literatura Hydrogeologia i ujęcia wody
Literatura.
[1] Gabryszewski Tadeusz. Wodociągi. Arkady 1983 r.
[2] Kwietniewski Marian i inni. Projektowanie elementów systemu zaopatrzenia w wodę.
Warszawa 2009 r. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
[3] Budziło Barbara, Wieczysty Artur. Projektowanie ujęć wody powierzchniowej.
Politechnika Krakowska 2007 r. Podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych.
[4] Wieczysty Artur. Hydrogeologia inżynierska. PWN. Warszawa 1982 r.
[5] Pazdro Zdzisław. Hydrogeologia inżynierska. Wydawnictwa geologiczne. Warszawa 1983 r.
[6] Kowalski Jerzy. Hydrogeologia z podstawami geologii. Wydawnictwo Akademii Rolniczej
we Wrocławiu. Wrocław 1998 r.
[7] Kazimierz Suszczewski. projektowanie ujęć wody powierzchniowej. Arkady.
�
�
�
�
1
1
obieg wody w przyrodzie Hydrogeologia i ujęcia wody
Obieg wody w przyrodzie
Woda na kuli ziemskiej -
- znajduje się w atmosferze w postaci pary,
- na powierzchni Ziemi tworzy oceany, morza, jeziora bagna, rzeki,
- w skorupie ziemskiej przyjmuje postać wód podziemnych.
Środowiska, w których występuje woda na kuli ziemskiej nazywamy hydrosferą.
Ilość wody w poszczególnych elementach hydrosfery nie jest stała.
Zmienia się ona zarówno w poszczególnych okresach geologicznych jak i w ciągu krótszego
czasu.
Największym zbiornikiem wody na Ziemi są morza i oceany.
Dalszymi zbiornikami wody na lądzie są jeziora, rzeki, śnieg i lodowce
Woda opadowa częściowo spływa do rzek i oceanów,
część jej wsiąka w skorupę ziemską, gromadzi się w porach i pustych
przestrzeniach skał, tworząc zbiorniki wody podziemnej.
Rozmieszczenie mas wodnych podano w tabeli.
�
�
�
�
2
zasoby wody - tabela Hydrogeologia i ujęcia wody
Zasoby wodne hydrosfery Ziemi wg Korzuna.
�
�
�
�
3
3
obieg wody
Hydrogeologia i ujęcia wody
Wymienione zasoby wody -
�% łączą się
�% wzajemnie uzupełniają się,
�% przelewają się z jednego zbiornika do drugiego.
Zjawisko poruszania się wody w przyrodzie nazywamy obiegiem wody.
Motorem obiegu wody jest Słońce oraz siła przyciągania ziemskiego.
�
�
�
�
4
4
schemat krążenia wody
Hydrogeologia i ujęcia wody
Schemat krążenia wody w przyrodzie wg Pazdro.
Mały obieg: Duży obieg:
�% parowanie z lądów do atmosfery �% parowanie z oceanów do atmosfery
�% opady na kontynent �% opady na kontynent
�% odpływ powierzchniowy i podziemny �% odpływ powierzchniowy i podziemny
do oceanu do oceanu
5
5
�
�
�
�
zasoby wodne
Hydrogeologia i ujęcia wody
Zasoby wodne na naszej planecie nie są niezmienne - ulegały prawdopodobnie zmianom w
przeszłości i zmieniać się będą w przyszłości.
Zmiany te zachodzą jednak tak powoli, że stwierdzenie ich nie jest praktycznie możliwe.
Badacze hydrosfery twierdzą, że pewne ilości wody mogą dochodzić z głębi ziemi w postaci wód
juwenilnych oraz wód kosmicznych. Przedstawia to poniższy schemat.
W praktyce przyjmuje się,
że ilość wody krążącej
w przyrodzie jest niezmienna.
6
6
Schemat hydrosfery.
