Maja Sroczyńska
Usługi Geologiczne Maja Sroczyńska
W ostatnich latach widocznym rezultatem zmian klimatu w aspekcie rolnictwa są ni-skie opady atmosferyczne. Na przeważającej części naszego kraju średnie roczne sumy oscylują wokół wartości 500 – 550 mm. Ponadto są one niekorzystnie rozłożone w roku kalendarzowym. Podczas długich letnich okresów bezdeszczowych, w wyniku niedobo-rów opadów i wysokiego parowania występuje znaczny deficyt wody w glebie, co rzutuje na ilość i jakość plonów. W takich warunkach klimatycznych nawadnianie upraw rolnych często jest koniecznością.
Jednym z najistotniejszych problemów związanych z realizacją inwestycji w obszarze na-wodnień jest wybór źródła zaopatrzenia w wodę. Zasadniczo istnieje możliwość zasilania sys-temów z sieci wodociągowej, z ujęć wód powierzchniowych takich jak np. rzeki, jeziora oraz z indywidualnych ujęć wód podziemnych (tj. studni). Wybór źródła wody zależy przede wszyst-kich od jego dostępności. Nie bez znaczenia pozostają również aspekty ekonomiczne
zwią-zane zarówno z kosztami inwestycyjnymi jak i eksploatacyjnymi.
W praktyce rozwiązaniem najczęściej wybieranym w rolnictwie są studnie głębinowe. Z uwagi na dostępność wód podziemnych na przeważającym obszarze naszego kraju.
Wody podziemne występują w obrębie osadów przepuszczalnych (wodonośnych) tj. takich, które posiadają zdolność do przewodzenia i oddawania wody. Zaliczają się do nich przede wszystkim piaski i żwiry, charakteryzujące się obecnością przestrzeni porowych ale również skały szczelinowe i krasowe. W/w utwory przepuszczalne mogą być wydzielone w przestrzen-nej schematyzacji warunków krążenia jako warstwy wodonośne, poziomy czy systemy. War-stwa wodonośna to „zbiorowisko wód podziemnych związane z warstwowanymi utworami skalnymi o znacznym rozprzestrzenieniu i o określonej miąższości, ograniczone od góry zwier-ciadłem wód podziemnych (warstwy o zwierciadle swobodnym) lub nieprzepuszczalnym stro-pem (warstwy naporowe), a od dołu nieprzepuszczalnym spągiem (lub podstawą)”1.
Zasadniczo wody podziemne występują w obrębie poziomów gruntowych oraz wgłębnych. Poziom gruntowy występuje najczęściej w obrębie piasków zalegających od powierzchni te-renu do głębokości kilku, kilkunastu metrów. Jego zasilanie odbywa się na drodze bezpośred-niej infiltracji opadów atmosferycznych toteż położenie zwierciadła wody podlega wahaniom sezonowym. W okresach letnich wysokość słupa wody znacznie spada i często poziom ten nie jest w stanie zaspokoić potrzeb zawiązanych z realizacją nawodnień.
Wgłębne poziomy wodonośne izolowane są od powierzchni terenu warstwą utworów nie-przepuszczalnych (tj. glin lub iłów). Na ogół osady nieprzepuszczalne występujące w nadkła-dzie stanowią warstwę napinającą zwierciadło wody, które występuje pod ciśnieniem i stabili-zuje się poniżej powierzchni terenu (wody subartezyjskie) lub ponad powierzchnią terenu (wody artezyjskie). Zasilanie poziomów wgłębnych odbywa się na drodze przesączania wód z powierzchni terenu i poziomów wyżej zalegających przez gliny oraz dopływy lateralne.
