2. Projektowane prace geologiczne

1. Wiercenia

Prace wiertnicze mają na celu uszczegółowienie warunków
gruntowo-wodnych na terenie projektowanych prac geologicznych,
a w tym w szczególności uzyskanie dokładnych informacji dotyczących:

• głębokości występowania nawierconych i ustalonych zwierciadeł wód podziemnych,

• miąższości i rodzaju osadów słabo przepuszczalnych w nadkładzie analizowanego poziomu wodonośnego - głównego użytkowego, poziomu głównego zbiornika wód podziemnych,

• jakości wód podziemnych,

• miąższości i litologii strefy aeracji.

Otwory zostały zaprojektowane na podstawie:

• mapa dokumentacyjna,

• mapa hydrogeologiczna,

• mapa geologiczna,

• wyniki inwentaryzacji studni kopanych i wierconych (kwiecień 2015),

• analizy materiałów archiwalnych.

Przy określeniu lokalizacji projektowanych otworów hydrogeologicznych uwzględniono:

• zagospodarowanie i użytkowanie terenu projektowanych prac

• warunki hydrogeologiczne

• budowę geologiczną

• aktualny poziom zwierciadła wody w zinwentaryzowanych studniach kopanych i wierconych
  

Zaprojektowane otwory hydrogeologiczne badawcze zostaną wykonane metodą mechaniczną wiertnicy typu UGB w rurach osłonowych o średnicy 6 cala.

W ramach prac wiertniczych zostaną wykonane otwory OH-1 i OH-2.

Otwory hydrogeologiczne OH-1 i OH-2 zlokalizowane zostaną między studnią kopaną SK-39, położoną w Klemencicach, a studnią kopaną SK-23, znajdującą się w Wodzisławiu. Studnie te zostały uznane za najbardziej reprezentatywne na podstawie analiz wyników inwentaryzacji, które pozwoliły wyznaczyć średnią głębokość zwierciadła wody. Analiza wyników pomiarów głębokości zwierciadeł wody wykazała znaczne zróżnicowanie.

W Klemencicach głębokość zwierciadła wody pomierzona w 18 studniach kopanych sięga od 4.70 do 44.00 m ppt, w Wodzisławiu zaś od 6.30 do 0 (studnia sucha). Ze względu na to, przyjęto że zarówno w Klemencicach jak i w Wodzisławiu niektóre studnie ujmują wodę z piętra kredowego, inne zaś z piętra czwartorzędowego. Odległość między studniami SK-39 i SK-23 w linii prostej odczytana z mapy dokumentacyjnej, stanowiącej załącznik graficzny nr 2, wynosi 3,3 km.

Głębokość zwierciadła wody studni SK-39 (9,60 m p.p.t.) znajdującej się w Klemencicach jest najbardziej zbliżona do wyliczonej wartości średniej równej 11.05 m p.p.t.

Głębokość zwierciadła wody studni SK-23 (3,80 m p.p.t.) jest najbardziej zbliżona do wyliczonej wartości średniej równej 3,77 m p.p.t.

Do wyliczenia przypuszczalnej rzędnej zwierciadła wody w otworach OH-1
i OH-2 niezbędne jest uprzednie sprawdzenie różnicy rzędnych zwierciadła wody w wytypowanych studniach kopanych:

• SK-39: rzędna zwierciadła wody - 246,90 m npm

• SK-23: rzędna zwierciadła wody - 233,60 m npm

246,90 - 233,60 = 13,30 [m]

Otrzymany wynik stanowi spadek zwierciadła wody na całym odcinku między studniami kopanymi SK-39 i SK-23.

Do analizy przyjęto następujące proporcje:

13,30 [m] - 3.3 [km]

4 [m] - 1 [km]

0.4 [m] - 0.1 [km]

Wobec czego średni spadek zwierciadła wody na odcinku 1 km wynosi 4 m.

Odległość otworu hydrogeologicznego OH-1 od studni kopanej SK-39 odczytana z mapy dokumentacyjnej stanowiącej załącznik graficzny nr 2 w linii prostej wynosi 1,1 km. Ponieważ średni spadek zwierciadła wody na odcinku 0.1 km wynosi 0.4 m przyjęto, iż:

0,4 * 11 = 4,4 [m] - spadek zwierciadła wody na odcinku od otworu OH-1
do studni SK-39 równym 1,1 km

246,90-4,4=242,50 [m npm]

Wobec czego rzędna zwierciadła wody otworu OH-1 wynosi 242,50 m npm.

Rzędna terenu otworu hydrogeologicznego OH-1 odczytana z mapy dokumentacyjnej stanowiącej załącznik graficzny nr 2 wynosi 268,5 m npm.

