Vŕtanie studne. Táto kapitola je veľmi dôležitá, pretože obsahuje veľmi dôležité informácie o správnom sprevádzkovaní studne. Profesionálne sprevádzkovanie studne výrazne zvyšuje výdatnosť vody a životnosť studne. Po správnom spustení studňa nesmie obsahovať piesok, a ani čerpadlo nemôže vynášať na povrch nečistoty alebo iné častice. Po správnom uvedení do prevádzky studňa poskytuje krištálovo čistú vodu s dobrou výdatnosťou vody.
Zákazník predpokladá, že vŕtanie studne sa zrealizuje odborne a použije sa vhodný a kvalitný materiál a dodržia sa všetky technologické postupy.
Predpokladá sa, že štrk má veľkosť a zloženie častíc a hrúbku zodpovedajúcu filtračnému pravidlu. Štrkový filter musí byť dimenzovaný pre vodonosné vrstvy a environmentálne a geologické podmienky. Inštaláciou správne dimenzovaného štrkového filtra sa zvyšuje výdatnosť vody, životnosť a stabilita studne.
Po vyvŕtaní a vybudovaní studne je nevyhnutné studňu sprevádzkovať, inak studňa nedodá potrebné množstvo vody, zasýti sa nečistotami a jej životnosť bude veľmi krátka.
Uvedenie studne do prevádzky nie je potrebné pre samotné vykonanie vrtu, ale z dôvodu, aby objednávateľ prác bol informovaný o úkonoch ktoré je potrebné vykonať pri uvedení studne do prevádzky.
Po zhotovení studne je podstatnou úlohou realizátora studne odovzdať objednávateľovi dokument obsahujúci montážny a prevádzkový návod resp. zoznam pravidiel, ktoré je nutné dodržať pre danú studňu. V dokumente realizátor studne uvedie podrobný popis geologických parametrov, údaje týkajúce sa studne a kroky, ktoré bolo potrebné vykonať počas postupu inštalác
Uvedenie studne do prevádzky alebo akákoľvek následná údržba sa môže správne vykonávať len vtedy, ak existuje podrobný popis a pokyny na uvedenie studne do prevádzky. Tento doklad je potrebný aj v prípade, ak spôsob vrtu a jeho priemer určuje realizátor vrtu, keďže tento doklad bude sprievodným listom k vrtu. Uvedenie do prevádzky pozostáva z dvoch hlavných pracovných postupov: - Čistenie čerpaním - Skúšobné čerpanie Účelom čistiaceho čerpania je uvoľnenie prítoku vody, teda odstránenie drobnozrnných horninových častíc (piesok, bahno, íl) z priestoru okolo plášťa studne, ktoré bránia prietoku, čím sa vytvorí prirodzeného filter v jednotlivých vrstvách podložia. Čistenie čerpaním vytvára podmienky na odčerpanie najväčšieho množstva dostupnej vody bez piesku. Veľkosť a množstvo častíc, ktoré sa majú z vrstiev odstrániť, závisí predovšetkým od rozloženia zŕn a stupňa nerovnosti vrstiev, ako aj od štruktúry použitého filtra. Je potrebné pokúsiť sa odstrániť väčšinu piesku z piesočnatej štrkovej vrstvy, zatiaľ čo v prípade vrstvy zvyčajne obsahujúcej malé častice je potrebné dávať pozor, aby sa neodstránila väčšina malých častíc, pretože prudké čerpanie môže spôsobiť, že sa vodonosná vrstva "zrúti". Určenie stupňa homogenity podložia je dôležité aj preto, že z vrstvy obsahujúcej prevažne rovnako veľké zrná sa dá odobrať relatívne málo zŕn, zatiaľ čo z vrstvy so zmiešanou štruktúrou zŕn možno odstrániť relatívne veľa zŕn, takže že sa dá vytvoriť dobrá vrstva a prietok vody ktorý bol zistený na začiatku čistiaceho čerpania, môžeme neskôr zvýšiť niekoľkonásobne. V