Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Dyskretne i ciągłe pomiary wskaźników jakości wód podziemnych prof. dr hab. inż. Marek Nawalany dr inż. Grzegorz Sinicyn Wzmocnienie kontroli przestrzegania.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Dyskretne i ciągłe pomiary wskaźników jakości wód podziemnych prof. dr hab. inż. Marek Nawalany dr inż. Grzegorz Sinicyn Wzmocnienie kontroli przestrzegania."— Zapis prezentacji:

1 Dyskretne i ciągłe pomiary wskaźników jakości wód podziemnych prof. dr hab. inż. Marek Nawalany dr inż. Grzegorz Sinicyn Wzmocnienie kontroli przestrzegania prawa w zakresie ochrony i wykorzystania zasobów wodnych w województwie małopolskim 8-10 grudnia 2009r., Tarnów Politechnika Warszawska Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Krakowie

2 Wody podziemne Automatyczne sondy pomiarowe sondy serii 6 firmy YSI Incorporated wieloparametrowy system monitoringu środowiskowego 8 mierzonych parametrów –poziom wody –temperatura –pH –przewodność właściwa –mętność –tlen rozpuszczony –azotany –chlorki

3 Wody podziemne Lokalizacja sond 14 automatycznych sond istniejące otwory studzienne (studnie czynne i nieczynne) zlewnia rzeki Dunajec (zlewnia pilotowa) studnie infiltracyjne (brzegowe) –10 przy rzece Dunajec – 2 przy rzece Biała wyjątki –1 w okolicach kopalni żwiru –1 oddalona o ok m od rzeki Dunajec

4 Wody podziemne Lokalizacja sond

5 Wody podziemne Lokalizacja sond

6 Wody podziemne Lokalizacja sond

7 Wody podziemne Lokalizacja sond

8 Wody podziemne JCWPd

9 Przykładowe wyniki pomiarów analizowany okres –od marca 2009 do lipca 2009 roku wykresy wartości pomiarów danego wskaźnika w funkcji czasu pomiary automatyczne odniesione do pomiarów ręcznych i laboratoryjnych

10 Wody podziemne Wysokość słupa wody nad sondą

11 Wody podziemneTemperatura

12 pH

13 Przewodność

14 Tlen rozpuszczony

15 Wody podziemneChlorki

16 Spostrzeżenia i uwagi czujnik wysokości słupa wody nad sondą –stabilne działanie –widoczne fluktuacje zwierciadła z powodowane pracą studni –nieodpowiednia instalacja sondy w studni (6 z 14 - poziom wody poniżej 1 m) –możliwość wynurzenia sondy przy niskich stanach wody nieprawidłowe wskazanie uszkodzenie czujnika

17 Wody podziemne Wysokość słupa wody nad sondą

18 Wody podziemne Spostrzeżenia i uwagi czujnik temperatury –stabilne działanie –widoczne nieznaczna sezonowość –czasami pomiar ręczny odbiega od pomiaru automatycznego prawdopodobnie błędny pomiar ręczny –trudne do wyjaśnienia pomiary w studniach: 4.1 i 4.2 Świerczków 21.2 Świniarsko

19 Wody podziemneTemperatura

20 Spostrzeżenia i uwagi czujnik pH –stabilne działanie –czasami pomiar ręczny odbiega od pomiaru automatycznego prawdopodobnie błędny pomiar ręczny

21 Wody podziemnepH

22 Spostrzeżenia i uwagi czujnik przewodności właściwej –większość czujników działa stabilne –dobra zgodność pomiarów automatycznych z pomiarami ręcznymi –niewielkie rozbieżności 2, Żabno-Konary – odczyty nieco zawyżone 4.2, Świerczków – odczyty nieco zaniżone 22, Stary Sącz – wahania dobowe

23 Wody podziemnePrzewodność

24 Spostrzeżenia i uwagi czujnik mętności –na większości czujników odczyty ujemne –zgodnie z informacjami producenta ujemne wartości świadczą o braku zmętnienia wody –jedna studnia wykazuje wartości dodatnie 8, Ciężkowice brak pomiarów weryfikujących

25 Wody podziemneMętność

26 Spostrzeżenia i uwagi czujnik tlenu rozpuszczonego –na większości czujników widoczne wahania dobowe –czujnik najbardziej awaryjny (6 z 14 przestało działać – odczyty ujemne lub niemiarodajne) –dosyć dobra zgodność z pomiarami ręcznymi –częstsza kalibracja czujnika

