Studna je prakticky jedinou možností spolehlivého zásobování chatami a venkovskými domy vodou. Před zahájením praktických akcí je vhodné seznámit se s hlavními konstrukčními prvky a vlastnostmi pracovních schémat.
Znalosti vám pomohou vybrat správný typ studny a vypočítat náklady na projekt. Dále vysvětlíme, jak se staví studna.
Hlavní prvky vodní šachty, schéma
Vodní studna je výkop kruhového tvaru určený k čerpání vody z vodonosných vrstev v půdě. Od studny se liší tím, že její hloubka je mnohem větší než její průměr, a také použitím vrtných souprav.
Klíčové výrazy:
Výstavba studna se skládá z následujících částí:
- pouzdro nebo trubka;
- hlava;
- adaptér;
- keson;
- balič;
- spodní filtr;
- volitelná výbava.
Návrh studny je schematicky znázorněn níže:
Pouzdro nebo trubka
Slouží ke zpevnění vrtu a zabraňuje zřícení stěn. Izoluje vnitřní prostor od kontaminované povrchové vody. Sloup je tvořen z trubek o délce 3 až 6 metrů. Průměry mají standardní hodnoty: 89, 108, 114, 127, 133 mm.
Vyrobeno z kovu a polymerů. Donedávna se používaly azbestocementové trubky. Ukázalo se však, že jsou zdraví škodlivé a křehké, proto se již neinstalují.
Pro opláštění se doporučuje použít závitové spoje ve dvoutrubkovém provedení. Vnější trubka je vyrobena z kovu a vnitřní trubka je vyrobena z plastu.
Jaký druh plášťové trubky je potřeba pro vrtání studny, jak si ji vybrat, tento článek vám řekne o kovových trubkách – tato, plastové trubky – tato, HDPE – tato.
Hlava
Instalováno na ústí vrtu. Chrání vrt před srážkami, cizími předměty a nečistotami.
Hlava je také určena pro:
- instalace ponorného čerpadla;
- připojení elektrických kabelů;
- vytvoření místa připojení vodovodního potrubí;
- ochrana hlubinného vybavení před krádeží a vloupáním;
- vytvoření těsného spojení, které umožňuje vytvořit nízký tlak nad vodním sloupcem, což vede ke zvýšení průtoku.
Hlavy jsou vyrobeny z plastu, oceli a litiny. Plastové zařízení odolá hmotnosti zavěšeného zařízení do 200-250 kg. Kov – do půl tuny. Plastové výrobky se obvykle instalují do studní hlubokých až 50 m, kde nejsou potřeba masivní výkonná čerpadla.
Pokud se vrtá sezónní nebo letní vrt, pak stačí jedna hlava studny. U celoročních zdrojů je nutné připojit další zařízení. Přečtěte si více zde.
Nástavec
Adaptér Vám umožní přijímat vodu ze studny po celý rok. Jedná se o levný způsob výstavby studny, použitelný v hloubkách až 60 m. Zařízení přesměrovává vodu z pažnice do vodovodního systému domu.
Skládá se ze dvou jednotek: pevné a odnímatelné. Adaptér je instalován v hloubce 1,5-2 m, to znamená pod mrazovou zónou. Vyrobeno ze slitin bronzu a mosazi.
Nespornou výhodou adaptéru je jeho nízká cena. Existuje však mnoho negativních stránek:
- omezení hloubky studny – do 60 m;
- Gumová těsnění časem praskají a těsnění je narušeno;
- pro výměnu pryžových dílů je třeba vykopat díru do hloubky instalace adaptéru;
- komplexní opravy;
- nemožnost opravy studny nebo dodatečného vrtání.
V domě nebo ve vytápěné místnosti musí být instalováno další zařízení. Přečtěte si více zde.
Caisson
Téměř všechny výše popsané nevýhody adaptéru lze zmírnit instalací kesonu. Jedná se o uzavřenou nádobu, ve které je umístěno čerpadlo a další zařízení.