Nawiercenie otworu wykonujemy 3 m poniżej zwierciadła wody, wobec powyższego wyliczono całkowitą głębokość otworu OH-1. Od rzędnej terenu odjęto wyliczoną rzędną zwierciadła wody i dodano 3 m.

268,5-242,50+3=29 [m]

Nawiercenie otworu OH-1 należy wykonać 29 m w głąb ziemi.

Odległość otworu hydrogeologicznego OH-2 od studni kopanej SK-23 odczytana z mapy dokumentacyjnej stanowiącej załącznik graficzny nr 2
w linii prostej wynosi 1.6 km. Ponieważ średni spadek zwierciadła wody
na odcinku 0.1 km wynosi 0.4 m przyjęto, iż:

0,4*16= 6,4 [m] - spadek zwierciadła wody na odcinku od otworu OH-2
do studni SK-23 równym 1.6 km

233,60 - 6,4 =227,20 [m npm] - rzędna zwierciadła wody otworu OH-2

Rzędna terenu otworu hydrogeologicznego OH-2 odczytana z mapy dokumentacyjnej stanowiącej załącznik graficzny nr 2 wynosi 275,2 m npm. Nawiercenie otworu wykonujemy 3 m poniżej zwierciadła wody,
wobec powyższego wyliczono całkowitą głębokość otworu OH-2. Od rzędnej terenu odjęto wyliczoną rzędną zwierciadła wody i dodano 3 m.

275,2 - 227,20 + 3 = 51 [m]

Nawiercenie otworu OH-2 należy wykonać 51 m w głąb ziemi.

Zarówno otwór OH-1 jak i OH-2 znajdują się poza obszarem ochronnym i zabudowaniami terenu. Lokalizację otworów i wybranych studni kopanych przedstawiono na mapie, stanowiącej załącznik graficzny nr 3.

W celu wykonania przypuszczalnego profilu geologicznego przeanalizowano wyniki inwentaryzacji studni wierconych. Studnią zlokalizowaną najbliżej otworu OH-1 jest studnia wiercona nr 37, położona w miejscowości Klemencice i oddalona od OH-1 o 1,2 km. Ze względu na to, iż jest to najbliżej zlokalizowana studnia przyjęto, że profil geologiczny będzie zbliżony do profilu otrzymanego w wyniku inwentaryzacji tej studni. Lokalizację studni wierconej nr 37 przedstawiono na mapie, stanowiącej załącznik graficzny nr 2. Wyniki inwentaryzacji studni wierconej nr 37 znajdują się w załączniku tekstowym nr 1.

Uwzględniając rzędną terenu otworu OH-1 równą 268,5 m npm, prawdopodobny profil geologiczny otworu OH-1 będzie wyglądał następująco:

Litologia	głębokość spągu w-twy m ppt
Glina zwałowa	5
Margle ilaste	9,9
Margle	14,1

Studnią zlokalizowaną najbliżej otworu OH-2 jest studnia wiercona nr 49, położona
w miejscowości Wodzisław i oddalona od OH-2 o 1.3 km. Podobnie
jak w powyższym przypadku, ze względu na to, iż jest to najbliżej zlokalizowana studnia przyjęto, że profil geologiczny będzie zbliżony do profilu otrzymanego w wyniku inwentaryzacji tej studni. Uwzględniając rzędną terenu otworu OH-2 równą 275,2 m npm, prawdopodobny profil geologiczny otworu OH-2 będzie wyglądał następująco:

Litologia	głębokość spągu w-twym ppt
Margle	51

Przypuszczalny profil geologiczny przedstawiono na rysunku poniżej

Objaśnienia:

- rzędna terenu
- rzędna zwierciadła wody

Ostateczną lokalizację, konstrukcję i głębokość otworu ustala osoba kierująca pracami geologicznymi w terenie w zależności od faktycznie stwierdzonych warunków gruntowo-wodnych oraz od istniejących infrastruktur i zagospodarowania terenu. Głębokość otworów hydrogeologicznych będzie uzależnione od głębokości nawiercenia zwierciadła wody. Zakłada się, że projektowane otwory hydrogeologiczne będą zakończone na głębokości ok 3m poniżej nawierconego zwierciadła wody.

Otwory hydrogeologiczne badawcze po wykonaniu wszystkich badań zostaną zlikwidowane urobkiem własnym poprzez ubijanie z zachowaniem pierwotnego profilu geologicznego.

1. Badania geologiczne w otworach hydrogeologicznych

W projektowanych otworach hydrogeologicznych wykonane zostaną badania przepuszczalności, odsączalności i porowatości nawierconych gruntów IV-rzędowych. W tym celu planuje się pobranie 2 próbek gruntów z każdego otworu hydrogeologicznego. Głębokość poboru próbek zostanie ustalona w trakcie wykonywania wiercenia przez osobę kierującą pracami geologicznymi. Próbki będą pobrane z 2 różnych warstw litologicznych. W trakcie prac wiertniczych osoba kierująca pracami wykonuje profilowanie geologiczne otworów.