�
�
�
�
pojęcie bilansu wodnego
Hydrogeologia i ujęcia wody
Pojęcie bilansu wodnego
Między ilością wody, która z powierzchni Ziemi paruje, a tą, która wraca w postaci
opadów, istnieje równowaga.
W każdym punkcie kuli ziemskiej również istnieje równowaga między ilością opadów
atmosferycznych a ilością wód, które z tego miejsca odpływają i parują oraz w tym miejscu
zatrzymanych.
Bilans wodny jest zrównoważeniem przybytków i ubytków wody w określonej przestrzeni
i w określonym czasie.
Bilans wodny może być rozpatrywany w odniesieniu:
a) do całej hydrosfery Ziemi,
b) oddzielnie do litosfery i atmosfery,
c) do kontynentów,
d) do oceanów,
e) do dorzeczy dużych rzek,
f) małych zlewni,
7
7
g) a nawet dla małych poletek badawczych. �
�
�
�
bilans wodny globu ziemskiego - tabela
Hydrogeologia i ujęcia wody
Bilans wodny globu ziemskiego
8
8
�
�
�
�
bilans wodny globu ziemskiego - tabela
Hydrogeologia i ujęcia wody
9
9
�
�
�
�
rodzaje i charakt wody pow
Hydrogeologia i ujęcia wody
Rodzaje wód występujących w przyrodzie i nadających się do ujmowania na cele
wodociągowe.
Pod tym względem rozróżnia się:
A. Wody powierzchniowe.
B. Wody z
ródlane.
C. Wody podziemne.
Podział wód powierzchniowych
1. Wody opadowe
2. Wody powierzchniowe płynące
3. Wody powierzchniowe stojące
Charakterystyka wód powierzchniowych
1. Wody opadowe
Są to wody pochodzące z opadów w postaci deszczu lub śniegu.
10
10
�
�
�
�
charakt wody opadowej
Hydrogeologia i ujęcia wody
Ujmowane i wykorzystywane do lokalnego zaopatrzenia w wodę
�% w okolicach górskich, wysoko położonych nad dolinami,
�% w okolicach krasowych,
�% na wyspach pozbawionych wody słodkiej,
�% w okolicach oddalonych od innych z
ródeł wody.
Ilość wód opadowych jest
�% nieznaczna
�% i bardzo zmienna,
zależna wyłącznie od natężenia opadów.
Woda ta jest
�% miękka,
�% nie zmineralizowana
�% zawiera zanieczyszczenia wypłukane z powietrza
�% oraz spłukane w czasie spływu po terenie
takie jak: pył, sadza, rdza, kwas azotowy, siarkowy, amoniak, fenole, mikroorganizmy.
11
11
�
�
�
�
cechy wody opadowej
Hydrogeologia i ujęcia wody
Istnieje możliwość skażenia tej wody związkami radioaktywnymi.
Cechy wody opadowej:
�% jest mdła i nieprzyjemna w smaku,
�% ma temperaturę zbliżoną do temperatury powietrza.
Nadaje się do wykorzystania do celów gospodarczych, przeciwpożarowych itp.
Do spożycia nadaje się po:
�% oczyszczeniu,
�% uzdatnieniu na filtrach węglowych
�% przegotowaniu lub dezynfekcji.
�
�
�
�
12
12
cechy wody pow płynącej
Hydrogeologia i ujęcia wody
2. Wody powierzchniowe płynące
Wody płynące odznaczają się
�% małą twardością,
�% dużą ilością zanieczyszczeń mechanicznych i organicznych,
�% mogą zawierać dużą ilość związków chemicznych (w przypadku odprowadzania
do nich cieków).
Temperatura tej wody waha się od +0,3�C do +20�C, czyli w zimie jest za zimna, a w lecie za
ciepła (np. do spożycia).
Mętność i barwa wody zmienia się zależnie od:
�% rodzaju pokrycia zlewni,
�% natężenia opadów atmosferycznych,
�% rodzaju wpuszczanych ścieków itp.