27 Wody podziemne Tlen rozpuszczony

28 Wody podziemne Spostrzeżenia i uwagi czujnik chlorków –na większości czujników poprawne i stabilne pomiary –dobra zgodność z pomiarami ręcznymi –2 problematyczne studnie 5, Kępa Bogumiłowicka – bardzo wysokie stężenia w marcu 4.3, Świerczków – przy wysokich wartościach brak zgodności z pomiarami laboratoryjnymi

29 Wody podziemneChlorki

30 Spostrzeżenia i uwagi czujnik azotanów –znacząca reakcja czujnika na kalibrację –po kalibracji odczyty spadają o mg/l –eliminacja dryftu kalibracyjnego –częstsza kalibracja urządzenia –wartości odczytów z sondy zawsze niższe od wartości uzyskanych w laboratorium –błąd systematyczny w laboratorium (?) –błąd czujnika (?)

31 Wody podziemneAzotany

32 Uwagi podsumowujące pracę sond Większość czujników zainstalowanych w sondach działa poprawnie, stabilnie, a odczyty wykazują dobrą zgodność z pomiarami polowymi (ręcznymi) i laboratoryjnymi Najwięcej problemów technicznych (awarie, odczyty ujemne, itp.) stwarza czujnik tlenu rozpuszczonego

33 Wody podziemne Uwagi podsumowujące pracę sond Niektóre sondy zostały zainstalowane zbyt płytko. Może to powodować okresowe wynurzanie się czujników oraz prowadzić do błędnych wskazań czujników a nawet do ich uszkodzenia

34 Wody podziemne Uwagi podsumowujące pracę sond Pomiary azotanów we wszystkich sondach automatycznych wykazują znacząco niższe wartości w stosunku do pomiarów laboratoryjnych. Jednocześnie zachowana jest podobna zmienność czasowa. Może to świadczyć o występowaniu błędu systematycznego pomiaru laboratoryjnego bądź pomiaru wykonywanego przez sondę

35 Wody podziemne Uwagi podsumowujące pracę sond Brak jest dostępnych dokumentacji technicznych zarówno samej instalacji sond jak również dokumentacji ujęć, na których sondy zostały zainstalowane co utrudnia interpretację wyników otrzymywanych z czujników Pomiar słupa wody w studni nad sondą powinien być przeliczany na poziom wody nad przyjęty poziom odniesienia

36 Metody interpretacji pomiarów ciągłych dla potrzeb systemów monitoringu wód podziemnych zgodnych z RDW prof. dr hab. inż. Marek Nawalany dr inż. Grzegorz Sinicyn mgr inż. Marcin Kawka Wzmocnienie kontroli przestrzegania prawa w zakresie ochrony i wykorzystania zasobów wodnych w województwie małopolskim 8-10 grudnia 2009r., Tarnów Politechnika Warszawska Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Krakowie

37 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (1) Charakterystyka zmiennych mierzonych wskaźniki opisujące stan jakości wód podziemnych są zmiennymi o wartościach ciągłych ewoluującym w czasie ciągłym – ich zmienność w czasie jest przedmiotem projektu wskaźniki jakości wód podziemnych zmieniają się także w przestrzeni; są zmiennymi przestrzennymi – ich zmienność w przestrzeni NIE jest przedmiotem projektu

38 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (2) Charakterystyka pomiarów prowadzonych na ujęciach brzegowych wód podziemnych w zlewni Dunajca pomiary wskaźników jakości wód podziemnych prowadzone za pomocą sond automatycznych są pomiarami dyskretnymi w czasie wysoka częstotliwość pomiarów (2x/dobę) umożliwia analizę widma częstotliwościowego i analizę korelacyjną z dobrą dokładnością

39 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (3) Dekompozycja sygnału pomiarowego X(t) w. podz. na ujęciach brzegowych w zlewni Dunajca na trzy składowe Trend –T(t) = At + B (wyznaczany metodą NK) Składowa sezonowa –S(t)= a i sin( i t+ i ) (wyznaczana metodą FFT) Składowa losowa – R(t)= X(t) –T(t) – S(t)

40 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (4a) Przykład dekompozycji pomiarów temperatury w.podz. w studni 4.1 ujęcia Świerczków - Trend

