Vrtané studny představují v dnešní době nejběžnější a také nejefektivnější způsob jímání podzemní vody pro zásobování chat, chalup, rodinných domků, stejně tak jako velkých podniků a obcí. Jednou z nejčastějších otázek, kterou si zájemci o vrtanou studnu kladou, je vydatnost studny - tedy kolik vody může vrtaná studna dodat a jaké faktory tuto hodnotu ovlivňují. Vydatnost studny se měří v litrech za minutu (l/min) nebo v metrech krychlových za hodinu (m³/h).
Co je vrtaná studna a proč se vyplatí?
Vrtaná studna je několik desítek metrů hluboký vrt, který slouží k jímání podzemní vody. Hlavní výhodou vrtané studny je její nezávislost na množství srážek a dobrá kvalita jímané vody. Oproti kopané studni má sice vyšší počáteční náklady, ale z dlouhodobého hlediska se vrtaná studna vyplatí více, a to i v případě, že vodu chcete jen zalévat zahrádku. Investice do vrtané studny znamená krok k ekonomické efektivitě a dlouhodobé udržitelnosti vaší domácnosti nebo podnikání.
Klíčové výhody vrtané studny:
- Stálý zdroj vody: Vrtaná studna využívá hlubší podzemní zdroje, což zajišťuje vyšší pravděpodobnost nalezení skutečně stálého zdroje pitné i užitkové vody.
- Vyšší kvalita vody: Díky větší hloubce vrtu, která znamená filtraci skrz geologické vrstvy, je voda z vrtané studny kvalitnější a zpravidla ji můžete využívat i jako pitnou.
- Bez kontaminace: Hlubší vrt a jeho malý průměr znamenají razantní snížení kontaminace vody. Odpadá riziko znečištění chemií ze zemědělství a látkami z odpadních vod.
- Nevysychá: Vrtaná studna není oproti kopané náchylná na vysychání v suchých obdobích roku. Voda teče nehledě na rozmary počasí a klimatu.
Vlastní voda vs. vodovodní řad:
I když pořízení vrtané studny včetně údržby něco stojí, investice se vrátí v poměrně krátkém horizontu. Výhody vlastní pitné vody oproti vodovodnímu řadu převažují:
- Nezávislost: Získáte plnou nezávislost na městském vodovodním systému, zejména tam, kde je připojení k řadu komplikované, nákladné nebo úplně nemožné.
- Chutná: Narozdíl od vodovodního řadu neobsahuje pitná voda z vrtu chlor a další látky. Na stůl se vám dostane chutná voda ve své přírodní podobně bez umělých příměsí.
- Neomezený zdroj: Vrtaná studna představuje prakticky neomezený zdroj vlastní pitné nebo užitkové vody s jednorázovou investicí a minimálními provozními náklady.
- Snížení nákladů: Z dlouhodobého hlediska snížíte náklady za poplatky, které jsou svázány s užíváním vody z klasického vodovodního řadu.
- Dobrá investice: Vlastní soběstačnost a zvýšení hodnoty nemovitosti. V případě jejího prodeje nebo pronájmu hraje vrtaná studna podstatnou roli.
- Udržitelný přístup: Vlastní vrtanou studnou sledujete udržitelný přístup a jistotu v oblastech, kde je voda vzácná.
Faktory ovlivňující vydatnost vrtané studny
Vydatnost vrtané studny závisí především na přírodních podmínkách a na technickém provedení vrtu.
1. Geologie podloží
Klíčovým faktorem je složení a struktura hornin, které se nacházejí pod zemským povrchem. Voda se nachází v podzemních vodonosných vrstvách, které mohou být tvořeny různými materiály, jako jsou písčité či štěrkovité vrstvy, nebo tvrdé horniny. Každý z těchto materiálů má odlišnou schopnost propouštět vodu. U vrtané studny ve štěrku je schopnost propouštět vodu obecně dobrá, což může přispět k vyšší vydatnosti, pokud je vodonosná vrstva dostatečně mocná a zásobená.
