Studnia głębinowa w odróżnieniu od innych rodzajów studni odznacza się głównie głębokością, ale proces jej powstawania jest nieco bardziej skomplikowany niż w przypadku tradycyjnej studni kopanej czy abisyńskiej. A to z kolei warunkuje zakres prac, czyli przygotowanie do inwestycji obejmujące badania geofizyczne, wyznaczenie optymalnej lokalizacji oraz dobór metody wiertniczej. Jak wobec tego ustalić najbardziej efektywną głębokość dla studni głębinowej?

Mapa hydrogeologiczna – źródło wiedzy o głębokości złóż wodonośnych

Wykonawca inwestycji przeważnie dobrze zna teren, na którym działa, jednak zdarza się, że klient mieszka nieco dalej, np. w innym województwie a sama działka charakteryzuje się podłożem bardziej skomplikowanym geologicznie. Dlatego przed wyjazdem w teren należy sprawdzić dostępne zasoby wiedzy w postaci wybranego arkusza mapy hydrogeologicznej – a ten najczęściej pochodzi z repozytorium Państwowego Instytutu Geologicznego. Dzięki temu można zyskać podstawowe informacje o otoczeniu hydrogeologicznym jak np. zasięg i głębokość warstw wodonośnych czy jakość wody. Bardzo pomocna okazje się również opinia geotechniczną gruntu (lub badanie geologiczne), jeśli właściciel działki miał potrzebę jej wykonania przed rozpoczęciem budowy domu.

Oczywiście trzeba mieć świadomość, że nie wszystkie zawarte na mapie dane o terenie są aktualne – szczególnie odnosi się to do mapy hydrogeologicznej ze względu na koszty badań i skalę prac. W efekcie mapy i jej arkusze stanowią źródło wiedzy ogólnej i poglądowej, ponieważ dopiero badanie geofizyczne przeprowadzone na działce inwestora pozwoli dokładnie scharakteryzować zasoby wody znajdujące się pod powierzchnią gruntu.

Warto dodać, że badanie geofizyczne realizowane na potrzeby wiercenia studni głębinowej wykonuje się najczęściej za pomocą metody elektrooporowej ERT. Jest ona bardzo dokładna, ponieważ pozwala określić przewodnictwo elektryczne skał znajdujących się w podłożu, a tym samym opracować specjalny profil geoelektryczny sięgający do 120 m poniżej poziomu terenu (p.p.t.). Dzięki badaniu ERT można ustalić specyfikę działki pod kątem występowania wody, jak również wyznaczyć optymalne miejsce odwiertu i wstępnie oszacować jego głębokość. W efekcie już na tym etapie można wstępnie oszacować koszty, zakres prac, a tym samym ocenić, czy wiercenie studni będzie mieć ekonomiczne uzasadnienie.

Inną, ale równie bardzo ważną sprawą jest podwyższone ryzyko wystąpienia suszy hydrogeologicznej, która ma wpływ na decyzję o szukaniu głębszych złóż wody. O ile w Polsce najczęściej pojawia się susza atmosferyczna i rolnicza, o tyle susza hydrologiczna, a przede wszystkim hydrogeologiczna może być poważnym problemem. Ta ostatnia stanowi wyzwanie dla płytszych studni głębinowych, ponieważ przy ekstremalnym nasileniu zjawiska suszy hydrogeologicznej może zmniejszyć się retencja wody na poziomie wód podziemnych (zasobów nieodnawialnych). Najbardziej zagrożone lokalizacje to województwa centralne i zachodnie oraz częściowo pas pojezierzy. Także tereny, gdzie na dużą skalę prowadzona jest działalność górnicza, mogą być dotknięte niekorzystnym wpływem zmian hydrogeologicznych. W następstwie prowadzi to nie tylko do obniżenia się zwierciadła wód gruntowych, ale i tych podziemnych, w tym złóż, z których czerpią studnie głębinowe. Więcej o suszy w Polsce i jej wpływie na studnie różnego typu można przeczytać tutaj.

Studnia głębinowa – co decyduje o głębokości odwiertu?

