Studna

Studna nebo také studně^[1] je většinou svislé zařízení sloužící k jímání a odběru podzemní vody. Často se tímto termínem označují nejen kopané studny, ale i studny vrtané. Jedná se o druh podzemní stavby ve smyslu Vodního a Stavebního zákona. Rozlišujeme studny s volnou hladinou a studny s napjatou hladinou. Pojem studánka se naproti tomu používá pro pramenný vývěr, tedy místo, kde voda sama přirozeným způsobem vyvěrá na zemský povrch.

Historie

Studny se budovaly už od starověku. Již ve starém Egyptě se studny i vrtaly (primitivními ručními zařízeními nárazovým způsobem) a mnohdy i do značných hloubek. Ve středověku se mnohé studny kopaly nebo i hloubily hornickým způsobem (šachty). Například na hradech kopali studny i za cenu velkých nákladů tak hluboké, dokud na vodu nenarazili, protože sloužily jako důležitý zdroj vody v případech obléhání. Studny měly a stále mají velký význam pro zásobování vodou.

Význam v hydrogeologii

Studna představuje:

Vertikální jímadlo podzemní vody

• a) podle délky otevření kolektoru na úplné a neúplné
• b) podle průměru:
  • trubkové (maloprůměrové)
  • trubní (vrtané běžnými vrtnými průměry)
  • velkoprůměrové (šachtové, vrtané, kopané, spouštěné)

V hydraulických výpočtech

Přijaté zevšeobecňující označení pro umělý vertikální objekt umožňující přítok nebo doplňování podzemní vody (t.j. pro studnu, vrt nebo šachtu).

Druhy studní

Studny se rozdělují podle způsobu otevření hydrogeologického kolektoru, podle jejich hydraulické funkce nebo technického provedení.

Způsob otevření hydrogeologického kolektoru

Úplná studna

Úplná studna (fully penetrating well) je studna, která prochází celou mocností zvodněného kolektoru až do počevního izolátoru a jejíž otevřený úsek je totožný s mocností zvodněného kolektoru.

Neúplná studna

Neúplná studna (partially penetraling well) je studna, jejíž otevřený úsek neprochází celou mocností zvodněného kolektoru. Hydrodynamická nedokonalost neúplné studny daná neúplností otevření zvodně se charakterizuje stupněm průniku (L/M, kde L = délka otevřené filtrační části studny, M = mocnost zvodně).

Druhy hydraulické funkce studny

Hydraulicky dokonalá studna

Hydraulicky dokonalá studna (hydrodynamically perfect well, well without well losses) je vertikální záchytný objekt (studna, vrt), do kterého vstupuje voda bez jakéhokoliv dodatečného odporu.

Hydraulicky nedokonalá studna

Hydraulicky nedokonalá studna (hydrodynamically imperfect well, well with well losses) je vertikální jímací objekt, do něhož vstupuje při odběru voda s tlakovými ztrátami.

Fiktivní studna

Fiktivní studna (image well) je zrcadlový obraz reálné studny v teorii zrcadlového zobrazení fiktivních studní, popisující hydraulický vliv boční hranice zvodně při odběru vody ze studny (vrtu) v blízkosti této hranice. Vliv nepropustné boční hranice (nepropustného zlomu, linie faciálního přechodu) na snížení hladiny vyvolané odběrem vydatnosti Q ze studny je totožný s vlivem fiktivní studny se stejnou odebíranou vydatností, která je situována jako zrcadlový obraz reálné studny tak, že hranice představuje osu symetrie mezi reálnou a fiktivní studnou. Vliv napájecí hranice (napájecí povrchový tok, napájecí zlom) se projevuje obdobně s tím rozdílem, jako kdyby fiktivní studna fungovala jako nalévací studna s konstantním přítokem Q do studny z povrchu.