41 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (4b) Przykład dekompozycji pomiarów temperatury w.podz. w studni 4.1 ujęcia Świerczków - Składowa sezonowa

42 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (4c) Przykład dekompozycji pomiarów temperatury w.podz. w studni 4.1 ujęcia Świerczków - Składowa losowa

43 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (5) Charakterystyki statystyczne składowej losowej Funkcja autokowariancjna i funkcja autokorelacyjna (i =1,...,N) (m = 0,1,2,...) Funkcja kowariancji wzajemnej i funkcja korelacji wzajemnej (i,j =1,...,N) (m = 0,1,2,...)

44 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (5a) Przykład charakterystyk statystycznych składowej losowej pomiarów w.podz. w studni 4.1 ujęcia Świerczków Funkcja autokorelacyjna temperatury

45 Wody podziemne Pomiary ciągłe wód podziemnych (5b) Przykład charakterystyk statystycznych składowej losowej pomiarów w.podz. w studni 4.1 ujęcia Świerczków Funkcja korelacji wzajemnej tlenu i temperatury

46 Wody podziemne Zalecenia Pomiary wskaźników jakości wód podziemnych na ujęciach powinny się odbywać w warunkach ustabilizowanej geometrii strumienia w.podz. - najlepiej na rurze odprowadzającej te wody do zbiornika ujęcia lub w studni na wysokości siatki filtracyjnej studni; nigdy blisko powierzchni lustra wody

47 Wody podziemne Zalecenia Pomiar wahań zwierciadła powinien odbywać się w piezometrze sąsiadującym ze studnią ujęcia; pomiary wahań zwierciadła wykonywane w studni odzwierciedlają przede wszystkim fluktuacje wydatku pompy zainstalowanej w studni a nie zmiany zwierciadła w warstwie wodonośnej, z której woda ujmowana jest przez studnię

48 Wody podziemne Zalecenia Pomiarom ilości i jakości ujmowanych wód podziemnych powinna towarzyszyć ciągła rejestracja wydatku studni. Kalibracja sond powinna się odbywać częściej niż raz na miesiąc (co najmniej 2 razy w miesiącu). Kalibracja powinna się odbywać w warunkach ustabilizowanych temperaturowo

49 Wody podziemne Zalecenia Ciągi pomiarów ciągłych wskaźników jakości wód podziemnych powinny olejąc okres przynajmniej 3 lat aby możliwe było wiarygodne stwierdzenie występowania w danych pomiarowych. trendów i składowych sezonowych

50 Wody podziemne Wnioski Zaletami sond automatycznych są: a) możliwość wykonywania pomiarów jednoczesnych; w każdym dniu pomiar jest dokonywany o tej samej godzinie dla wszystkich ujęć. b) możliwość stosowania sond jako czujników do identyfikacji zanieczyszczeń c) możliwość stosowania sond w systemach wczesnego ostrzegania (sondy zainstalowane na kierunkach napływu wody do ujęcia)

51 Wody podziemne Wnioski Porównując pomierzone koherentnie wartości wskaźników dla wód powierzchniowych i podziemnych należy stwierdzić brak widocznych korelacji wzajemnych pomiędzy pomiarami. W głównej mierze może to być spowodowane zbyt krótkimi seriami danych pomiarowych, w szczególności dla wód podziemnych

52 Wody podziemne Wnioski Analiza częstotliwościowa jest przydatnym narzędziem umożliwiającym wykrycie i dyskryminację procesów i efektów nieistotnych dla interpretacji danych pomiarowych wskaźników jakości w warstwie wodonośnej Analiza funkcji korelacji wzajemnej umożliwia określenie siły związku statystycznego między mierzonymi zmiennymi; w szczególności może być użyteczna do podjęcia decyzji o rezygnacji z pomiaru niektórych zmiennych i określania ich wartości na podstawie pomierzonych wartości zmiennych silnie skorelowanych ze zmienna nie mierzoną

53 Wody podziemne Wnioski Analiza funkcji autokorelacji wraz z analizą harmoniczną umożliwiają oszacowanie długości pamięci danej zmiennej. Określenie długości pamięci umożliwia podjęcie decyzji o niezbędnej częstotliwości pomiarów danej zmiennej a także o skali czasowej właściwej dla modelowania matematycznego dynamiki danej zmiennej.

