2011-12-04
Przykłady oceny stanu chemicznego wód
podziemnych
4ð Zlewnia Koprzywianki
4ð Zlewnia Raby
Ocena stanu chemicznego
wód podziemnych i trendów zmian
j k ś i h ód i
jakości tych wód w oparciu
o wyniki badań monitoringowych
dr Ewa Kmiecik
www.khgi.agh.edu.pl
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Katedra Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej
Kraków 2011
Przykład oceny stanu chemicznego Opróbowanie zlewni Koprzywianki
wód podziemnych  zlewnia Koprzywianki i metodyka badań
Zgodnie z wytycznymi dla wód podziemnych (Witczak, Adamczyk, 1994).
19
Opróbowanie: jednokrotne w maju 2005 roku
18
GWB 123
17
14
15 Badania terenowe: 6 wskaz
ników
16
28
pH, tlen rozpuszczony, przewodnictwo elektrolityczne właściwe,
41
29
20 40
mętność, barwę, temperatura
30
39 31
21 22
38
5
32
8 4
23
Badania laboratoryjne: 44 wskaz
niki laboratorium KHGI AGH
33
3
9 26
6 twardość ogólna, twardość węglanowa, twardość niewęglanowa,
35
27
2
7
10 37
krzemionka, sód, potas, lit, amoniak, beryl, wapń, magnez, bar, stront,
11
34
36
żelazo, mangan, srebro, cynk, miedz
, nikiel, kobalt, ołów, rtęć, kadm,
12 selen, antymon, glin, chrom, molibden, wanad, cyrkon, arsen, tal,
wolfram, chlor, brom, jod, siarczany, wodorowęglany, dwutlenek
węgla, azotany, azotyny, fluor, fosforany, borany
GWB 125
Liczba punktów 37
6 wskaz
ników laboratorium WIOŚ Kraków
GWB123  25 punktów
ogólny węgiel organiczny, azot Kjeldahla, BZT5, ChZT-Cr, ChZT-Mn,
GWB125  12 punktów amoniak
Ocena stanu chemicznego wód podziemnych
Weryfikacja analiz  błąd wg bilansu jonowego
w zlewni Koprzywianki
w układzie punktowym:
4ð w poszczególnych punktach monitoringowych
w układzie obszarowym:
4ð dla caÅ‚ego obszaru zlewni
4ð w obszarach GWB 123 i 125
4ð w GWB 123 i 125 w rozbiciu na wody pÅ‚ytkiego
4ð w GWB 123 i 125 w rozbiciu na wody pÅ‚ytkiego
i głębokiego krążenia
1
2011-12-04
Ocena stanu chemicznego wód podziemnych
Program  Klasy (Janecka-Styrcz, 2004)
w zlewni Koprzywianki w układzie punktowym
Program  Klasy
Janecka-Styrcz, 2004
PIG Kielce
Ocena stanu chemicznego wód podziemnych
Program  Klasy (Janecka-Styrcz, 2004)
w zlewni Koprzywianki w układzie punktowym
19
18
GWB 123
17
14
15
16 28
41
29
20 40
20 40
30
31
39
21 22
5 38
32
8
23 4
9
33
3 26
37
Klasa I
6
35
2
7 27
10 Klasa II
11
34
36
Klasa III
12
Klasa IV
Klasa V
GWB 125
0 5km
Ocena stanu chemicznego wód podziemnych Ocena stanu chemicznego wód podziemnych
w zlewni Koprzywianki w układzie punktowym w zlewni Koprzywianki w układzie obszarowym
19
18
GWB 123
17
14
15
16 28
41 29
20 40
30
31
39
21 22
38
5
32
8
23 4
9
33
3 26
37
6 Klasa I
35
2
7 27
10 Klasa II
11
34
36
Klasa III
12
Klasa IV
Klasa V
Agregacja
GWB 125 Stan słaby
za pomocÄ…
Stan dobry średniej
0 5km
2
2011-12-04
Ocena stanu chemicznego wód podziemnych Rozkłady stężeń wskaz
ników chemicznych
w zlewni Koprzywianki w układzie obszarowym wód podziemnych
10
14
19
18
GWB 123
17
8 12
14
15
16 28
10
41
29
20 40
6
30
31
39 8
21 22
38
5
32
8
23 4
9
33
4 6
3 26
37
Klasa I
6
35
2
7 27
10 Klasa II
11
34 4
36
Klasa III
2
12
Klasa IV
2
Klasa V
Agregacja
GWB 125 Stan słaby 0
0
za pomocÄ…
0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0 0 30 60 90 120 150