Głównymi czynnikami wpływającymi na możliwości pozyskania wody z danego poziomu wodonośnego są:
głębokość zalegania osadów wodonośnych oraz ich miąższość i rozprzestrzenienie,
wykształcenie litologiczne (granulometryczne) osadów – przewodność hydraulicznawarstw wodonośnych zależy m. in. od obecności porów (lub szczelin), które warunkują przepływ wód podziemnych. Miarą przepuszczalności hydraulicznej skał i gruntów jest współczynnik filtracji,
warunki zasilania i drenażu danego poziomu wodonośnego.W/w czynniki charakteryzują się dużą zmiennością. Warunki występowania wód podziem-nych na danym obszarze można jednak określić orientacyjnie przez analogię w stosunku do istniejących otworów studziennych oraz na podstawie analizy danych archiwalnych takich jak mapy hydrogeologiczne, dokumentacje hydrogeologiczne, bilanse wód podziemnych, litera-tura itd. Technologia wiercenia studni oraz konstrukcja otworu powinny być dostoso-wane do warunków hydrogeologicznych. Dlatego też zgodnie z obowiązującymi
przepi-sami Ustawy z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawo geologiczne i górnicze, roboty geologiczne pn.
na wykonaniu ujęcia wód podziemnych powinny być wykonywane na podstawie projektu. W/w projekt zatwierdza w drodze decyzji właściwy organ administracji geologicznej (tj. w przypadku gdy prognozowana ilość zasobów ujęcia nie przekracza 50 m3/h – Starosta lub Prezydent Mia-sta na prawach powiatu). Oprócz warunków wykonania ujęcia wody projekt określa zakres badań niezbędnych do udokumentowania zasobów eksploatacyjnych.
Wiercenie studni najczęściej odbywa się przy użyciu wiertnicy mechanicznej, metodą ob-rotową na prawy obieg płuczki lub metodą udarową na sucho. Główna różnica między w/w metodami polega na tym, że w przypadku metody obrotowej, podczas wiercenia do przewodu wiertniczego wtłaczana jest płuczka wiertnicza – tj. ciecz, której zadaniem jest stabilizacja ścian otworu oraz wynoszenie zwiercin na powierzchnię. Wiercenie udarowe realizowane jest natomiast na sucho tj. bez użycia płuczki. Ściany otworu zabezpieczone są przed obsypywa-niem kolumną rur stalowych a urobek każdorazowo wybierany z otworu za pomocą łyżki
wiertniczej lub świdra mimośrodowego. Rozwiązanie takie sprawia, że warstwa wodonośna nie ulega kolmatacji („zaklejeniu”) na skutek obecności w płuczce substancji wpływających na ograniczenie dopływu wody.
Po zakończeniu wiercenia w otworze zostaje zamontowana kolumna filtrowa zbudowana z rur PCV. W przedziale występowania warstwy wodonośnej (piasków i żwirów wodonośnych) rura PCV posada perforację i owinięta jest siatką filtracyjną, co umożliwia dopływ wody do wnętrza otworu. Jest to filtr studni. W końcowym etapie następuje obsypanie przestrzeni zaru-rowej (między kolumną PCV a ścianą otworu) obsypką – wokół filtra oraz urobkiem z wiercenia – w interwale występowania utworów nieprzepuszczalnych. W tak wykonanym otworze prze-prowadza się próbne pompowanie, którego celem jest określenie parametrów hydrogeologicz-nych warstwy wodonośnej oraz parametrów techniczhydrogeologicz-nych studni. Podczas poboru wody z określoną wydajnością mierzy się opad zwierciadła wody w studni (zwierciadło dynamiczne). W/w pomiary stanowią podstawę do obliczeń hydrogeologicznych, które pozwalają określić wydajność dopuszczalną otworu oraz głębokość zawieszenia pompy głębinowej tak aby nie doszło do jej odsłonięcia.
Wyniki prac związanych z wykonaniem studni są przedstawiane w Dokumentacji
hydro-geologicznej ustalającej zasoby eksploatacyjne ujęcia wód podziemnych. Podobnie jak
projekt robót geologicznych podlega ona zatwierdzeniu w drodze decyzji przez właściwy organ administracji geologicznej.
