[ Pobierz całość w formacie PDF ]
8. Przyk³ady dokumentowania zasobów
i optymalizacji poboru wody
Przytoczone w tym rozdziale przyk³ady dokumentowania zasobów dla ró¿nych
typów ujêæ oraz weryfikacji wielkoci ich zasobów wskazuj¹, ¿e do optymalizacji
warunków pracy ujêæ zawsze nale¿y podchodziæ indywidualnie. Przekonuj¹, tak¿e,
¿e pobór musi byæ monitorowany w zakresie rejestracji przebiegu eksploatacji
(wydajnoæ ujêcia, depresja w studni, depresja regionalna) oraz zmian jakoci
pobieranych wód.
Zamieszczone zosta³y przyk³ady dwóch ujêæ ma³ych pracuj¹cych w orodku
porowatym (rozdz. 8.1.1) oraz w orodku szczelinowym (rozdz. 8.1.2). Zasoby
ustalano w nich metodami hydrodynamicznymi i hydraulicznymi na podstawie
próbnych pompowañ pojedynczego otworu (8.1.1) oraz na podstawie analizy wy-
ników próbnych pompowañ w studni eksploatacyjnej i awaryjnej (8.1.2). Trzeba
zaznaczyæ, ¿e prezentowane wyniki prac obrazuj¹ praktykê dokumentowania
zasobów eksploatacyjnych ma³ych ujêæ stosowan¹ w czasie prowadzenia tych prac
(koniec lat 90.). Uzyskane dowiadczenia pozwoli³y na wypracowanie zasad do-
kumentowania prezentowanych w niniejszym poradniku i zalecanych do prak-
tycznego stosowania.
Kolejny przyk³ad (rozdz. 8.2) dotyczy pracy ujêcia (jednego z wielu) zlokali-
zowanego w zbiorniku sandrowym, w wodach którego zaznaczaj¹ siê silne wp³y-
wy ognisk zanieczyszczeñ. Wieloletnie obserwacje i badania pozwoli³y na zbu-
dowanie modelu kr¹¿enia wód i wykonanie symulacji komputerowych, w wyniku
których zweryfikowano wielkoæ zasobów eksploatacyjnych ujêcia i zoptymali-
zowano warunki poboru wody ze zbiornika dla zminimalizowania zagro¿enia ich
jakoci.
Pojawiaj¹ce siê zagro¿enie geogeniczne eksploatowanych wód (zmienna ja-
koæ ze wzrostem wydatku) i wyniki wieloletniej, monitorowanej eksploatacji
zmusi³y dokumentatorów do zbudowania modelu i weryfikacji zasobów w jed-
 Przyk³ady dokumentowania zasobów i optymalizacji poboru wody
203
nowarstwowym zbiorniku wód podziemnych (rozdz. 8.3) celem ustalenia opty-
malnych warunków pracy studni.
W kolejnym przyk³adzie (rozdz. 8.4) zaprezentowano metodykê postêpowa-
nia w dokumentowaniu zasobów ujêcia pracuj¹cego w wielowarstwowym zbior-
niku, wody którego s¹ zagro¿one czynnikami antropogenicznymi. W trakcie
postêpowania reinterpretowano wyniki pompowañ badawczych ustalaj¹c drogi
uprzywilejowanych przep³ywów wody i ustalono kryteria hydrodynamiczne, przy-
jêcie których pozwoli³o na zweryfikowanie zasobów metod¹ kolejnych przybli-
¿eñ z zastosowaniem wzorów hydrodynamicznych.
Koniecznoæ wielokrotnej weryfikacji zasobów eksploatacyjnych du¿ego ujê-
cia komunalnego pracuj¹cego w szczelinowo-krasowym zbiorniku wód
(GZWP  41-Kielce, rozdz. 8.5) wynika³a b¹d to z przeszacowania zasobów, b¹d
te¿ pojawiaj¹cych siê wp³ywów innych ujêæ, pracuj¹cych w tej samej strukturze
hydrogeologicznej, czy wreszcie w wyniku silnego zagro¿enia jakoci wód ze stro-
ny ujawnionego ogniska zagro¿eñ. Ustalone pierwotnie metodami bilansowymi
i obliczeñ hydrogeologicznych zasoby ujêcia by³y kilkakrotnie weryfikowane na
modelu analogowym i numerycznym. Wielowariantowe rozwi¹zania pozwoli³y
na wybór optymalnych parametrów eksploatacyjnych ujêcia i korektê wielkoci
jego zasobów oraz warunków poboru wody z innych, wspó³dzia³aj¹cych ujêæ
(kierunkowa przepuszczalnoæ dewoñskich ska³ wodononych).
