prezent_od_wujka_piotrka.pdf

7/21/2019 Prezent_od_wujka_Piotrka.pdf

1/122

mgr Piotr [email protected]


2/122

HydrogeologiaNauka o wodach podziemnych i o procesach

wzajemnego oddziaywania podziemnej hydrosfery,litosfery, atmosfery, biosfery i czowieka. Poniewa wystpowanie i cechy wody podziemnej s cilezwizane i zalene od rodowiska geologicznego,hydrogeologia jest traktowana jako jedna z dziedzingeologii, a cz metod badawczych jest wsplnych zgeologi.


3/122

HydrogeologiaHydrogeologia zajmuje si badaniem zjawisk iprocesw zwizanych z kreniem wd podziemnych w rodowisku skalnym, badaniem oddziaywania skana wod i wody na skay, zwizkw z wodamipowierzchniowymi, wpywu rnych czynnikw naksztatowanie si zasobw wd podziemnych.


4/122

Hydrogeologia W skad h. wchodz takie jej dziay, jak

hydrogeochemia

dynamika wd podziemnych,hydrogeologia regionalnaOdrbny kierunek stanowi h. stosowana. Zajmuje siona metodyk poszukiwa wd podziemnych iustalania zasobw na potrzeby gospodarkikomunalnej, przemysu i rolnictwa oraz wdmineralnych i termalnych na potrzeby lecznictwa ienergetyki


5/122

Hydrogeologia


6/122

P staw we p jcia zwizane z

hy r ge l giStrop poziomu wodononegoPowierzchnia ograniczajca warstw wodonon od gry, w

obrbie wd swobodnych (zwierciado wd podziemnych), w obrbie wd naporowych (poziom nieprzepuszczalny).

Spg poziomu wodononegoPowierzchnia ograniczajca poziom wodonony od dou.

SPG STROP


7/122


hy r ge l giStrefa aeracjiObszar zawarty midzy powierzchni ziemi a stref wzniosu

kapilarnego. W s.a . pustki skalne wypeniaj powietrze i

woda, wystpujca w postaci pary wodnej, wody zwizanej(woda higroskopijna, woda bonkowata) oraz wolnej wody zawieszonej i wsikowej.

Strefa saturacjiStrefa wystpowania ska, w ktrych wolne przestrzenie(pory, szczeliny, prnie krasowe) wypenione s cakowicie wod. Grna powierzchnia tej strefy (zwierciado wdpodziemnych) graniczy ze stref aeracji.


8/122


9/122


10/122


11/122


hy r ge l giZwierciado wd podziemnychPowierzchnia oddzielajca stref saturacji od strefy aeracji

(stref kapilarn od strefy podziemnych wd swobodnych, wolnych).Woda podziemna wystpujca poniej wypeniapory, szczeliny, kawerny itp. i przenosi cinieniehydrostatyczne. Jeeli z.w.p. pozostaje w spoczynku, a jedyn si na nie dziaajc jest sia cikoci, to jest ono

poziome. Gdy woda podziemna porusza si, wwczasoprcz siy cikoci dziaaj na ni siy oporu, skierowaneprzeciwnie do kierunku jej ruchu, i z.w.p. jest nachylone iuoone prostopadle do wypadkowej obu si


12/122


hy r ge l giZwierciado swobodnePowierzchnia fikcyjna oddzielajca stref wd gruntowych od

wstgi wd kaplilarnych . W punktach pooonych na tejpowierzchni cinienie jest rwne cinieniuatmosferycznemu std w studni lub w piezometrzepoziom wody ustala si dokadnie na wysokoci zwierciadaswobodnego


13/122


hy r ge l giZwierciado piezometrycznePowierzchnia przedstawiajca rozkad wysokoci

hydraulicznej w warstwie o zwierciadle napitym.

Zwierciado napiteZwierciado wody, ktrego pooeniei ksztat s wymuszone spgiem

wyej lecej warstwy nieprzepuszczalnej, nadlegej do warstwy wodononej o zwierciadlenapitym.


14/122


hy r ge l giZwierciado wody nawierconeOkrelenie techniczne na miejsce w otworze

hydrogeologicznym, w ktrym natrafiono na wodpodziemn. W obrbie wd podziemnych naporowych jest to strop poziomu wodononego (spg poziomunapinajcego).

Zwierciado wody nawiercone w wodach podziemnych

swobodnych zwykle nie wznosi si, w wodachpodziemnych naporowych podnosi si do poziomuzwanego z.w. ustalonym lub poziomempiezometrycznym.


15/122


16/122


17/122

Hy r ge l giczna Systematyk W

Podziemnych Wody zaskrne Wody zaskrne, nazywane te przypowierzchniowymi, s to wody,

ktre pojawiaj si tu pod powierzchni terenu. Zwierciadotych wd jest swobodne i wystpuje przewanie w obrbie strefy glebowej.