zásade všetky druhy čerpadiel sú vhodné na čistiace čerpanie (s výnimkou membránových, vibračných čerpadiel), pomocou ktorých je možné odobrať potrebný prietok vody z danej hĺbky. Na čistenie čerpaním je najvhodnejšia technológia využívajúca stlačený vzduch, teda kompresia. Pokiaľ je to možné, je potrebné snažiť sa o striedavé čistenie pomocou striedavého čerpania a stláčania, ako aj častého spätného preplachovania. Čistenie stlačeným vzduchom s náhlym spustením môže mať silný sací účinok na vodonosné vrstvy, ak je to žiadúce. Filtrované sekcie je možné efektívne čistiť a v prípade viacerých filtrovaných sekcií aj jednotlivo. Čistiace čerpanie sa vykonáva buď čerpadlom alebo kompresorom, treba ho spustiť najprv nízkym prietokom a prietok vody treba zvyšovať len postupne, najmä v prípade pieskovej zvodnenej vrstvy. Počiatočný prietok vody musí určiť realizátor studne. Hodnotu uvedie v denníku v časti predpisov o uvedení do prevádzky. Prietok vody je možné zvýšiť až vtedy, keď studňa zásobuje čistou vodou minimálne jednu hodinu navyše k predchádzajúcemu výkonu. Horná hranica čistiaceho čerpania je prietok vody, ktorý prináša najväčšie častice piesku, ktoré sa majú odstrániť. Čistiace čerpanie sa musí vykonávať nepretržite, a to buď prerušovane alebo za stáleho čerpania. Jeho trvanie závisí od: - dosiahnutia stálosti prevádzkovej hladiny vody - času, ktorý trvá, kým sa voda vyčistí Keď voda vyplaví najväčšie častice, ktoré sa majú odstrániť, čistenie sa musí po 1-2 hodinách zastaviť, pretože vtedy sa dosiahne najvyšší výkon vrtu. Nie je vhodné použiť 100 % maximálneho prietoku vody bez piesku, ktorý je možné dosiahnuť po správne vykonanom čistiacom čerpadle, pretože dlhodobá produkcia vody pri maximálnom prietoku vody môže viesť k zmene rámu filtra, čo môže mať za následok prasknutie rámu filtra a tým zníženie prínosu vody v studni, alebo jej zničenie. Postupné a pravidelné zvyšovanie výkonu čerpadla výrazne prispieva k zvýšeniu životnosti studne. Ak sa čistiace čerpanie nevykonáva s prihliadnutím na vyššie uvedené, teda postupným čistením, môže dochádzať k tzv. "kanalizácii" vo vodonosnej vrstve, čo znamená, že pohyb vody smerom k studni neprebieha celým plášťom studne, ale len cez jeho určité časti. V dôsledku zvýšeného výkonu je pohyb vody v kanáloch smerom k studni výrazne väčší ako voda pretekajúca celou oblasťou plášťa studne, čoho prirodzeným dôsledkom je, že pohyb vody má za následok výplachy, ktoré môžu spôsobiť kolaps vodonosných kanálov. To spôsobuje rozrušenie vody v studni a pri absencii adekvátneho odstránenia novších frakcií môže viesť k upchávaniu a veľkému poklesu výťažnosti, ako aj k úplnému zastaveniu dodávky vody. V prípade jemnej a homogénnej vrstvy piesku s nízkym stupňom nerovnosti, najmä ak nie je okolo studne uložená štrková filtračná vrstva (toto je veľmi nesprávne riešenie, povolené len pre dočasné studne), je potrebné vykonať čistiace čerpanie s maximálnou starostlivosťou. Pri vysokej rýchlosti prítoku sa môže stať, že veľká časť vrstvy obsahujúcej všetky, takmer rovnako veľké častice, sa nasaje do filtra a takto odpadávajú kúsky ílu, ktoré stratili oporu nad vrstvou zvodnenej vrstvy. do