Druh technického provedení

Emšerská studna

Jedná se o hlubokou nádrž, kterou protékají a v níž sedimentují odpadní vody. Sediment u dna vyhnívá asi čtvrt roku a pak se vypouští na kalová pole. Po dozrání slouží jako hnojivo.

Jehlová studna

Jedná se o děrovanou trubku o malém průměru, která se do země zatlouká nebo vplavuje.

Pohlcovací, vsakovací a infiltrační studna

Pohlcovací studna nebo také vsakovací či infiltrační studna (disposal well, recharge well) je studna určená ke gravitačnímu nebo tlakovému dodávání tekutin do kolektoru s cílem doplňovat zásoby podzemních vod (umělá infiltrace), vytvářet hydraulickou clonu, skladovat užitkové tekutiny a ukládat tekutý odpad. Konstrukce těchto studní odpovídá uvedeným účelům a hloubce kolektoru.

Vrtané studny

Ty jsou budovány pomocí vrtných souprav nebo vrtány ručně bez těžké techniky a poškození okolní zeleně na zahradě. Pro jímání podzemní vody jsou vystrojeny zárubnicemi z různých materiálů (PE, PVC, ocel antikoro) - viz vrt.

Velkoprůměrové studny

Tyto studny mají plášť sestaven zpravidla z prefabrikovaných betonových skruží, cihlového, kamenného nebo betonového zdiva. U kopané studny se plášť buduje zespodu nahoru po vyhloubení šachty, u spouštěné studny se plášť zapouští seshora při současném odtěžování materiálu ze studny podkopáváním nebo drapákem vrtné soupravy.

Studny s horizontálními sběrači

(radiální studny, studny typu Raney) jsou zvláštním druhem šachtových studní, ze kterých jsou do kolektoru navrtané nebo tlačené horizontální nebo šikmé sběrače. Budují se v hodně mocných nezpevněných horninách s cílem zajištění velkého účinného hydraulického dosahu studny. V Česku existují např. v Káraném v okolí infiltračních van.

Místo pro studnu

Účelem stavby studny je zajištění zdroje podzemní vody. Budují se tam, kde se podle hydrogeologického průzkumu očekává kolektor podzemní vody s dostatečnou zásobou podzemní vody. Hydrogeologický průzkum vychází ze znalosti hydrogeologických podmínek lokality, hydrogeologických map, výsledků hydrogeologických průzkumů a terénu. Místo s výskytem podzemní vody bývá také vyhledáváno pomocí geofyzikálních metod.

Zajímavosti

• Nejširší studna v ČR se nachází v mělnickém podzemí. Studna ze 14. století má průměr 4,54 m a je hluboká 54 /56/ m.^[2]

• Vahadlová studna – Na podpěře bylo upevněné břevno, které sloužilo jako protizávaží při vytahování plného vědra s vodou. Na konci břevna nad studní byl provaz s uvázaným vědrem (dřevěným džberem, putnou), které se spouštělo do studny pro vodu. Prázdné vědro, přivázané na konci provazu, bylo asi 50 – 80 cm nad zemí a tahem za provaz směrem dolů bylo spuštěno do studny a plné samovolně vyjelo nahoru. V Česku jsou tato zařízení u studní k vidění například v Muzeu lidových staveb v Kouřimi nebo ve Fryšavě pod Žákovou horou.

Odkazy

Reference

Literatura

• Herzán Miroslav: Studny – zásady pro vyhledávání zdrojů podzemní vody, BEN - technická literatura, 2008, ISBN 978-80-7300-188-9

Související články

• Pramen
• Pumpa
• Pitná voda
• Artéská voda

Externí odkazy

• Hladinoměr - projekt měření výšky hladiny vody ve studni ultrazvukovou metodou senzorovými uzly s vizualizací dat ve webovém rozhraní
• Obrázky, zvuky či videa k tématu studna na Wikimedia Commons
• Téma Studna ve Wikicitátech
• Slovníkové heslo studna ve Wikislovníku
• Článek Individuální zdroj pitné vody na WikiSkriptech