Keson chrání vodu ve studni před zamrznutím. Také izoluje důl od:
Keson může mít tvar kvádru nebo kulatý. Obvykle výška dosahuje dvou metrů a poloměr je 1-1,5 m. Nachází se pod mrazovou zónou.
Pro výrobní použití:
- Plastové.
- Cihla nebo železobeton.
- Kov.
Studny s kesonem čerpají vodu celoročně, bez omezení hloubky. Jedinou nevýhodou jsou vysoké náklady na instalaci.
Packer
Pakr je navržen tak, aby od sebe izoloval dvě zóny vrtu a hermeticky oddělil vnitřní prostor kolony od prostoru za pláštěm. Ke zpevnění plastové trubky vložené do kovové se používá také pakr.
Existují 3 typy baličů, které se liší způsobem utěsnění části hlavně:
- Vrtatelné.
- Mechanické.
- Hydraulické.
Zařízení se často používá pro opravy a prohlubování studní. Například při poruše vodovodního řádu nebo zřícení části šachty pakr zablokuje přívod vody.
Spodní filtr
Nachází se na dně studny, ve dně. Určeno pro sběr a hrubou filtraci kapalin. Čistí vodu od pevných frakcí a písku.
Existuje několik typů:
- štěrk;
- perforované nebo perforované;
- štěrbinový;
- ok;
- drát
Kvalita vody a životnost studny závisí na výběru filtru. Přečtěte si o slotových filtrech zde.
Volitelná výbava
Při vrtání studny je třeba vzít v úvahu typ čerpadla. Pokud je hladina vody umístěna alespoň 8-15 m od povrchu, lze použít samonasávací čerpadla. Pokud je vodonosná vrstva umístěna níže, jsou instalovány ponorné jednotky. Musíte si koupit kvalitní čerpadla, jinak rychle selžou.
Důležitou součástí vodovodního systému je také hydraulický akumulátor. Chrání před vodním rázem a snižuje intenzitu provozu čerpadla. Objem hydraulického akumulátoru může dosáhnout 10 m3.
Princip činnosti zdroje příjmu vody
Schéma zásobování vodou je pro všechny studny stejné, některé změny jsou možné v závislosti na hloubce a provozním režimu zdroje. Níže uvedený obrázek ukazuje hlavní součásti pracovní studny.
Princip fungování lze rozdělit do následujících fází:
- Po dokončení vrtání se nainstaluje plášťová trubka. Zajistí kmen a zabrání jeho drolení.
- Na dně studny je instalován filtr, který čistí vodu od pevných částic a písku.
- V závislosti na hloubce šachty je instalováno čerpadlo. Před instalací čerpadla je k němu připojen zpětný ventil, elektrický kabel a tlakové potrubí. Čerpadlo tlačí vodu do plášťové trubky.
- Studna je shora uzavřena uzávěrem.
- Na studnu je napojeno vodovodní potrubí.
Horní část zdroje je vybavena s ohledem na provozní režim: sezónní nebo celoroční. Pro trvale fungující studnu je instalován a izolován keson nebo adaptér. Další vybavení je umístěno v kesonu nebo v domě.
Typy a jejich vlastnosti
V závislosti na hloubce, zdroje jsou rozděleny do následujících typů:
- Habešská studna. Dosahuje 5-15 m.
- Dobře písek. Hranice se pohybují od 10 do 90 m.
- Artéská nebo vápencová studna. Obvykle se hloubka pohybuje od 100 do 300 m.
Každý typ má své kladné i záporné stránky.
Habešský
Název pochází ze starého názvu Etiopie – Habeš, protože tam byla poprvé vykopána v XNUMX. století. Má i druhé jméno – Nortonova studna, pojmenovaná po vynálezci. Nejčastěji se vrtá metodou percussion-lano.
Výhody:
- můžete si to postavit sami;
- je možné vrtat v suterénu domu;
- nízké náklady;
- není potřeba povolení k vrtání.