Równie du¿e problemy z ustaleniem zasobów eksploatacyjnych ujêcia brze-
gowego w dolinie rzeki Warty przedstawiono w rozdziale 8.6. G³ówn¹ rolê w
kszta³towaniu siê wielkoci zasobów tego ujêcia odgrywaj¹: intensywnoæ i ró-
d³a zasilania zale¿ne od zmiennoci warunków atmosferycznych i hydrologicz-
nych, procesy hydrogeochemiczne oraz zró¿nicowanie typów ujêæ (studnie tara-
sowe, lewarowe i g³êbinowe, studnie brzegowe oraz studnia promienista).
W przyk³adzie tym wielkoæ zasobów eksploatacyjnych ustalono i zweryfikowa-
no wieloma metodami: bilansowymi, hydrologicznymi, modelowania analogo-
wego i numerycznego. Szczególn¹ uwagê zwrócono na rolê wp³ywu procesów
hydrogeochemicznych w formowaniu siê zasobów i koniecznoæ zmian warun-
ków eksploatacji (wydajnoæ odcinków barier studziennych, ich rozmieszczenie,
wielkoæ depresji) i koniecznoæ lokalnego uzupe³nienia zasilania warstwy wo-
dononej drog¹ sztucznej infiltracji w czêci ujêcia.
Równie¿ w kolejnym przyk³adzie (rozdz. 8.7) zaprezentowano metodykê we-
ryfikacji zasobów ujêcia pracuj¹cego w pradolinnym zbiorniku wód podziem-
nych. Koniecznoæ weryfikacji wynika³a z obserwowanego pogarszania siê jako-
ci wód. Pierwotnie ustalona (metod¹ ekstrapolacji wyników próbnego
pompowania i obliczeñ analitycznych) wielkoæ zasobów ujêcia zosta³a zmniej-
szona po szczegó³owym rozpoznaniu warunków hydrogeologicznych i hydrogeo-
chemicznych metod¹ modelowania numerycznego. Wiele miejsca w prezentacji
tego przyk³adu powiêcono rozpoznaniu przebiegu procesów hydrogeo-
chemicznych, wyniki którego umo¿liwi³y ustalenie warunków brzegowych do
symulacji modelowych.
204
Metodyka okrelania zasobów eksploatacyjnych
W ostatnim przyk³adzie (rozdz. 8.8) omówiono historiê i warunki pracy ujê-
cia bazuj¹cego na naturalnych wyp³ywach wody podziemnej (ródle) na po³u-
dniowym stoku wzgórza w dolinie Popradu.
Jak z powy¿szego przegl¹du wynika, w wiêkszoci przyk³adów omówiono za-
gadnienia zwi¹zane z koniecznoci¹ weryfikacji zasobów eksploatacyjnych ujêæ
po kilku lub kilkunastu latach ich pracy. Koniecznoæ taka wynika b¹d to z
pogarszania siê jakoci wód, b¹d te¿ z nadmiernego przyrostu depresji w stud-
niach, czêsto powi¹zanej z nadmiernym i niepo¿¹danym rozwojem depresji re-
gionalnej. Przyczyn¹ tych zjawisk jest przekroczenie wielkoci zasobów dyspo-
zycyjnych zbiornika, które nie zosta³y uwzglêdnione przy ustalaniu zasobów
eksploatacyjnych. Zwrócono tak¿e uwagê na zakres w³aciwego rozpoznania
szeroko rozumianych warunków hydrogeologicznych oraz efektywnoæ obliczeñ
numerycznych w ustalaniu i weryfikowaniu wielkoci zasobów eksploatacyjnych
ujêæ, szczególnie w przypadku ujêæ du¿ych i pracuj¹cych w specyficznych wa-
runkach.
