Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy
Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

RNDr. Zdeněk Zelinka

Studny

TIRÁŽ TIŠTĚNÉ PUBLIKACE:

Vydala Grada Publishing, a.s.
U Průhonu 22, 170 00  Praha 7
tel.: +420 234 264 401, fax: +420 234 264 400
www.grada.cz
jako svou 5058. publikaci

Odpovědná redaktorka Věra Slavíková
Sazba Vladimír Velička, elektronická verze Jan Löffelmann
Fotografie na obálce – fotobanka Allphoto
Fotografie a ilustrace v knize – archiv autora (1, 7, 8, 15, 16, 17, 20, 23, 27), Ge-tra s.r.o. (12, 22), Poži, s.r.o. (6), TWC s.r.o. (21), SIGMA PUMPY HRANICE, s.r.o. (24, 25), VODNÍ ZDROJE, a.s. (2, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 13, 14, 18, 19, 26)
Počet stran 112
První vydání, Praha 2013

Vytiskla Tiskárna PROTISK, s.r.o., České Budějovice

© Grada Publishing, a.s., 2013
Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2013

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno.

ISBN 978-80-247-4482-7

ELEKTRONICKÉ PUBLIKACE:

ISBN 978-80-247-8264-5 (ve formátu PDF)
ISBN 978-80-247-8267-6 (ve formátu EPUB)

0

Úvod

Voda je život, nikdy na to nezapomínejme!

Ano, voda je nejdůležitější ze všech chemických sloučenin na Zemi. V současnosti s každým rokem roste její cena a také nezastupitelnost. Voda je základem všeho organického života. Přestože je nejrozšířenější látkou na Zemi, je kvalitní voda nejžádanější kapalinou v současných podmínkách rozvoje společnosti na celém světě a má mimořádný hospodářský význam. Píše se rok 2012 a člověk přemýšlí o vodě, její kvalitě i kvantitě, její schopnosti ničit i zachraňovat. Snad není na světě člověka, který by nevěděl, jaký význam má pro život voda pitná. Je ale třeba mít stále na paměti, že z celkového množství vody na Zemi jsou jen asi 3 % vody sladké a pouze polovina z nich je využitelná, ať upravená, nebo neupravená, jako voda pitná.

Podzemní voda je pro své přirozené vlastnosti důležitá především pro zásobení obyvatelstva pitnou vodou, protože bývá výrazně kvalitnější než voda povrchová. Širší využívání podzemní vody má historické základy již v období rozvoje řecké a římské kultury. Zejména Řekové si čistých vod velmi vážili, i v dnešní době velmi váží, a přisuzovali a někde i dnes přisuzují podzemní vodě léčivou moc. Pramenní jímky považovali a považují za chráněná, uctívaná až posvátná místa.

Směrnice rady 98/83 ES o jakosti vody určené pro lidskou spotřebu stanoví hygienické limity mikrobiologických, biologických, fyzikálních, chemických a organoleptických ukazatelů jakosti pitné vody, která je dodávána spotřebitelům vodovodem. Pokud je tedy člověk napojen na veřejný vodovod, je dodavatel (výrobce) vody povinen zajistit vodovodem dodávku pitné vody, která svou jakostí musí splňovat předepsané hygienické limity. Stále více spotřebitelů se však snaží pro své potřeby dodávku pitné vody zajistit z vlastního zdroje (nejvíce z vlastní studny, ať již kopané, nebo vrtané). Ale jak si vodu z vlastního zdroje zajistit a bude skutečně pitná? Všechny důležité odpovědi (a není jich málo) na tuto otázku se dozvíte z této knížky.

Úvodem je však nutné říci, že prvním nutným předpokladem pro zásobení obyvatel a drobných spotřebitelů (zásobování rodinných domů, chalup, chat atp.) podzemní vodou je zajištění vodního zdroje trvalé a dostačující vydatnosti a vhodné kvality. Jímání podzemní vody a pramenů musí být vždy technicky účelné, bezpečné, hospodárné a hygienicky nezávadné. Tohoto účelu se dosáhne vhodnou volbou jímadla (studny) a jeho plným přizpůsobením (především jeho jímací části) hydrogeologickým, hydrologickým a hydrochemickým poměrům.

