Budowa własnego ujęcia wody: jaką studnię wybrać? Jak wybudować ją bez błędów?
Budowa studni nie jest skomplikowana, ale należy pamiętać o wykonaniu odpowiednich badań wody oraz o dokładnym określeniu miejsca występowania źródła wody. Najlepiej jeżeli nad budową studni czuwa fachowiec. Jakie rodzaj studni możesz spróbować wybudować samodzielnie?
Autor: Andrzej Szandomirski
Teren wokół studni powinien być ukształtowany ze spadkiem na zewnątrz i utwardzony
Jaką studnię wybrać?
To zależy od głębokości warstwy wodonośnej, jej wydajności oraz jakości zalegającej tam wody. Najpłytsze, zwykle sięgające kilku metrów pod powierzchnię ziemi, są studnie kopane z obudową z kręgów. Przeważnie czerpią one wodę z pierwszej warstwy wodonośnej ulokowanej bezpośrednio pod warstwą gleby i nieosłoniętej od góry warstwami nieprzepuszczalnymi. Pochodząca z nich woda może więc być zanieczyszczona rozmaitymi substancjami przenikającymi do niej przez cienką warstwę gruntu i nie nadawać się do spożycia bez skomplikowanego i kosztownego uzdatniania.
Jeśli nie mamy pewności co do jakości wody, lepiej nie budujmy takiej studni, chociaż jest ona stosunkowo tania. Chyba że korzystamy z wodociągu i nie będziemy używać czerpanej z niej wody do spożycia, ale na przykład do podlewania. Jeżeli woda jest pobierana pompą z hydroforem, ostatni krąg studni kopanej musi wystawać co najmniej 0,2 m ponad poziom terenu i być przykryty szczelną pokrywą, a gdy nie ma pompy, jego wysokość nad gruntem powinna sięgać co najmniej do wysokości 0,9 m.
Wykonanie dna studni na działce. Z jakich materiałów budować studnię?
Woda najczęściej dopływa do studni przez dno, dlatego warto je wyłożyć warstwą żwiru. Przy dnie można też osadzić krąg z perforacją, dzięki której woda będzie mogła dopływać również bokami, co zwiększy wydajność studni. Materiały obudowy muszą być nieprzepuszczalne i nie mogą wpływać ujemnie na jakość wody. Połączenia poszczególnych kręgów należy dokładnie uszczelnić – od wewnątrz na całej wysokości studni i od zewnątrz do głębokości co najmniej 1,5 m pod poziomem terenu.
Teren w promieniu 1 m od obudowy trzeba utwardzić i ukształtować ze spadkiem na zewnątrz.
Studnie z filtrem wbijanym
Z najpłytszej warstwy wodonośnej często pobierają wodę także studnie z filtrem wbijanym. Mają podobną głębokość jak studnie kopane, lecz średnicę nie większą niż 50 mm i zazwyczaj mniejszą wydajność, niewystarczającą do zaopatrzenia w wodę gospodarstwa domowego. Wykonuje się je wyłącznie w gruncie piaszczystym. Można z nich czerpać wodę za pomocą pomp elektrycznych albo ręcznych. Taka studnia z pompą ręczną z charakterystyczną długą dźwignią do pompowania jest nazywana abisynką.
Studnia głębinowa – czy to najlepsze rozwiązanie?
Najlepsze do zaopatrywania w wodę gospodarstwa domowego są studnie głębinowe (albo inaczej rurowe lub wiercone). Pobierają wodę z pokładów skalnych, zwykle na głębokości przekraczającej 15-20 m. Między nimi a powierzchnią gruntu znajdują się przeważnie warstwy nieprzepuszczalne, więc woda jest mniej niż w innych studniach narażona na zanieczyszczenia. Jej zasoby są też zazwyczaj na tyle duże, że nie ma problemu z wydajnością studni.
Jak zbudować własne ujęcie wody?
Wybudowanie studni kręgowej nie powinno stanowić wielkiego problemu, również dla niefachowca. Ziemię wykopuje się ręcznie albo za pomocą małej koparki. Wykop powinien mieć średnicę nieco większą od średnicy kręgów, które stanowią obudowę studni – umacniają boczne ściany wykopu i zabezpieczają przed przedostawaniem się do wody zanieczyszczeń z gruntu. Kiedy ma głębokość około 1 m (wysokość jednego kręgu), wsuwa się do niego pierwszy krąg. Następnie kopie się dalej, opuszcza niżej pierwszy krąg, a nad nim ustawia kolejny. I tak dalej aż do uzyskania żądanej głębokości.