8.1. Ma³e ujêcie wody w prostych warunkach
hydrogeologicznych
8.1.1. Ujêcie ze zbiornika porowego
Dokumentowanie zasobów eksploatacyjnych dla ujêcia wody zak³adu Inter
Champ Company Limited, Ruchocice Poland wykona³a firma Hydroservis
Zak³ad Geologiczno-Wiertniczy w Poznaniu w roku 2001. Zadaniem geologicz-
nym by³o udokumentowanie na terenie zak³adu zasobów wód podziemnych w
iloci 17  200  m
3
/rok, tj. 20  m
3
/h przy maksymalnym zapotrzebowaniu godzino-
wym 40,0  m
3
/h. Woda o jakoci odpowiadaj¹cej wodzie pitnej przeznaczona jest
do celów pitnych i gospodarczych.
Wie Ruchocice znajduje siê w powiecie grodziskim, województwo wielkopol-
skie. Po³o¿ona jest na wysoczynie Pojezierza Poznañskiego w subregionie wa³u
Lwówecko-Rakoniewickiego (rys. 8.1-1). Jest to falista wysoczyzna morenowa o
rzêdnych terenu 88-100 m n.p.m. Sieæ hydrograficzn¹ stanowi¹ bezimienne cie-
ki i rowy melioracyjne odprowadzaj¹ce wody do doliny Obry znajduj¹cej siê w
odleg³oci ok. 8 km na po³udnie od Ruchocic. Rzêdna terenu przy dokumento-
wanym otworze wynosi 97,8 m n.p.m.
Budowa geologiczna
rejonu ujêcia zobrazowana jest na przekroju hydrogeo-
logicznym rysunek 8.1-2. Osady czwartorzêdowe maj¹ tu mi¹¿szoæ od 30 do
90 m i zalegaj¹ na trzeciorzêdowych i³ach poznañskich górnego miocenu. W ob-
rêbie utworów czwartorzêdowych wyró¿nia siê kilka ró¿nowiekowych poziomów
glin zwa³owych (od zlodowacenia po³udniowopolskiego po zlodowacenie ba³-
tyckie Wis³y), oraz cztery serie osadów fluwioglacjalnych i rzecznych o  zmien-
nej mi¹¿szoci i rozprzestrzenieniu. Buduj¹ je piaski, piaski ze ¿wirem, lokalnie
i³y i mu³ki zastoiskowe. Zasiêg doliny kopalnej wype³nionej piaskami i ¿wirami
Przyk³ady dokumentowania zasobów i optymalizacji poboru wody
205
z okresu interglacja³u wielkiego i zlodowacenia rodkowopolskiego, bêd¹cej
przedmiotem rozpoznania hydrogeologicznego, ustalono na podstawie badañ
geofizycznych i wierceñ hydrogeologicznych.
Warunki hydrogeologiczne
. W  obrêbie utworów czwartorzêdowych mo¿na
wyró¿niæ poziom wód gruntowych, poziomy miêdzyglinowe górny i dolny oraz
lokalnie poziom podglinowy.
Rys. 8.1-1. Mapa hydrogeologiczna rejonu Ruchocic.
1 otwór dokumentowany (ujêcie wody), 2 otwory hydrogeologiczne innych ujêæ, 3 linia
przekroju hydrogeologicznego, 4 granica wystêpowania miêdzyglinowej jednostki hydroge-
ologicznej (dolina kopalna), 5 hydroizohipsy poziomu miêdzyglinowego przy eksploatacji
ujêcia Q = 20 m
3
/h, 6 kierunki sp³ywu wód, 7 dzia³ wód podziemnych, 8 granica sp³ywu
wody do ujêcia, 9 obszar zasobowy ujêcia (wyznaczony 25-letnim czasem dop³ywu wody do
ujêcia).
206
Metodyka okrelania zasobów eksploatacyjnych
Poziom wód gruntowych wystêpuje w serii przypowierzchniowej
piasków wodnolodowcowych o  mi¹¿szoci do 9 m. Swobodne zwierciad³o wody
poziomu zalega na g³êbokoci od ok. 1 m do ok. 8,5 m.
