Jak hlubokou byste měli vyvrtat studnu na pitnou vodu? BurMontazh

Vodní studny přicházejí v různých hloubkách. Pokud se rozhodnete vrtat hlubokou studnu, například 100 metrů hlubokou, znamená to, že se z této hloubky bude muset vytahovat voda? Potřebujete čerpadlo s dopravní výškou více než 100 metrů? Tyto otázky si často kladou lidé, kteří se poprvé rozhodnou postavit si studnu pro zásobování vodou. Řekněme rovnou, že odpověď na obě tyto otázky je ne. Pokud jen chcete vědět, do jaké hloubky je potřeba čerpadlo instalovat, pak je odpověď jednoduchá – čerpadlo je potřeba instalovat pod dynamickou hladinu vody ve studni. A pokud chcete pochopit, proč a co je tato dynamická úroveň, budete se muset trochu ponořit do detailů. Pojďme na to přijít.

Hladina vody ve vodonosné vrstvě

Pro přístup do vodonosné vrstvy jsou vyvrtány studny. Vodonosná vrstva je vrstva horniny (písky, rozbité vápence nebo pískovce) propustná pro vodu, ve které se voda může pohybovat. Propustné vrstvy se střídají s vrstvami relativně nepropustných hornin (například jíly), kterým se říká akvitardy. Vzhledem k tomu, že vrstvy v zemské kůře leží převážně vodorovně (i když s určitým sklonem), voda ve zvodněných vrstvách se také pohybuje převážně v horizontálním směru. Vodotěsné vrstvy jimi také umožňují průchod vody (i když velmi pomalu). K pomalému pohybu podzemní vody málo propustnými vrstvami dochází především ve vertikálním směru. Uvažujme, jak se tvoří hladina vody ve vodonosných vrstvách. Typicky, v mělkých horizontech nejprve od povrchu, hladina vody je ustavena blízko povrchu země. Pokud poblíž teče řeka a je tam rokle, teče tam podzemní voda (odtéká) a hladina podzemní vody v horizontu je nastavena o něco výše, než je hladina vody v řece nebo hladina dna rokle (tato hladina je tzv. drenážní základ). Pokud jsou horní vrstvy reprezentovány propustnými horninami, pak po vyvrtání studny uvidíme hladinu vody v ní v hloubce, ve které byly objeveny horniny nasycené vodou. Taková vodonosná vrstva se nazývá neomezená vodonosná vrstva nebo, staromódním způsobem, horizont podzemní vody. Jsou-li svrchní vrstvy reprezentovány horninami s nízkou propustností, pak může být hladina vody ve studni nastavena výše, takové vodonosné vrstvy se nazývají tlakové vodonosné vrstvy. Odkud pochází přetlak ve vodonosných vrstvách? Faktem je, že vodotěsné (nebo spíše slabě propustné) vrstvy jsou také naplněny vodou a voda v nich se pohybuje pomalu, ale pomalu. Voda, která je absorbována z povrchu nebo z nadložní zvodně, se pomalu pohybuje aquitardem a teče do spodní zvodnělé vrstvy. Jelikož k tomuto pomalému pohybu dochází na obrovské ploše, proudí díky němu velké množství vody. Současně se zvyšuje tlak vody ve zvodně a vzniká zvýšený tlak. Podél vodonosné vrstvy se voda pohybuje vysokou (relativně) rychlostí do vzdáleného odtoku nebo do studny pro příjem vody.

V artézských pánvích může vzniknout zvýšený tlak ve zvodně v důsledku rozdílu výšek zemského povrchu v oblastech doplňování a odvádění podzemní vody. Pokud vodonosná vrstva leží s určitým sklonem, pak na jednom místě může být umístěna blízko povrchu a na jiném – v poměrně velké hloubce. Protože voda dobře přenáší tlak, vytváří se v celé zvodně tlak, který se blíží hladině vody ve zvodně, kde se nachází blízko zemského povrchu (pamatujte na Pascalův zákon ze školních osnov fyziky). Obvykle tam, kde je vodonosná vrstva mělká, do ní prosakuje voda ze zemského povrchu (vodonosná vrstva se dobíjí). Tam, kde je vodonosná vrstva hluboká, podzemní voda protéká nepropustnými vrstvami nadložní vodonosné vrstvy. Pokud do takové vodonosné vrstvy v její hluboké části vyvrtáme studnu, pak voda v této studni stoupne na úroveň odpovídající tlaku vody v horizontu, tedy na úroveň blízkou hladině vody v mělké části vodonosná vrstva. Pokud je oblast dobíjení artézské zvodnělé vrstvy umístěna na kopci a oblast vypouštění je v nížině, pak může být tlak vody ve studni ještě vyšší než úroveň země, taková studna bude samoproudit nebo dokonce tryskat ven. Ukazuje se, že hladina vody ve studni nezávisí na její hloubce, ale pouze na tlaku vody ve zvodnělé vrstvě. V hluboké studni, která proniká tlakovým horizontem, může být hladina v malé hloubce a v relativně mělké studni může voda stát blízko dna (správněji dna) studny.

