POLSKIEGO TOWARZYSTWA GEOLOGICZNEGO POSIEDZENIE NAUKOWE POLSKIEGO TOWARZYSTWA GEOLOGICZNEGO ODDZIAŁ WROCŁAWSKI Wrocław 07.11.2002
ZASILANIE I DRENAŻ W OBSZARACH GÓRSKICH - NOWE WYNIKI I SPOJRZENIE Stanisław Staśko Robert Tarka ZASILANIE I DRENAŻ W OBSZARACH GÓRSKICH - NOWE WYNIKI I SPOJRZENIE
Wyniki badań z lat 1997-2002 w eksperymentalnej stacji badawczej położonej pod Śnieżnikiem Kłodzkim na wysokości 860 m npm Wyniki : dane o wielkości opadów atmosferycznych i zmienności temperatur powietrza ( IMGW) wielkościach infiltracji efektywnej wahań zwierciadła wód podziemnych odpływu podziemnego odpływu całkowitego składu chemicznego i izotopowego wód podziemnych Dane zgromadzono w ramach badań statutowych (własnych) ING i grantu KBN przy udziale: M. Modelskiej , T. Olichwera , S. Szczepanowskiego i S. Buczyńskiego, T. Przylibskiego (PWr)
BUDOWA GEOLOGICZNA
TEMPERATURA Średnia roczna temperatura powietrza 6,69°C Średn. stycznia -2,3 °C Średnia lipca +15,9 °C
OPAD ATMOSFERYCZNY Średnia opadów z wielolecia 1150-1676mm Średnie opady z wielolecia Lądek Zdrój 814mm (1955-1999) Kamienica 1408mm (1997-2001) Śnieżnik 1182mm (1891-1930)
SCHEMAT KRĄŻENIA WODY NA OBSZARZE ZLEWNI
INFILTRACJA Zasilanie wód podziemnych zachodzi impulsowo i występuje głównie w okresach wzmożonych opadów (zasilanie letnie) oraz związane jest z topnieniem pokrywy śnieżnej (marzec) Opad inicjujący na badanym obszarze wynosi od 20 do prawie 50 mm opadu. Zależy on od warunków pogodowych nie tylko w ciągu 2 dni przed dotarciem wody do przyrządu pomiarowego ale w dłuższym okresie. Analizując dobowe wartości opadu i infiltracji największą zgodność pomiędzy wystąpieniem opadu a dopływem wody do infiltrometru uzyskuje się po dwóch dniach od rozpoczęcia opadu.
INFILTRACJA Roczna infiltracja w okolicach sztolni wynosi od kilkunastu do ponad 20% opadów Infiltracji w okresu VII.1997-XII.1999 była wyższa niż w okresie VII.2000-XII.2001, co niewątpliwie związane jest to ze znacznym zasilaniem w dwóch okresach powodziowych jakie miały miejsce w tym czasie (VII.1997 i VII.1998).
STANY WÓD PODZIEMNYCH Głębokość do zwierciadła wody: Studnia SO4 - 3,50 m. p.p..t. amplituda wahań 0,96m Studnia WOP - 11,5 m. p.p..t. amplituda wahań 2,22 m
Przykładowe stany zwierciadła wód podziemnych w studni WOP a/ z okresu 07.1997- 11.1997 b/ 12.1999-07.2000
Przepływ rzeki Kamienica - posterunek Kamienica ODPŁYW
ODPŁYW PODZIEMNY Wydajność mierzona na wypływie ze sztolni: Qmax - 65,4 l/s (VII/1997) Qmin - 10,4 l/s (II/2000, I/2001) Qśr - 17,4 - 26,6 l./s ODPŁYW PODZIEMNY
ODPŁYW PODZIEMNY
IZOTOPY Interpretacja wyników według prof. Zubera: Stosując program FLOWPC do interpretacji analiz uzyskano następujące rezultaty: Źródło K-1 - Według modelu dyspersyjnego średni wiek wynosi 7,5 lat a parametr dyspersyjny 0,60, Sztolnia - Według modelu dyspersyjnego średni wiek wody wynosi 10,1 lat a parametr dyspersyjny 0,35. Studnia S04 - Dokładne dopasowanie modelu nie jest w tym przypadku możliwe. Orientacyjnie można stwierdzić, że ok. 80% wody ma wiek starszy (woda pozbawiona trytu) a ok. 20% stanowi woda o średnim czasie dopływu ok. 30 lat.
IZOTOPY RAD I RADON
SKŁAD CHEMICZNY Sztolnia Studnia SO4
SZCZELINOWATOŚĆ I POROWATOŚĆ Strefa przypowierzchniowa Porowatość szczelinowa - 0,0012-0,013 Współczynnik filtracji szczelinowej 1,110-6-4,610-5 m/s Gnejsy (badania laboratoryjne) porowatość efektywna - 0,001-0,012 przepuszczalność - 2,5-5,410-8 m/s
WNIOSKI Wielkość zasilania infiltracyjnego mierzona w lizymetrze wynosi od kilku do 48 % opadów a proces zasilania zachodzi pulsacyjnie po przekroczeniu wilgotności maksymalnej pokryw zwietrzelinowych. Odpływ podziemny mierzony na wypływie ze sztolni wykazuje dwa maksima roczne oraz kilka mniejszych okresów wzrostu wydajności. Odpływ podziemny ze skał krystalicznych Śnieżnika jest stabilny i wykazuje wysokie wartości średnie rzędu 22 l/s km2 ( 80 m3/h). Wielkość odpływu podziemnego mierzona na przekrojach kontrolnych rzek wykazuje wysokie wartości oraz wskazuje na dodatkowe dopływy poza opadem atmosferycznym (z lokalnego systemu dopływu do korytowego, kondensacji pary wodnej , spoza zlewni i inne). Wiek wód określony na podstawie 5 serii pomiarów stężenia trytu wskazuje średni czas od 7,5 do 10,1 lat Wyniki te zmieniają całkowicie dotychczasowe poglądy na temat tłokowego szybkiego przepływu wód podziemnych w środowisku skał szczelinowych. W rozważaniach przepływu należy uwzględniać złożony charakter zbiornika porowy w górnej części i szczelinowy w dolnej oraz model mieszania się wód. Strefy dyslokacyjne i spękań stanowią uprzywilejowane drogi krążenia wód lokalnego i przejściowego systemu przepływu. Zasoby wodne zgromadzone w pokrywach zwietrzelinowych i systemach spękań stawiają badane obszary w klasie średni i wysoko zasobnych. Wody podziemne wykazują dobrą jakość i spełniają normy dla wód pitnych za wyjątkiem lokalnie obniżonego pH i podwyższonej zawartości radonu.