mediany
Stan dobry
Wodorowęglany [mg/L] Chlorki [mg/L]
0 5km
Ocena stanu chemicznego wód podziemnych Ocena stanu chemicznego wód podziemnych
w zlewni Koprzywianki w układzie obszarowym w zlewni Raby w układzie punktowym
Klasa I
Klasa II
Klasa III
Klasa IV
Klasa V
Stan słaby
Stan dobry
Ocena stanu chemicznego wód podziemnych Ocena stanu chemicznego wód podziemnych
w zlewni Raby w układzie obszarowym w zlewni Raby w układzie obszarowym
Obszar, dla Liczba Liczba punktów w
Agregacja za
którego punktów klasach jakości wód
pomocą średniej
dokonywano podziemnych
agregacji
I II III IV V Klasa Stan
JCWPd 139 5 - - 2 1 2 V słaby
JCWPd 153 24 5 9 8 1 1 III dobry
Klasa I
 Poziom Q 10 1 4 4 - 1 III dobry
Klasa II
Klasa III  Poziom Pg-Cr 14 4 5 4 1 - II dobry
Klasa IV
JCWPd 154 9 2 5 1 1 - II dobry
Klasa V
Stan słaby
Stan dobry
3
ć
Częstość
Częstość
2011-12-04
Wnioski Ocena trendów zmian jakości wód w czasie
4ð Ocena stanu chemicznego wód podziemnych w zlewni 4ð  PaÅ„stwa CzÅ‚onkowskie wykorzystujÄ… dane otrzymane
Koprzywianki przeprowadzona w układzie punktowym
[...] z monitoringu, do identyfikacji spowodowanych
i obszarowym wskazuje na celowość postępowania
działalnością antropogeniczną wieloletnich trendów
dwuetapowego w analizie stanu wód.
wzrostu zanieczyszczeń oraz odwrócenia tych trendów
4ð Zastosowanie ukÅ‚adu punktowego umożliwia wizualizacjÄ™
(RDW, 2000; p. 2.4.4, zał. V).
obszarów o różnej jakości wód podziemnych.
4ð PaÅ„stwa CzÅ‚onkowskie wskazujÄ… na mapie w postaci
4ð Po zagregowaniu danych (dla zlewni, GWB), niezależnie od
czarnych punktów te części wód podziemnych, w których
y p Ä™ p y , y
zastosowanej metodyki nie ma informacji o obszarach
t j t d ki i i f ji b h
określono znaczącą i rosnącą tendencję wzrostu stężeń
występowania zarówno wód wysokiej, jak i słabej jakości.
wszelkich zanieczyszczeń wynikających z działalności
4ð Przy ocenie obszarowej stanu chemicznego wód do
człowieka. Odwrócenie takich tendencji wyznaczane jest
agregacji danych celowe jest zastosowanie wartości
na mapie w postaci niebieskiego punktu.
środkowej a nie średniej, jak to jest zalecane w RDW
i DWP. Wynika to z faktu, iż składniki chemiczne wód mają
zwykle rozkład logarytmiczno-normalny i w tym przypadku
mediana nie ulega deformacji w takim stopniu
jak wartość średnia.
4ð W JCWP o ukÅ‚adzie wielowarstwowym ocena stanu winna
być prowadzona odrębnie dla wód płytkiego i głębszego
krążenia.
Ocena trendów zmian jakości wód w czasie Ocena trendów zmian jakości wód w czasie
www.wfdgw.net www.wfdgw.net - program GWstat
Ocena trendów zmian jakości wód w czasie Ocena trendów zmian jakości wód w czasie
www.wfdgw.net - program GWstat www.wfdgw.net - program GWstat
4
2011-12-04
Liczba pomiarów do oceny trendu Liczba pomiarów do oceny
monotonicznego (wg Grath et al., 2001) odwrócenia trendu (wg Grath et al., 2001)
Przykład oceny trendu  Przykład oceny trendu 
Zdrój Królewski w Krakowie Zdrój Królewski w Krakowie
Zdrój Królewski
j
Liczba próbek 156
pobranych
w latach 1998-2006
Przykład oceny trendu 
Opróbowanie i metodyka badań
Zdrój Królewski w Krakowie
Zgodnie z wytycznymi dla wód podziemnych (Witczak, Adamczyk, 1994).
