Egzamin 30.01.2011r godzina 12.00

Egzamin poprawkowy 06.02.2011 godzina 12

Powtórzyć:

- chemia wody,

- fizyka – elementy hydrauliki,

- podstawowe zagadnienia z matematyki (geometria, przeliczanie skal i jednostek).

Literatura:

1. Pazdro Z., Kozerski B. – Hydrogeologia ogólna. Wyd. Geol. W-wa 1990

2. Dowgiałło J., Kleczkowski A. S., Macioszczyk T., Różkowski A. – Słowsnik hydrogeologiczny. PIG 2002

3. Wieczysty A. – Hydrogeologia inżynierska PWN, W-wa 1970

4. Turek S. – Poradnik hydrogeologiczny. Wyd. Geol. W-wa 1971

5. Castany G. – Poszukiwanie i eksploatacja wód podziemnych.

6. Dąbrowski S., Górski J., Kapuściński J., Przybyłek J., - Metodyka określania zasobów eksploatacyjnych ujęć wód podziemnych. Ministerstwo Środowiska, W-wa 2004

7. Stanley N. Davis, Roger J. M. De Wiest –Hydrogeology. Krieger Publishing Company. Malabor, Florida, 1991

8. Bouwer H. – Ground Water Hydrogeology. Mc. Grow Hill 1978

9. Podstawy hydrogeologii stosowanej ?????

Czasopisma:

1. Współczesne Problemy Hydrogeologii,

2. Przegląd Geologiczny,

3. Gospodarka Wodna,

4. Gaz, Woda i Technika Sanitarna,

5. Ground Water (USA),

6. Hydrogeology Jurnal (wyd. przez International Association of Hydrogeologists),

7. U.S Geological Survey Water-Supply Papers,

Hydrogeologia

Jest dziedziną nauk geologicznych, ponieważ wody znajdują się w obrębie skał, jednocześnie są elementem cyklu geologicznego, to powoduje, że wody podziemne musimy brać pod uwagę ich związki z atmosferą i środowiskiem, które występuje w danym terenie geologicznym. Wiąże się w znacznym stopniu z innymi specjalnościami naukowymi, hydrogeolodzy muszą korzystać z zagadnień m.in.: chemii, biologii, planowania przestrzennego, inżynierii sanitarnej, elementy rolnictwa.

{Rys.1 Schemat krążenia wody w przyrodzie, Hydrogeologia ogólna Pazdro – str.29-31}

Zajmuje się wodami podziemnymi, odgrywają one bardzo istotna role, przy czym możemy wyróżnić 2 elementy:

- znaczenie przyrodnicze,

- znaczenie gospodarcze.

Hydrogeologia podczas powstawania była związana z potrzebami ludności, rolnictwa. Wtedy poszukiwano wód ze względów gospodarczych, nie brano pod uwagę znaczenia przyrodniczego (bardzo istotnego). Wody podziemne zasilają wody powierzchniowe, gdyby nie wody podziemne rzeki mogłyby nie płynąć w ogóle. Przeciętnie 60% wody w rzekach to woda podziemna, jedyny dopływ wód podczas pory suchej. Bardzo ważne jest to, że rzeki i jeziora zasilane są w wód podziemnych. Skoro wody podziemne zasilają cieki w znaczącej ilości to przecież mają wpływ na jakość wody w rzece. Ludzie nie zanieczyścili całkowicie rzek, ponieważ wciąż dopływały wody podziemne. Wzrasta poziom azotanów w wodzie, a maleje poziom amoniaku (oczyszczalnie). Wody podziemne zaczynają być coraz bardziej zanieczyszczone. Poza zasilaniem zbiorników wody podziemne mają wpływ na inne ekosystemy np. bagna, torfowiska. Jeżeli doprowadzimy do zanieczyszczenia wód podziemnych to będą one w tych strefach wchodzić bezpośrednio do systemów korzeniowych roślin i gleby.

{Rys. 2 Wpływ zanieczyszczeń przenoszonych na strumieniu wód podziemnych na wody powierzchniowe i biosferę}

Wody podziemne stanowią podstawę zaopatrzenia w wode do picia i innych potrzeb gospodarczych (przemysł, rolnictwo).

{Rys. 3 Porównanie zasobów wody słodkiej w Polsce (wody podziemne 2000 km², wody powierzchniowe 37 km², zbiorniki retencyjne 4 km²}

Zaopatrzenie w wodę może być realizowane z wód powierzchniowych lub podziemnych. Wody podziemne dają znacznie większy standard zaopatrzenia w wodę (można o tym przekonać się w Warszawie, Krakowie??). Ich przewaga nad wodami powierzchniowymi to przede wszystkim jakoś, temperatura i walory smakowe. Bardzo ważna jest temperatura, wody powierzchniowe maja zmienną temperaturę 0-20^OC, a wody podziemne 10^oC, przez co nie przemarzają w sieci wodociągowej. W tej chwili około 2/3 poboru wód do zaopatrzenia gospodarki to wody podziemne. Ci co nie mają dostępu do wód podziemnych tworzą studnie przy brzegach rzek, sztuczne zbiorniki – woda infiltruje przez grunt przez co się oczyszcza i nabiera właściwości wód podziemnych.

{Rys. 4 Pobór wód podziemnych w Polsce w latach 1987-1990 w km²/rok (wg. Błaszczyka i in., 1990)}

{Rys. 5 Pobór wód podziemnych wg stanu na rok 2005 (wg. Frankowski i in, 2009)}

Wody podziemne to również wody lecznicze i wody mineralne. Niektóre zawierają bardzo duże ilości rozpuszczonych składników – wody przemysłowe, nadają się do pozyskiwania składników, np. solanki do pozyskiwania soli. Są również wody służące do produkcji jodu, bromu.