Wody gruntowe Wodami gruntowymi nazywa si wody o nastpujcych cechach

hydrogeologicznych:

- Warstwa wodonona wystpuje bezporednio pod powierzchni terenu- Przy kadym stanie zwierciada, woda nie kontaktuje si ze strefglebow.

- Ponad zwierciadem wody wystpuje strefa aeracji, umoliwiajcainfiltracj opadw atmosferycznych do warstwy wodononej


18/122


19/122


Podziemnych Wody wgbne

Do wd wgbnych zalicza si wody wystpujce w warstwach wodononych odizolowanych odpowierzchni terenu utworami nieprzepuszczalnymi. W obszarach zbudowanych ze ska osadowych wody te wystpuj zwykle na rnej gbokoci i tworz ukady warstw wodononych poprzegradzanych warstwaminieprzepuszczalnymi.


20/122


Podziemnych Wody gbinowe

Wody gbinowe s to wody uwizione wrd utworwnieprzepuszczalnych, przewanie na duej gbokoci.Nie maj one wizi hydraulicznej w wodamiatmosferycznymi, powierzchniowymi ani innymi wodami podziemnymi. Nie tworz zatem zbiorowiskodnawialnych.


21/122

Zasilanie w wgbnych


22/122


23/122


24/122


25/122


26/122

Szrafura


27/122

Przekrj hydrogeologiczny


28/122

Przekrj hydrogeologicznyGraficzne odwzorowanie warunkw hydrogeologicznych

wzdu obranej paszczyzny pionowej w zwizku zbudow geologiczn. Przekrj hydrogeologiczny opracowuje si na podstawie danych z profili otworw wiertniczych oraz interpretacji wynikw rozpoznaniahydrogeologicznego terenu. W zalenoci od celuopracowania przekroju i jego skali mona na nimzaznaczy np.: zwierciado wd podziemnych, wspczynnik filtracji, przewodno hydrauliczn iinne dane dotyczce warunkw hydrogeologicznych.


29/122


30/122


31/122


32/122

Okrelanie wspczynnika filtracji

ze wzorw empirycznychMetoda wzorw empirycznych odnosi si w zasadzie dogruntw nie skalistych i suy do przyblionegooszacowania wartoci wspczynnika filtracji. Wykorzystujesi w niej stwierdzone empirycznie zwizki pomidzy wartoci tego wspczynnika a cechami strukturalnymigruntw, gwnie uziarnieniem i porowatoci oraztemperatur (lepkoci) wody.

Istnieje wiele wzorw, lecz aden nie spenia roli formuy uniwersalnej. Zastosowanie kadego z nich ograniczone jest do gruntw o okrelonych cechach uziarnienia -przewanie do gruntw piaszczystych.


33/122


34/122

Wzr Hazena

k T wspczynnik filtracji przy temperaturze wody rwnej T C,w m/d,C wspczynnik empiryczny zaleny od niejednorodnociuziarnienia,

d 2 10 rednica miarodajna ziarn zwana te efektywn, tj.rednica ziaren, ktre wraz z mniejszymi stanowi wagowo 10%

skadu gruntu, w mm,T temperatura wody w C.


35/122

Warto wspczynnika C mieci si, w zalenoci od wartoci wspczynnikanierwnomiernoci uziarnienia

w przedziale 400-1200.Przy uwzgldnieniu ustale Hazena wyznacza si j wedug nastpujcych zasad

dla:1 U < 2 C - 12002 U < 4 C = 8004 U < 5 C = 400

Wedug O.K. Langego warto wspczynnika C mona wyznaczy przy uwzgldnieniu porowatoci ze wzoru:

C = 400 + 40(n-26)gdzie:n wspczynnik porowatoci wyraony w procentach. Wzr Hazena stosuje si do gruntw speniajcych nastpujce warunki: U< 5, 0,1mm d 10 3,0 mm


36/122

W obliczeniach praktycznych wykorzystuje si czstouproszczon posta wzoru Hazena:

gdzie:k 10 wspczynnik filtracji przy temperaturze 10 C, wcm/s,

d 10 rednica miarodajna ziarn gruntu, okrelana

podobnie jak do wzoru wczeniej , w mm.


37/122

Wzr Krugera

gdzie:k 10 wspczynnik filtracji przy temperaturze 10 C, w m/d,

n wspczynnik porowatoci wyraony w uamku dziesitnym,d m rednica miarodajna gruntu, w mm.