Nevýhody:
- nelze instalovat na tvrdé skály;
- nelze použít ponorné čerpadlo;
- Studnu je nutné neustále čistit od písku.
Vodu z Habeše je třeba čistit, průtok je velmi závislý na klimatických podmínkách. Životnost je omezena na 5-10 let. Přečtěte si více zde.
Na písku
Studna je vyvrtána šneky v písku a hlíně. Existují dva typy:
- Hloubka od 10 do 40 m, debet dosahuje 1 m3/hod.
- Hloubka od 40 do 70 m, s debetem až 2 m3/hod.
Hlavní výhodou je rychlost vrtání. Studnu lze postavit za 1-2 dny.
výhody:
- čistá voda;
- při správné údržbě může životnost dosáhnout 5-10 let;
- není potřeba povolení k vrtání.
Nevýhody:
- v hloubkách do 40 m závisí debet na množství srážek;
- v malých hloubkách je voda náchylná ke znečištění;
- rychlé zanášení.
Písková studna musí být neustále v provozu, jinak rychle selže. Pokud se čerpání provádí pouze jednou za měsíc, studna bude fungovat ne déle než tři roky.
Artézský
Studna dostala své jméno podle místa, kde byla poprvé navrtána – Francie, provincie Artois. Voda je odebírána z vápencových skal, které se nacházejí v úrovni 50-300 m. Nejsou v ní žádné mechanické nečistoty, proto není na dně studny instalován síťový filtr.
Doplňky:
- čistá voda bez písku a jílu;
- debet nezávisí na klimatických podmínkách nebo sezónních výkyvech;
- velké zásoby vody;
- studna může fungovat více než 50 let bez pravidelného čištění.
Nevýhody:
- vysoké náklady na výstavbu;
- K vrtání studny potřebujete velkou plošinu – nejméně 6×9 m;
- výsledná voda bude velmi tvrdá, jsou potřeba změkčovací filtry;
- Vrtání vyžaduje povolení.
Návrh a získání licence pro artéskou studnu není rychlý proces. Schvalovací proces může trvat až 2 roky. Přečtěte si více zde.
Závěr
Vodní studny jsou konstruovány podle podobných schémat. Přítomnost určitých komponent závisí na typu zdroje, provozním režimu a požadovaném objemu vody. Artézská studna poskytne vyšší debet, ale náklady na strukturu budou také vysoké.
Při provozu studny na místě se někteří letní obyvatelé potýkají s nedostatečným objemem vody, zhoršením její kvality a přerušením dodávky vody. Pokud se nejedná o sezónní výkyvy, ale o stabilní jev, je pravděpodobné dokonce vyčerpání nosiče vody.
Ne každá lokalita může být vybavena novým odběrem vody, proto budeme diskutovat o možnosti prohloubení stávající studny.
Je možné prohloubit stávající?
Ano, toto je běžné řešení problémů s autonomním zásobováním vodou.
Vysoce kvalitní “výstavba” možné u odběrů vody, které splňují následující podmínky:
- životnost ne více než 10-12 let;
- v kufru je minimálně 15 kroužků, průměr pláště od 159 mm;
- nedochází k nenapravitelným porušením návrhu přívodu vody;
- tam je určitě hlubší vodonosná vrstva.
Je také užitečné znát parametry a vlastnosti uspořádání staré studny:
- průměr plášťových trubek,
- umístění filtru,
- spodní koncové zařízení,
- geologické parametry lokality.
Během práce pak nevyskočí nepříjemná překvapení jako 3 čerpadla na dně nebo nekvalitní voda z horních nosičů vody vstupující do centrálního vodovodu.
Za co a proč?
Písková voda slouží bezporuchově 10-15 let, „artézská“ – v průměru 40-50 let a při správné údržbě až 80. To je ideální. V praxi je výkon provedení zastíněn technickou vyšší mocí, která snižuje životnost.