Čtěte také: Vydatnost pytlovaného betonu – výpočet
2. Hloubka vrtu
Čím hlouběji se vrt provede, tím větší je šance na nalezení vodonosné vrstvy. V mělkých vrtech je často méně vody, zatímco hlubší vrt může dosáhnout na stabilnější a vydatnější zdroje podzemní vody. Hloubka hladiny vody pod úrovní terénu také hraje roli. V případě, že se hladina nachází mělce pod terénem, bývá výhodnější studna šachtová.
3. Lokalita
Oblast, kde je studna vrtána, má velký vliv na množství vody. Například v horských oblastech může být množství podzemní vody omezené, zatímco v nížinách s dostatkem srážek může být zásoba podzemní vody bohatší. Podstatným předpokladem pro novou studnu je dostatek vody. Odborník na základě znalosti hydrogeologických poměrů lokality, vydatnosti okolních studní a vlastního měření většinou dokáže odhadnout budoucí vydatnost.
4. Kvalita provedení vrtu
Kvalitně provedený vrt od zkušené firmy maximalizuje šanci na dosažení optimálního zdroje vody. Správná volba technologie a přesné určení hloubky vrtu je zásadní. Velké průměry vrtu a jeho výstroje umožňují aplikaci větší tloušťky filtrační vrstvy (kačírku) v obsypu vrtu, čímž je garantována velmi dlouhá životnost vrtu a čistá voda bez přítomnosti mechanických nečistot. U menších průměrů vrtů (např. 165 mm a menších) toho nelze dosáhnout, vrty mají následně výrazně kratší životnost a mnohem horší hydraulické parametry. Rovněž nesplňují zákonné technické parametry na výstroj jímacích objektů dle ČSN 75 5115 - Jímání podzemní vody, např. ohledně minimální tloušťky vrstvy obsypu.
Měření a výpočet vydatnosti studny
Vydatnost studny určuje, kolik vody je schopna poskytnout za určitý čas. Běžná vydatnost vrtaných studní pro domácnosti se pohybuje mezi 10 až 50 litry za minutu, což je dostatečné množství pro zásobování pitné vody pro rodinný dům a zahradu. Vydatnost studny musí být minimálně 1000 litrů za 24 hodin.
Jak zjistit vydatnost existující studny: Čerpací zkouška
Poté, co se studna vyvrtá, pracovníci změří vydatnost vrtu/studny takzvanou čerpací zkouškou. Změřit si ji můžete i sami. Změřte množství vody, které za určitý časový interval (např. 1 hodinu) studna dodá, a poté vypočtěte průměrnou vydatnost za minutu nebo hodinu. Pamatujte, že se hodnota vydatnosti studny mění v závislosti na ročním období a že spotřeba vody by v domě neměla převažovat nad vydatností vrtu.
Čtěte také: Použití betonu pytel 25 kg
Výpočet vydatnosti před výstavbou studny
Pro výpočet vydatnosti studny budete potřebovat informaci o roční spotřebě vody pro celou domácnost. Roční spotřeba vody v domě a na pozemku může být například 150 m³. Abyste změřili vydatnost studny, vydělte roční spotřebu počtem dní v roce. Vyjde vám číslo, které určuje, kolik vody spotřebujete za den, tj. 0,411 m³. Následně číslo vydělíte počtem vteřin za den, což je 86 400, a poté vynásobíte 1 000. Tímto způsobem zjistíte vydatnost studny v litrech za sekundu.
Výpočet zásoby vody ve vrtu
Výpočet zásoby vody se vypočítá jako objem válce, jehož poloměr je polovina průměru vrtu/studny a výška je výška hladiny ve vrtu/studni, od které se odečte vzdálenost čerpadla ode dna.