Wzr Krugera wie wspczynnik filtracji porednio z sumarycznpowierzchni czstek (ziarn) gruntu zawartych w l cm 3 gruntu (tzw.powierzchni waciw), a bezporednio z porowatoci i rednic miarodajn . Wzr ten ma posta :


38/122

Warto rednicy miarodajnej d m wyznacza si ze wzoru:

gdzie:N liczba przedziaw uziarnienia gruntu wydzielonych na podstawie wykresu uziarnienia,ai - procentowy udzia ziarn z i- tego przedziau uziarnienia w caej

prbce gruntu,d i - rednia rednica ziarn w i- tym przedziale (w mm), stanowicaredni arytmetyczn, rednic ograniczajcych ten przedzia:

gdzie:d g(i) i d d(i) stanowi rednice, odpowiednio, grnej i dolnej granicy przedziau.


39/122


40/122

Wzr Seelheima Wzr Seelheima odnosi si do piaskw drobnoziarnistych, jednorodnych, niezawierajcych domieszek frakcji iowej, pyowej i wirowej. Wzr ten ma posta:

gdzie:k 10 - wspczynnik filtracji przy temperaturze wody 10 C, w cm/s,d 50 - rednia rednica ziarn gruntu w mm (rednica ziarn , ktre wraz zmniejszymi stanowi wagowo 50% skadu gruntu).


41/122

Wzr Slichtera Wzr Slichtera stosuje si do okrelania wspczynnika filtracji piaskw iwirw o rednicy d 10 zawierajcej si w przedziale 0,01 -5,00 mm . Wzr tenma posta:

gdzie:k t wspczynnik filtracji przy temperaturze wody T C, w m/d,

d 10 rednica miarodajna gruntu w mm,m wspczynnik liczbowy zaleny od porowatoci . wspczynnik lepkoci dynamicznej wody w puazach


42/122

Wzr USBSC (Amerykaoski)

gdzie:k10 wspczynnik filtracji przy temp. 10 C, w cm/sd20 rednica ziarn , ktre wraz z mniejszymi stanowi wagowo 20%

skadu gruntu w mm


43/122


44/122

Okrelanie wspczynnika

odsczalnoci

Warto wspczynnika odsczalnoci grawitacyjnej moe by okrelona metod wzorw empirycznych, badalaboratoryjnych lub bada polowych. Wzory empiryczne wi wspczynnik z parametramiuziarnienia lub parametrami filtracyjnymi, w szczeglnoci

ze wspczynnikiem filtracji.


45/122

Zwizek pomidzy wspczynnikiem odsczalnoci i parametrami uziarnieniagruntw sypkich przedstawi m.in. B. Kozerski

Gdzie:U2 - d60/d 5d5, d10, d60 rednice ziaren gruntu w mm

Powszechnie przytaczany w literaturze polskiej wzr P.A. Bieciskiego wie wspczynnik ze wspczynnikiem filtracji:

Gdzie:k wspczynnik filtracji w m/d


46/122

Wyk nanie dwiczenia1. Wyrysowanie krzywej siania na podstawie otrzymanych danych2. Obliczenie wspczynnika nierwnomiernoci uziarnienia- Dane- Obliczenia

3. Obliczanie wspczynnika filtracji przy pomocy wzorw : Hanzena, Slichterai wzoru amerykaskiego- Dane- Obliczenia- Przeliczanie jednostek: [cm/s], [m/h], [m/s]4. Obliczanie wspczynnika odsczalnoci przy pomocy wzorw: Kozerskiego i

Bieciskiego (dla k wedug wzoru Hanzena, Slichtera i amerykaskiego- Dane- Obliczenia


47/122


48/122

Mapa hydroizohipsGraficznym obrazem zwierciada wody jest jego mapa,stanowica bd samodzielne opracowanie, bd teskadow cz mapy geologicznej. Najczciej jest tomapa hydroizohips , czyli linii czcych punktyzwierciada o jednakowej wysokoci ponad przyjtym

poziomem odniesienia. Niekiedy zwierciado przedstawiasi za pomoc hydroizobat, tj. linii czcych punktyzwierciada pooone na jednakowej gbokoci pod

powierzchni terenu.


49/122

Hydroizohipsalinia rwnych wysokoci hydraulicznych,Linia czca punkty o jednakowej wysokocihydraulicznej w warstwie wodononej (systemie). Ukadhydroizohips jest wic map morfologii zwierciada wody podziemnej. W warstwie izotropowej, w strumieniuustalonym, linie te z liniami prdu tworz siatkortogonaln, tj. styczne do linii prdu i do h. w punkcie ich

przecicia s do siebie prostopadle. W przypadku wdzwykych (niezmineralizowanych) o gstoci = const, gdy poziomem odniesienia jest poziom morza, chodzi tu orzdne zwierciada wody.


50/122

HydroizobataLinia na mapie czca punkty o jednakowej gbokocido zwierciada wody podziemnej.