13
13
�
�
�
�
cechy wody pow płyn i stojącej
Hydrogeologia i ujęcia wody
Woda rzeczna musi być oczyszczana i dezynfekowana.
Ilości wód płynących są zależne od opadów w dorzeczu.
Należy dokładnie zbadać warunki hydrologiczne w dorzeczu i ustalić zmienność przepływu.
3. Wody powierzchniowe stojące
Wody powierzchniowe stojące,
a więc jeziora (zbiorniki) naturalne i sztuczne,
mają cechy znacznie korzystniejsze niż wody płynące.
Jakość wód jest różna na różnej głębokości.
Na głębokości przekraczającej 15,0-20,0 m jest z reguły:
�% klarowna,
�% czysta,
�% o temperaturze mało zmiennej,
�% zawiera ograniczone ilości nieszkodliwych bakterii.
�
�
�
�
14
14
cechy wody pow stojącej
Hydrogeologia i ujęcia wody
Woda ta może wykazywać podwyższone wskaz
niki zanieczyszczeń chemicznych, jeśli wody
zasilające zbiornik zawierają duże ilości ścieków przemysłowych.
Na ogół jednak woda jezior
�% jest bardziej miękka
�% i zawiera mniej domieszek chemicznych niż np. woda podziemna.
Zbiorniki wody powierzchniowej są najkorzystniejsze jako z
ródła zaopatrzenia wodociągów
w wodę na terenach górskich (czyste rzeki).
Najgorszą jakościowo wodę, zawierają płytkie zbiorniki nizinne, zagrożone masowym rozwojem
organizmów mikroskopijnych i  zakwitaniem" wody.
�
�
�
�
15
15
cechy wody pow stojącej podział ujęć
Hydrogeologia i ujęcia wody
Przydatność zbiorników naturalnych i sztucznych dla wodociągów zależy od
�% ich głębokości,
�% rodzaju dna,
�% zawartości tlenu w wodzie,
�% penetracji promieni słonecznych,
�% rodzaju i stopnia zarybienia.
Podział ujęć wody powierzchniowej
Kryteria podziału
Ujęcia wody powierzchniowej dzielą się ze względu na:
�% sposób poboru wody,
�% rodzaj z
ródła wody,
�% przeznaczenie wody,
�% ilość pobieranej wody. �
�
�
�
16
16
podział ujęć wody pow - sposób
Hydrogeologia i ujęcia wody
poboru
Podział ujęć wody powierzchniowej ze względu na sposób poboru wody
Wybór sposobu ujmowania wody związany jest z:
a) kształtem przekroju poprzecznego rzeki,
b) napełnieniem wody w korycie,
c) ekstremalnymi przepływami,
d) ilością ujmowanej wody,
e) warunkami geologicznymi i ekonomicznymi.
Biorąc powyższe pod uwagę ujęcia można podzielić na:
�% brzegowe,
�% nurtowe,
�% progowe,
�% zatokowe,
�% drenażowe.
17
17
�
�
�
�
podział ujęć wody pow - rodzaj z
ródła
Hydrogeologia i ujęcia wody
Podział ujęć wody powierzchniowej ze względu na rodzaje z
ródła wody
Ze względu na rodzaj z
ródła ujęcia wody powierzchniowej można podzielić na:
�% ujęcia wody z cieków naturalnych lub sztucznych,
�% ujęcia wody ze zbiorników naturalnych lub sztucznych.
Do cieków naturalnych należą potoki oraz rzeki, natomiast do sztucznych - kanały.
�
�
�
�
18
18
podział ujęć wody pow - przezn wody
Hydrogeologia i ujęcia wody
Podział ujęć wody powierzchniowej ze względu na przeznaczenie wody
Można tu wymienić ujęcia wody dla:
1. celów komunalnych,
2. celów przemysłowych,
3. celów rolniczych,
4. kilku celów równocześnie.