Objem V (zásoba vody) = 3,14 x r2 x v, kde:
- r je poloměr vrtu/studny (v metrech)
- v je výška hladiny vody nad čerpadlem (v metrech)
Pokud dosadíte do vzorečku hodnoty poloměru a výšky v metrech, dostanete objem v m³ (1 m³ = 1 000 litrů). Dobu chodu Vámi vybraného čerpadla potřebnou na vyčerpání zásoby vody si zjistíte z jeho charakteristiky. U dopravní výšky odpovídající Vašemu zapojení si z ní odečtete průtok.
Příklad: Nedostatečná vydatnost vrtu
Čtěte také: Vydatnost lepidla na dlažbu
Vydatnost vrtu je naprosto nedostatečná a v podstatě je vrt nepoužitelný. Zásoba vody je velmi malá. Při instalaci čerpadla 1m nad dno je k dispozici jen cca 140 litrů a tento objem se bude po vyčerpání obnovovat téměř dvě hodiny. Vydatnost je dokonce tak malá, že ani využití retenční nádrže nepomůže. Proto nemá smysl o jeho využití vůbec uvažovat.
Jak zjistit, kde studnu vrtat: Hydrogeologický průzkum
Krok první, který vám odpoví na otázku: jak zjistit, kde studnu vrtat, je hydrogeologický průzkum. Hydrogeolog zmapuje složení podloží včetně místa, které je ideální pro samotný vrt. To všechno s ohledem na platnou legislativu. Hydrogeologický průzkum včetně posudku poslouží pro vrtané studny, tepelná čerpadla země-voda nebo pro základ stavby.
Předtím, než se začne studna vrtat, ověřuje se její budoucí lokalita - sledují se geologické i hydrogeologické parametry. Dále se vyhodnotí přístup k označenému místu technikou, tak aby se neponičila vegetace, záhony, chodníky, trávník, stromky aj. popřípadě se dohodne se zákazníkem korekce jeho představy o umístění. Vyhodnotí se druh podloží pod pozemkem, jeho struktura, hydrogeologické vlastnosti a výšková pozice pozemku. Na základě těchto skutečností se provede odhad hloubky hladiny vody v podloží.
Kvalita vody
Kvalita vody je velmi důležitá. Zjistíte ji rozborem vody z nejbližších studní, a také ze zkušebního vrtu. Voda v budoucí studni nesmí být znečišťována. Nejmenší vzdálenost studní od zdrojů případného znečištění se stanovuje na základě hydrogeologického průzkumu a posudku. Pokud neplánujete vodu ze studny využívat jen jako užitkovou, ale i jako pitnou, určitě si u akreditované laboratoře objednejte rozbor vody ze studny.
Běžnou součástí životního prostředí jsou bakterie a další mikroorganismy. Když se do vody přidávají velmi malé dávky chlóru, zajistí se dezinfekce vody a zabrání se množení bakterií ve vodovodní síti. Dezinfekcí se také předchází vzniku různých usazenin mikrobiologického charakteru na vnitřních stěnách potrubí. Zákazník si může zvolit rozsah rozboru vody podle individuálních požadavků a ceny. Rozsah zkoušky je možné doporučit na základě zátěže dané lokality. Vzorky vody lze odebrat po dočištění a zastabilizování studny.
Technické provedení vrtané studny
Vrtaná studna je studna hloubená rotačním nebo nárazovým způsobem vrtným zařízením, často vyztužená zárubnicemi (odtud též název trubní studna). Nejčastější a obvykle optimální profil pro vrtání studní je průměr 191-280 mm. Bohužel se v dnešní době ještě často hloubí vrty o průměru 120-150 mm (tzv. trojnožkou) a zapouští se do nich tenkostěnná trubka z PVC průměru 110 mm. Pro rodinné domy se pak studny vrtají do průměru 324 mm, ale rozhoduje podloží, tedy jestli se vrtá ve skalnatém, nebo písčitém terénu.