51/122


52/122

Analogicznie dla y, x i y

std


53/122

Spadek hydrauliczny

Kierunek przepywu jest w kadym miejscu prostopady do hydroizohips.Linia FA.Kierunek przepywu

Rzdna w punkcie F jest znana i wynosi 78m. Dugo odcinka FA monaobliczy z planu lub mapy


54/122

gdzie:

I spadek hydrauliczny H - spadek wysokoci cinienial odlego na jakiej spadek hydrauliczny wystpuje


55/122


56/122

Prawo DarcyIlo wody przechodzca przez rodowisko porowate w jednostce czasu jest proporcjonalne do spadkuhydraulicznego, poprzecznego przekroju rodowiskafiltrujcego i wspczynnika filtracji

Gdzie:k wspczynnik filtracji J spadek hydrauliczny wyraony rnic wysokoci supw wody lub rnic cinie na drodze lF- powierzchnia przekroju prowadzcego wod w m 2

[m3/d]

Przepyw je n stk wy w warstwie


57/122

Przepyw je n stk wy w warstwiew n nej sw b nym zwiercia le

wody

W jednostkowym przekroju oszerokoci 1m powierzchnia wynosi

Spadek hydrauliczny wyliczamy z:

[m2]

Przepyw je n stk wy w warstwie


58/122

Przepyw je n stk wy w warstwiew n nej napitym zwiercia le

wody

Gdzie:m- miszo warstwy wodononej

Jeeli miszo warstwy zmienia si , wstawiamy wtedy do wzoru jej warto redni:


59/122

Obliczanie zasobw dynamicznych i statycznych


60/122

Zasoby statyczne (wiekowe) wd podziemnych

Cakowita objto wody wolnej, zawartej w porach iinnych prniach zbiornika wd podziemnych, okrelonadla danej chwili niezalenie od ruchu wody. Wyraana jest w jednostkach objtociowych jako iloczyn objtocizbiornika i wspczynnika odsczalnoci.

Zasoby statyczne

gdzie: - wspczynnik odsczalnoci utworw wodononych V objto rozpatrywanej czci warstwy wodononej


61/122

Ilo wody , ktra w okrelonej jednostce czasuprzepywa przez przekrj poprzeczny danego poziomu

Zasoby dynamiczne

Gdzie:q - przepyw jednostkowy B - szeroko przekroju

Gdzie:k wspczynnik filtracjim- miszo warstwy wodononej


62/122


63/122

P mp wanie prbneBardzo wan czynnoci w badaniach hydrogeologicznych jest prbnepompowanie . Celem jego jest wyznaczenie wspczynnika filtracji lub fluacjiutworw wodononych, uzyskanie danych dotyczcych depresji i jej promienia,zalenoci wydatku od depresji, zasobnoci, praktycznej zdolnoci produkcyjnej warstwy wodononej, stopnia wzajemnego oddziaywania otworw eksploatacyjnychitp. Pompowanie prbne przeprowadza si zalenie od potrzeby w pojedynczychotworach badawczo-eksploatacyjnych lub na wzach hydrogeologicznych.Pompowania mog by krtko-trwae i dugotrwae . Zadaniem tych ostatnich,zwanych te prbno -eksploatacyjnymi, jest zbadanie staoci wydatku i jakoci wody oraz wpywu eksploatacji na inne poziomy wodonone .


64/122

Przed przystpieniem do pompowania prbnego poziom wody porowej musi byna wybranym odcinku zafiltrowany. Istniej rne typy filtrw, jak szkieletowe w

postaci rur perforowanych, siatkowe, rurowe, szczelinowe, prtowe, kieszeniowe,wirowe i in..

Pompowanie prbne prowadzi si wedug programu, ktry powinien obejmowa :- ustalenie orientacyjnego wydatku i czasu trwania pompowania;- dobr odpowiedniego typu pompy o potrzebnej zdolnoci, tj. iloci wody, jak moe

przetoczy w jednostce czasu; najczciej stosuje si pompy o napdzie elek-trycznym;sposb dostarczenia odpowiedniej energii do napdu pomp,- sposb odprowadzenia wody;- rodzaj i zakres bada i pomiarw hydrogeologicznych oraz rodzaj aparatw,

przyrzdw i innych urzdze niezbdnych do ich wykonania.

Obok otworu badawczo- eksploatacyjnego ustawia si skrzyni przelewow dopomiaru wydatku i urzdza si odpowiednie odprowadzenie wody, ktra bdziepompowana. Odprowadzenie to powinno by tak urzdzone, aby wylew wody zeskrzyni by swobodny. Pompowana woda musi odpywa na tak odlego, aby uniemoliwione byo jej przenikanie z powrotem do badanej warstwy wodononej.