4ð Zdrój Królewski w Krakowie ujmuje wody podziemne
w wapieniach górnojurajskich, których wiek szacuje się na około
Opróbowanie: 156 próbek pobranych średnio w odstępach
10 000 lat (A. Zuber et al., 1991, 1992). dwutygodniowych w latach 1998-2006
Nr otworu OS-3
Badania terenowe: 4 wskaz
niki
Nazwa zdroju czerpalnego Królewski
pH, , przewodnictwo elektrolityczne właściwe, temperatura
p , Eh, p y , p
Gł b k ść [ ] 8 0
Głębokość otworu [m] p.p.t. 85,0
Głębokość nawierconego zwierciadła wody [m] p.p.t. 66,5
Badania laboratoryjne: 16 wskaz
ników laboratorium ZHGI
Rzędne: terenu/ustalonego zwierciadła wody [m] n.p.m. 206,0/224,0
AGH, metoda ICP-AES
Wydajność samowypływu [m3/h] 1,533
Data oddania do użytkowania 5.12.1991
Granica oznaczalności żelaza: 0.01 mg/L
5
2011-12-04
Przykład oceny trendu  Przykład oceny trendu 
Zdrój Królewski w Krakowie Zdrój Królewski w Krakowie
Przykład oceny trendu  Przykład oceny trendu 
Zdrój Królewski w Krakowie Zdrój Królewski w Krakowie
Przykład oceny trendu  Przykład oceny trendu 
Zdrój Królewski w Krakowie Zdrój Królewski w Krakowie
Częstotliwość prowadzenia badań  1 raz na rok Częstotliwość prowadzenia badań  2 razy do roku
Wybrane wyniki oznaczeń Wybrane wyniki oznaczeń
Dane zagregowane Dane zagregowane
6
2011-12-04
Przykład oceny trendu  Przykład oceny trendu 
Zdrój Królewski w Krakowie Zdrój Królewski w Krakowie
Częstotliwość prowadzenia badań  4 razy do roku Częstotliwość prowadzenia badań  1 raz na rok
Wybrane
Wybrane wyniki oznaczeń
wyniki oznaczeń
Dane zagregowane
Dane zagregowane
Przykład oceny trendu  Przykład oceny trendu 
Zdrój Królewski w Krakowie Zdrój Królewski w Krakowie
Częstotliwość prowadzenia badań  2 razy do roku Częstotliwość prowadzenia badań  4 razy do roku
Wybrane Wybrane
wyniki oznaczeń wyniki oznaczeń
Dane zagregowane Dane zagregowane
Przykład oceny trendu  Przykład oceny trendu 
Zdrój Królewski w Krakowie Zdrój Królewski w Krakowie
Częstotliwość prowadzenia badań  2 razy do roku Częstotliwość prowadzenia badań  2 razy do roku
wybrane: agregowane:
I grupa I grupa
II grupa II grupa
7
2011-12-04
Przykład oceny trendu  Przykład oceny trendu 
Zdrój Królewski w Krakowie Zdrój Królewski w Krakowie
Częstotliwość prowadzenia badań  4 razy do roku Częstotliwość prowadzenia badań  4 razy do roku
wybrane: agregowane:
I grupa I grupa
II grupa II grupa
Wnioski Wnioski
4ð We wszystkich przypadkach obserwowane stężenia
przekraczają maksymalne dopuszczalne stężenia żelaza
w wodach pitnych, jednak podwyższone zawartości tego
wskaz
nika sÄ… pochodzenia geogenicznego. Ograniczenie
stężeń żelaza w wodach pitnych opiera się na przesłankach
natury estetycznej, gdyż żelazo nie wykazuje właściwości
toksycznych (przy wyższych stężeniach tego wskaz
nika
zmieniają się właściwości organoleptyczne wody  żółte
zabarwienie i mętnienie).
4ð Duży wpÅ‚yw na wnioski uzyskiwane z analizy trendów ma
częstotliwość prowadzenia badań. Im większa
częstotliwość badań, tym bardziej szczegółowe
i wiarygodne wnioski dotyczÄ…ce zmian analizowanego
wskaz
nika w czasie.
4ð Na uzyskiwane wyniki ma wpÅ‚yw sposób agregacji danych.
4ð Aby nie utracić pewnych informacji, dÅ‚ugie szeregi czasowe
należy analizować w podziale na podgrupy.
Ocena reprezentatywności sieci monitoringowej Ocena reprezentatywności sieci monitoringowej
Próbka wody pobrana jest:
www.wfdgw.net - program GWstat
4ð z okreÅ›lonego miejsca;
4ð z konkretnej warstwy wodonoÅ›nej;
4ð ze zdefiniowanego przedziaÅ‚u gÅ‚Ä™bokoÅ›ciowego;
4ð w okreÅ›lonym momencie czasu.
Wskaz
nik reprezentatywności sieci monitoringowej Ru
Wskaz
nik reprezentatywności sieci monitoringowej R
37,7
Ru =ð
Ru e" 80% sieć reprezentatywna
dśr n / F
4ð n - liczba punktów monitoringowych
4ð F - powierzchnia GWB [m2]
4ð dÅ›r - Å›rednia odlegÅ‚ość [m]
8
2011-12-04
Ocena reprezentatywności sieci monitoringowej
Gwstat
Representativity index:
80.6%
4ðwww.khgi.agh.edu.pl
9