dutiny vytvorenej okolo filtra. Ak sa v tomto čase objaví vo vode znečistenie ílom - t.j. počas čistiaceho čerpania a nie na začiatku - je najvhodnejšie zastaviť čistiace čerpanie a obmedziť sa na zníženie prietoku vody, aby ste našli prietok vody, pri ktorom dochádza k znečisteniu ílom. Stojíme pred šťastnejším prípadom, ak sa stane iba to, že jednotlivé zrnká nadmerne rozmiešaného piesku upchajú otvory filtra, čo sa prejaví silným poklesom prietoku vody. V takých prípadoch treba filter zbaviť usadených častíc energickým spätným preplachovaním. Ak sa to podarí, musíme vrátiť predchádzajúci prietok vody. V čistiacom čerpaní pokračujeme opatrnejšie, s menším prietokom vody. Ak je okolo plášťa studne filtračná vrstva štrku, tieto nebezpečenstvá menej hrozia. Pretože ak je okolo studne inštalovaná štrková filtračná vrstva, vytlačený alebo odstránený piesok bude nahradený štrkom. V tomto prípade môžeme dokonca schválne odstrániť vrstvu piesku okolo filtra tak, aby bola výsledná dutina vyplnená štrkom. Medzitým sa musí z času na čas skontrolovať poloha vrchnej časti štrkovej vrstvy – často v prípade silného brúsenia – a množstvo štrku, ktoré kleslo, sa musí doplniť. Týmto spôsobom možno výrazne zväčšiť povrch rozhrania štrku a piesku, teda prítokovú plochu a tým aj prietok vody studňou, možno až na násobok toho, čo bolo na začiatku čistiaceho čerpania. V prípade zvodnenej vrstvy s väčšou mierou nerovnosti, dokonca obsahujúcej hrubšie frakcie, sa nedá vyhnúť opatrnosti a gradácii. Aj v tomto prípade sa môže stať, že väčšie častice piesku, ktoré sa nedokážu dostať do studne, uviaznu v otvoroch filtra, čo sa prejaví silným poklesom prietoku vody. Postup je tu rovnaký ako predtým. Ak filter nie je dimenzovaný pre vodonosnú vrstvu, do studne sa dostanú aj častice, ktoré nie sú určené na odstránenie. Ak sa v odsatej vode predsa len objavia častice, ktoré nechceme z vrstiev odstrániť, treba ihneď znížiť prietok vody alebo zastaviť ďalšie práce. Pri neopatrnej práci môže dôjsť k odtrhnutiu krycej hlinenej vrstvy, čo môže byť pre studňu fatálne. Najväčšiu veľkosť častíc, ktoré sa majú odstrániť, určuje vrták spolu so všetkými ostatnými potrebnými parametrami v návode na inštaláciu. Trvanie čerpania čistenia je pre každú studňu iný. Hornou hranicou čistiaceho čerpacieho výkonu je prietok vody, ktorý privádza aj tie najväčšie skalné častice, ktoré sa majú odstrániť. Po výskyte tohto javu je potrebné spravidla 6 hodín po čistení zastaviť čistiace čerpanie. Tento časový horizont sa však môže meniť v závislosti od mnohých faktorov. Aby sa efekt určitého prietoku vody na vrstve spoľahlivo prejavil, je potrebné čerpanie minimálne 24 hodín, často však prejde aj 72 hodín, kým sa začnú odstraňovať zrnká piesku. Čistiace čerpanie sa musí vykonávať minimálne v troch krokoch - postupne zvyšovanými, pričom sa musí dohliadať na to aby prietok vody v každej fáze mal dodržaný časový harmonogram, aby sa dosiahol požadovaný účinok. Z toho vyplýva, že 96 hodín je minimum, ktoré by sa malo naplánovať pre správne vykonané čistiace čerpadlo. Prietok vody a predpokladanú dobu trvania pre každý stupeň čistenia musí hlavný vrtár uviesť v ním vypracovanom návode na