Studnia artezyjska – co to jest i jak działa?
Studnia artezyjska to ujęcie wody, z którego woda wypływa na powierzchnię samoczynnie, bez użycia pompy. Umożliwia to ciśnienie hydrostatyczne panujące w głębokiej warstwie wodonośnej. Nie każda studnia wiercona, nawet sięgająca dużej głębokości, jest jednak artezyjska.
Co to jest studnia artezyjska?
Studnia artezyjska powstaje wtedy, gdy odwiert dociera do warstwy wodonośnej znajdującej się pod ciśnieniem. Po wykonaniu otworu woda może zostać wypchnięta ku górze i wypłynąć ponad powierzchnię terenu. To właśnie naturalny samowypływ, a nie sama głębokość odwiertu, jest cechą rozpoznawczą takiej studni.
Ciśnienie hydrostatyczne wynika z położenia obszaru zasilania wód oraz z ukształtowania terenu. Woda opadowa przenika do gruntu w wyżej położonym miejscu, a następnie przepływa w obrębie warstwy wodonośnej. Jeśli zostanie ona zamknięta między warstwami nieprzepuszczalnymi, woda może znajdować się pod ciśnieniem i po przewierceniu górnej warstwy podnieść się w otworze.
Jak działa studnia artezyjska?
Budowę geologiczną można wyobrazić sobie jako rodzaj kanapki. Jej środkową część tworzy warstwa wodonośna, czyli przepuszczalny grunt lub skała, przez które może przepływać woda. Z góry i z dołu ograniczają ją warstwy słabo przepuszczalne albo nieprzepuszczalne.
Niecka geologiczna sprzyja gromadzeniu wody i powstawaniu różnicy poziomów między miejscem zasilania a miejscem wykonania odwiertu. Im wyżej znajduje się zwierciadło wody w obszarze zasilania względem otworu, tym większe może być ciśnienie powodujące podnoszenie się wody.
Aby powstały warunki artezyjskie, potrzebne są przede wszystkim:
- Warstwa wodonośna umożliwiająca przepływ i magazynowanie wody.
- Warstwy nieprzepuszczalne izolujące wodę od góry i od dołu.
- Różnica wysokości między obszarem zasilania a miejscem odwiertu.
- Ciśnienie hydrostatyczne wystarczające do podniesienia wody, a w przypadku studni artezyjskiej także do jej samoczynnego wypływu.
Jeżeli woda tylko podnosi się w rurze, ale nie wypływa ponad powierzchnię terenu, mówi się o studni subartezyjskiej. W takim przypadku do poboru wody potrzebna jest pompa, mimo że jej poziom w otworze jest wyższy niż w zwykłej studni.
Czym różni się studnia artezyjska od innych?
Określenia „artezyjska” nie należy traktować jako synonimu studni głębinowej. Studnia wiercona opisuje przede wszystkim sposób wykonania ujęcia i konstrukcję otworu. Może sięgać głębokich warstw wodonośnych, ale wodę najczęściej trzeba z niej pobierać za pomocą pompy.
| Typ studni | Typowa głębokość | Sposób wydobycia | Charakterystyka |
|---|---|---|---|
| Artezyjska | Zależna od lokalnej budowy geologicznej | Naturalne ciśnienie, bez pompy | Woda wypływa samoczynnie na powierzchnię |
| Wiercona, głębinowa | Często poniżej 15–20 m | Pompa mechaniczna | Otwór wykonywany mechanicznie, zwykle do głębszej warstwy wodonośnej |
| Abisyńska | Zwykle około 5–7 m | Pompa ręczna | Wąska rura wbijana lub wkręcana w grunt, stosowana przy wysokim poziomie wód |
| Kopana | Zwykle do około 4 m | Pompa albo czerpanie ze zbiornika | Studnia szybowa, często zabezpieczona betonowymi kręgami |
Czy studnie artezyjskie są powszechne w Polsce?
Nie. W Polsce naturalny samowypływ występuje tylko w określonych warunkach geologicznych, głównie w obrębie Niecki Mazowieckiej i Niecki Łódzkiej. Poza tymi obszarami można spotkać głębokie warstwy wodonośne, ale nie muszą one mieć ciśnienia pozwalającego na wypływ wody bez pompy.
To właśnie dlatego studnie głębinowe są często błędnie nazywane artezyjskimi. O tym, czy odwiert jest artezyjski, decyduje nie jego nazwa, głębokość ani sam fakt wykonania wiercenia, lecz zachowanie wody po nawierceniu warstwy wodonośnej. Jeśli wypływa sama, mamy do czynienia ze studnią artezyjską. Jeśli trzeba ją tłoczyć pompą, jest to zwykle studnia wiercona albo subartezyjska.
Najważniejsza różnica sprowadza się więc do źródła siły potrzebnej do wydobycia wody: w studni artezyjskiej wykorzystuje się naturalne ciśnienie hydrostatyczne, a w typowej studni wierconej – pompę.