W trakcie wykonywania wierceń prowadzone będą pomiary nawierconego i ustabilizowanego zwierciadła wody.

Swobodne - pozostające pod ciśnieniem atmosferycznym, co oznacza, że nad zwierciadłem wody w tej samej warstwie przepuszczalnej występuje przestrzeń bez wody umożliwiająca jego podnoszenie się.

Napięte - pozostające pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. Jego położenie jest wymuszone przez wyżej leżące utwory nieprzepuszczalne, które uniemożliwiają wzrost poziomu zwierciadła wody. Występuje na granicy warstwy wodonośnej i warstwy nieprzepuszczalnej.

Nawiercone - oznacza poziom (najczęściej w metrach p.p.t. lub n.p.m.) na którym stwierdzono z.w.g. w otworze wiertniczym. Z reguły jest to poziom spągu warstwy nieprzepuszczalnej czyli stropu warstwy wodonośnej i odpowiada poziomowi zwierciadła napiętego (który może być bardzo zróżnicowany zależnie od położenia w poziomie).

Ustalone (ustabilizowane) - poziom na którym zwierciadło ustabilizowało się. Najczęściej następuje to w ciągu niewielu minut lub godzin i poziom ten odpowiada zwierciadłu swobodnemu (linia ciśnień piezometrycznych).

Ponadto określony zostanie współczynnik filtracji warstwy wodonośnej metodą polową. W tym celu zostanie zaprojektowane pompowanie badawcze otworów OH-1 i OH-2 a także studni kopanych SK-36 i SK-73. Pompowanie badawcze służące wyłącznie do wyznaczania współczynnika filtracji i innych cech hydrogeologicznych warstwy wodonośnej jest pompowaniem krótkotrwałym. W zależności od warunków hydrogeologicznych trwa ono zwykle od kilku do kilkunastu dni. Zakończenie pompowania jest uwarunkowane wyłącznie stabilizacją dopływu wody
do studni. Pompowanie badawcze przeprowadza się według odpowiedniego programu (projektu) określającego całokształt prac i środków badawczych, dopasowanych do warunków hydrogeologicznych i wymaganej dokładności: W zakres programu wchodzi określenie m.in. następujących elementów:

• rodzaju ujęcia,

• konstrukcji studni i warunków nafiltrowania warstwy wodonośnej,

• liczby, konstrukcji i rozmieszczenia otworów obserwacyjnych,

• liczby stopni badawczych i zakładanych wartości wydatków (depresji) na poszczególnych stopniach,

• przewidywanego czasu pompowania,

• rodzaju, sposobów i częstotliwości prowadzenia w czasie badań pomiarów i obserwacji.

1. Badania fizyko-chemiczne próbek wody

Podczas pompowania badanego otworu należy wypompować 3-krotną ilość wody z poszczególnych studni. Wszystkie analizy muszą być wykonane w laboratorium posiadającym odpowiednie akredytacje na dany zakres analiz.

Prace laboratoryjne dotyczą:

• analizy fizykochemicznej pobranych prób wody

• analizy izotopowej prób wody

• analizy granulometrycznej próbek gruntu

Przy poborze próbek należy kierować się ogólnymi zasadami zalecanymi przez PIOŚ.

W szczególności należy przestrzegać następujących zaleceń:

• generalną zasadą w badaniach jakości wód podziemnych powinno być oznaczanie rozpuszczonych form badanych składników, w związku z tym niezbędne jest przefiltrowanie próbki wody bezpośrednio przy jej poborze przez filtr membranowy 0,45 µm

• przed pobraniem próby należy odpompować stagnującą wodę w otworze; zaleca się odpompowanie przynajmniej 3-krotnej objętości otworu

• w trakcie poboru prób należy oznaczyć przynajmniej temperaturę, pH
  i przewodność elektryczną właściwą pobieranej wody

• po utrwaleniu (w terenie) próbki należy w jak najkrótszym czasie dostarczyć do laboratorium (maksimum w ciągu 48 godzin)

• każdorazowo, rodzaj pojemników, sposób utrwalania, przechowywania
  i transportu próbek należy uzgadniać z laboratorium wykonującym oznaczenia

Projektując zakres analiz fizykochemicznych należy pamiętać o specyfice oddziaływania obiektów drogowych na jakość wód podziemnych oraz o celach badań (wymienionych wyżej), nie zapominając jednocześnie o ich aspekcie ekonomicznym. Zasadniczym celem projektowanego rozpoznania jest ocena stopnia antropogenicznych zmian jakości wód podziemnych 56 i ustalenie ich charakterystyki fizykochemicznej, zwłaszcza w zakresie tych parametrów, które mogą być traktowane jako typowe wskaźniki zanieczyszczeń drogowych.