54 Wody podziemne Wniosek końcowy dot. interpretacji wyników pomiarów za pomocą sond automatycznych Analiza statystyczna wyników pomiarów tych wskaźników w studniach brzegowych może dostarczać znacznie więcej informacji jeśli jest sprzężona z odpowiednim modelem matematycznym funkcjonowania ujęcia i dopływu wody do studni. Interpretacja zmienności czasowej jest wówczas wzbogacona o wymiar przestrzenny umożliwiający ekstrapolację wniosków na całą warstwę wodonośną. Wnioskowanie o zanieczyszczeniu warstwy wodonośnej z powierzchni gruntu lub przez przepływającą w pobliżu rzekę nabiera cech wnioskowania ilościowego i pozwala podejmować odpowiednie decyzje naprawcze z mniejszym ryzykiem.

55 Ocena stanu wód podziemnych Wzmocnienie kontroli przestrzegania prawa w zakresie ochrony i wykorzystania zasobów wodnych w województwie małopolskim 8-10 grudnia 2009r., Tarnów Politechnika Warszawska Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Krakowie

56 Wody podziemne Kryteria Ocena stanu chemicznego –wg Rozp. Ministra Środowiska (Dz.U. Nr 143, poz. 896, z dnia r.) w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych Ocena wody przeznaczonej do spożycia dla ludzi –wg Rozp. Ministra Zdrowia (Dz.U. Nr 61, poz. 417, z dnia r.) w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi

57 Wody podziemne Kryteria pomiary laboratoryjne analizowany okres –od marca 2009 do września 2009 roku do oceny brane wartości średnie z pomiarów przeprowadzonych w tym okresie

58 Wody podziemne Karty oceny

59 Wody podziemne Kryteria ocena stanu chemicznego dla punktów (studni) na podstawie dostępnych (mierzonych) wskaźników ocena wody przeznaczonej do spożycia dla ludzi –woda ze studni (bez uzdatnienia) –jedynie dla wymagań chemicznych i fizykochemicznych

60 Wody podziemne Wyniki oceny ocena stanu chemicznego ocena wody przeznaczonej do spożycia studniaklasastanprzekroczeniakryteriaprzekroczenia 2, Żabo-KonaryIVsłabyazotany, potasnie spełniaazotany, żelazo 3, Radłów-NiwkaVsłabypotasnie spełniamangan, żelazo 4.1, ŚwierczkówIIIdobrytemperaturanie spełniaformaldechyd 4.2, ŚwierczkówVsłabybezo(a)pirennie spełnia bezo(a)piren, formaldechyd 4.2, ŚwierczkówIVsłabysód, bezo(a)pirennie spełnia bezo(a)piren, sód, formaldechyd 5, Kępa Bogumiłowicka Vsłabybornie spełniabor 8, CiężkowiceIIdobry azotany, siarczany, wapń, wodorowęglany, żelazo, węglowodory ropopochodne nie spełniażelazo

61 Wody podziemne Wyniki oceny ocena stanu chemicznego ocena wody przeznaczonej do spożycia studniaklasastanprzekroczeniakryteriaprzekroczenia 11, Grybów-ParkIIIdobryazotany, wapńspełnia--- 13, Czarny Dunajec IVsłabyglinnie spełniaglin, żelazo 15, CzchówIIIdobryazotany, wapńspełnia--- 19, PodegrodzieIVsłabyselennie spełniaselen 21.1, ŚwiniarskoIIIdobryazotany, wapńspełnia , ŚwiniarskoIIIdobrytemperaturaspełnia--- 22, Stary SączIIIdobryazotany, wapńspełnia---

62 Zespół Wody podziemne dziękuje za uwagę Wzmocnienie kontroli przestrzegania prawa w zakresie ochrony i wykorzystania zasobów wodnych w województwie małopolskim 8-10 grudnia 2009r., Tarnów Politechnika Warszawska Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Krakowie prof. dr hab. inż. Marek Nawalany dr inż. Grzegorz Sinicyn mgr inż. Marcin Kawka


Pobierz ppt "Dyskretne i ciągłe pomiary wskaźników jakości wód podziemnych prof. dr hab. inż. Marek Nawalany dr inż. Grzegorz Sinicyn Wzmocnienie kontroli przestrzegania."

Podobne prezentacje


Reklamy Google