1

Co je podzemní voda

Představy veřejnosti otom, co je vlastně podzemní voda, jsou velmi zkreslené. Ve veřejných médiích (tisk, televize) prakticky stále slyšíme termín spodní voda, což je termín naprosto nesprávný. Rovněž představy azvěsti oobrovských podzemních jezerech je nutné brát se značnou rezervou, zejména na území České republiky. Taková jezera (ale ne obrovská) existují pouze vkrasových oblastech vkrápníkových jeskyních. Proto bychom měli před tím, než budeme budovat vlastní studnu, znát něco více opodzemní vodě ajejím výskytu.

Podzemní voda se shromažďuje pod povrchem vpórech, puklinách adalších dutinách hornin. Je doplňována vsakováním srážkových vod, proto její kvalita závisí na výskytu znečišťujících látek na povrchu terénu (komposty, hnojiště, splašky, umělá hnojiva, ropné látky, skládky odpadů atp.), které se spolu se srážkovými vodami vsakují do podzemní vody. Horninové prostředí má velkou samočisticí schopnost, proto bývá podzemní voda výrazně kvalitnější než voda povrchová. Je tedy vhodnější jímat podzemní vodu pro pitné účely spíše zvětší hloubky, aby ovlivnění zpovrchu bylo co nejmenší.

Využívání vlastního kvalitního zdroje podzemní vody pro pitné účely má několik výhod:

a) podzemní voda bývá více mineralizována než většina vody zdálkových vodovodů, které využívají především zdroje povrchových vod; taková voda je zdravější, obsahuje řadu tělu potřebných látek;

b) vlastní voda nemusí obsahovat chlór jako voda zvodovodu, který vněkterých případech může způsobovat zdravotní problémy;

c) vzhledem kdnešním (stále stoupajícím) cenám vody se vám vlastní zdroj za několik let zaplatí, zvláště pokud máte velkou spotřebu (děti, zalévání, hospodářské zvířectvo, bazén apod.).

Podzemní vodu rozlišujeme podle horninového prostředí, ve kterém se vyskytuje, resp. proudí. Každý „typ“ podzemní vody má své výhody anevýhody pro jímání.

1.1 Voda průlinová

Průlinová podzemní voda je voda, která pod zemí proudí vprůlinách nesoudržných nezpevněných hornin (písčito-štěrkové zeminy), omezeně ivprůlinách soudržných nezpevněných hornin (jílovito-hlinité zeminy).

Nesoudržné nezpevněné horniny, zejména štěrkopísky, štěrky, ale ieluvia (zvětralinový plášť krystalických hornin – např. žuly), mají velice vysokou průlinovou propustnost, apokud mají stálou dotaci vodou, pak zde vyhloubené jímací objekty (studny) mají stálou avelikou vydatnost. Stálou dotací vodou se rozumí například uštěrko-písčitých teras aúdolních niv velkých řek (unás zejména Morava, Labe amísty iVltava) přímá hydraulická spojitost podzemní vody spovrchovou vodou vřece. Podzemní voda bývá vtěchto oblastech obvykle velmi těsně pod povrchem (řádově pouze vněkolika metrech), proto zde hovoříme omělké podzemní vodě. Jímací objekty (studny) na jímání této podzemní vody bývají hluboké převážně vrozmezí 5–12 m, pouze výjimečně bývají hlubší.

Soudržné nezpevněné horniny (hlinito-jílovité zeminy, jílovité zeminy, zvětralinové pláště území budovaných metamorfovanými horninami – ruly atp.) mají sice také průlinovou propustnost, ale silně omezenou, což je dáno charakterem hornin. Vydatnosti jímacích objektů (studní) zde bývají nízké až velmi nízké.

| Obr. 1 Jímací území Káraný – mělké kvartérní studny

Výhody území smělkou podzemní (průlinovou) vodou pro její jímání

▶ Vysoká vydatnost studní.

▶ Malá hloubka studní – tudíž nižší finanční náklady při jejím budování.