65/122

Przed waciwym pompowaniem prbnym przeprowadza si pompowanie wstpne, zwanete oczyszczajcym, ktrego celem jest oczyszczenie otworu i filtra, ewentualnie take

szczelin wodononych . Prowadzi si je dopty, dopki w cigu kilku godzin pompowania woda nie bdzie zupenie klarowna. Pompowanie wstpne pozwala orientacyjnie okrelizaleno midzy iloci pompowanej wody a depresj . Jeeli pompowanie wywouje madepresj, mona przypuszcza, e zasb wody w warstwie wodononej jest duy, a warunki jej dopywu do otworu dobre i przeciwnie

Waciwe pompowanie prbne, zwane pomiarowym, prowadzi si co najmniej na trzechustalonych poziomach dynamicznych, tzn. przy trzech kolejno po sobie nastpujcychcoraz wikszych depresjach. Pompowanie rozpoczyna si na pierwszym poziomiedynamicznym. Ilo wody pompowanej na tym poziomie ustala si zalenie od wynikwpompowania wstpnego, mianowicie tym wiksz, im lepsze s hydrogeologiczne warunki dopywu wody do otworu i im dusza jest robocza cz filtra. Bdzie onapraktycznie wynosi od kilku do kilkudziesiciu metrw szeciennych na godzin . Ilota jednak nie moe przekracza 1/3 zdolnoci pompy, a w przypadku otworw z filtrem -rwnoczenie 1/3 maksymalnej dopuszczalnej przepustowoci otworu uzalenionej odkonstrukcji i wymiarw filtra, a przede wszystkim od wspczynnika filtracji.


66/122

- Po rozpoczciu pompowania przeprowadza si w krtkich odstpach czasu np. co 10 lub 15min, pomiar zwierciada wody w otworze pompowanym i w otworach obserwacyjnych.

Pocztkowo dadz si zauway pewne wahania, ktre po jakim czasie zanikaj . Jeeli trzy kolejne pomiary wykazay te same wartoci z uwzgldnieniem bdu l %, przyjmujemy, epierwszy poziom dynamiczny zosta ustalony. Poczwszy od tej chwili pompowanie musitrwa z niezmiennym wydatkiem co najmniej przez 24 h. W tym czasie wykonuje sipomiary zwierciada w duszych, lecz regularnych odstpach czasu, np. co 60 lub 120 min.- Po upywie 24 h pompowanie przechodzi bezporednio na II poziom dynamiczny. Ilo

pompowanej wody powiksza si o tak ilo, jaka bya pompowana na I poziomie.Zwikszenie to spowoduje dalsze obnienie zwierciada . Znw wykonuje si czste pomiary zwierciada, aby uchwyci moment ustalenia si nowego poziomu dynamicznego, po czymprowadzi si pompowanie nieprzerwanie przez co najmniej24 h.


67/122

- Nastpnie pompowanie przechodzi bezporednio na III poziom dynamiczny. Ilopompowanej wody powiksza si znw o tak sam ilo, jaka bya pompowana na Ipoziomie. Dalszy przebieg jest taki sam jak poprzednio.Przez cay czas pompowaniamierzy si wydatek rwnolegle z pomiarami stanu zwierciada.- Kade pompowanie pomiarowe, z chwil gdy zostao rozpoczte, musi by doprowadzonedo koca bez przerwy. W razie przerwy trwajcej duej ni 2 h spowodowanej defektempompy, wstrzymaniem dostawy prdu elektrycznego lub z innego powodu, pompowanie nadanej depresji naley powtrzy. To samo dotyczy, gdy suma krtszych przerw naokrelonej depresji przekroczya 10 % czasu przewidzianego dla niej.- Po zakoczeniu pompowania na ostatnim poziomie dynamicznym przerywa si je i wykonuje znw czsto pomiary stanu zwierciada wody we wszystkich otworach w celuustalenia czasu jego powrotu do stanu statycznego


68/122

Lej depresyjnyZ chwil rozpoczcia pompowania zwierciado wody wotworze zaczyna si obnia . Obnieniem to nazywamydepresj . Depresja powoduje rnic cinie wody w otworze iw warstwie wodononej, co zmusza wod zawart w niej dodorodkowego ruchu (dopywu) w kierunku otworu.Przeszkadza mu jednak opr wynikajcy z tarcia czstek wodyo cianki porw, kanalikw lub szczelinek w warstwiewodononej, wskutek czego tworzy si wok otworuobnienie zwierciada wody. Bezporednio przy otworze jestono takie samo lub nieco mniejsze ni w rurze wiertniczej,natomiast w miar odlegoci od niego coraz mniejsze i w

pewnej odlegoci zanika. Powstaje w ten sposb wokotworu powierzchnia obniona, zwana depresj .


