V / 1

MATERIAY DO WICZENIA NR 5 TEMAT: ROZPOZNANIE WARUNKW HYDROGEOLOGICZNYCH

NA PODSTAWIE WIERCE

Wody podziemne to wody wystpujce w skaach skorupy ziemskiej. S one gwnie typu infiltracyjnego, tzn. powstaj dziki infiltracji (wsikaniu) opadw atmosferycznych, a niekiedy rwnie wd powierzchniowych. Inne genetycznie typy wd, o

mniejszym znaczeniu, to wody:

reliktowe - uwizione w skaach, powstae w dawnych epokach geologicznych, cakowicie izolowane od wpywu czynnikw zewntrznych, silnie zmineralizowane;

kondensacyjne powstae z kondensacji pary wodnej, ktra wraz z powietrzem zawarta jest w porach;

juwenilne powstae podczas dyferencjacji magmy jako hydrotermalne roztwory wydzielane w ostatnim etapie procesu krzepnicia magmy;

metamorficzne pochodzce z przeobraenia mineraw podczas metamorfozy termicznej.

Wody podziemne wystpuj jako:

wody wolne wykazujce zdolno przemieszczania si pod wpywem siy cikoci i rnicy cinie hydrostatycznych,

wody zwizane nie odsczajce si pod wpywem siy cikoci, utrzymywane w rodowisku skalnym siami molekularnymi (woda higroskopijna, bonkowata).

Poziom, do ktrego wznosi si woda wolna zwany jest zwierciadem wody podziemnej. Zwierciado wody podziemnej jest granic dwch stref: strefy aeracji czyli napowietrzenia i

strefy saturacji nasycenia wod.

W strefie aeracji pustki skalne wypenia powietrze i woda wystpujca w postaci pary wodnej, wody zwizanej (woda higroskopijna, bonkowata), wody kapilarnej oraz wody

wolnej zawieszonej i wsikowej.

W strefie saturacji wolne przestrzenie (pory, szczeliny, prnie krasowe) wypenione s cakowicie wod. Grn granic strefy saturacji jest zwierciado wd podziemnych, doln

stanowi strop utworw wodoszczelnych.

Tak rozumiane zwierciado wd podziemnych to zwierciado swobodne. Pozostaje ono pod cinieniem atmosferycznym i na og naladuje w przyblieniu ksztat powierzchni terenu.

Ustala si w otworze wiertniczym na gbokoci, na ktrej zostao nawiercone.

Strefa aeracji i saturacji

1- utwory przepuszczalne, 2 - utwory nieprzepuszczalne

V / 2

Zwierciado napite pooenie i ksztat zwierciada napitego wymuszone s przez wyej lece utwory nieprzepuszczalne. Zwierciado napite znajduje si pod cinieniem wyszym

od atmosferycznego. Jeeli woda taka zostanie nawiercona, to parta cinieniem

hydrostatycznym podniesie si w rurze wiertniczej do okrelonej wysokoci. Wznios ten to

cinienie piezometryczne, a poziom na ktrym si ustalio, to zwierciado ustalone (ustabilizowane).

czc na przekroju pionowym wysokoci supw wody w punktach obserwacyjnych lini,

otrzymamy piezometryczn lini cinie. Natomiast powierzchnia wyznaczona wysokoci cinienia piezometrycznego w szeregu punktw obserwacyjnych jest zwierciadem statycznym, lub zwierciadem piezometrycznym.

Zwierciado statyczne - zwierciado ustalone w wyniku naturalnego cinienia hydrostatycznego. Tworzy go poziom wyznaczony przez zwierciado ustabilizowane.

Wody podziemne pod cinieniem mog charakteryzowa si zwierciadem statycznym

stabilizujcym si ponad powierzchni terenu. Mwimy wtedy o cinieniu artezyjskim.

Zwierciado dynamiczne zwierciado wody podziemnej obnione wskutek pompowania wody albo podniesione wskutek jej wprowadzenia do warstwy wodononej (uksztatowane w

wyniku eksploatacji wody podziemnej).

W zalenoci od gbokoci wystpowania wd podziemnych oraz warunkw geologicznych

wyrniamy nastpujce typy wd w strefie saturacji:

wody przypowierzchniowe (zaskrne) wystpuj bardzo pytko pod powierzchni ziemi i praktycznie pozbawione s strefy aeracji;

wody gruntowe oddzielone od powierzchni ziemi mniej lub bardziej grub przepuszczaln stref aeracji, zasilane bezporednio z powierzchni ziemi przez infiltrujce

opady atmosferyczne;

wody wgbne rwnie zasilane przez opady atmosferyczne, lecz znajdujce si w warstwach wodononych pokrytych utworami nieprzepuszczalnymi;

wody gbinowe znajduj si gboko pod powierzchni ziemi, izolowane cakowicie wieloma kompleksami utworw nieprzepuszczalnych.

Warstwa wodonona zbudowana jest ze ska, ktre mog wod gromadzi, przewodzi i oddawa w wyniku dziaania siy cikoci. W sensie hydrogeologicznym nie musi to by

pojedyncza warstwa lecz take zesp warstw wypenionych wod woln.