uvedenie do prevádzky pre danú studňu. Čistiace čerpanie je možné vykonať len vtedy, ak realizátor vrtu pripraví protokol o studni a návod na montáž pre danú studňu. Minimálne požiadavky ktoré má návod obsahovať: - Geologické parametre, stratifikácia, charakter zvodnených vrstiev, charakter lôžok. - Konštrukčné údaje vrtu, hĺbka vrtu, priemer vrtu, priemer a dĺžka pažnice, druh štrku, veľkosť štrku, úroveň spodného uzáveru, dĺžka filtrovanej časti (sekcií), typ filtrácie, rozmery - Podrobný popis čistenia čerpania podľa harmonogramu. Je nutné špecifikovať prevádzkové hladiny vody pre čistiace práce, rôzne prietoky vody a predpokladanú dobu čistenia. - Musíte definovať najväčší priemer častíc, ktoré chcete odstrániť. Musíte určiť očakávaný limit pieskovania, očakávaný maximálny prietok vody a hladinu stojatej vody. - Musíte určiť optimálnu prevádzkovú hladinu vody v studni, maximálnu prevádzkovú hladinu vody, údaje o čerpadle, ktoré je možné inštalovať, a maximálnu hĺbku sacieho hrdla čerpadla. Realizátor vrtu musí poskytnúť všetky podmienky a údaje, ktoré umožňujú akúkoľvek prácu alebo údržbu na studni. Bez tohto dokumentu nie je možné vykonať uvedenie do prevádzky ani žiadnu následnú údržbu. Bohužiaľ, v praxi sa čistiace čerpanie nevykonáva s dostatočnou starostlivosťou. Dôvodom je, že realizátori čistiaceho čerpania si neuvedomujú dôležitosť čistiaceho čerpania a vzťah medzi vodnou výdatnosťou studne a čistiacim čerpaním. Skúšobné čerpanie Čistiace čerpanie sa najčastejšie vykonáva pomocou kompresorov a striedavého čerpania, takže údaje špecifické pre výkon studne sa zvyčajne pri čistení nedajú zistiť. V tomto prípade je preto potrebné stanoviť údaje špecifické pre studňu. Údaje špecifické pre studňu možno určiť skúšobným čerpaním. Skúšobné čerpanie sa vykonáva po čistiacom čerpaní. Skúšobné čerpanie sa vykonáva nepretržite alebo prerušovane po dobu najmenej 48 hodín, v závislosti od toho, ako to predpíše realizátor studne pre konkrétny vrt. Maximálny výkon skúšobného čerpania by nemal presiahnuť 75 % výkonu (prietoku vody) dosiahnutého pri čistiacom čerpaní. Prietok vody je možné regulovať nastavením posúvača a ventilu (guľového ventilu). Po a počas každého zvýšenia výkonu je potrebné skontrolovať, či prúd vody pre nastavenie obsahuje piesok. Pri skúšobnom čerpaní studne sa musí priebežne merať stupeň sania, s tým spojená výdatnosť vody, obsah piesku a zákal vody. Tieto údaje musia byť zaznamenané v knihe čerpania, ako aj sprievodné javy procesu čerpania. Kapacita studne musí byť nastavená na 3-4 hladiny čerpanej vody. Prietok vody skúšobného čerpania sa môže zvýšiť, kým studňa neposkytuje čistú vodu bez piesku. V prípade pieskovania je potrebné znížiť prietok vody, kým studňa opäť nezabezpečí vodu bez piesku. V prípade posypu, ktorý sa nevyčistí ani pri znížení prietoku vody, je potrebné prehodnotiť konštrukciu studne, pretože v 99% týchto prípadov je studňa nevhodne a neodborne navrhnutá. Dobre navrhnutá a odborne vybudovaná studňa musí poskytovať stanovený výnos v stabilnej nepretržitej prevádzke a to bez piesku, bez ohľadu na počasie a ročné obdobia. Prečítajte si aj článok: Užitočné rady pri realizácii studne 1 časť
