Gr. 1
1) Wskaźnik infiltracji - parametr opisujący ilościowo infiltrację
Stosunek wody wsiąkającej do ilości opadów. W Polsce wynosi średnio W=17%.
Na infiltrację wpływają: przepuszczalność gruntów i skał, rzeźba powierzchni terenu, temperatura (ma wpływ na parowanie, a parowanie na infiltrację), pokrycie szatą roślinną, nasycenie wodą środowiska skalnego, przemarzanie gruntu, działalność człowieka (zabudowania, wycinanie lasów, asfaltowanie).
Infiltrację bada się przy użyciu lizymetrów, na podstawie pomiarów sporządza się bilans lizymetryczny. Są również metody pośrednie (pomiary wielkości opadów i przepływu w ciekach powierzchniowych, metoda oceny infiltracji na podstawie opadów ora zdolności podłoża do infiltracji).
Wyróżniamy cztery klasy infiltracji:
1. Żwiry, piaski polodowcowe k=0,3
2. Piaski i żwiry moren czołowych, glacjalne k=0,25
3. Piaski i mułki terasów zalewowych k=0,20
4. Warunki złe, gliny zwałowe, iły, mułki k=0,05
2) Odsączalność – zdolność skały całkowicie nasyconej wodą do oddawania wody wolnej pod wpływem działania siły ciężkości (odsączalność grawitacyjna).
Współczynnik odsączalności – decyduje on o objętości wody jaka występuje w skałach którą możemy z niej wydobyć:
Ilość wody odsączonej zależy od wielkości porów, ziarn.
Współczynnik odsączalności określamy:
- metodami przybliżonymi – na podstawie litologii lub na podstawie uziarnienia:
Wzór Biecińskiego:
- metodami laboratoryjnymi: metoda wysokich kolumn, metoda odwirowania, metoda polowa:
3)
4)
5)
6)
7)
8) Przepuszczalność hydrogeologiczna – pory muszą być ze sobą połączone, są trzy rodzaje takich próżni: pory, szczeliny, krasy, mówimy o porowatości, szczelinowatości i krasowości.
Przepuszczalność hydrauliczna – jej miarą jest współczynnik filtracji (k) – stopień przepuszczalności wody w jednostce czasu.
k [L/T] m/s, m/h, m/d
Współczynnik filtracji – parametr który określa przepuszczalność skały w stosunku do wody, zależy od lepkości wody (a ta od temp.) oraz od własności filtracyjnej skały. Temp. wody podziemnej wynosi ok. 10 C, więc przyjęto że parametr ten podaje się najczęściej do tej temp. jeżeli temp. jest niższa to należy przeliczyć współczynnik filtracji.
9) Porowatość – charakterystyczna cech skał okruchowych oraz piroklastycznych, jest to porowatość intergranularna, niektóre skały wykazują porowatość podwójną (zlepieńce – w ziarnach i poza ziarnami), w skałach krystalicznych niekiedy występuje porowatość między kryształami, ale nie występują procesy hydrogeologiczne ponieważ pory nie są ze sobą połączone. Na porowatość wpływa kształt ziarn, wysortowanie osadu (jednorodność uziarnienia), sposobu ułożenia ziarn, porowatość zmniejsza się wraz z głębokością (ponieważ wzrasta upakowanie materiału), stopień scementowania ziarn. Pory mogą być otwarte (odkryte) lub zamknięte (zakryte).
Pory występujące w skałach dzielimy na:
- nadkapilarne > 0,5 mm
- kapilarne 0,5 – 0,0002 mm
- subkapilarne <0,0002 mm.
Pory kapilarne – może występować ruch wody kapilarnej (w naturalnych warunkach).
Pory subkapilarne – woda związana.
Porowatość – określa się przez ilościowe stosunki objętościowe:
Współczynnik porowatości n – stosunek objętości porów do objętości próbki:
Wskaźnik porowatości e – stosunek objętości porów do objętości ziarn w próbce skały:
10)
Gr. 2
1) Wody w strefie aeracji:
wody higroskopijne – jest to woda swobodna (cząsteczki cieczy przyłączone do cząsteczek koloidalnych i mineralnych z pary wodnej pochodzącej z powietrza),
woda błonkowata – otacza warstewkę higroskopijną, gdy podłoże nasyci się parą
wtedy może chłonąć wodę w postaci cieczy, na ziarnie powstaje kolejna błonka, właściwości zbliżone do zwykłej wody, grubość tej błonki to ok. 0,5 mikro mm, nie przenosi ciśnienia hydrostatycznego, częściowo rozpuszcza sole,
wody kapilarne – są to wody o pośrednim charakterze pomiędzy wodą związaną, a wodą wolną, występowanie tych wód związane jest ze zjawiskiem włoskowatości, które występuje również w skałach (pory możemy przyrównać do naczyń), woda podnosi się ponad swe zwierciadło swobodne w wyniku włoskowatości tworząc granicę wzniosu kapilarnego, przyczyną wzniosu kapilarnego są siły działające na granicy ciała stałego i cieczy.