Zdecydowana większość studni głębinowych wierconych dla inwestorów indywidualnych nie przekracza głębokości 30 m p.p.t., co uzależnione jest od lokalnych warunków hydrogeologicznych, a czasem przepisów. W Polsce wiele wydajnych zasobów wód podziemnych przydatnych z punktu widzenia przeciętnego gospodarstwa domowego często znajduje się wyżej i nie wymaga tak głębokiego odwiertu. Choć w górach, na obszarach podgórskich czy na wyżynach pożądane warstwy wodonośne mogą zalegać znacznie głębiej. W takich warunkach studnie o głębokości 50-60 m nie są niczym niezwykłym, a w wyjątkowych lokalizacjach mogą sięgać nawet 100 m i niżej. Jednak w praktyce tak głębokie odwierty nie dotyczą gospodarstw domowych, lecz dużych inwestorów mających określone wymagania. Z kolei na terenach nizinnych czy w dolinach studnię głębinową można wiercić do nieco mniejszych głębokości – zwykle kilkunastu metrów. Fakt ten dobitnie pokazuje, że uwarunkowania hydrogeologiczne danego terenu są kluczowe przy poszukiwaniu wód podziemnych i wykonaniu odwiertu na o danej głębokości.

Równie istotna jest miąższość warstw skalnych znajdujących się w podłożu, czyli pod poziomem glebowym. Grube warstwy skalne, nieprzepuszczalne mogą być problemem podczas prac wiertniczych, co bezpośrednio przekłada się na głębokość odwiertu. Podobnie jest w momencie, gdy warstwy przepuszczalne, będące retencją dla wód powierzchniowych i gruntowych, również są grube, a działkę można opisać jako podmokłą. Wtedy należy wiercić głębiej, aż do pełnego przeniknięcia przez warstwy nieprzepuszczalne, aby mieć pewność znalezienia zasobów czystych wód podziemnych o niewielkim ryzyku zanieczyszczenia przez wody z warstw wyższych.

Drugą kwestią wpływającą na mniejszą głębokość odwiertów (o ile warunki hydrogeologiczne na to pozwalają) są przepisy prawa, które mogą być uciążliwe, jeśli studnia przekroczy barierę 30 m. W takim przypadku inwestor jest zobligowany do uzyskania pozwoleń, co wiąże się z dodatkowymi kosztami, wydłużeniem czasowym inwestycji oraz dostarczeniem wymaganych dokumentów dla organów administracji – więcej można przeczytać tutaj.

Ponadto trzeba liczyć się z ekonomicznym uzasadnieniem wiercenia studni głębinowej na danej działce, ponieważ każdy metr niżej oznacza zwiększenie kosztów inwestycji we własne ujęcie wody. Dlatego kluczowe jest wcześniejsze określenie parametrów hydrogeologicznych terenu i oszacowanie, czy wiercenie studni na danej głębokości będzie opłacalne pod względem finansowym, czasowym i formalnym. Jest to szczególnie ważne dla inwestorów indywidualnych, których dobowe zapotrzebowanie na wodę wynika niemal wyłącznie z zaspokojenia potrzeb gospodarstwa domowego. Zupełnie inaczej będzie w przypadku inwestorów biznesowych czy właścicieli dużych gospodarstw rolnych, którzy potrzebują znacznie większych ilości wody, nierzadko pozyskiwanych z kilku ujęć. Wówczas większa głębokość i wyższe koszty początkowe nie są aż tak istotne, ponieważ zostają zrekompensowane przez wysoką wydajność złoża.

Podsumowanie

Bez znajomości charakterystyki hydrogeologicznej danej działki nie sposób podać konkretną głębokość odwiertu dla studni głębinowej. Jednak można zaryzykować stwierdzenie, że przeważnie nie będzie ona przekraczać 30 m p.p.t. Oczywiście mogą zdarzyć się lokalizacje, gdzie wydajne złoże z dobrej jakości wodą pojawi się już na kilkunastu metrach, a gdzie indziej może zalegać dopiero na 50 czy 60 m p.p.t. Co ważne, ukształtowanie terenu również ma wpływ na głębokość występowania warstw wodonośnych – w górach, na obszarach podgórskich i wyżynach zwykle będą one nieco głębiej niż w dolinach czy na nizinach. Również wysokie ryzyko suszy hydrogeologicznej będzie przemawiać za poszukiwaniem głębszych zasobów.

Orientacyjną głębokość studni głębinowej można oszacować na podstawie danych zawartych w mapie hydrogeologicznej, badania geologicznego czy opinii geotechnicznej gruntu. Jednak najbardziej miarodajnym sposobem jest wykonanie profesjonalnego badania geofizycznego. Wykonuje się je metodą elektrooporową ERT, która pozwala wygenerować szczegółowy profil geoelektryczny i na jego podstawie określić głębokość warstwy wodonośnej zdatnej do eksploatacji.