Woda dla celów komunalnych, przeznaczona dla miast i jednostek osadniczych, powinna
odpowiadać wymaganiom określonym w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia
z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi
(Dziennik Ustaw z 2007 r. nr 61 poz. 417).
http://www.abc.com.pl/
�
�
�
�
19
19
podział ujęć wody pow - jakość wody
Hydrogeologia i ujęcia wody
Poziom wymagań jakościowych wody dla celów przemysłowych zależy od rodzaju
przemysłu. Przemysł spożywczy, farmaceutyczny, włókienniczy, chemiczny, papierniczy itp.
wymagają wody o jakości odpowiadającej wodzie przeznaczonej do spożycia lub nawet
wyższej. Natomiast zakłady przemysłu ciężkiego nie stawiają tak wysokich wymagań w tym
względzie.
Woda dla celów rolniczych, np. nawodnień, może być pobierana z każdego z
ródła
z wyjątkiem wód skażonych np. ściekami.
Należy rozróżniać jakość wody pobieranej od jakości wody dostarczanej odbiorcom,
mającym często odmienne wymagania.
Spełnienie wymagań związanych z jakością wody dostarczanej odbiorcom oznacza często
konieczność jej uzdatniania i ochrony sanitarnej zlewni.
�
�
�
�
20
20
podział ujęć wody pow - ilość wody
Hydrogeologia i ujęcia wody
Podział ujęć wody powierzchniowej ze względu na ilość pobieranej wody
Ilość pobieranej wody może być różna i zmienna.
W zależności od wielkości poboru wody ujęcia można podzielić na:
�% małe ujęcia wody, Quj d" 200 dm3/s,
�% średnie ujęcia wody, 200 dm3/s < Quj < 1000 dm3/s,
�% duże ujęcia wody, Quj e" 1000 dm3/s.
Ważną rzeczą przy poborze wody jest pozostawienie odpływu nienaruszalnego w celu
zapewnienia naturalnego życia biologicznego cieku.
�
�
�
�
21
21
ujęcia wód powierzchniowych
Hydrogeologia i ujęcia wody
Projektowanie ujęć wody powierzchniowej.
Ujęcia wody powierzchniowej dzielą się na:
- ujęcia wody powierzchniowej płynącej,
- ujęcia wody powierzchniowej stojącej.
Ujęcie wody powierzchniowej płynącej.
Ujęcia wód płynących powinne być usytuowane w sposób zapewniający pobór wody możliwie
czystej.
Sytuuje się je powyżej miasta, na brzegu wklęsłym, gdzie głębokość nurtu i prędkość
przepływu wody gwarantuje utrzymanie koryta rzeki w czystości.
Na brzegu wypukłym:
- tworzą się odkłady,
- następuje zamulanie dna i wlotu ujęcia wody.
Brzeg wklęsły narażony jest natomiast na podmycie w czasie przepływu wielkich wód, wymaga
więc umocnienia na odpowiedniej długości powyżej i poniżej ujęcia.
�
22
22
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcia wód powierzchniowych
Wlot ujęcia:
a) powinien być usytuowany równolegle do strug płynącej wody lub skierowany ku dolnej
wodzie, nigdy ku górnej, aby nie łapał wszelkich nieczystości niesionych prądem wody,
b) powinien być zabezpieczony przed śryżem oraz lodem zarówno powierzchniowym
jak i dennym,
c) zabezpiecza się kratami rzadkimi, gęstymi, często sitami w zależności od rodzaju
zanieczyszczeń wody rzecznej.
Na rzekach i potokach ujęcia wykonuje się na brzegu, często spiętrzając wodę,
gdy dysponuje się zbyt małą głębokością.
Na większych rzekach, zwłaszcza o nurcie odsuniętym od brzegu, wlot ujęcia sytuuje się
zwykle w nurcie.
Ujęcia wody powierzchniowej płynącej dzielą się na:
- ujęcia wody z rzek średnich i dużych,
- ujęcia wody z małych rzek i potoków.
23
23
�
�
�
�
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcia wód powierzchniowych
Ujęcia wody z rzek średnich i dużych.