Woda kapilarna zawieszona – powstaje w wyniku szybkiego opadania wody wolnej albo w wyniku działania wody wsiąkowej, utrzymywanie się jej ułatwia fakt, że jej pory tworzą kapilary wsiąkowe
[Wody w strefie saturacji – pory wypełnione wodą: * wody wolne – woda która podlega siłą grawitacji i przemieszcza się w porach, * woda związana – nie przemieszcza się lub jest bardzo ograniczona, spowodowane jest to silnym przyciąganiem między cząsteczkami wody] [wody związane: higroskopijne, błonkowate; wody pośrednie: kapilarne, kapilarno – zawieszone; wody wolne: zawieszone, wiązkowe]
4) Wskaźnik porowatości e – stosunek objętości porów do objętości ziarn w próbce skały:
Współczynnik szczelinowatości:
6) Temperatura – ważny parametr, przeważnie ok. 10 ⁰ C, zmienna od 0 – 100 ⁰ C, zależy od szerokości geograficznej, wysokości n.p.m., głębokości, prędkości ruchu wody i geologiczno-fizycznych własności środowiska geologicznego. W wodach płytkich wpływ na temperaturę ma temperatura powietrza, wraz z głębokością wpływ ten maleje. Strefa wahań dobowych 0,8 - 1,0 m, sezonowych 5 – 8 m, rocznych 15 – 40 m głębokości. Temperatura rośnie wraz ze wzrostem stopnia geotermalnego (w Polsce średnio 1⁰ - 33 m, zmienia się)
Podział temp.:
- hydrogeologiczny: t < t śr – woda chłodna, t = t śr – woda zwykła, t > t śr – woda ciepła,
- balneologiczny: wody hipotermalne – 20 – 30 ⁰C, wody homeotermalne – 35 – 40 ⁰C, wody hipertermalne > 40 ⁰C,
- termalne i zwykłe (najczęściej stosowany).
Pomiary temperatury – zwykły termometr, termometr czerpakowy, termometry elektroniczne, świstawka geologiczna.
TU SIĘ KOŃCZĄ ODPOWIEDZI NA PYTANIA (reszta niestety w notatkach J)
A PONIŻEJ JESZCZE CZĘŚĆ CO MI SIĘ NAWINEŁA PO DRODZE:
Wody podziemne – mają duże znaczenie w zasilaniu wód powierzchniowych. Wody powierzchniowe wpływają na jakość wód podziemnych.
Geneza wód podziemnych:
- infiltracja,
- wody kondensacyjne,
- wody juwenilne,
- wody reliktowe,
- wody metamorficzne.
Retencja gruntowa – zatrzymanie wód.
Wody kondensacyjne – powstają z kondensacji wody w atmosferze.
Wody juwenilne – wody pochodzące ze stygnięcia magmy, wody te pojawiają się w gejzerach (ok. 2%)
Wody reliktowe – występują na dużych głębokościach, wysoko zmineralizowane, nie mają kontaktu z powierzchnią:
- sedymentacyjne – są to wody, które zostały zatrzymane w warstwach sedymentacyjnych,
- kopalno infiltracyjne – kiedyś infiltrowały, z czasem zostały odcięte.
Wody metamorficzne – Powstają w wyniku metamorfizmu (uwalnianie się grupy hydroksylowej OH-, dehydroksylacja, ulegają jej krzemiany).
Wodochłonność molekularna – zdolność do wiązania wody błonkowatej, zależy od charakteru cząstek, naładowania elektrycznego, wielkości ziarn.
Wilgotność molekularna – jest to ilość wody błonkowatej zawartej w skałach w stosunku do objętości całkowitej skały.
Wody zawieszone – wody wolne występujące w strefie aeracji.
Wodochłonność – zdolność do pochłaniania wody przez skałę.
Odsączalność – zdolność do oddawania przez nasyconą skałę wody wolnej w sposób grawitacyjny.
Własności hydrogeologiczne mogą być pierwotne i wtórne. Cementacja, kompakcja i metamorfizm negatywnie wpływają na zdolności hydrogeologiczne skały.
Porowatość efektywna – porowatość pomniejszona o wody związane.
Porowatość miarolityczna – występuje w skałach magmowych/po gazach próżnie są zamknięte, nie połączone ze sobą, porowatość niewielka.
Porowatość pęcherzykowa – gazy w lawach mogą tworzyć pęcherzyki zamknięte – pumeks.
Porowatość gąbczasta – gdy próżnie w skale łączą się – skały magmowe, skały osadowe – martwice wapienne, rudy darniowe, może być wtórna (wietrzenie).
Szczelinowatość – skały lite mają mają korzystne własności hydrogeologiczne jeżeli posiadają szczeliny:
- syngenetyczne – powstają na skutek działania nacisku tensyjnego, najczęściej biegną w kierunkach regularnych,
- tektoniczne – powstają w wyniku ruchu skorupy ziemskiej,
- szczeliny wietrzeniowe – z reguły zależne od sił fizycznych, działania temperatury, nie są głębokie, ale na większych głębokościach spotyka się szczeliny kopalne.
Mikroszczeliny – nie widoczne gołym okiem.
Makroszczeliny – widoczne gołym okiem.
Drożność szczelin – jeżeli szczelina wypełniona jest materiałem ilastym traci swoją zdolność do przewodzenia wody.
Krasowatość – sól kamienna, gips, wapienie, dolomitu ulegają ulegają ługowaniu wód krążących w tych skałach, najbardziej podatny jest gips.
Przepuszczalność hydrauliczna – zależy od niej ilość przepuszczalnej wody przez skałę, aby występowała muszą być pory, szczeliny, kras.
Analiza granulometryczna – wykonuję się ją w celu określenia przepuszczalności:
a – procentowa zawartość danej frakcji
ms – masa danej frakcji
mc – masa całej próbki.
Krzywa kumulacyjna – przedstawia wynik badania danej frakcji, służy do określenia średnicy miarodajnej (efektywnej).
Średnica miarodajna – de=d10
Współczynnik nierównomierności uziarnienia:
U < 5 równomiernie uziarniona
5 < U < 15 nierównomiernie uziarniona
U > bardzo nierównomiernie uziarniona
...
M_rycha