Metody poszukiwania wody

Posiadanie własnej studni głębinowej to korzyści, które oznaczają niezależność od publicznej sieci wodociągowej oraz niskie koszty pozyskania wody i eksploatacji instalacji. Do tego dochodzi wyższa jakość wody bez dodatku substancji chemicznych oraz lepsze walory smakowe. To niekwestionowane zalety, które sprawiają, że popularność inwestycji we własną studnię głębinową rośnie z roku na rok. Jednak aby móc czerpać krystalicznie czystą wodę, najpierw należy znaleźć jej zasoby, które mogą, lecz wcale nie muszą, zalegać pod warstwą gruntu naszej działki. Dlatego kluczową rolę w wykrywaniu wody odgrywają profesjonalne metody geofizyczne pozwalające na precyzyjne określenie stref wodonośnych mogących stać się wydajnym źródłem wody np. dla gospodarstwa domowego czy przedsiębiorstwa. Jakie metody są obecnie dostępne oraz które z nich sprawdzają się najlepiej w codziennej praktyce? Wyjaśniamy.

Czerpanie wód podziemnych

Na wstępie warto rozróżnić, czym są wody podziemne, ponieważ często dochodzi do niewłaściwego nazewnictwa i wynikających z tego faktu nieporozumień. Zgodnie z zasadą cyklu hydrologicznego ilość wody na kuli ziemskiej jest stała, choć nie wszystkie jej zasoby uczestniczą w tym cyklu. Są to przede wszystkim wody podziemne reliktowe zalegające tam od milionów lat, do których wierci się studnie głębinowe.

Warto również przypomnieć, że woda występuje w różnych stanach skupienia, przybierając formę aerozolu (para wodna) oraz ciała stałego (lód, śnieg). Woda krąży w ziemskim ekosystemie nieustannie zmieniając swą postać. Jeśli zatem mowa o studni głębinowej, to najważniejszy będzie płynny zasób wodny, który jest dostępny przez cały rok – nie wysycha w okresie suszy oraz nie zamarza zimą.

Dlatego studni nie można opierać na wodach gruntowych zalegających tuż pod powierzchnią terenu (zwykle do kilku metrów w głąb), ale na tych znajdujących się znacznie niżej. Oznacza to lokalizację pod warstwą skał nieprzepuszczalnych i przeważnie z pominięciem wód artezyjskich i subartezyjskich, które są narażone na zanieczyszczenia spowodowane infiltracją wód gruntowych i opadów. Reasumując, wody podziemne czerpane w formie studni głębinowej powinny być naturalnie odizolowane od innych wód występujących w przypowierzchniowej warstwie gruntu.

W związku z powyższym bardzo ważne jest dokładne określenie miejsca i głębokości ich występowania, bowiem ma to swoje przełożenie na opłacalność i techniczną wykonalność odwiertu. Pomocne okazują się tutaj naukowe metody geofizyczne – kluczowe przed rozpoczęciem inwestycji.

Podstawowe metody poszukiwania wody

W nowoczesnym budownictwie jednorodzinnym lokalizowanym zwłaszcza na terenach podgórskich i górskich bardzo dobrą praktyką jest wykonywanie badań geologicznych lub opinii geotechnicznych gruntu. Pozwalają one na uzyskanie niezbędnej wiedzy o tym, co kryje się pod powierzchnią oraz na poznanie właściwości i nośności podłoża, na którym stanie budynek mieszkalny. Tego typu ekspertyzy dają możliwość sprawdzenia, czy dana działka nadaje się pod budowę jakiegokolwiek budynku, ale również ułatwiają wskazanie lokalizacji pod wiercenie studni głębinowej. Jednak zlecanie badań i opinii nie zawsze jest normą.

Standardową procedurą stosowaną w ramach poszukiwania wody przez zespoły wiertnicze jest wykonanie profesjonalnego badania geofizycznego, które pozwoli wykonać profil i dokonać jego interpretacji. Wówczas można z wysokim prawdopodobieństwem wyznaczyć strefę występowania wód podziemnych i optymalne miejsce odwiertu.

Do podstawowych metod geofizycznych niezbędnych w poszukiwaniu wody zalicza się: elektromagnetyczną, elektrosejsmiczną i elektrooporową. Z kolei sposoby bazujące na radiestezji można uznać za bardzo niedokładne, ponieważ obecnie zagęszczenie infrastruktury energetycznej i telekomunikacyjnej jest na tyle duże, że na obszarach zurbanizowanych straciła ona jakikolwiek sens. Oczywiście można posiłkować się roślinnością (np. wierzby, paprocie, trzciny) naturalnie występującą na działce, jednak ta metoda może być pewną wskazówką przy szukaniu miejsca jedynie pod płytką studnię kopaną.