Vrtané studny se hloubí moderní vrtnou soupravou metodou nárazovo-točivého vrtání ponorným kladivem za použití vzduchového výplachu. Průměr hloubeného otvoru pro vrtanou studnu je volen v závislosti na několika různých předpokladech. Mezi ty zásadní patří místní geologické poměry, budoucí účel studny a musí být zvolen s ohledem k celkovému využití studny. V úvahu se musí vzít potřebná hloubka vrtu, tloušťka obsypu a těsnění a vnější průměr pažnice, který je dán typem a velikostí čerpacího zařízení.
Konstrukce vrtu
- Vnitřní pažnice/zárubnice: Vlastní stvol vrtané studny se vystrojuje speciálními pažnicemi PVC-U (modré), které splňují hygienické požadavky a mají atest na použití pro pitnou vodu. Průměr pažnice se navrhuje v souladu s celou konstrukcí vrtu; obvyklý je průměr 140 mm při průměru vrtání 195 mm, přičemž za minimální průměr výstroje vrtaných studní je možné považovat 125 mm. Méně častěji (u vrtů pro větší odběry) se používá výstroj zárubnicemi o průměru 160 mm. V úsecích určených hydrogeologem se střídají úseky s plnou stěnou a úseky s perforací (otvory). V úseku od ustálené hladiny podzemní vody až mírně nad terén se vrt osazuje zásadně pažnicí s plnou stěnou, aby vrt mohl být dostatečně tamponován (zatěsněn) proti průniku balastních mělkých, nebo povrchových vod. Pažnice musí být ve vyhloubeném otvoru umístěna centricky a u dna studny ukončena plnou částí. V případě zárubnic PVC-U pro vrtané studny je potřeba se zaměřit také ještě na způsob spojování jednotlivých zárubnic (trubek). Jedná se o levnější a používanější typ výstroje pro vrtané studny, lze ho bezpečně použít pro většinu typů geologického prostředí, vyjma silně rozrušených hornin, nebo při velké mocnosti (několik desítek metrů) nadložních nesoudržných hornin (např. štěrků). Tento typ výstroje již představuje vyšší třídu ve způsobu provedení vystrojení vrtu a používá se všude tam, kde jsou kladeny vyšší nároky na pevnost spoje.
- Vnější ochranná pažnice: Používají se kvalitní silnostěnné ocelové trubky, které se spojují svařováním. Hlavním účelem jejich použití je mechanicky stabilizovat stěnu vrtu pomocí ocelové pažnice tak, aby nebyl zemní tlak přenášen na vnitřní plastovou zárubnici a nedošlo k jejímu poškození. Používá se v nezpevněných, nesoudržných či jinak problematických partiích horninového prostředí a to v nadloží hornin, ve kterých je situován vlastní kolektor podzemní vody. Typickým příkladem jsou třeba několik metrů mocné polohy jílovitých, štěrkovitých či písčitých sedimentů situovaných nad skalním (zvodnělým) prostředím. Přes celou tuto partii je nutné aplikovat ochrannou pažnici, jinak hrozí riziko poškození vnitřní zárubnice střihem, což v důsledku může způsobit ztrátu celého vrtu.
- Obsyp: Prostor mezi vnitřní pažnicí a stěnou vrtu (mezikruží) musí být vyplněn filtrační vrstvou, tzv. obsypem. K tomu se používá čisté, tříděné říční kamenivo (vodárenský štěrk, zpravidla frakce 4-8 mm). Tloušťka a zrnitost obsypu se volí ve vztahu k charakteru zvodněného prostředí a úpravy vtokových otvorů pažnice.
- Zhlaví vrtané studny: Zhlaví vrtané studny musí být upraveno manipulační šachtou (plastovou, betonovou) v souladu s normou ČSN 75 5115. Zhotovení zhlaví vrtu provádí dodavatelská firma. Vyrábí se také ocelová pojezdová víka se zateplením na studny všech rozměrů. Konstrukci zhlaví vrtu je možné přizpůsobit potřebám zákazníka z hlediska umístění, velikosti, nosnosti, ceny aj. Vrt je možno bez problému umístit například do vjezdu ke garáži, pod zámkovou dlažbu, do chodníku atd.