Rzeki większe nie wymagają dodatkowego spiętrzania zwierciadła wody, zwykle ich głębokość
w nurcie i przy brzegu jest wystarczająca, by można było umiejscowić na nich ujęcie wody
odpowiadające wymaganiom.
Ujęcia wody rzecznej mogą być:
1. Brzegowe.
2. Nurtowe.
3. Zatokowe.
Ujęcia brzegowe.
Ujęcia brzegowe są stosowane wtedy, gdy głębokość wody przy brzegu jest wystarczająca.
Są one lokalizowane z reguły na brzegach wklęsłych.
Dzielą się one na brzegowe komorowe oraz brzegowe przewodowe.
�
24
24
Hydrogeologia i ujęcia wody
lokalizacja ujęcia brzegowego
1 - linia nurtu
Schemat lokalizacji ujęć brzegowych
2 - odkłady materiału dennego na brzegach wypukłych
3 - ujęcia brzegowe na brzegach wklęsłych
4 - przemiały (drobny piasek)
�
�
�
�
25
25
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcie brzegowe komorowe
Ujęcie brzegowe komorowe
1 - otwory wlotowe
2 - kraty rzadkie
3 - zasuwy (zamknięcia)
4 - komora wlotowa
5 - krata gęsta (siatka)
6 - komora czerpalna
7 - przewód ssawny
8 - pompownia
9 - pompa wirowa
10 - silnik elektryczny
11 - przewód tłoczny
12 - ścianka szczelna
13 - pomost roboczy
Schemat ujęcia brzegowego komorowego
14 - osadnik
�
26
26
Hydrogeologia i ujęcia wody
schemat komory wlotowej
Ujęcie brzegowe komorowe
Schemat komory wlotowej i czerpnej oraz usytuowanie wlotu do przewodu ssawnego
a - przekrój poprzeczny, b - rzut poziomy
27
27
�
�
�
�
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcie brzegowe przewodowe
Ujęcie brzegowe komorowe
1 - otwór wlotowy
2 - prowadnice kraty
3 - prowadnice zasuwy
4 - szczeble włazowe
5 - otwór włazowy
6 - ścianka szczelna
7 - ubezpieczenia dna
8 - przewód odprowadzający
9 - studzienka zamknięć
Schemat ujęcia brzegowego komorowego dla małych ilości wody
28
28
�
�
�
�
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcie brzegowe przewodowe
2009/2010
Ujęcie brzegowe komorowe 1 - otwory wlotowe
2 - prowadnice dla krat
3 - prowadnice dla zamknięć
4 - szczeble włazowe
5 - otwór włazowy
6 - prowadnice dla siatek
nieruchomych
7 - wlot do rurociągu ssawnego
8 - zasuwa
9 - pompa pozioma
10 - kolano
11 - klapa zwrotna
12 - zasuwa
13 - przewód tłoczny
14 - schody
15 - ubezpieczenie dna
Schemat ujęcia brzegowego komorowego dla małych ilości
16 - ścianka szczelna
wody typu połączonego
29
29
�
�
�
�
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcie brzegowe przewodowe
Ujęcie brzegowe przewodowe
1 - wlot
2 - prowadnica dla zamknięć
3 - prowadnice krat
4 - przewód odprowadzający
5 - chudy beton
6 - pomost
7 - skarpa brzegu
8 - ścianka szczelna
9 - bruk (narzut)
10 - grunt zagęszczony
Schemat ujęcia brzegowego przewodowego ( z przewodem)
�
�
�
�
30
30
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcie brzegowe przewodowe
Ujęcie brzegowe przewodowe
1 - krata rzadka
2 - przewód wlotowy
3 - krata gęsta lub siatka
4 - przewód czerpalny
5 - ścianka szczelna
6 - wnęki na szandory
7 - obrukowana skarpa brzegu
Schemat ujęcia brzegowego przewodowego (z betonowym kanałem)
�
�
�
�
31
31