Aby moliwe byo akumulowanie i przewodzenie wody wolnej, skaa musi wykazywa:

V / 3

porowato (lub szczelinowato, krasowato) tzn. musz istnie wolne przestrzenie w skale;

przepuszczalno hydrauliczn (wodoprzepuszczalno) zdolno do przewodzenia wody wolnej w przypadku rnicy cinie hydrostatycznych; moliwe jest to, gdy prnie

i pustki w skale s ze sob poczone, oraz gdy maj one odpowiednio due wymiary (gdy

wymiary prni s bardzo mae, woda zostaje zwizana siami midzyczsteczkowymi i

staje si niezdolna do ruchu, np. w iach). Miar przepuszczalnoci hydraulicznej ska i

gruntw jest wspczynnik filtracji.

Pod wzgldem wodoprzepuszczalnoci skay dzielimy na:

przepuszczalne wiry, piaski, pospki, skay lite silne szczelinowate; pprzepuszczalne piaski gliniaste, ilaste, gliny piaszczyste, torfy, namuy; nieprzepuszczalne gliny, iy, muki, skay lite nieszczelinowate;

METODY ODWZOROWANIA WARUNKW HYDROGEOLOGICZNYCH Przekrj hydrogeologiczny - graficzne odwzorowanie warunkw hydrogeologicznych wzdu obranej paszczyzny pionowej w zwizku z budow geologiczn. Przekrj

hydrogeologiczny opracowuje si na podstawie danych z profili otworw wiertniczych oraz

interpretacji wynikw rozpoznania hydrogeologicznego terenu.

Profil hydrogeologiczny - graficzne lub opisowe, punktowe przedstawienie w pionie danych hydrogeologicznych na tle litologii i stratygrafii.

Mapa hydrogeologiczna - kartograficzne odwzorowanie warunkw wystpowania, rozprzestrzeniania, jakoci i iloci wd podziemnych. Najprostsz map hydrogeologiczn

jest rysunek hydroizohips, hydroizobat lub innych hydroizolinii. Oprcz oznacze liniowych,

do ktrych nale tez linie graniczne, posugujemy si oznaczeniami punktowymi, cyframi,

literami, szrafur i barwami.

Hydroizohipsy - linie krzywe czce punkty o jednakowej wysokoci hydraulicznej w warstwie wodononej. Przy wodach zwykych chodzi tu o rzdne zwierciada wody.

Mapa hydroizohips jest wic map morfologii zwierciada wody podziemnej (zwierciada

swobodnego, a dla wd naporowych zwierciada statycznego).

Hydroizobaty - linie czce punkty na mapie o jednakowej gbokoci do zwierciada wody gruntowej. Powstaje w ten sposb mapa warstwy suchej.

Map hydroizohips wykrela si metod interpolacji. Punkty w ktrych dane s rzdne

zwierciada wody czy si w sie trjktw mniej wicej rwnobocznych i w kadym

trjkcie osobno przeprowadza si interpolacj. Mapa hydroizohips bdzie tym dokadniejsza,

im wicej jest punktw pomiarowych i im bardziej rwnomiernie s one rozmieszczone.

Naley przy tym pamita, e:

hydroizohipsy odzwierciedlaj ksztat zwierciada wody wystpujcej w tej samej

geologicznie okrelonej warstwie wodononej (std wana jest znajomo budowy

geologicznej obszaru)

hydroizohipsy nie mog przecina si, ani tworzy linii zaamujcych si, lecz linie krzywe

pynne, zamknite.

V / 4

Przy kreleniu hydroizohips wody gruntowej naley zwrci szczegln uwag na:

morfologi terenu

sie wd powierzchniowych, ktre znaczco wpywaj na przebieg hydroizohips.

Z mapy hydroizohips mona odczyta:

kierunki przepywu wd - w kadym punkcie prostopade do hydroizohips;

spadki hydrauliczne (spadek hydrauliczy - rnica wysokoci hydraulicznej midzy

dwoma punktami pooonymi na jednej linii prdu, przypadajca na jednostkow

odlego midzy tymi punktami) oraz informacje o warunkach przepywu wd;

charakter powiza z ciekami powierzchniowymi; rzeki mog by drenujce, infiltrujce,

lub obojtne.

Rzeka drenujca - rzeka zasilana przez wody podziemne z warstwy wodononej, przez ktr przepywa i ktr drenuje. Ma to miejsce, gdy wody powierzchniowe rzeki znajduj si w

zwizku hydraulicznym (bezporednim lub porednim) z wodami podziemnymi, ktrych

zwierciado pooone jest wyej ni poziom wody w rzece drenujcej.

Rzeka infiltrujca - rzeka zasilajca wody podziemne. Ma to miejsce wtedy, gdy zwierciado wd podziemnych znajduje si niej, ni poziom wody w rzece infiltrujcej.

ZADANIE DO WYKONANIA:

1. Wykona przekrj hydrogeologiczny wzdu zadanej linii amanej. Skala pozioma przekroju jednakowa z skal mapy, tzn. 1: 10 000, skala pionowa 1: 1000.

Na przekroju zaznaczy litologi - szrafur, charakter wodoprzepuszczalnoci - barw (utwory przepuszczalne w strefie aeracji na to, w strefie saturacji na niebiesko, utwory

pprzepuszczalne na pomaraczowo, utwory nieprzepuszczalne na brzowo), zwierciada wd podziemnych, kierunki przepywu wd.

V / 5