Najbardziej charakterystycznymi wskaźnikami zanieczyszczeń drogowych wód podziemnych są: ChZT, NH₄+, Cl-, SO₄^2-, metale ciężkie (głównie Pb, Cd, Zn, Cr)

i substancje ropopochodne. Mając to na uwadze, zakres oznaczeń można znacznie ograniczyć, rezygnując z oznaczania wskaźników tych zanieczyszczeń, których pojawienie się w wodach podziemnych nie może być wiązane z oddziaływaniem dróg.

Zakres ten powinien być również zróżnicowany w zależności od miejsca poboru próby wody. Ogólnie do celów projektowania badań, ustala się standardowo następujący zakres laboratoryjnych oznaczeń

wskaźników jakości wód podziemnych:

zakres podstawowy:

• wskaźniki fizyczne: przewodność elektryczna, odczyn pH, zapach,

• wskaźniki nieorganiczne: chlorki, siarczany, wodorowęglany, sód, potas,

magnez, wapń, azotany; fosfor ogólny,

• wskaźniki organiczne: TOC (OWO),

zakres rozszerzony:

• wszystkie wyżej wymienione wskaźniki

i dodatkowo:

• wskaźniki fizyczne: ChZT (KMnO4);

• wskaźniki nieorganiczne: amoniak, azotyny, fluorki, żelazo, mangan,

• mikroelementy: ołów, kadm, cynk, chrom, kadm, kobalt, bor,

• wskaźniki organiczne: suma węglowodorów ropopochodnych (ang.TPH -

total prodact hydrocarbon), WWA (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne),

BTEX (lotne węglowodory aromatyczne) oraz fenole (jako indeks

fenolowy).

1. Prace geodezyjne

Wszystkie zaprojektowane otwory hydrogeologiczne oraz studnie kopane zostaną zaniwelowane w dowiązaniu do reperów Państwowej Sieci Geodezyjnej lub punktów o znanej wysokości. W ramach niwelacji geodezyjnej studnia zostanie zaniwelowana w dwóch punktach:

1. Rzędne kryzy

2. Rzędne terenu

5. Harmonogram projektowanych prac

Po wykonaniu projektu, projekt należy przedłożyć odpowiedniemu organowi administracyjnemu w celu przyjęcia. Organ ten ma 30 dni na przyjęcie, bądź też odrzucenie projektu. W przypadku odrzucenia projektu, należy go poprawić
i ponownie przedłożyć do przyjęcia odpowiedniemu organowi. Organ ma 30 dni
na ponowne rozparzenie projektu. Po zaakceptowaniu projektu przez organ administracyjny niezbędne jest wysłanie zgłoszenia o zamiarze przystąpienia
do realizacji prac geologiczno-wiertniczych do Urzędu Górniczego.

Dwa tygodnie od daty wysłania zgłoszenia możemy przystąpić do realizacji prac geologicznych zgodnie z harmonogramem. Harmonogram przedstawiono w tabeli zamieszczonej poniżej.

L.p.

Zakres prac

Tydzień

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

1

Roboty wiertnicze

2

Obserwacje i pomiary hydrogeologiczne wraz z poborem próbek

3

Badania laboratoryjne

4

Prace geodezyjne

5

Prace dokumentacyjne- dokumentacja hydrogeologiczna

Wnosi się o zatwierdzenie terminu realizacji projektu do 1 sierpnia 2015 r.

6. Spis literatury i materiałów archiwalnych

1. Czarnecka Halina, Atlas hydrologiczny Polski, Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa, 1987 r.

2. Kondracki Jerzy, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2002 r.

3. Rodzoch Andrzej, Zasady sporządzania dokumentacji określających warunki hydrogeologiczne w związku z projektowaniem dróg krajowych i autostrad - poradnik metodyczny, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa, 2006 r.

4. Wacławski Mieczysław, Geologia inżynierska i hydrogeologia cz. II, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Warszawa, 1999r.

5. Wyniki oceny stanu jednolitych części wód powierzchniowych województwa świętokrzyskiego w latach 2007-2009 (na podstawie oceny wykonanej przez IMGW na zlecenie GIOŚ), WIOŚ w Kielcach, Kielce, 2011 r.

6. Zweryfikowane wyniki badań i klasyfikacji jakości wód podziemnych w punktach pomiarowych z 2009 roku.

7. Wyniki pomiarów jakości wód podziemnych w województwie świętokrzyskim w roku 2008.

---