Ostatnim etapem jest wyposażenie otworu w obudowę studzienną oraz pompę wraz z ar-maturą czerpalną. W celu wykonania w/w czynności niezbędne jest uzyskanie stosownych decyzji administracyjnych, tj.:
decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach zgodny na realizację przedsięwzięcia,
pozwolenia wodnoprawnego.Zgodnie z treścią §3.1 pkt. 73 Rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 10 września 2019 r.
w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko (Dz.U. 2019 poz. 1839 j.t.), urządzenia lub zespoły urządzeń umożliwiające pobór wód podziemnych lub sztuczne sys-temy zasilania wód podziemnych o zdolności poboru nie mniejszej niż 10 m3 na godzinę należy zaliczyć do przedsięwzięć mogących potencjalnie znacząco oddziaływać na środowisko, dla któ-rych wymagane jest uzyskanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach. Powyższą decyzję wydaje Wójt/Burmistrz Gminy lub Prezydent Miasta.
W myśl przepisów obowiązującej Ustawy z dnia 20 lipca 2017 Prawo Wodne (Dz. U. 2020, poz. 310 j.t. ze zm.), w celu rozpoczęcia nawadniania zgodnie z założeniami określonymi przez Inwestora należy uzyskać pozwolenie wodnoprawne na:
1. wykonanie urządzenia wodnego do poboru wody ze studni (pompy głębinowej wraz z armaturą czerpalną). Stosownie do treści art. 16 pkt. 65 lit. d Ustawy z dnia 20 lipca 2017 Prawo Wodne (Dz. U. 2020, poz. 310 j.t. ze zm.) urządzenia służące do kształto-wania zasobów wodnych lub korzystania z tych zasobów w tym: (…) lit. d) obiekty słu-żące do ujmowania wód powierzchniowych oraz wód podziemnych stanowią
urządzenia wodne. Zgodnie z art. 389 pkt. 6 w/w Ustawy, na wykonanie urządzeń wod-nych wymagane jest pozwolenie wodnoprawne.
2. usługi wodne obejmujące pobór wód podziemnych z otworu hydrogeologicznego; Pobór wód podziemnych polegający na zapewnieniu podmiotom prowadzącym działal-ność gospodarczą możliwości korzystania z wód w zakresie wykraczającym poza za-kres powszechnego korzystania z wód, zwykłego korzystania z wód oraz szczególnego korzystania z wód, stanowi usługę wodną (art. 35 Ustawy z dnia 20 lipca 2017 Prawo
Wodne - Dz. U. 2020, poz. 310 j.t. ze zm.), na którą zgodnie z art. 389 pkt. 1 w/w Ustawy wymagane jest pozwolenie wodnoprawne.
3. szczególne korzystanie z wód obejmujące nawadnianie upraw rolnych;
Zgodnie z art. 34 pkt. 12 Ustawy z dnia 20 lipca 2017 (Dz. U. 2020,poz. 310 j.t. ze zm.) szczególnym korzystaniem z wód jest korzystanie z wód wykraczające poza po-wszechne korzystanie z wód oraz zwykłe korzystanie z wód, obejmujące m. in. nawad-nianie gruntów i upraw wodami w ilości większej niż średniorocznie 5 m3 na dobę. Sto-sownie do treści art. 389 pkt. 2 w/w Ustawy, na szczególne korzystanie z wód wyma-gane jest pozwolenie wodnoprawne. W/w pozwolenie wodnoprawne wydaje Pań-stwowe Gospodarstwo Wodne Wody Polskie.
Ostatnim etapem związanego z realizacją inwestycji pn. wykonania ujęcia wody jest wyko-nanie urządzenia wodnego wraz z armaturą czerpalną. Urządzeniem umożliwiającym pobór wody jest pompa głębinowa. Opuszcza się ją do wnętrza kolumny filtrowej na głębokość poni-żej dynamicznego lustra wody. Wylot kolumny rur PCV zabezpiecza się głowicą, z której wy-prowadzona jest rura tłoczna. Woda ze studni przesyłana jest rurociągiem na system nawad-niający (np. sieć hydrantów usytuowanych na polu uprawnym, do których podłączana jest deszczownia szpulowa). Pobór wód podziemnych powinien być opomiarowany dlatego we-wnątrz obudowy montowany jest wodomierz przepływowy.
Za pobór wód podziemnych wnosi się stosowne opłaty na podstawie przepisów Ustawy Prawo Wodne.