватку воды более вероятной в некоторых частях США, особенно на юге США.С. и Карибские и Тихоокеанские острова.

По оценкам, 1,6 миллиона американцев уже не имеют постоянного доступа к безопасной питьевой воде. Исследование, проведенное Университетом штата Мичиган, показало, что из-за изменения климата, старения инфраструктуры и других факторов до 40,9 миллиона американских домашних хозяйств могут оказаться не в состоянии позволить себе услуги водоснабжения и водоотведения в 2022 году.

Подпись: На большей части юго-запада, запада Великих равнин и в некоторых частях северо-запада уже широко распространен дефицит воды, и изменение климата может усугубить проблему в будущем.В этом индексе водосборы считаются подвергнутыми стрессу, когда спрос на воду со стороны электростанций, сельского хозяйства и муниципалитетов превышает 40 процентов (индекс стресса водоснабжения 0,4) доступного предложения. Источник: Averyt et al. 2011, через NCA

Недавнее исследование, проведенное в Гарварде, показывает, что к 2071 году почти половина из 204 бассейнов с пресной водой в Соединенных Штатах, возможно, не сможет удовлетворить свои ежемесячные потребности в воде. Отчасти это связано с ростом населения, но также с последствиями изменения климата.Исследование показало, что примерно через 50 лет запасы воды во многих регионах США могут сократиться на треть от их нынешнего размера, в то время как спрос продолжит расти. Авторы предупреждают, что это может создать серьезные проблемы для сельского хозяйства.

Что можно сделать

Работа Колумбийского водного центра может помочь муниципалитетам решить проблемы будущего; в рамках проекта «Вода Америки» изучается, как распределять воду для предотвращения нехватки воды и где необходимо больше воды для защиты от засух в будущем.

Для проведения этих расчетов Колумбийский водный центр объединился с людьми из Ламонт-Доэрти, используя данные годичных колец для реконструкции засух и наводнений за последние 700 лет во всех основных речных бассейнах США. 1300-е и 1400-е годы США испытали гораздо более суровые и масштабные засухи, чем все, что мы видели в наше время.

«Причина возврата на 700 лет назад заключается в том, что независимо от того, верят люди в прогнозы будущего изменения климата, это уже произошло, и поэтому мы должны подготовиться к этому, если это произойдет снова», – пояснил Лалл.

Принимая во внимание, что климатические модели всегда имеют некоторую степень неопределенности, продолжил он с историческими данными, «легче убедить людей, что, например, если вы удалите некоторые из плотин на реке Колорадо, на самом деле просто нет возможности удовлетворить даже более скромные старые засухи ».

Лалла построила модель оптимизации с открытым исходным кодом, которая позволяет каждому исследовать и исследовать различные сценарии предложения и спроса на воду в своем собственном водоразделе. Этот инструмент может помочь определить, какие культуры будут лучше всего расти при определенных водных режимах или как добавление возобновляемых источников энергии повлияет на водоснабжение.

Увеличение запасов воды, повышение эффективности ирригационных систем и обеспечение соответствия сельскохозяйственных культур местному климату – вот несколько способов, которыми муниципалитеты могут помочь избежать нехватки воды. Также могут помочь проекты ветровой и солнечной энергетики, поскольку они потребляют меньше воды, чем традиционные электростанции.

Есть также вещи, которые остальные из нас могут сделать для экономии воды, например, починить протекающую водопроводную систему, принять более короткий душ, реже поливать газон и избегать продуктов, требующих большого количества воды.Например, для производства одного фунта говядины требуется 1800 галлонов воды.

Лалл также предлагает людям больше узнать о том, как изменение климата повлияет на воду в их собственном регионе, и начать действовать на местном уровне.

«В процессе вы обнаруживаете, что ваша водная система не отвечает требованиям изменения климата», – сказал Лалл. «Вы обнаружите, что реки, в которых вы рыбачите, катаетесь на водных лыжах и тому подобное, скорее всего, превратятся в вонючие болота.После того, как вы пройдете через этот процесс открытия, станет намного более ощутимым получить действие на местном уровне и начать изменять вещи снизу вверх ».

Частное водоснабжение

Проблемы со здоровьем, связанные с частным водоснабжением

Вода из частных источников водоснабжения часто остается непроверенной и загрязненной.

Подземные воды, как правило, лучше по качеству, чем поверхностные.Тем не менее, грунтовые воды могут быть загрязнены химическими веществами, такими как нефть, растворители или металлы, и биологическими патогенами, такими как вирусы, паразиты или бактерии. Колодцы водоснабжения, которые вырывают, а не пробуривают или забивают, обычно используют мелководье и, как и поверхностные воды, с большей вероятностью будут загрязнены. В публикации EPA «Питьевая вода из домашних колодцев» содержится дополнительная информация о частных колодцах. В Теннесси есть много областей с так называемой «карстовой топографией». Эти районы характеризуются известняковым ландшафтом с пещерами, трещинами и подземными ручьями.В карстовых районах колодцы любого типа могут представлять опасность для здоровья, поскольку вода находится под прямым влиянием поверхностных вод и легче загрязняется стоками. Вода в карстовых областях может течь очень быстро, что позволяет переносить химические и биологические загрязнители на большие расстояния.

Предполагается, что источники поверхностных и подземных вод, за некоторыми исключениями, имеют бактериальное заражение и подлежат дезинфекции. Бактериологическое исследование колодезной воды должно проводиться на нескольких пробах, взятых в течение определенного периода времени, чтобы установить ее историю.Отдел водных ресурсов TDEC рекомендует ежегодно проверять частные источники воды на наличие бактерий. Для получения информации о том, как проверить воду в вашем доме, обратитесь в утвержденную лабораторию.