Metoda elektromagnetyczna – bardzo dobrze sprawdza się podczas poszukiwań wody dla tradycyjnych studni kopanych, ponieważ bazuje na wzbudzeniu wtórnego pola elektromagnetycznego w obszarze podziemnym. Korzysta z systemu pomiarowego złożonego nadajnika i specjalnych cewek, tj. nadawczej i odbiorczej. Wyniki obrazują różnicę między pierwotnym i wtórnym polem magnetycznym, co pozwala namierzyć zasoby wód gruntowych. Jest szeroko wykorzystywana na wykopaliskach archeologicznych, przy wykrywaniu zanieczyszczeń wód gruntowych czy złóż metali i skał zalegających na małych głębokościach, tj. do 20 m p.p.t. Ma ograniczone zastosowanie w przypadku poszukiwań wód głębinowych.

Metoda elektorsejsmiczna (MES) – bazuje na wykonywaniu pionowych sondowań elektrosejsmicznych. To metoda nieinwazyjna, która dość dobrze spełnia swoją rolę w prospekcji hydrogeologicznej. Polega na wytworzeniu fali sejsmicznej za pomocą silnego uderzenia ciężkim młotem (20-30 kg) w metalową płytę, która została ułożona poziomo, bezpośrednio na powierzchni gruntu lub tuż pod nią. Powstały impuls wzbudza fale kompresyjne, które z prędkością sejsmiczną rozchodzą się w głębi ziemi. W momencie zetknięcia się fal ze złożem wód podziemnych ulegają one odbiciu (konwersji), a następnie częściowo powracają na powierzchnię, nabierając prędkości elektromagnetycznej. Fale powrotne (sygnał) są odbierane za pomocą dwóch dipoli sprzężonych ze wzmacniaczami oraz zapisywane przez rejestrator.

Metoda elektrooporowa (ERT) – wykorzystuje specjalny tomograf, który skanuje podłoże w celu wygenerowania przekroju geoelektrycznego. Pozwala to sprawdzić zróżnicowanie w zakresie przewodnictwa elektrycznego skał na obszarze o długości 100-800 m oraz głębokości 20-150 m p.p.t. Badanie tą metodą polega na rozłożeniu przewodów oraz dołączeniu elektrod prądowych i pomiarowych (umiejscowionych w odstępach co 5 m), które wysyłają impulsy elektryczne w głąb ziemi (tworząc pole elektryczne). Na podstawie oporności elektrycznej skał można opracować wspomniany profil. Metoda ERT jest szeroko stosowana, ponieważ wyróżnia się wysoką dokładnością oraz pozwala na bieżąco analizować badany obszar wraz z korektą błędów. Cieszy się uznaniem nie tylko przy lokalizacji wody, ale również w pomiarach z zakresu geofizyki inżynierskiej, geologii złożowej czy geotermii.

Warto zaznaczyć, że żadna metoda nie daje pełnej skuteczności, dlatego w uzasadnionych przypadkach wykonuje się odwiert próbny i/lub zleca się przeprowadzenie dodatkowego badania geologicznego gruntu. Jest to ważne z punktu widzenia inwestora, ponieważ nieprofesjonalne podejście do mapowania podłoża może być zbyt kosztowne i czasochłonne. Nie wspominając już o sytuacji braku wody. Poza tym, w niektórych rejonach Polski układ skał znajdujący pod powierzchnią terenu jest na tyle skomplikowany, iż standardowe metody mogą okazać się niewystarczające, a wiercenie nieopłacalne.

Podsumowanie

Metody poszukiwania wody na potrzeby wiercenia studni głębinowej to zaawansowane czynności geofizyczne, które z wysokim prawdopodobieństwem pozwalają ustalić miejsce wykonania odwiertu. Do współczesnych metod zalicza się takie jak elektromagnetyczna, elektrosejsmiczna i elektrooporowa. Ta ostatnia cieszy się największą popularnością ze względu na najwyższą skuteczność i możliwość wykorzystania przy większości inwestycji. W określonych sytuacjach pomocne może okazać się badanie geologiczne gruntu, które będzie uzupełnieniem standardowej metody geofizycznej.

Metody nienaukowe jak radiestezja czy opieranie się na roślinności są obarczone dużym błędem i mogą ewentualnie służyć amatorskiemu szukaniu wody dla studni kopanych umiejscowionych z dala od terenów zurbanizowanych.

Jeśli interesuje Cię posiadanie własnej studni głębinowej, a do tego potrzebujesz wykonać profesjonalną lokalizację zasobów wód podziemnych niezbędnych do wiercenia studni, skontaktuj się z Aquawiert – tel. 609 666 609.