Imię i nazwisko ………………………………………………... , Rok II.

Ćwiczenia nr 2:

Imię i nazwisko ………………………………………………... , Rok II.

1. Na przedstawionej poniżej mapie:

- narysuj linie prądu w polu hydrodynamicznym

- oceń jaki charakter (drenujący, zasilający) maja rzeki w badanym obszarze

Ocena charakteru rzeki ………………………………………………………………………………..

Imię i nazwisko ………………………………………………... , Rok II.

2. Oblicz zasoby odnawialne metodą infiltracyjną dla przykładowej zlewni. Wyraź je w [m³/d]

i [dm³/(s·km²)].

Dla obliczenia zasobów odnawialnych przyjmij średnią, roczną niską sumę opadów atmosferycznych z wielolecia w wysokości 600,0 mm/rok + N (N - nr na liście), oraz średnie wskaźniki infiltracji efektywnej przedstawione na rysunku 5.

Wielkość infiltracji efektywnej opadów atmosferycznych oblicz wg wzoru:

I_e = w^. P

gdzie: I_e - infiltracja efektywna [mm],

w - wskaźnik infiltracji efektywnej - rys. 5 [1],

P - średnia, roczna niska suma opadów z wielolecia 1995-2005 na danym obszarze [mm].

P - średni opad roczny na danym obszarze [mm].

Wartość infiltracji efektywnej dla danych utworów powierzchniowych pomnożona przez ich powierzchnię, daje wielkość zasobów odnawialnych dla tych utworów. Suma tych zasobów da wielkość zasobów odnawialnych dla całej analizowanej zlewni.

Tab. 1. Zestawienie obliczeń infiltracji efektywnej i zasobów odnawialnych w analizowanej zlewni

Lp.	Utwory	Wskaźnik infiltracji „w”	Opad 604 +N „P”	Infiltracja efektywna „Ie”	Powierzchnia „F”	Zasoby odnawialne
				[1]	[mm/rok]	[mm/rok]	[km^2]	[m^3/d]
1.	Gliny zwałowe	0,03			18,12
2.	Torfy, mady i mułki	0,07			4,63
3.	Lessy	0,12			7,92
4.	Piaski	0,21			17,15
5.	Piaskowce, mułowce, iłowce	0,22			62,3
Zasoby odnawialne dla całej badanej zlewni					110,12

Dla badanej zlewni zasoby odnawialne wynoszą …………. m³/d (tab.1), co oznacza, że średni moduł odnawialnych zasobów wód podziemnych w tej zlewni wynosi …………. dm³/(s·km²).

Zasoby odnawialne

Słownik hydrogeologiczny (2002) definiuje zasoby dynamiczne (odnawialne) wód podziemnych jako ilość wody, która przepływa przez przekrój poziomu wodonośnego, zbiornika wód podziemnych wyrażona w jednostkach objętości na jednostkę czasu (w tym przypadku m³/dobę). Wielkość zasobów odnawialnych wód podziemnych zależy od stopnia odnawialności, tj. dopływu z obszarów zasilania do strefy saturacji, a z drugiej strony od ubytku na skutek naturalnego drenażu do rzek, jezior i mórz, oraz drenażu sztucznego (ujęcia wód podziemnych, odwadnianie kopalń itp.). Znajomość wielkości zasobów odnawialnych jest bardzo istotna, zarówno przy sporządzaniu bilansów wodnych, jak i zarządzaniu zasobami konkretnej jednostki obliczeniowej (zlewni, zbiornika wód podziemnych lub jego części).

Zasoby odnawialne są niezbędnym elementem procedury oceny zasobów dyspozycyjnych.

Zasoby dynamiczne utożsamiane są z zasobami odnawialnymi, przy czym na ich odnawialność największy wpływ ma wielkość infiltracji efektywnej, a w przypadku poziomów głębszych - przesiąkanie przez utwory rozdzielające poszczególne warstwy wodonośne. Dlatego wielkość i zmienność zasobów odnawialnych zależy od rodzaju i miąższości utworów pokrywających zbiornik wód podziemnych.

Istnieje wiele różnych metod ich obliczania, dających wyniki o zróżnicowanej dokładności, zależnej na ogół od wiarygodności danych wejściowych. Niektóre z nich umożliwiają wykonanie obliczeń bezpośrednich - wg zasady podanej w definicji, inne - metodą obliczeń pośrednich, które polegają na obliczaniu zasilania efektywnego warstwy (poziomu) wodonośnej lub odpływu podziemnego, np.:

- metoda infiltracyjna,

- metoda wahań zwierciadła wody podziemnej,

- metody hydrologiczne.

Metoda infiltracyjna umożliwia obliczenie zasobów odnawialnych przy założeniu, że wody podziemne pochodzące z infiltracji opadu efektywnego (tej części opadu, która dotrze do warstwy wodonośnej), odpływają podziemnie do źródeł, rzek, jezior itp. W obliczeniach uwzględnia się infiltrację efektywną, której miarą jest wskaźnik infiltracji efektywnej w, czyli stosunek ilości infiltrującej wody, docierającej do strefy saturacji, do wysokości średnich rocznych opadów atmosferycznych na określonym obszarze:

gdzie: w - wskaźnik infiltracji efektywnej [1],

I_e - infiltracja efektywna [mm],

P - średni opad roczny na danym obszarze [mm].