Některé z nich lze eliminovat prohloubením studny:
- vysoký odběr vody s neustálým znečištěním zdroje;
- periodické ucpávání potrubí s blokováním vodních filtrů, když čištění nezvládá situaci;
- snížení kvality vody – výskyt zápachu, písku a jiných nečistot, změna barvy (typické pro struktury „na písku“ a pískovcích);
- snížení charakteristik průchodnosti potrubí v důsledku usazenin sloučenin železa – vlastnost vrtů na vápenci;
- ze stejného horizontu kolem je mnoho odběrů vody;
- snížení průtoku použité studny;
- „zatažení“ do skály a zasypání spodního konce je typičtější pro studny na pískovcích;
- vyčerpání podzemního zdroje a převedení příjmu vody do hlubšího horizontu.
Vrtání stávající studny je obtížný úkol, ale nebudete muset pokládat nový vodovodní systém a kopat upravenou oblast.
Při pečlivém výpočtu a správné technologii práce získá studna „druhý život“ po dobu 10-15 let a voda získá pitnou kvalitu.
Jak se nazývá proces vytváření otvoru v hlavni?
Technologicky je proces prohlubování zvodně prodlužováním pažnicových trubek menšího průměru. V důsledku toho se vrt prodlužuje. Práce se provádějí dodatečným průchodem přívodu vody pomocí vrtacího nástroje.
Je nutná důkladná příprava předem. Zde hodně záleží na umístění vodonosné vrstvy a délce původního kmene, ale existují také obecné body:
- Vypočítá se konečná hloubka průchodu. To vyžaduje přesné hydrogeologické posouzení konkrétní lokality.
- Umístění produktivní vodonosné vrstvy se upřesňuje. Stanoví se potenciální průtok rekonstruovaného vrtu.
- Průměr mezipažnicových trubek a výrobní kolony na konci vrtu je určen s milimetrovou přesností.
Provádí se komplexní příprava vrtu k prohloubení.
Vrtání starého nebo vrtání nového – co je lepší?
Zde neexistuje jednoznačná odpověď. Podmínky v konkrétních oblastech se velmi liší, stejně jako samotné studny. Kromě toho mají letní obyvatelé různé finanční možnosti a stavební dovednosti.
Mnoho odborníků na vrtání se domnívá, že:
- je snazší vrtat novou konstrukci než hledat a opravovat závady na starém odběru vody;
- rekonstrukce vyčerpaných studní ze středních a hlubokých vrstev vyžaduje také hydrologické průzkumy a seriózní technické vybavení pro práci – tím odpadá ekonomická proveditelnost dodatečného vrtání;
- Při nesprávném provedení prohloubení hrozí vysoké riziko kontaminace nebo dokonce neopravitelného zhoršení kvality zásob vody sousedů.
Jejich odpůrci jsou přesvědčeni, že v 80 ze 100 případů řeší prohloubení studny problémy se zásobováním vodou. Kromě toho existují oblasti, kde je prostě nemožné provést nový odběr vody.
Existuje názor, že resuscitace vodního nosiče je ve většině případů levnější než nová výstavba a všechny argumenty proti nejsou nic jiného než čerpání peněz z letních obyvatel.
Video vám řekne o prohlubování studny:
Jak to prohloubit vlastníma rukama?
Pokud máte vrtací dovednosti a technické vybavení, můžete si studnu prohloubit sami. Účinné a dostupné jsou dvě metody rekonstrukce.
Použití opravných kroužků
Metoda je založena na budování vodonosného sloupce prstenci menšího průměru. Pro mělké písčité nosiče vody stačí 3-4 sekce. Je lepší plánovat práce na období roku s nízkou hladinou podzemní vody.
Pro další hloubku budete potřebovat:
- bajonetová lopata;
- provazový žebřík;
- světlomet;
- vodní čerpadlo;
- Ocelové pláty;
- standardní opravné kroužky s výškou stěny 0,9-1,0 m;
- naviják pro těžbu zeminy na povrch, silný kabel pro pohyb sekcí (odolný zatížení až 600 kg).
Posloupnost fází:
- Voda se odčerpá ze šachty a kolona se zbaví bahna a nečistot.