69/122

Lej depresyjny

Lej depresyjny jest regularny isymetryczny w tym przypadku,gdy miszo warstwywodononej i jej

przepuszczalno s wszdzie jednakowe, a statycznezwierciado poziome. Poniewa

jednak w przyrodzie prawienigdy takie idealne przypadki

nie wystpuj przeto leje maj posta mniej lub bardziejodbiegajc od symetrycznej.

Obliczanie zasigu leja depresji w warstwie


70/122

wodononej o zw. napitym

R - promie leja depresyjnego [m]s - depresja w studni [m]k - wspczynnik filtracji [m/s]

warstwa wodonona o zw.napitym

Obliczanie zasigu leja depresji w


71/122

g j p jwarstwie wodononej o zw.

swobodnym

R - promie leja depresyjnego [m]s - depresja w studni [m]k - wspczynnik filtracji [m/s]h - wysoko zwierciada

statycznego nad podstawstrumienia (miszostrefy saturacji) [m]

warstwa wodonona o zw.swobodnym


72/122

DOPYW WODY DO STUDNI W WARSTW

O ZWIERCIADLE NAPOROWYM

H - wysoko statycznego zwierciada wody ponad nieprzepuszczalne podoe [m]h - wysoko dynamicznego zwierciada wody

w studni eksploatacyjnej [m]Q - wydajno otworu studziennego [m 3/d]s - depresja w otworze pompowanym [m]m - miszo naporowej warstwy

wodononej [m]r - promie studni pompowej [m]R - promie leja depresyjnego [m]k - wspczynnik filtracji [m/d]

DOPYW WODY DO STUDNI W WARSTW


73/122

O ZWIERCIADLE SWOBODNYM

H - wysoko statycznego zwierciada wody ponad nieprzepuszczalne podoe [m]h - wysoko dynamicznego zwierciada wody w studni eksploatacyjnej [m]Q - wydajno otworu studziennego [m 3/d]s - depresja w otworze pompowanym [m]m - miszo naporowej warstwy

wodononej [m]r - promie studni pompowej [m]R - promie leja depresyjnego [m]k - wspczynnik filtracji [m/d]

d k d k d


74/122

Wydatek jednostkowy studni

Gdzie:q wydatek jednostkowy [m 3/h/1ms]Q wydatek studni [m 3/d]s depresja w studni [m]

Obj d l j ji


75/122

Objt d leja epresji

Gdzie:R promie leja depresjis - depresja w otworze pompowanym [m]

Il d w yzczerpanej z lejadepresji

gdzie: - wspczynnik odsczalnoci utworw wodononych V objto leja depresji

[m3]

[m3]


76/122

Czas migracji wody Gdzie:k- wspczynnik filtracji [m/d]I spadek hydrauliczny ne porowato efektywna

Prdko filtracji[m/d]

Gdzie:S droga przepywu

V prdko przepywu

Czas przepywu


77/122

SKAD CHEMICZNY


78/122

SKAD CHEMICZNYSkad chemiczny wd podziemnych (mineralizacja) zaley od wieluprocesw i czynnikw zarwno natury przyrodniczej, jak iantropogenicznej.Najwaniejszym procesem w tym wzgldzie jest rozpuszczalnoskadnikw orodka skalnego w zawartej w oka wodzie. W procesie tym

jedn z waniejszych rl odgrywa skad mineralny ska warunkujcyzarwno ich podatno na rozpuszczanie, jak i rodzaj rozpuszczonychsubstancji.Pewien wpyw na rozpuszczalno mineraw wywiera temperaturawody. Z jej wzrostem wzrasta rozpuszczalno wikszoci mineraw.Duy wpyw na rozpuszczalno ska maj pocztkowe wasnocichemiczne wody, uzyskane np. jeszcze w stadium wody atmosferycznejczy w stadium wody powierzchniowej. W szczeglnoci dotyczy toodczynu wody i zawartoci dwutlenku wgla, ktre uatwiaj rozkad

rnych mineraw.


79/122

Najliczniej reprezentowane s w wodach podziemnychpierwiastki: azot, brom, chlor, jod, magnez, mangan, potas, siarka,

sd, tlen, wap, wgiel, wodr i elazo. Pierwiastki te, zgodnie zpodziaem zaproponowanym przez A. Owczinnikowa , zalicza sido pierwiastkw gwnych, zwanych makroelementami.

W znacznie mniejszych ilociach wystpuj pierwiastki rzadkienazywane mikroelementami Nale do nich: arsen, bar, br,chrom, cynk, fluor, fosfor, glin, kobalt, krzem, lit, mied, nikiel ow,srebro, stront, tytan, wanad.