▶ Malá pravděpodobnost ovlivnění vydatnosti okolních studní při malém odběru vody.

Nevýhody území smělkou podzemní (průlinovou) vodou pro její jímání

▶ Horší jakost vody.

▶ Náchylnost vody ke znečištění při jakýchkoli negativních zásazích vokolí studní.

▶ Při špatném provedení vrtaných studní ašpatném režimu jímání vody znich jejich rychlé zanášení drobným horninovým materiálem.

Mělká průlinová podzemní voda je ve velkém využívána pro zásobování některých měst aokresů. Vesměs jde ojímací území vybudovaná vkvartérních štěrko-písčitých sedimentech teras aúdolních niv větších povrchových toků, např. jímací území Káraný (voda pro Prahu), jímací území Tři Dvory (voda pro Kolín), jímací území Rohatec aMikulčice (voda pro Hodonín) atp. Na obrázku 1 jsou mělké vrtané studny vkvartérních (štěrko-písčitých) sedimentech vjímacím území Káraný vybudované vminulém století odkud je Praha zásobována podzemní vodou, ana obrázku 2 je technologie vrtání studní vnesoudržných horninách na „průlinovou“ vodu.

| Obr. 2 Vrtání vnezpevněných horninách

1.2 Voda průlinovo-puklinová

Jak již sám termín napovídá, tato podzemní voda pod povrchem proudí jak vprůlinách, tak po puklinách. Tento typ podzemní vody se vyskytuje zejména vkřídových porézních pískovcích, tedy vpevných porézních horninách.

Podzemní vodu tohoto typu najdeme prakticky vcelém území české křídy (území budované druhohorními sedimenty křídového stáří), zejména vúzemí svrchní křídy vpovodí toku Jizery, vseverních Čechách, vokolí Dvora Králové nad Labem, ve východních Čechách (např. Polická pánev, Broumovsko atd.), ale ivúzemí permokarbonských hornin (např. Rakovnicko).

Horninové komplexy křídových sedimentů (pískovců) vytvářejí na našem území nejvýznamnější hydrogeologické struktury svelikými zásobami podzemní vody té nejvyšší jakosti. Vtěchto oblastech jsou také vybudována nejvýznamnější jímací území vČeské republice pro zásobování obyvatelstva podzemní vodou, např. oblast okolo České Lípy.

Vtěchto územích se hladina podzemní vody pohybuje řádově až vněkolika desítkách metrů pod terénem. Dále je vněkterých ztěchto území místy zdůvodů přítomnosti nadložních nepropustných sedimentů nad horninami sprůlinovo-puklinovou propustností hladina podzemní vody napjatá (tzn., že je „pod tlakem“), aprávě zde nacházíme ony známé artéské studny, ze kterých někdy vytéká artéská podzemní voda samovolně pod tlakem na povrch.

Vysoká jakost této podzemní vody je dána zejména tím, že proudí ve velkých hloubkách avelmi pomalu na velké vzdálenosti horninovým prostředím, kdy dochází kjejímu dokonalému vyčištění azároveň voda získává potřebné minerály člověku prospěšné. Vdnešní době, kdy dokážeme určit stáří podzemní vody, bylo stanoveno např. stáří podzemní vody vpískovcích severních Čech až na 6 000 let.

Výhody území sprůlinovo-puklinovou vodou pro její jímání

▶ Vysoká vydatnost studní.

▶ Vysoká jakost vody.

▶ Malá, takřka nulová náchylnost podzemní vody knežádoucí kontaminaci zpovrchu.

Nevýhody území sprůlinovo-puklinovou vodou pro její jímání

▶ Veliká hloubka studní, tedy značné finanční náklady na jejich provedení.

▶ Vzhledem ktomu, že území stouto podzemní vodou jsou vesměs intenzivně využívána kvelkým odběrům pro hromadné zásobování obyvatelstva, bývá vodoprávní řízení při kolaudaci studny apro schválení odběru podzemní vody pro maloodběratele velmi dlouhé anáročné.