- Zkontroluje se geometrie hlavního sloupu. Nemělo by mít velké zkreslení, jinak kroužky nebudou sedět nebo bude ohrožena těsnost hotové konstrukce.
- Drobná zkreslení krytu jsou opravena. Poté jsou upevněny kovovými deskami, které je chrání před poškozením během práce.
- Voda se odčerpá z kolony a filtr se demontuje.
- Na dně studny se provede výkop do výšky dostatečné pro instalaci 1-3 prstenců. Někdy je vybrání zvětšeno pomocí kovové trubky.
Po kontrole průchodnosti hlavně se do vrtu spouští sloup vodiče s botkou, zpětným ventilem a plnicí trubkou. Poté se kroužky namontují do požadované hloubky. Nyní zbývá pouze upevnit nové úseky k sobě a spojit výslednou konstrukci se starou studnou.
Filtrační metoda
Při prohlubování studny touto metodou se postupně na dno původního sloupu vrtá pokračovací vrt a instaluje se filtr.
Práce jsou prováděny metodou štípání pomocí dláta. Střela je ve spodní části vybavena kulovým nebo pružinovým okvětním ventilem. Když je vyhazovač upuštěn, ventily se otevřou a do kontejneru se dostane zemina. Když se střela zvedne, ventil se uzavře.
Požadované nástroje a materiály:
- – kus ocelové trubky o délce 1–1,5 m s průměrem o 1–2 cm menším než plášť;
- naviják a silné lano;
- jemná síťovina z nerezové oceli;
- plášťová trubka s otvory.
Pracovní postup:
- Nad studnou je instalována rámová konstrukce. Zajistěte naviják a bránu.
- Projektil je zavěšen na kabelu, aby pronikl hlouběji.
- Bailer je umístěn v plášti a vržen silou dolů.
- Pomocí brány se konstrukce zvedne 3-4 metry nad dno studny a znovu se spustí.
- Pravidelně se vynášecí zařízení vyjímá na povrch a nahromaděná zemina se odstraňuje pomocí perlíku.
- Cyklus se opakuje.
Po dosažení produktivní vrstvy podzemní vody je instalováno čerpadlo s filtrem. Při montáži je třeba dbát na to, aby se do této konstrukce nedostala voda ani písek.
Je třeba mít na paměti, že ruční prohlubování vodního nosiče se provádí pouze na habešských studnách a mělkých studnách „v písku“ (6-10 m). V ostatních případech bude vyžadováno vrtání se speciálním zařízením.
Kontrola parametrů – co to je, jak se to dělá?
V odborném jazyce se tento proces nazývá protokolování. Seznam účinných způsobů kontroly parametrů zahrnuje:
- Kalipermetrie. Identifikuje dutiny kolem pouzdra. Jejich velikost může dosáhnout 1,5 metru.
- Inklinometrie. Určuje abnormální sklony osy šachty k vertikále vrtu (zapouzdřené nebo nezakryté).
- Záznam videa. Monitoruje v reálném čase stav konstrukce během prohlubování, opravy studní a havarijní reakce.
- Záznam gama záření. Kontroluje úroveň radioaktivity v podzemní konstrukci a vodonosné vrstvě.
Další 2-3 desetiletí byl tento proces prováděn téměř naslepo, ale nyní vrtači používají špičkové nástroje a výzkumné metody. „Skenují“ vrtání, provoz a opravy přívodu vody a poskytují hydraulický obraz místa.
Závěr
Průtok a kvalita vody nejsou konstantní hodnoty. Letní obyvatelé, kteří čelí špatnému výkonu vodního nosiče, mají tendenci prohlubovat strukturu. To se projeví, pokud bude vodonosná vrstva přesně určena a bude zvolena vhodná pracovní taktika.
Ve středních a hlubokých vrstvách se to neobejde bez důkladného studia hydrologie lokality, takže byste neměli očekávat velké úspory. Možná bude vhodnější vyvrtat studnu na novém místě.