Inne pierwiastki, pojawiajce si sporadycznie i w znikomychilociach, okrelane s jako ladowe. Nale do nich m.in. rt izoto. Do wystpujcych rzadko i w maych ilociach nale tepierwiastki promieniotwrcze, jak np. rad, radon, tor i uran.


80/122


81/122


82/122


83/122

WASNOCI CHEMICZNE I


84/122

ORGANOLEPTYCZNEPod wpywem skadu chemicznego ksztatuje si szereg wasnocichemicznych i organoleptycznych wd podziemnych. Do waniejszych wasnoci nale:

oglna mineralizacja - reprezentuje stopie zmineralizowania wody podziemnej. Okrela si j za pomoc suchej pozostaoci,

odczyn, zasadowo utlenialno twardo smak zapach

WASNOCI FIZYCZNE


85/122

WASNOCI FIZYCZNE

Do wasnoci fizycznych branych pod uwag przy zagadnieniachhydraulicznych, hydrogeologicznych i balneologicznych nale:

temperaturaprzewodnictwo elektryczneciar waciwy lepkoradoczynnoci - wyraajc zdolno do emitowania promieni ,

, .przezroczysto i mtno

STAN BAKTERIOLOGICZNY


86/122

STAN BAKTERIOLOGICZNYWody podziemne kontaktujce si ze stref glebow i skaonymi bakterio-logicznie wodami

powierzchniowymi, ciekami i odpadami mog zawiera rne gatunki bakterii zarwnonieszkodliwych, jak i chorobotwrczych .Stan skaenia bakteriologicznego wody wyraa si obecnoci bakterii Escherichia coli (paeczkiokrnicy) . Przyjmuje si bowiem, e jeeli w wodzie wystpuje paeczka okrnicy, to moe

by ona rwnie skaona innymi bakteriami chorobotwrczymiJako liczbowy wskanik skaenia bakteriologicznego stosuje si miano coli. Wyraa ono liczb

centymetrw szeciennych wody, na ktr przypada jedna paeczka okrnicy .Oprcz miana coli uywa si niekiedy indeksu coli, ktry wyraa liczb paeczki okrnicy w 1 lwody:

Ch i kl fik j


87/122

Chemiczna klasyfikacja

Najoglniejszy i najprostszy podzia wd podziemnych opiera si na kryte-rium oglnejmineralizacji wody, wyraonej za pomoc suchej pozostaoci S. Wedug tego kryterium wydziela si: wody slodkie, gdy S < 0,5 g/dm 3, wody o podwyszonej mineralizacji, nazywane te akratopegami, gdy 0,5 < S < 1,0

g/dm3, wody mineralne, gdy S > 1,0 g/dm3.

Szczegowa klasyfikacja opiera si przewanie na kryterium zawartoci w wodzie jonw. W wodach naturalnych najliczniej wystpuj aniony HCO 3-, SO42- i Cl" oraz kationy Ca 2+, Mg2+i Na+. Jony te traktuje si jako jony gwne, decydujce o charakterze chemicznym wody i

najczciej przyjmuje si je za podstaw klasyfikacji wody.


88/122

T hy r chemiczneChemizm wd podziemnych jest ksztatowany przez du liczb czynnikw,dlatego te w poszczeglnych jednostkach hydrogeologicznych (warstwach lubzespoach warstw wodononych) jest on zwykle odmienny i zawiera charakterystyczne dlatej jednostki skadniki. Zawarto tych skadnikw okrela si jako to hydrochemicznedanej jednostki hydrogeologicznej .

To hydrochemiczne zwizane z jednym okrelonym skadnikiem nazywa si temczstkowym. Zbir skadnikw hydrochemicznych tworzy to oglne. Miar tahydrochemicznego jest przedzia wartoci, w ktrym mieszcz si najczciej wystpujcezawartoci poszczeglnych jego skadnikw. Znajomo ta hydrochemicznego ma dueznaczenie przy ocenie istniejcego stanu chemizmu wd podziemnych, jego genezy, wystpujcych zmiennoci, rde zanieczysz-czenia, prognozy zmian chemizmu pod wpywem czynnikw antropogenicznych itp.


89/122


90/122

Przedstawianie wynikw analiz


91/122

Przedstawianie wynikw analiz

Stenie substancji chemicznych zawartych w wodzie podziemnej wyraa si bd w jednostkach masy, bd te w postacirwnowanikowej, tj. w iloci milivali danego skadnika czy grupy skadnikw, przypadajcych na jednostk objtoci lub masy wody.

Forma rwnowanikowa ma szczeglne znaczenie praktyczne. Przy jej zastosowaniu zawarto wszystkich oznaczanych jonwprzeliczana jest na chemicznie rwnocenne jednostki, a uzyskane wyniki analizy stwarzaj obraz proporcji w jakich jony te wystpuj w wodzie.