Na obrázku 3 je technologie vrtání studní na „průlinovo-puklinovou vodu“ – rakovnická pánev – zahrada zámku Lány.

| Obr. 3 Vrtání hluboké studny vzahradě zámku Lány

1.3 Voda puklinová

Jestliže podzemní voda průlinová proudí pod zemí výhradně vprůlinách, pak podzemní voda puklinová „proudí“ výhradně jen po puklinách zpevněných hornin. Jaké množství podzemní vody obíhá (jak odborně říkáme) po puklinách, závisí na mnoha faktorech. Zejména na intenzitě avelikosti rozpukání pevných hornin, na charakteru puklin, tzn., zda jsou otevřené, uzavřené nebo utěsněné jiným horninovým materiálem atp. Významným faktorem také bývá to, zda je hluboký puklinový kolektor propojen snadložním mělkým průlinovým kolektorem amá tak zajištěnu dobrou dotaci vodou změlkého nadložního průlinového kolektoru.

Zvýše uvedených důvodů jsou vydatnosti jímacích objektů (studní) vyhloubených vtěchto horninách velice rozdílné apohybují se od tisícin litrů za vteřinu až po jednotky litrů za vteřinu.

Puklinová podzemní voda se nachází ve všech pevných neporézních horninách, zejména vúzemí žulových masivů, např. vokolí Říčan, Sedlčan, Benešova, vJizerských horách, dále vúzemí metamorfovaných hornin (území budovaná rulami, svory atp.), např. vKrušnohoří, ale ivúzemí české křídy, která jsou budována slínovci, jílovci atp. Horniny vtěchto územích tvoří již zmiňovaný nepropustný nadložní strop horninám sprůlinovo-puklinovou propustností.

Ze zkušeností je známo, že nejlepší podmínky pro oběh podzemní vody po puklinách jsou vžulových oblastech, kde pukliny bývají otevřené anejsou druhotně utěsněny zvětralinovým materiálem, jelikož ten zde má ryze písčitý charakter. Horší podmínky jsou vúzemí slínovců apodobných křídových sedimentů, ikdyž izde nacházíme studny se značnou vydatností. Nejméně příznivé podmínky jsou vúzemích budovaných metamorfovanými horninami (ruly, svory atp.). Ty totiž mívají pukliny sepnuté anavíc druhotně utěsněné zvětralinovým materiálem, který má převážně jílovitý charakter.

Výhody území spuklinovou vodou pro její jímání

▶ Relativně nízké náklady na vybudování studny.

▶ Dobrá jakost vody vúzemí krystalických hornin.

Nevýhody území spuklinovou vodou pro jímání

▶ Značně rozdílná vydatnost jednotlivých jímacích objektů (studní).

▶ Množství podzemní vody je téměř výhradně vázáno na dotaci zatmosférických srážek.

▶ Náchylnost vody ke znečištění při jakýchkoli negativních zásazích vokolí studní.

▶ Vúzemí budovaných pevnými neporézními sedimenty křídy (slínovce atp.) přirozená špatná jakost vody (někdy až nepoužitelná aneupravitelná pro pitné účely).

Na obrázcích 4 až6 je technologie vrtání studní vtvrdých horninách na „puklinovou vodu“.

| Obr. 4 Vrtání vpevných horninách

| Obr. 5 Rotačně-příklepové vrtání vpevných horninách

| Obr. 6 Jádrové vrtání vpevných horninách

1.4 Prameny

Prameny asi zná každý. Jde opřirozené vývěry podzemní vody anajdeme je takřka všude. Vydatnosti pramenů jsou značně rozdílné (podle jejich typu) asezónně rozkolísané podle ročních období (všeobecně maxima na jaře aminima na podzim). Rovněž teplota ajakost vody se uněkterých pramenů výrazně mění vzávislosti na ročním období.

Přesto jsou na území naší republiky známé prameny se stálou vydatností, teplotou avelmi dobrou jakostí vody.

Výhody jímání pramenů

▶ Předem známe místo, kde vodu jímat.

▶ Vybudování jímání pramenů bývá většinou jednoduché alaciné.

Nevýhody jímání pramenů

▶ Omezené možnosti jímání pramenů sohledem na vodní zákon.

▶ Nestálá jakost vody.

I

II