Poziom ten zasilany jest na drodze infiltracji opadów, a drenowany przez sieæ
rowów i drobnych cieków. Nie stanowi on aktualnie poziomu u¿ytkowego, rów-
nie¿ z uwagi na zanieczyszczenie antropogeniczne wód.
Poziom miêdzyglinowy górny wystêpuje lokalnie w strefie g³êbo-
koci 10-30  m w osadach piaszczysto-¿wirowych rozdzielaj¹cych gliny zlodowa-
cenia rodkowopolskiego od glin zlodowacenia ba³tyckiego. Jest to poziom o
cinieniu subartezyjskim, którego zwierciad³o wody w rejonie Ruchocic zalega
na g³êbokoci 8-9  m. Nie stanowi on poziomu u¿ytkowego.
Poziom miêdzyglinowy dolny wystêpuj¹cy w strefie g³êbokoci 35-60  m w osadach
doliny kopalnej stanowi g³ówny poziom u¿ytkowy rejonu. Ujmuj¹ go do eksploata-
cji ujêcia wiejskie w  Ruchocicach i w s¹siednich miejscowociach: Rataje i Gnin.
Poziom ten tworz¹ piaski rednio- i gruboziarniste, piaski ze ¿wirem, ¿wiry oraz pia-
ski pylaste, o  mi¹¿szoci 10-20  m. Jest to poziom o cinieniu subartezyjskim, zwier-
ciad³o wody stabilizuje siê na g³êbokoci 6-9  m. Parametry filtracyjne obliczone na
podstawie próbnych pompowañ kszta³tuj¹ siê nastêpuj¹co: wspó³czynnik filtracji
k = 0,2-2,3 m/h, przewodnoæ T  = 6-32 m
2
/h. Wydatki jednostkowe studni s¹ zmienne
w granicach 1,7-12 m
3
/h/m. Zasilanie poziomu odbywa siê na drodze przes¹czania
wód z nadleg³ych poziomów czwartorzêdowych lub przez infiltracjê opadów poprzez
kompleks gliniasty. Wed³ug badañ modelowych rejonu GZWP nr 144 Wielkopol-
ska Dolina Kopalna (WDK) po³o¿onej w s¹siedztwie (na pó³noc od Ruchocic), za-
silanie to w warunkach naturalnych wynosi rednio 4,34 m
3
/h/km
2
. Przep³yw wód
podziemnych ma miejsce od dzia³u wodnego w rejonie Godzina w kierunku NE
do WDK, w której znajduje siê badane ujêcie w Ruchocicach.
Woda spe³nia wymogi okrelone dla wody pitnej, za wyj¹tkiem zawartoci
¿elaza i manganu (0,5-1,2 mgFe/l, 0,15-0,2 mgMn/l). Mineralizacja ogólna wy-
nosi 0,36 g/l, wody s¹ rednio twarde.
Poziom podglinowy wystêpuje w tym rejonie w sp¹gu osadów czwar-
torzêdowych, lecz nie zosta³ przestrzennie rozpoznany.
Zakres prac projektowanych dla wykonania ujêcia
Na potrzeby projektu zebrano i przeanalizowano dane z archiwalnych wierceñ
hydrogeologicznych, badañ elektrooporowych i hydrogeologicznych badañ regio-
nalnych z obszaru ok. 30  km
2
. Pos³u¿y³y one do wykonania przekroju hydrogeolo-
gicznego oraz mapy wystêpowania poziomu u¿ytkowego. Uznano, ¿e dla zabez-
pieczenia potrzeb wodnych Zak³adu Inter-Champ w Ruchocicach nale¿y wykonaæ
jeden otwór o g³êbokoci ok. 60 m w celu ujêcia czwartorzêdowej warstwy wodo-
nonej, która powinna wyst¹piæ w strefie g³êbokoci 36/40-55/70 m. Warstwê wo-
donon¹ zaprojektowano uj¹æ kolumn¹ filtrow¹ z rur PVC
Æ
315 mm, atesto-
wan¹ dla wód pitnych, z czêci¹ robocz¹ filtra o d³ugoci 15,0 m, której
dopuszczaln¹ wydajnoæ ustalono na ok. 40 m
3
/h.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]