Budowa studni głębinowej jest znacznie poważniejszym przedsięwzięciem. Konieczne jest użycie specjalistycznego sprzętu i fachowa obsługa. Do wykonania podziemnej części studni, a zwykle także jej obudowy i zamontowania pompy, trzeba więc zatrudnić firmę studniarską. Głębokie studnie można budować na dwa sposoby: z rurą osłonową lub bez niej. W pierwszym przypadku do wywierconego w gruncie otworu wpuszcza się rurę osłonową, a następnie do niej wsuwa perforowaną rurę filtracyjną. Sięga ona głębiej niż rura osłonowa – aż do warstwy wodonośnej. W głąb studni opuszcza się pompę głębinową. Zakończenie rury osłonowej znajduje się tuż pod powierzchnią gruntu, w gotowej obudowie z tworzywa sztucznego lub z kręgów betonowych. Tu montuje się także głowicę łączącą rurociąg tłoczny pompy z przyłączem wodociągowym, zawory służące do zamykania przepływu wody w rurociągu doprowadzającym wodę ze studni oraz elementy zasilające pompę. W studniach drugiego typu – bez rury osłonowej – instaluje się tylko rurę filtracyjną.
Wykonanie odwiertu w gruncie
Odwiert w gruncie robi się tak samo jak do studni z rurą osłonową. Rurę filtracyjną opuszcza się aż do warstwy wodonośnej. Do czerpania wody można stosować pompę ssącą lub małą pompę głębinową. Aby woda lepiej dopływała do rury filtracyjnej, obsypuje się ją wokół gruboziarnistym żwirem. Taką warstwę usypuje się w jednym i drugim typie studni. Teren otaczający studnię w promieniu minimum 1 m powinien zostać utwardzony i mieć spadek 2% w kierunku od studni. Przejście rury studziennej przez nawierzchnię utwardzoną należy uszczelnić.
Przeczytaj również: Jakie formalności trzeba spełnić, aby wybudować własne ujęcie wody?
Jeśli przed rozpoczęciem wiercenia studni nie zostały sprawdzone warunki hydrogeologiczne, a czasem także wtedy, gdy informacje co do położenia i miąższości warstwy wodonośnej nie są dostatecznie precyzyjne, podczas wiercenia mogą się pojawić niespodziewane problemy. Może dojść na przykład do tak zwanego samowypływu, czyli wybijania wody lub nawet wypychania rur z otworu na skutek wysokiego ciśnienia w warstwie wodonośnej. Częściej jednak się zdarza, że w odwiercie nie ma wody na tej głębokości, na której się jej spodziewano. Trzeba go wtedy pogłębiać o kolejne metry w nadziei na jej znalezienie albo rozpocząć wiercenie w innym miejscu. Po wykonaniu odwiertu i umieszczeniu w nim rury filtracyjnej wykonuje się tak zwane pompowanie oczyszczające. Powinno się też pobrać próbkę wody do badania, aby ustalić jej odczyn, twardość, zawartość żelaza i manganu oraz ewentualnie innych związków chemicznych występujących w wodach głębinowych. Wodę należy także skontrolować pod kątem zanieczyszczeń mikrobiologicznych, aby wykluczyć obecność szkodliwych dla zdrowia bakterii. Na podstawie wyników tych badań ustala się sposób uzdatniania wody i dobiera potrzebne do tego urządzenia. Doprowadzenie wody ze studni do domu
Elementy użyte do budowy studni (rury studzienne, filtry, pompy) muszą być dostosowane do jej parametrów technicznych oraz głębokości i wydajności. Wszystkie powinny w miarę możliwości pochodzić od jednego producenta, a także mieć stosowne atesty. Zwykle używa się rur studziennych i filtracyjnych z PCW lub ze stali. Pompa musi być dobrana do głębokości, na jakiej jest woda, i mieć atest Państwowego Zakładu Higieny dopuszczający ją do kontaktu z wodą pitną.