Вода из колодца также должна проверяться на химическое загрязнение каждые два года, включая нитраты и металлы. Если вы живете недалеко от промышленной зоны, вам следует проверять наличие летучих органических соединений каждые несколько лет.

Если воздух в помещении вашего дома имеет высокий уровень содержания радона, вам также следует проверить свой частный водопровод на наличие радона.На веб-сайте EPA «Питьевая вода» можно найти дополнительную информацию об условиях, которые могут побудить вас проверить воду из колодца. Всегда пусть результаты анализов интерпретируются и объясняются вам сотрудником отдела водных ресурсов TDEC по телефону 1-800-523-4873 или звоните на горячую линию по вопросам безопасной питьевой воды Агентства по охране окружающей среды США по телефону 1-800-426-4791.

В зависимости от результатов этих испытаний воды может потребоваться система очистки воды. Проконсультируйтесь с программой TDEC DWR о результатах ваших тестов по телефону 1-888-891-TDEC (8332) или проконсультируйтесь с веб-сайтом частных владельцев скважин или их горячей линией по телефону 1-855-420-9355, чтобы определить лучший вариант очистки вашей воды.

Центры по контролю и профилактике заболеваний опубликовали новое руководство по коррозионной активности подземных вод и свинцу в частных скважинах.

Планирование новой скважины

Количество и качество грунтовых вод значительно различаются по всему Теннесси. Лицензированный бурильщик или представитель TDEC DWR может помочь определить перспективы использования подземных вод в вашем районе. Требования к новым скважинам можно найти в Положениях о лицензировании водозаборных скважин и Стандартах строительства скважин.

При планировании установки новой водозаборной скважины место должно находиться на безопасном расстоянии от потенциальных источников загрязнения.Следующие расстояния разделения требуются нормативными актами штата Теннесси (TCA 1200-4-9-.10):

Возможные источники загрязнения Минимальные расстояния
Отстойники сточных вод; Ямы выщелачивания 200 футов
загонов для животных; Кормовые площадки 100 футов
шлам; Площадки для удаления сточных вод 100 футов
Ямы для уборных 75 футов
Канализационные линии 50 футов
Септические резервуары; Дренажные поля 50 футов
Соединения между домом и септиком (герметичная линия) 10 футов

Другие источники потенциального загрязнения включают нефть, пестициды или удобрения.Подземные резервуары для хранения (СТХ) часто используются для хранения нефтепродуктов. Если резервуар для хранения протекает под землей, он может легко загрязнить водопровод. Колодцы с водой также следует размещать вдали от мест, где хранятся или обрабатываются пестициды или удобрения. EPA рекомендует минимальное расстояние 100 футов между вашим источником воды и UST или хранилищами пестицидов / удобрений и зонами обработки. Если в районе строительства скважины есть какие-либо источники химического загрязнения поблизости, рассмотрите возможность перемещения скважины после консультации с лицензированным бурильщиком скважины или персоналом TDEC DWR.

Обсадку колодца следует заделать раствором или другим мастичным материалом, чтобы вода с поверхности не просачивалась по обсадной трубе к источнику воды. Площадка колодца не должна подвергаться затоплению. Если условия площадки требуют строительства колодца в зоне, подверженной затоплению, водонепроницаемая оболочка должна выступать не менее чем на два фута над отметкой 100-летнего затопления.

Колодцы должны располагаться на расстоянии не менее пяти футов от нависающих крыш или линий электропередач и не должны сооружаться в ямах, подвалах или местах, где может происходить будущее строительство.Земля должна иметь уклон в сторону от верха колодца. Для колодца на склоне холма следует спроектировать восходящую сторону колодца так, чтобы сток не попадал в колодец. Колодец должен располагаться на расстоянии не менее десяти футов от границы участка.

После установки новой скважины стандарты строительства водозаборной скважины штата Теннесси требуют, чтобы и бурильщик, и установщик насоса провели дезинфекцию скважины. Сильный раствор хлора убьет большинство бактерий в лунке, если оставить его в нем не менее 12 часов.Чтобы продезинфицировать колодец, налейте в него один галлон хлорного отбеливателя или одну унцию супер хлорированного раствора HTH на каждые 50 футов глубины колодца. Как только хлор окажется в колодце, краны в доме должны работать до тех пор, пока не появится запах хлора. Затем воду отключают и оставляют в колодце и трубах не менее 12 часов. Через 12 часов следует открыть краны и дать воде стечь до тех пор, пока запах хлора не исчезнет. При откачке этой сильно хлорированной воды из колодца не сливайте ее через септическую систему или естественный водоем, такой как ручей или озеро.Процедуру дезинфекции следует повторять каждый раз при обслуживании колодца, насоса или труб.

Защита качества ваших запасов грунтовых вод

• Периодически проверяйте открытые части колодцев на наличие трещин, корродированных или поврежденных обсадных труб; сломанные или отсутствующие заглушки колодцев; оседание и растрескивание поверхностных уплотнений. Об этом важно помнить сразу после стихийных бедствий, таких как торнадо и лесные пожары. Для получения дополнительной информации о том, как защитить свой водозаборный колодец после пожара, см. Статью Безопасен ли мой личный колодец после пожара? , Возвращение домой после лесного пожара и безопасность воды в скважине после пожара.
• Наклоните участок вокруг колодца, чтобы отводить поверхностный сток от колодца.
• Установите крышку колодца или санитарную заглушку, чтобы предотвратить несанкционированное использование или проникновение в колодец.
• Проверяйте один раз в год на наличие бактерий группы кишечной палочки, нитратов и других компонентов, вызывающих озабоченность.