Legislativní požadavky na vrtanou studnu
Stavební zákon řadí studnu mezi stavby. Proto je nutné si zařídit stavební povolení od vodoprávního úřadu. Provedení vrtané i kopané studny je s účinností od 1.1.2019 možné až po získání povolení vodoprávního úřadu! Zahájení vrtných prací je tedy podmíněno vydáním stavebního povolení vodoprávního úřadu (viz. zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů, který byl novelizován zákonem č. 225/2017 Sb.).
Šachtové a vrtané studny, které jsou hlubší než 30 m, jsou také dále podle horního zákona považovány za báňská díla. K tomu je potřeba nejen projekt, ale i mnoho dalších dokumentů. Vyjádření báňského úřadu, který je v ČR zastoupen krajskými pobočkami, je u studny nutné při vrtu hlubším jak 30 m. Součástí jednání s úřadem je ohlášení činnosti prováděné hornickým způsobem z hlediska BOZP.
Stavbu vrtaných studní mohou podle zákona vykonávat jen firmy (osoby), které k tomu mají živnostenské povolení a také oprávnění od báňského úřadu. Důležité je, aby všechny práce byly prováděny zcela legálně, tj. firma disponovala všemi potřebnými oprávněními dle geologického a živnostenského zákona.
Proces realizace vrtané studny krok za krokem:
- Hydrogeologický průzkum: Detailní hydrogeologický průzkum je prvním krokem k vlastní vrtané studni. Na základě místního šetření se zjistí informace o dané lokalitě a geologickém podloží. Finálním výstupem je zpráva, která zhodnotí stav i s ohledem k okolním vodním zdrojům.
- Zhotovení dokumentace pro stavební povolení: Situace posouzena, ideální místo pro finální vrt nalezeno. Dalším bodem je zhotovení projektové dokumentace vrtané studny, která bude sloužit jako podklad pro stavební povolení. Souběžně s tím pro jednání s úřady vznikne i hydrogeologický posudek.
- Povolení od úřadů: V kolečku návazných prací mají hlavní slovo úřady. V případě vrtané studny se jedná i o razítko autorizované báňského úředníka. Ve finále pak jde o konečné získání povolení k realizaci studny a povolení k odběru podzemní vody.
- Zhotovení vrtané studny: Razítka získána a samotnému vrtání už nestojí nic v cestě. Na pozemek se dopraví souprava, změří se okolní studny. Vyvrtá se úvodní kolona a následně celý i několik desítek metrů hluboký vrt. Na řadu přichází vystrojení vrtané studny pomocí potrubí.
- Dokončovací práce: Po provedení vrtu následují dokončovací práce, které zahrnují zhotovení šachty tzv. zhlaví, které se provádí buď plastové nebo z betonových skruží. Dále pak instalace čerpací techniky a připojení studny k objektu. Zákazník obdrží protokol o provedení průzkumného vrtu - studny.
- Kolaudace: Cílovou pásku přetne až poslední razítko. Úřady vydají povolení k odběru vody a kolaudaci studny. Hotovo. Zdroj kvalitní pitné i užitkové vody vám může začít sloužit.
Studna je výborným zdrojem vody a záleží jen na vás, jak ji využijete. V případě, že vám bude sloužit jako voda pitná, byste ale měli průběžně kontrolovat její kvalitu.
Tabulka: Minimální tloušťka obsypu dle ČSN 75 5115
| Zrnitost obsypu | Minimální tloušťka obsypu |
|---|---|
| 1-4 mm | 60 mm |
| 4-12 mm | 70 mm |
tags: #vydatnost #vrtane #studny #ve #sterku