Zakres zainteresowań hydrogeologii

1. Geneza wód podziemnych.

2. Własności fizyczne wód podziemnych – temperatura, barwa, smak, zapach, przezroczystość, mętność, przewodnictwo elektryczne, radoczynność.

3. Skład chemiczny wód podziemnych. Zawartości substancji rozpuszczonych – zawiesiny koloidalne, CO­_2­­ – są określane na podstawie analiz opisujących jakość wód.

4. Własności hydrogeologiczne skały – warunki przemieszczania się wód w skałach, określa się współczynnik filtracji, odsączalności, porowatości.

5. Hydrodynamika, czyli przepływ wód podziemnych w skałach. Wody podziemne zasilane przez filtracje znajdują się w ruchu.

6. Sposób występowania wód podziemnych (reżim wód podziemnych) – warunki występowania wód podziemnych w nawiązaniu do geologii.

7. Krenologia – nauka zajmująca się źródłami – specyficzne zagadnienie hydrogeologiczne, jedyne miejsce gdzie naturalnie hydrogeolog może natknąć się na wodę podziemną. Źródło dla hydrogeologia jest tym co odkrywka dla geologa.

8. Wody mineralne – wody podziemne zawierające co najmniej 1000 mg/L składników stałych rozpuszczonych. Są wykorzystywane w lecznictwie.

9. Systematyka hydrogeologiczna – klasyfikacja wód podziemnych z punktu widzenia różnych cech, zarówno własności fizycznych, źródeł zasilania (w Polsce wykorzystuje się klasyfikacje prof. Pazdro).

10. Ustalanie zasobów wód podziemnych – określanie zasobów dynamicznych, zasoby określa się dla ujęć wód podziemnych (zasoby ?eksploatacyjne? oraz dla regionów (zasoby dyspozycyjne).

11. Bilansowanie wód podziemnych – wymiarowanie określonych dopływów, przychodów, rozchodów. Zachwianie bilansu wód podziemnych może mieć złe skutki dla ekosystemów.

12. Hydrogeologia regionalna – rozpoznawanie warunków hydrogeologicznych.

13. Hydrogeologia kopalniana – szkody wykonywane przez wody podziemne w kopalniach.

14. Agrohydrogeologia/ hydrogeologia rolnicza – melioracje, stosowanie sztucznych nawodnień.

15. Kartografia hydrogeologiczna – przedstawianie warunków hydrogeologicznych na mapach.

16. Dokumentacje hydrogeologiczne – zapisywanie informacji dotyczących m.in. wierceń.

17. Geotermia wysoko- i nisko- temperaturowa – dotyczy obiektów wykorzystujących energie geotermalną do ogrzewania.

*geotermia niskotemperaturowa wykorzystuje pompy ciepła, woda podziemna jako nośnik

Powstanie i rozwój hydrogeologii na świecie i w Polsce.

Hydrogeologia powstała w XIX w., impulsem był rozwój w Europie zachodniej i USA, potrzeba dostarczenia wody do miast i dla przemysłu. Francuzi opracowali fundamentalne prawa hydrogeologii, zajmowali się źródłami, wodami artezyjskimi, wydajnością ujęć, kartowaniem. Francuski inżynier H. Darcy oczyszczał przez filtry piaskowe wodę z zawiesin. Prawo darcy’ego wykorzystał J. Dupuit opracował wzory na dopływ do studni. Pod koniec XIX wieku na początku XX w. hydrogeologia rozwijała się intensywnie, powstała szkoła niemiecko - austryjacka (zajmowali się teorią obliczeń dopływów do studzien, opracowaniem wzorów empirycznych; F. Forchhaimer, O. Smreker), amerykańska (badania eksperymentalne dotyczące wyznaczania parametrów hydrogeologicznych, jako pierwsi rozpoczęli publikowanie wyników obserwacji hydrogeologicznych w ramach służby hydrogeologicznej; A. Hazen, C. Slichter, A. King), rosyjska (wpływ klimatu na warunki hydrogeologiczne; Sokołow, Muszkietow).

W Polsce w XIX i na początku XX wieku hydrogeologia jako nauka nie istniała. Pewne obserwacje, które można wiązać z hydrogeologią prowadzili geolodzy; Debiński, Pomianowski. W okresie przedwojennym jedynym badaczem zajmującym się hydrogeologia był Roman ???. W roku 1951 powstał zakład Geologii Inżynierskiej i Hydrogeologii na Politechnice Gdańskiej, tam uruchomiono studia inżynierskie hydrogeologii, które wypuściły 4 roczniki hydrogeologów. Twórcą tej szkoły był profesor Zdzisław ???, docent geologii przed wojną, zajmował się geologią naftową na terenie Karpat. Po wojnie zorientował się w zakresie potrzeby powstania hydrogeologii i zajął się hydrogeologią, opracował skrypt i podręcznik Hydrogeologia ogólna. Tylko 4 roczniki wykształcono w hydrogeologii, bo powstał wydział geologii na UW i ściągnięto do Warszawy prof. Pazdro, Śmólkowskiego?. W 1956 powstała katedra hydrogeologii na UW. W 1966 utworzono katedre hydrogeologii w AGH w Krakowie, wyłoniona z katedry Kopalnianej. W PIG powstał zakład hydrogeologii, zaczęto w tym kierunku kształcić na Uniwersytecie Wrocławskim, Śląskim i po reaktywacji instytutu geologii w Poznaniu.