Hladiny vody ve studni: statické a dynamické

Mluvili jsme o tom, jaká může být hladina (tlak) ve zvodně. Když vrtáme vodní studnu, nastaví se v ní hladina, která odpovídá hladině vody ve zvodně. Toto se nazývá statická úroveň. Statická úroveň se může v průběhu času měnit. V mělkých vrtech jsou hlavním důvodem změn statické hladiny sezónní výkyvy. V suchých létech hladiny klesají a na deštivém podzimu se obnovují. Ve vrtech narážejících na hluboké zvodně se sezónní výkyvy hladiny obvykle neprojevují, ale vliv sousedních odběrů vody je u nich mnohem patrnější. Uvedení nových přívodů vody do provozu může snížit tlak ve zvodně o mnoho metrů. V centrální moskevské oblasti, kde stovky odběrných míst produkují tisíce metrů krychlových vody denně, se tlak podzemní vody snížil o desítky metrů. V některých hlubokých vodonosných vrstvách již klesly na úroveň vodonosných vápenců a tyto horizonty se staly neomezenými. Snížení odběru vody vede ke zvýšení tlaku ve vodonosných vrstvách. Začátkem 1990. let XNUMX. století poklesl odběr vody ze studní v moskevské oblasti a téměř ve všech vodonosných vrstvách jsme pozorovali zvýšení hladiny podzemní vody. Pokud do studny spustíme čerpadlo a zapneme ho, hladina vody ve studni se sníží. Je to způsobeno rozdílem hladin ve studni a zvodněnou vrstvou, že voda teče do studny. Při nepřetržitém provozu čerpadla se bude snižování hladiny zvyšovat, dokud se hladina nestabilizuje v určité hloubce. Tomu se říká dynamická úroveň. Velikost poklesu hladiny závisí na několika faktorech: rychlost čerpání, propustnost hornin zvodnělé vrstvy a kvalita vrtu. Čerpací průtok a pokles hladiny jsou obvykle vzájemně úměrné, takže odborníci dokážou vypočítat konkrétní průtok studnou – množství vody, které lze odčerpat za jednotku času při poklesu hladiny o 1 metr. Po určení měrného průtoku při experimentálním čerpání a znalosti polohy statické hladiny je možné určit polohu dynamické hladiny při provozu vrtu. Právě z této hloubky bude čerpadlo muset zvedat vodu na povrch a je to právě tato hloubka, která určuje požadované vlastnosti čerpadla. Čerpadlo lze instalovat do studny v libovolné hloubce pod dynamickou úrovní. Čerpadlo spuštěné 5 metrů pod dynamickou hladinu a čerpadlo spuštěné o 50 metrů bude fungovat úplně stejně, ale tlak, který potřebuje vytvořit ke zvýšení vody, se nemění. Samozřejmě se nedoporučuje instalovat čerpadlo v těsné blízkosti dynamické hladiny, protože v případě možného poklesu hladiny ve zvodně (v důsledku sezónních výkyvů nebo vlivem jiných vrtů) může čerpadlo vyschnout a selhat. Snížit čerpadlo příliš pod úroveň také není dobré, jsou to jen dodatečné náklady na potrubí zvedání vody. Je tu ještě jeden důležitý bod, na který by se nemělo zapomínat. Konstrukce ponorných čerpadel zajišťuje, že motor čerpadla dostává optimální chlazení, pokud všechna voda, kterou zvedá, proudí kolem čerpadla zespodu. Pokud je tedy čerpadlo instalováno v intervalu, kde je instalován studniční filtr, chladí se hůře, protože část vody vstupuje do čerpadla ze strany a část shora. Proto se doporučuje instalovat čerpadlo nad intervalem filtrace studny.

Datum zveřejnění: 28.04.2021 Určení proveditelnosti instalace vodní studny na předměstském pozemku lze provést pouze tím, že se ujistíte, že pod zemí jsou vodonosné vrstvy a znáte jejich hloubku. V závislosti na hloubce vodonosných vrstev se liší i kvalita podzemních vod, což je ovlivněno přítomností a blízkostí průmyslových podniků, zemědělské půdy a lesů ošetřovaných pesticidy a pesticidy; pohřebiště dobytka a skládky pro ukládání tuhého domovního odpadu.

Druhy podzemních vod a jejich hloubka

• nachází v hloubce až 5 m posazená vodavzniklé v důsledku tání vody a srážek. Proud vody je nestabilní, v období sucha nebo dlouhodobě nízkých teplot její hladina klesá na minimum. Malá hloubka snižuje kvalitu vody, která se vyznačuje velkým množstvím nečistot a mikroorganismů. Studny až do hloubky 5 m, umístěné na velké vodě, mohou sloužit jako zdroj technické vody pro zavlažování, mytí a domácí potřeby;
• horní vodotěsná vrstva umístěná v hloubce pod 10 m od povrchu je základem pro spodní vody. Podzemní vody se tvoří v důsledku pronikání taveniny a atmosférických srážek do půdy, jakož i doplňováním vodou z blízkých přírodních nádrží, nacházejí se v hloubce až 50 m. Podzemní vody nelze vždy použít k vaření; často mají zvýšený zákal a nepříjemný zápach, protože jsou znečištěny průmyslovými odpadními vodami, vodou z bažin atd.
• Mezi nepropustnými vrstvami je písčitá vodonosná vrstva – mezivrstvové vody, k jehož dobíjení dochází pomalu a v místech, kde písčitý horizont vychází na povrch. Nejčastěji se hloubka mezivrstvové vody pohybuje v rozmezí od 20 do 60 m. Tento horizont obsahuje čistou vodu bez nečistot, vhodnou k pití i vaření. K jeho těžbě se vrtají studny, jejichž konstrukce umožňuje izolovat hladinu mezivrstevných vod od nadložních zvodnělých vrstev;
• ideální varianta pro zabezpečení venkovského domu artézská voda z vrtu vrtaného do hloubky 100 m, kde se mezi dvěma vrstvami zvodně nachází tlakově nasycený vodní horizont. Poskytnutí domova vodou z artéské studny však vyžaduje získání speciální licence, což komplikuje a prodražuje vodovodní systém.

Konečné náklady na individuální odběr vody závisí na hydrogeologické struktuře půdy pod místem.

Stanovení hloubky odběru vody

Volba optimální hloubky studny pro příjem vody závisí na mnoha parametrech, ale pro její určení jako první přiblížení můžete použít nepřímé informace, například:

• hloubka studní v sousedních oblastech, vodonosné vrstvy však leží po velmi podivné trajektorii, takže hloubku studny ve střední oblasti nelze určit interpolací hloubek sousedních odběrů vody;
• požadovat podklady z inženýrsko-geologických průzkumů území od správy rozvojového území, kde je vždy uvedena hladina podzemní vody.

Volba hloubky studny by neměla vést k nutnosti získat souhlasy a platby. V tomto ohledu však může být nutné vyčistit vodu ze studny od železa, vápna, solí těžkých kovů atd. Ale pro výběr filtrů musíte vědět, jaké nečistoty a v jakém množství se ve vodě nacházejí.

Odpověď na tyto otázky získáte jednoduchým způsobem: objednáním průzkumné studny. Na základě výsledků pilotního vrtání je možné:

• určit optimální hloubku studny pro příjem vody;
• identifikovat složení a tloušťku půdy umístěné nad vodonosnými vrstvami;
• odeberte vzorky vody k laboratornímu testování, na základě jehož výsledků můžete vybrat nejúčinnější typy filtrů.

Informace získané v důsledku vrtání průzkumného vrtu více než zaplatí náklady na jeho vybudování.

Při vrtání přívodu vody lze v závislosti na hloubce vodonosných vrstev provést následující typ studny:

• habešská studna, která zásobuje vodou z vrstvy vodonosného písku nacházející se v hloubce 8 – 10 m. Potrubí skládající se z několika částí navzájem spojených závity, s kuželovitou perforovanou filtrační špičkou, jsou zaraženy do země k hloubka vodonosné vrstvy. Čerpadlo umístěné na povrchu dodává vodu do domu;
• Písková studna vstupuje do vrstvy vodonosných písků. Voda se odebírá z hloubky až 30 m přes síťový filtr instalovaný na konci plášťové trubky a přivádí se na povrch pomocí ponorného čerpadla;
• studna na pískovec je ponorné čerpadlo, které odebírá vodu přes síťový filtr z hloubky 40 až 80 m z vrstev písků druhé vodonosné vrstvy a přivádí ji nahoru;
• artézská studna vyrobená z tlakové vrstvy nesoucí vodonosnou vrstvu umístěnou mezi dvěma vrstvami vápence. Hloubka studny může být až 300 m a její průtok až 5 tisíc litrů za hodinu. Díky zemní filtraci má voda vysoký stupeň čistoty.

V závislosti na hloubce vodonosných vrstev se vybere optimální typ studny a určí se potřebné filtry a čerpací zařízení.

Náklady na vrtání studní

Výše nákladů a náklady na materiálové a technické prostředky potřebné pro instalaci studny pro příjem vody připravené k provozu se stanoví před zahájením prací a zohledňuje:

• vlastnosti geologické stavby lokality;
• hloubka studny;
• průměr vrtání;
• počet a typ filtračních prvků;
• vzdálenost do města.

Odhad pro instalaci studny pro přívod vody zahrnuje následující typy prací a materiálů:

• náklady na plášťové trubky, spodní filtr, zátku, jílovou vrtnou kapalinu;
• vrtání;
• montáž pláště, kropení;
• dobře proplachování a hydroizolace;
• instalace a připojení čerpadla;
• náklady na přemístění vrtného zařízení na místo.

Vrtné práce lze provádět celoročně, zmrzlá půda je měkčí než vápenec. Pokud je však nutné provést práce na instalaci přívodů vody během období tání – na jaře a na podzim jsou do příměstských oblastí posílány terénní vrtací stroje, které mají vyšší náklady na strojní hodinu.

Naše služby:

• vrtání studní
• uspořádání a opravy
• čerpání a čištění
• projektování a montáž vodovodů