Wskaźniki infiltracji efektywnej (wg R. Krajewskiego i Z. Wilka, 1973 - Poradnik górnika,
t. I, tab. V.1, str. 374): lasy - 45%, teren różnorodny - 35%, łąki - 25%, skały obnażone - 20%.

Tab. Klasy infiltracji na obszarze Polski niżowej (wg Z. Pazdro, Hydrogeologia ogólna)

Klasa	Warunki infiltracji	Wskaźnik infiltracji	Rodzaj utworów
I	bardzo dobre	0,30	żwiry i piaski wodnolodowcowe, sandrowe, wydmowe, rzeczne tarasów akumulacyjnych, piaski pokrywowe
II	dobre	0,25	piaski i żwiry moreny czołowej, piaski i żwiry glacjalne
III	średnie	0,20	piaski i mułki tarasów zalewowych, deluwia piaszczyste, piaski pylaste
IV	złe	0,05	gliny zwałowe, iły i mułki zastoiskowe, deluwia gliniaste

3.1.1. Wskaźnik infiltracji efektywnej

Dla pierwszej zawodnionej warstwy, wielkość wskaźnika infiltracji efektywnej została przyjęta z uwzględnieniem wykształcenia litologicznego utworów strefy aeracji, zagospodarowania terenu i wysokości opadów atmosferycznych (wg Pazdro, Kozerski, 1990). Dla określenia wskaźnika infiltracji efektywnej opadów atmosferycznych posłużono się mapami geologicznymi zakrytymi w skali 1:50 000.

Warunki infiltracji opadów atmosferycznych na dokumentowanym obszarze są zmienne - przedstawiono je na rys. 5. W dolinach cieków powierzchniowych, gdzie brak jest pokrycia warstwy wodonośnej utworami słaboprzepuszczalnymi, i w rejonach występowania piasków czwartorzędowych pod powierzchnią terenu, warunki infiltracji są dobre.

Dobre warunki infiltracji opadów atmosferycznych występują również na obszarach wychodni, na powierzchnię terenu, przepuszczalnych utworów dolnego Triasu (rys. 5).

Poza w/w obszarami, od powierzchni terenu, występują utwory słaboprzepuszczalne o zmiennej miąższości (mady rzeczne, gliny i iły oraz lessy). W związku z powyższym, w tych obszarach, warunki infiltracji opadów atmosferycznych są znacznie gorsze i zróżnicowane w zależności od litologii (rys. 5).

Średnia roczna suma opadów z wielolecia (1955 - 2005 r) na obszarze badań (posterunek opadowy „Bartków”), wynosi 677 mm, a średnia niska suma opadów z tego wielolecia wynosi 604 mm (wg IMGW, Oddz. Kraków). Suma opadów w 2005 r., na tym posterunku wyniosła 629 mm.

3.1.2. Obliczenie zasobów odnawialnych

Dla obliczenia zasobów odnawialnych przyjęto średnią, roczną niską sumę opadów atmosferycznych z wielolecia, tj. 604,0 mm/rok, oraz średnie wskaźniki infiltracji efektywnej przedstawione na rys. 5.

Wielkość infiltracji efektywnej opadów atmosferycznych obliczono wg wzoru:

I_e = w^. P

gdzie: I_e - infiltracja efektywna [mm],

w - wskaźnik infiltracji efektywnej - rys. 5 [1],

P - średnia, roczna niska suma opadów z wielolecia 1995-2005 na danym obszarze [mm].

Wartość infiltracji efektywnej dla danych utworów powierzchniowych pomnożona przez ich powierzchnię, daje wielkość zasobów odnawialnych dla tych utworów. Suma tych zasobów dała wielkość zasobów odnawialnych dla całej analizowanej zlewni.

Wyniki obliczeń infiltracji efektywnej i zasobów odnawialnych przedstawiono w tabeli nr 1.

Tab. 1. Zestawienie obliczeń infiltracji efektywnej i zasobów odnawialnych w analizowanej zlewni

Lp.	Utwory	„w”	„P”	„Ie”	„F”	Zasoby odnawialne
				[1]	[mm/rok]	[mm/rok]	[km^2]	[m^3/d]
1.	Gliny zwałowe	0,03	604	18,12	18,12	899,5
2.	Torfy, mady i mułki	0,07	604	42,28	4,63	536,3
3.	Lessy	0,12	604	72,48	7,92	1 572,7
4.	Piaski	0,21	604	126,84	17,15	5 959,7
5.	Piaskowce, mułowce, iłowce	0,22	604	132,88	62,3	22 680,6
Zasoby odnawialne dla całej badanej zlewni					110,12	31 648,8

Dla zlewni Bobrzy górnej zasoby odnawialne, triasowego poziomu wodonośnego, wynoszą 31 648,8 m³/d (tab.1), co oznacza, że średni moduł odnawialnych zasobów wód podziemnych w tej zlewni wynosi 3,33 dm³/(s·km²).

KHiGI Hydrogeologia i kształtowanie środowiska wodnego. Rok Akad. 2009/10, WGGiOŚ, II rok

1

KHiGI Hydrogeologia i kształtowanie środowiska wodnego. Rok Akad. 2009/10, WGGiOŚ, GG - GI II rok

---