Ustalenie chwilowego poboru wody – dopasowanie ilości wody potrzebnej ze studni
Podstawowe parametry niezbędne do dobrania pompy to wydajność i wysokość podnoszenia. Aby określić wydajność (Q), należy ustalić maksymalny chwilowy pobór wody (przyjmuje się, że w małym domu jednorodzinnym ze zlewozmywakiem, zmywarką do naczyń, zlewem, umywalką, dwiema wannami, miską ustępową i pralką automatyczną wynosi on 2,48 m3/h). Wydajność pomp znacznie przekracza średnie zużycie wody w domu jednorodzinnym, więc żeby urządzenie nie włączało się często przy niewielkim poborze wody, w instalacji trzeba zamontować zbiornik hydroforowy. Wysokość podnoszenia pompy (H) to suma:
- różnicy poziomów między zwierciadłem wody w studni a najwyżej położoną baterią lub zaworem w instalacji;
- minimalnego ciśnienia przed baterią umywalkową lub wannową (przyjmuje 10 m słupa wody) oraz przed spłuczką ciśnieniową (12 m);
- strat hydraulicznych w instalacji – można przyjąć 1,5-2 m słupa wody w całym domu.
Jak dobrać odpowiednią pompę do studni, aby była wydajna?
W katalogach producentów znajdują się charakterystyki pomp, czyli wykresy przedstawiające zależność wysokości podnoszenia (H) od wydajności (Q). Wydajność maleje wraz ze wzrostem wysokości podnoszenia. Od tych parametrów zależy moc silnika. Dobór pompy polega na znalezieniu na wykresie tak zwanego punktu pracy, czyli potrzebnych parametrów pompy. Wybiera się tę pompę, której charakterystyka przebiega przez punkt pracy lub tuż nad nim.
Za słaba pompa nie da rady pompować dostatecznej ilości wody na wymaganą wysokość, przewymiarowana będzie niepotrzebnie zużywała więcej energii elektrycznej. Do zaopatrywania w wodę domów jednorodzinnych służą przede wszystkim pompy samozasysające, zatapialne i głębinowe. Znacznie rzadziej są wybierane pompy innego rodzaju, na przykład normalnie zasysające, z dyszą głębokiego ssania (czyli specjalną przystawką umożliwiającą zwiększenie głębokości pompowania wody z warstwy). Pompy samozasysające (z wałem poziomym) są montowane poza studnią, na przykład w piwnicy. Zasysają wodę przez rurociąg ssawny umieszczony w studni i tłoczą ją do domowej instalacji. Można je stosować tylko do czerpania wody ze studni, w których różnica poziomów między zwierciadłem wody a pompą nie przekracza 7 m.
Kiedy we własnej studni stosuje się pompy zatapialne?
Pompy zatapialne (z wałem pionowym) stosuje się do pobierania wody z głębokości do 20 m. Silnik i pompa z jednym lub kilkoma wirnikami znajdują się we wspólnej obudowie. Urządzenie podwiesza się na rurze tłocznej w studni pod powierzchnią wody. Pompy głębinowe to szczególny rodzaj urządzeń zatapialnych. Nadają się do tłoczenia wody nawet z głębokości do 200 m. Ich średnicę dobiera się do średnicy studni (odwiertu). Im większa jest średnica rury, tym większa jest możliwość wyboru pompy. Wydajność pompy nie może przekraczać dopuszczalnej wydajności studni, a jej wysokość podnoszenia musi zapewnić wystarczające ciśnienie w instalacji dostarczającej wodę do domu.
Jakie jeszcze elementy potrzebne są do budowy własnego ujęcia wody?
Oprócz pompy w studni powinien być zamontowany czujnik elektryczny wyłączający ją w razie nadmiernego obniżenia się zwierciadła wody. Konieczny jest przy pompie głębinowej, bo może się ona uszkodzić, gdy podczas pracy wynurzy się z wody. Pompy ssące także nie powinny często pracować w tak niekorzystnych warunkach. Jeśli woda ze studni ma zasilać instalację domową, musi być w niej zamontowany hydrofor, czyli zbiornik współpracujący z pompą, stabilizujący ciśnienie w instalacji i ograniczający liczbę koniecznych włączeń pompy. Można zrezygnować z hydroforu na rzecz ręcznego sterowania pracą pompy, jeżeli korzysta się ze studni tylko do podlewania ogrodu.