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcie brzegowe przewodowe
Ujęcie brzegowe przewodowe
1 - wlot
2 - prowadnica do zamknięć
3 - prowadnica krat
4 - przewód odprowadzający
5 - chudy beton
6 - pomost
7 - obrukowana skarpa brzegu
8 - ścianka szczelna
9 - bruk (narzut)
10 - grunt zagęszczony
Schemat ujęcia brzegowego przewodowego (z przewodem)
�
�
�
�
32
32
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcia wód powierzchniowych
Ujęcie nurtowe
Schemat ujęcia nurtowego z przewodem grawitacyjnym
1 - czerpnia z narzutem kamiennym, 2 - przewód grawitacyjny, 3 - komora zbiorcza,
�
�
�
�
4 - komora czerpalna, 5 - krata gęsta lub siatka, 6 - przewód ssawny
33
33
Hydrogeologia i ujęcia wody
czerpnia betonowa
2009/2010
Ujęcie nurtowe - czerpnia
1 - przewód odprowadzający
2 - obudowa (blok betonowy)
5 - wlot z kratą
6 - umocnienie - kamień łamany
Czerpnia w postaci bloku betonowego
�
�
�
�
34
34
Hydrogeologia i ujęcia wody
czerpnia perf studnia
2009/2010
Ujęcie nurtowe - czerpnia
1 - przewód odprowadzający
2 - obudowa (blok betonowy)
3 - narzut kamienny 5-25 cm
4 - zamknięcie
5 - wlot z kratą
�
�
�
�
Czerpnia w obudowie żelbetowej
35
35
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcia zatokowe wód powierzchniowych
2009/2010
Ujęcie zatokowe
a - z wlotem od górnej wody
(podprądowym),
b - z wlotem od dolnej wody
(zaprądowym)
c - z wlotem od dolnej i od górnej wody
Schemat ujęcia zatokowego
1 - zatoka
2 - czerpnia
3 - wloty zamykane wrotami lub szandorami
4 - prądy powierzchniowe
5 - prądy denne
36
36
�
�
�
�
ujęcia wody małych rzek i potoków
Hydrogeologia i ujęcia wody
2009/2010
Ujęcia wody z małych rzek i potoków
1. Ujęcie wody rzecznej za pomocą jazu stałego.
2. Ujęcie progowe z wlotem górnym na koronie.
3. Ujęcie denne drenowe.
4. Ujęcie studzienne.
�
�
�
�
37
37
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcia wody za pomocą jazu stałego
2009/2010
1. Ujęcie wody rzecznej za pomocą jazu stałego
Ujęcie wody rzecznej za pomocą jazu stałego
1 - próg kamienny 5 - przewód płuczący
2 - przyczółek 6 - zastawki
3 - jaz stały 7 - przewód czerpalny
4 - śluza płucząca
38
38
�
�
�
�
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcia progowe
2009/2010
2. Ujęcie progowe z wlotem górnym na koronie
1 - próg piętrzący
2 - koryto zbiorcze
3 - krata wlotowa
4 - komora zbiorcza
5 - spust
6 - ścianka przelewowa
7 - komora osadowa
8 - komora czerpalna
9 - przewody czerpalne
Ujęcie progowe z wlotem górnym na koronie
39
39
�
�
�
�
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcia denne drenowe
2009/2010
3. Ujęcie denne drenowe
1 - dreny
2 - skrzynia żelbetowa
3 - obsypka żwirowo - piaskowa
4 - komora zbiorcza
5 - przewód czerpalny
6 - przewód spustowy
7 - zasuwy
8 - narzut kamienny
Schemat ujęcia dennego drenowego
40
40
�
�
�
�
Hydrogeologia i ujęcia wody
ujęcia studzienne
2009/2010
4. Ujęcie studzienne
1 - studnia
2 - otwory wlotowe
3 - narzut kamienny
4 - właz
5 - stopnie złazowe
6 - przewód czerpalny
Schemat ujęcia studziennego
41
41
�
�
�
