��ROZPOZNANIE WARUNK�W HYDROGEOLOGICZNYCH
NA PODSTAWIE WIERCEC
Wody podziemne to wody wystpujce pod powierzchni ziemi w wolnych przestrzeniach skalnych.
Wody podziemne powstaj gB�wnie dziki infiltracji (wsikaniu) opad�w atmosferycznych, a niekiedy
r�wnie\ w�d powierzchniowych wody o tej genezie s typu infiltracyjnego. Czynniki wpBywajce na infiltracj
to: przepuszczalno[ grunt�w i skaB, rzezba terenu, temperatura powietrza, niedosyt wilgotno[ci powietrza,
pokrycie szat ro[linn, nasycenie wod [rodowiska skalnego, przemarzanie gruntu, dziaBalno[ czBowieka. W
Polsce infiltruje okoBo 17% opadu.
Inne genetycznie typy w�d, o mniejszym znaczeniu, to wody:
" kondensacyjne powstaBe z kondensacji (skroplenia) pary wodnej zawartej w powietrzu wypeBniajcym pory i
wolne przestrzenie w glebie, gruntach i skaBach;
" juwenilne hydrotermalne roztwory bdce pomagmowymi resztkami wydzielonymi w ostatnim etapie
procesu krzepnicia magmy;
" reliktowe (szcztkowe) uwizione w skaBach, powstaBe w dawnych epokach geologicznych (resztki
dawnych m�rz bdz stare wody infiltracyjne), caBkowicie izolowane od wpBywu czynnik�w zewntrznych, silnie
zmineralizowane;
" metamorficzne wydzielone podczas termicznej metamorfozy skaB podczas, gdy mineraBy nietrwaBe w
podwy\szonej temperaturze, ulegaj przeobra\eniu.
Wody podziemne wystpuj jako:
" wody wolne wykazujce zdolno[ przemieszczania si pod wpBywem siBy ci\ko[ci i r�\nicy ci[nieD
hydrostatycznych,
" wody zwizane nie odsczajce si pod wpBywem siBy ci\ko[ci, utrzymywane w [rodowisku skalnym siBami
molekularnymi wikszymi ni\ siBy ci\ko[ci (woda higroskopijna, bBonkowata).
Poziom, do kt�rego wznosi si woda wolna zawarta w [rodowisku skalnym - zwany jest zwierciadBem
wody podziemnej. ZwierciadBo wody podziemnej jest granic dw�ch stref: strefy aeracji czyli napowietrzenia i
strefy saturacji nasycenia wod.
W strefie aeracji pustki skalne wypeBnia powietrze
i woda wystpujca w postaci pary wodnej, wody
zwizanej (woda higroskopijna, bBonkowata), wody
kapilarnej oraz wody wolnej zawieszonej i wsikowej
(infultrujcej). Zdolno[ do utrzymywania na powierzchni
ziarna wody zwizanej to wilgotno[ molekularna.
Wilgotno[ molekularna jest tym wiksza im mniejsza jest
[rednica ziaren. I tak dla piasku wynosi okoBo 1,5% suchej
masy a dla muB�w i iB�w ok. 40 %.
Wody kapilarne s to wody podcignite powy\ej poziomu w�d podziemnych (dziaBanie siB
molekularnych) przez wznios kapilarny h=0,15/r (r [rednica por�w). Jest to kapilarno[ czynna. ZwierciadBo
w�d podziemnych nie jest staBe gdy si podnosi lub opada powstaje nowa strefa kapilarna, cz[ wody z
poprzedniej strefy kapilarnej spBywa a cz[ pozostaje zawieszona w strefie aeracji powstaj wody kapilarne
zawieszone kapilarno[ bierna. Wysoko[ wzniosu kapilarnego dla \wiru wynosi 3 cm, dla muBk�w i less�w 1,2
3,5 m.
W strefie saturacji wolne przestrzenie (pory, szczeliny, pr�\nie krasowe) wypeBnione s caBkowicie
wod. G�rn granic strefy saturacji jest zwierciadBo w�d podziemnych, doln stanowi strop utwor�w
wodoszczelnych.
Tak rozumiane zwierciadBo w�d podziemnych to zwierciadBo swobodne. Pozostaje ono pod ci[nieniem
atmosferycznym i na og�B na[laduje w przybli\eniu ksztaBt powierzchni terenu. Ustala si w otworze wiertniczym
na gBboko[ci, na kt�rej zostaBo nawiercone.
ZwierciadBo napite poBo\enie i ksztaBt
zwierciadBa napitego wymuszone s przez wy\ej le\ce
utwory nieprzepuszczalne. ZwierciadBo napite znajduje
si pod ci[nieniem wy\szym od atmosferycznego. Je\eli
woda taka zostanie nawiercona, to parta ci[nieniem
hydrostatycznym podniesie si w rurze wiertniczej do
okre[lonej wysoko[ci. Wznios ten to ci[nienie
piezometryczne, a poziom na kt�rym si ustaliBo, to
zwierciadBo ustalone (ustabilizowane).
Aczc na przekroju pionowym wysoko[ci sBup�w wody w punktach obserwacyjnych lini, otrzymamy
piezometryczn lini ci[nieD. Natomiast powierzchnia wyznaczona wysoko[ci ci[nienia piezometrycznego w
szeregu punkt�w obserwacyjnych jest zwierciadBem statycznym, lub zwierciadBem piezometrycznym.
1
ZwierciadBo statyczne - zwierciadBo ustabilizowane w wyniku naturalnego ci[nienia hydrostatycznego.
Tworzy go poziom wyznaczony przez zwierciadBo ustabilizowane.
Wody podziemne pod ci[nieniem mog charakteryzowa si zwierciadBem statycznym stabilizujcym si
ponad powierzchni terenu. M�wimy wtedy o ci[nieniu artezyjskim.
ZwierciadBo dynamiczne zwierciadBo wody podziemnej obni\one wskutek pompowania wody albo
podniesione wskutek jej wprowadzenia do warstwy wodono[nej (uksztaBtowane w wyniku eksploatacji wody
podziemnej).
W zale\no[ci od gBboko[ci wystpowania w�d podziemnych oraz warunk�w geologicznych wyr�\niamy
nastpujce typy w�d w strefie saturacji:
" wody przypowierzchniowe (zask�rne) wystpuj bardzo pBytko pod powierzchni ziemi i praktycznie
pozbawione s strefy aeracji, jest to szczeg�lny typ wody gruntowej, jak gdyby przej[ciowy do w�d
powierzchniowych;
" wody gruntowe oddzielone od powierzchni ziemi mniej lub bardziej grub przepuszczaln stref aeracji,
zasilane bezpo[rednio z powierzchni ziemi przez infiltrujce opady atmosferyczne, a wic obszar ich zasilania
jest r�wny co do zasigu z obszarem ich rozprzestrzenienia;
" wody wgBbne r�wnie\ zasilane przez opady atmosferyczne, lecz znajdujce si w warstwach
wodono[nych pokrytych utworami nieprzepuszczalnymi;
" wody gBbinowe znajduj si gBboko pod powierzchni ziemi, izolowane caBkowicie wieloma kompleksami
utwor�w nieprzepuszczalnych.
Warstwa wodono[na zbudowana jest ze skaB wodono[nych czyli takich, kt�re mog pochBania
(gromadzi), przewodzi i oddawa wod woln w wyniku dziaBania siBy ci\ko[ci.
Aby mo\liwe byBo akumulowanie i przewodzenie wody wolnej, skaBa musi wykazywa:
" porowato[ (lub szczelinowato[, krasowato[) kt�ra polega na wystpowaniu w skale drobnych pr�\ni i
kanalik�w midzy poszczeg�lnymi ziarnami mineralnymi, porowato[ zale\y od jednorodno[ci uziarnienia,
uBo\enia i ksztaBtu ziaren (nie zale\y od wielko[ci ziaren skalnych!);
wsp�Bczynnik porowato[ci - n = objto[ por�w / objto[ci skaBy (n=Vp/V); n=e/(1+e) gdzie:
wskaznik porowato[ci e = objto[ por�w / objto[ci ziaren (e=Vp/Vz)
wskaznik porowato[ci efektywnej objto[ por�w efektywnych czynnych podczas przepBywu wody przez
skaB ne=Vpe/V
" przepuszczalno[ hydrauliczn (wodoprzepuszczalno[) zdolno[ do przewodzenia wody wolnej w
przypadku r�\nicy ci[nieD hydrostatycznych; mo\liwe jest to, gdy pr�\nie i pustki w skale s ze sob
poBczone, oraz gdy maj one odpowiednio du\e wymiary (gdy wymiary pr�\ni s bardzo maBe, woda zostaje
zwizana siBami midzyczsteczkowymi i staje si niezdolna do ruchu, np. w iBach). Wodoprzepuszczalno[
zale\y wic od wielko[ci i ilo[ci por�w, ksztaBtu ziaren skalnych, lepko[ci i temperatury wody. Miar
przepuszczalno[ci hydraulicznej skaB i grunt�w jest wsp�Bczynnik filtracji.
2
Pod wzgldem wodoprzepuszczalno[ci skaBy dzielimy na:
przepuszczalne \wiry, piaski, posp�Bki, skaBy lite silne szczelinowate;
p�Bprzepuszczalne piaski gliniaste, ilaste, gliny piaszczyste, torfy, namuBy;
nieprzepuszczalne gliny, iBy, muBki, skaBy lite nieszczelinowate;
METODY ODWZOROWANIA WARUNK�W HYDROGEOLOGICZNYCH
ZwierciadBo wody gruntowej prawie nigdy nie jest zupeBnie poziome, najlepszym sposobem odwzorowania
ksztaBtu zwierciadBa jest zastosowanie izohips, podobnie jak w przedstawianiu rzezby terenu. Izohipsy zwierciadBa
w�d gruntowej nazywamy hydroizohipsami.
Hydroizohipsy - linie krzywe Bczce punkty o jednakowej wysoko[ci hydraulicznej w warstwie
wodono[nej. Przy wodach zwykBych chodzi tu o rzdne zwierciadBa wody.
Mapa hydroizohips jest wic map morfologii zwierciadBa wody podziemnej (zwierciadBa swobodnego, a dla w�d
naporowych zwierciadBa statycznego).
Hydroizobaty - linie Bczce punkty na mapie o jednakowej gBboko[ci do zwierciadBa wody gruntowej.
Powstaje w ten spos�b mapa warstwy suchej.
Mapa hydroizohips przedstawia poziom zwierciadBa ustabilizowanego na caBym obszarze dla danego
poziomu wodono[nego, wykre[la si j metod interpolacji. Punkty w kt�rych dane s rzdne zwierciadBa wody
Bczy si w sie tr�jkt�w mniej wicej r�wnobocznych i w ka\dym tr�jkcie osobno przeprowadza si
interpolacj. Mapa hydroizohips bdzie tym dokBadniejsza, im wicej jest punkt�w pomiarowych i im bardziej
r�wnomiernie s one rozmieszczone.
Nale\y przy tym pamita, \e:
" hydroizohipsy odzwierciedlaj ksztaBt zwierciadBa wody wystpujcej w tej samej geologicznie okre[lonej
warstwie wodono[nej (std wa\na jest znajomo[ budowy geologicznej obszaru)
" hydroizohipsy nie mog przecina si, ani tworzy linii zaBamujcych si, lecz linie krzywe pBynne, zamknite.
Przy kre[leniu hydroizohips wody gruntowej nale\y zwr�ci szczeg�ln uwag na:
" morfologi terenu
" sie w�d powierzchniowych, kt�re znaczco wpBywaj na przebieg hydroizohips.
Z mapy hydroizohips mo\na odczyta:
" kierunki przepBywu w�d - w ka\dym punkcie prostopadBe do hydroizohips;
" spadki hydrauliczne (spadek hydrauliczny - r�\nica wysoko[ci hydraulicznej midzy dwoma punktami
poBo\onymi na jednej linii prdu, przypadajca na jednostkow odlegBo[ midzy tymi punktami) oraz
informacje o warunkach przepBywu w�d;
" charakter powizaD z ciekami powierzchniowymi; rzeki mog by drenujce, infiltrujce, lub obojtne.
Rzeka drenujca - rzeka zasilana przez wody
podziemne z warstwy wodono[nej, przez kt�r przepBywa
i kt�r drenuje. Ma to miejsce, gdy wody powierzchniowe
rzeki znajduj si w zwizku hydraulicznym
(bezpo[rednim lub po[rednim) z wodami podziemnymi,
kt�rych zwierciadBo poBo\one jest wy\ej ni\ poziom wody
w rzece drenujcej.
Rzeka infiltrujca - rzeka zasilajca wody
podziemne. Ma to miejsce wtedy, gdy zwierciadBo w�d
podziemnych znajduje si ni\ej, ni\ poziom wody w rzece
infiltrujcej.
Przekr�j hydrogeologiczny - graficzne
odwzorowanie warunk�w hydrogeologicznych
(wystpowanie poziom�w wodono[nych, poBo\enie
zwierciadeB wody, charakter wodoprzepuszczalno[ci skaB)
wzdBu\ obranej pBaszczyzny pionowej w zwizku z
budow geologiczn. Przekr�j hydrogeologiczny
opracowuje si na podstawie danych z profili otwor�w
wiertniczych oraz interpretacji wynik�w rozpoznania
hydrogeologicznego terenu.
Profil hydrogeologiczny - graficzne lub opisowe, punktowe przedstawienie w pionie danych
hydrogeologicznych na tle litologii i stratygrafii.
Mapa hydrogeologiczna - kartograficzne odwzorowanie warunk�w wystpowania, rozprzestrzeniania,
jako[ci i ilo[ci w�d podziemnych. Najprostsz map hydrogeologiczn jest rysunek hydroizohips, hydroizobat lub
innych hydroizolinii. Opr�cz oznaczeD liniowych, do kt�rych nale\ tez linie graniczne, posBugujemy si
oznaczeniami punktowymi, cyframi, literami, szrafur i barwami.
3
PROJEKT NR 1 PRZEKR�J HYDROGEOLOGICZNY
Wykona przekr�j hydrogeologiczny wzdBu\ zadanej linii Bamanej.
Skala pozioma przekroju jednakowa z skal mapy, tzn. 1: 10 000. Skala pionowa 1: 1000. Na przekroju
zaznaczy litologi - szrafur, charakter wodoprzepuszczalno[ci - barw (utwory przepuszczalne w strefie
aeracji na \�Bto, w strefie saturacji na niebiesko, utwory p�Bprzepuszczalne na pomaraDczowo, utwory
nieprzepuszczalne na brzowo), zwierciadBa w�d podziemnych, kierunki przepBywu w�d.
4
PROJEKT NR 2
ANALIZA MAPY HYDROGEOLOGICZNEJ
Na podstawie mapy hydrogeologicznej w skali 1:200 000 opisa warunki hydrogeologiczne dla zadanego
miasta.
Dla obszaru zadanego miasta nale\y okre[li - opisa:
przynale\no[ do jednostki hydrogeologicznej,
wydzieli pitra i poziomy wodono[ne, dla ka\dego pitra opis: litologia i stratygrafia (z opisu region�w
hydrogeologicznych oraz na podstawie przekroju), zasig i mi\szo[ utwor�w wodono[nych,
przepuszczalno[ utwor�w powierzchniowych i gBboko[ wystpowania pierwszego zwierciadBa w�d
podziemnych czy istnieje zagro\enie zanieczyszczenia w�d gruntowych?
istniejce ogniska zanieczyszczeD,
gBboko[ wystpowania oraz izolacj pierwszego u\ytkowego poziomu wodono[nego,
w jakich utworach i o jakiej stratygrafii wstpuje gB�wny poziom u\ytkowy, jaka jest jego wodoprzewodno[,
jaki ukBad hydroizohips,
jako[ w�d gB�wnego poziomu u\ytkowego,
poda potencjaln wydajno[ typowego otworu studziennego,
poda gB�wnych u\ytkownik�w w�d podziemnych (obja[nienia do mapy),
oraz wszystkie inne informacje, kt�re mo\na odczyta z zadanej mapy,
5
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Projekt pracy aparat ortodontyczny ruchomyProjekt mgifprojekt z budownictwa energooszczednego nr 3prasa dwukolumnowa projekt4 projektyCuberbiller Kreacjonizm a teoria inteligentnego projektu (2007)Projektowanie robót budowlanych w obiektach zabytkowychPROJEKT FUNDAMENTOWANIE 2więcej podobnych podstron