92/122

Przy porwnywaniu lub prezentacji (np. na mapach hydrochemicznych) wynikw bada jakoci wd podziemnych prowadzonych na wielu prbkach wyniki analiz chemicznych

przedstawia si czsto w uproszczonej formie anality-cznej lub graficznej.Powszechn form analityczn jest wzr M. G. Kurowa w postaci:

gdzie:S p - skadnik specyficzny wyraony w mg/dm 3 lub cecha specyficzna (np.radoczynno) podawana w odpowiednich dla niej jednostkach,G - zawarto gazw w g/dm 3, M - oglna mineralizacja w g/dm 3,

A - procentowy udzia anionw,K -procentowy udzia kationw,T - temperatura wody.


93/122


94/122


95/122


96/122


97/122


98/122


99/122


100/122

Przyjmujc np. jednostkowrelacj zalenoci 1 mg/dm 3 = 1mm 2 otrzymujemy:

gdzie:M - mineralizacja wody,mg/dm 3r - promie koa obrazujcegoskad chemiczny wody, mm

dalej:


101/122

Wzr Bindemana na pr k d


102/122

Wzr Bindemana na pr k dprzesczania

Gdzie:ne wspczynnik porowatoci efktywnej infiltracja efektywna opadw atmosferycznych w m/dk wspczynnik filtracji w m/d

[m/d]


103/122


104/122


105/122

Spadek hydraulicznySpadek hydrauliczny wyliczamy z:

gdzie: J spadek hydrauliczny h1 i h2 wysokoci hydraulicznel odlego na jakiej spadek hydrauliczny wystpuje


106/122

Pr k d filtracji

Gdzie:k wspczynnik filtracji [m/s] J spadek hydrauliczny

[m/s]


107/122


108/122

Czas przepywu

Gdzie:S droga przepywuV prdko rzeczywista filtracji

[s]


109/122

Natenie przepywu

Gdzie:Q natenie przepywu [m 3/d]k wspczynnik filtracji [m/d]F powierzchnia przekroju [m 2]

[m3/d]


110/122

AL.p. H [m] l [m] I V T [d] T [rok]123

Wni ski.

BL.p. H [m] l [m] I V T [d] T [rok]123


111/122

S t k i i h


112/122

System krenia w p ziemnych wwarunkach eksploatacji

Zmiana naturalnego stanu rwnowagihydrodynamicznej w w.w.Obnienie zwierciada wody wok studniZWU zasig wpywu ujciaOSW obszar spywu wd do ujcia


113/122


114/122


115/122

P atn d warstwy w n nej nazanieczyszczenia w p ziemnych

Gboko ich zalegania Wasnoci izolacyjnych ska nadlegych


116/122


117/122

Elementy rozpoznania hydrogeologicznego sozologicznegoniezb ne la wyznaczania stref chr nnych

Nadkad w.w.Charakterystyki w.w. Jakoci wody Zagospodarowanie terenu i wykorzystanie glebZapotrzebowanie i moliwoci zaopatrzenia w wodpitn

Kosztw ustanowienia stref ochronnych

ki i b k


118/122

r ki i met y ba ao wyk rzystywane wwyznaczaniu stref

Analiza materiaw kartograficznychBadania hydrogeologicznychBadania znacznikowe

Pompowanie badawczeBadania modeloweBadania fizyczno chemiczne wdBadania warstw wodononych wystpujcych wnadkadzie

S b i j k i f


119/122

Sp sb p stp wania przy pr jekt waniu stref chr nnych ujd

Cz I wyznaczenie zasigu poszczeglnych stref ochronnych jedynie przy uwzgldnieniu kryteriwhydrogeologicznych i warunkw naturalnych

wyznaczenie OSW w oparciu o kryterium depresjii warunkw brzegowych systemu wodononego Wyznaczenie izochrony 30 dni i 25 latUcilenie granic wyznaczonych strefy przezuwzgldnienie izolacyjnej roli nadkadu

S b i j k i f


120/122

Sp sb p stp wania przy pr jekt waniu stref chr nnych ujd

Cz II zaprojektowanie sposobu uytkowania terenu wobrbie wyznaczonej strefy ochronnejZebranie danych o wszystkich potencjalnych ogniskachzanieczyszcze oraz obiektw mogcych wywoywazmiany w ich reimie przepywuOkrelenie stopnia ich obecnego lub moliwegoszkodliwego oddziaywania na jako i reim przepywu wd podziemnych

Stosowanie do wynikw bada zaleci: likwidacj lubograniczenie niektrych dziaa, rekultywacj skaonegoobszaru, wykonanie lokalnych sieci monitoringu i praczabezpieczajcych

Wyk nanie dwiczenia


121/122

y


122/122

prezent_od_wujka_piotrka.pdf

Documents