Wpływ niejednorodności ośrodka skalnego na obliczanie zasobów dyspozycyjnych wód podziemnych

• Autorzy: Staśko S. , Wcisło M.

Warianty tytułu

EN

The influence of the heterogeneity of the aquifer on the assessment of groundwater disposable resources

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Problem przeprowadzenia wiarygodnej oceny zasobowej w środowisku szczelinowym wiąże się ściśle z zagadnieniami dotyczącymi stopnia rozpoznania rzeczywistych parametrów tego środowiska i dróg przepływu, formujących się w jego obrębie. W zastosowaniu modelu ciągłego ośrodka są liczne ograniczenia, związane m.in. z brakiem możliwości przewidywania rozkładu zwierciadła wód podziemnych i ograniczonej łączności między składowymi sieci hydraulicznej (Motyka, 1998; Nawalny, 1999). Podstawą rozważań były dwa przykłady, pierwszy z obszaru występowania krasowo-szczelinowych formacji triasu opolskiego, drugi z utworów szczelinowo-porowych fliszu karpackiego.W obu przypadkach stosowano metodę różnic skończonych (Modflow). Jak wykazały badania, stosowanie modelu deterministycznego analogu środowiska porowego (EPM) może prowadzć do błędnych wniosków odnośnie zasobności systemu. O ile depresje w poszczególnych rzeczywistych ujęciach w większości przypadków są możliwe do symulacji, o tyle próba symulacji ich wzajemnego oddziaływania może zakończyć się niepowodzeniem. Przypadek rejonu Tarnowa Opolskiego stanowi potwierdzenie powyższych uwag. Ośrodek szczelinowo-krasowy triasu opolskiego (szczególnie przykryty młodszymi utworami izolującymi) pozostaje nierozpoznany pod względem rzeczywistego rozkładu sieci spękań i kanałów. W artykule podjęto próbę analizy możliwości istnienia dotychczas niewyinterpretowanych uprzywilejowanych dróg przepływu i ich oddziaływania na ostateczną ocenę zasobową. W przypadku fliszu Karpat badania modelowe odwzorowujące w ostatecznym stopniu zgodność strumienia wód podziemnych i zasoby w skali regionalnej nie pozwalają na wierne odwzorowywanie lokalnych ujęć. Zasoby eksploatacyjne pojedynczego otworu, zatwierdzone zgodnie z procedurami, okazują się zawyżone dwu-, trzykrotnie w warunkach wieloletniej eksploatacji. Przedstawiono dyskusję i przyczyny błędów oraz ograniczenia stosowanych metod modelowania.

EN

Reliable assessment of groundwater resources in fractured medium requires a reasonable degree of recognition of real parameters of the rock environment and flow path network. There are numerous limitations in the use of the model of the equivalent porous medium, related e.g. both to the impossibility of prediction of the groundwater table distribution and the limited communication between the constituents of the hydraulic system (Motyka, 1998; Nawalany, 1999). The present considerations are based on two examples. The first one is from the area of the occurrence of karstic-fractured formations of the Opole Triassic aquifer, whereas the second one is from porous-fractured Flysh deposits of the Carpathian aquifer. In either case, a method of finite differences (Modflow) has been applied. As shown by the research, the usage of the deterministic approach and the analogue equivalent porous medium (EPM) could create incorrect conclusions in relation to water resources of the system. Depressions in individual wells are in most cases possible to be simulated, but the attempt to simulate an interaction between them can fail. The case study of the Tarnów Opolski region confirms the above remarks. The karstic-fractured Opole aquifer (especially if covered with younger sediments acting as an isolating layer) remains unrecognized in respect of the real network of fractures and channels. The article is an attempt to analyse the possibility of the existence of previously uninterpreted zones of preferential flow and their influence on the final estimation of resources. In case of the Carpathian Flysh, the modeling research, representing finally the conformity of the groundwater flow pattern and the amount of resources in the regional scale, do not allow for acquiring realistic images of local captures. Asafe yield limit of a single well, approved in compliance with standard procedures, appears to be two to three times exaggerated in a long-term period of exploitation. The discussion and reasons of errors and limitations of the applied modelling methods are also presented.

Słowa kluczowe

PL

niejednorodność; modelowanie; środowisko szczelinowe

EN

heterogeneity; modelling; fractured media

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 431, Hydrogeologia
• Strony: 195--200
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Staśko S.

• Uniwersytet Wrocławski, Instytut Nauk Geologicznych, Zakład Hydrogeologii Podstawowej, ul. Cybulskiego 32, 50-204 Wrocław

autor

Wcisło M.

• Uniwersytet Wrocławski, Instytut Nauk Geologicznych, Zakład Hydrogeologii Podstawowej, ul. Cybulskiego 32, 50-204 Wrocław

Bibliografia

• 1. BUCZYŃSKI S., OLICHWER T., TARKA R., STAŚKO S., 2007 – Zawodnienie formacji fliszowej Karpat w oparciu o wyniki badań Źródeł Beskidu Krynickiego w rejonie Tylicza. W: Współczesne problemy hydrogeologii, t. 13, cz. 2: 403–412. Kraków–Krynica.
• 2. CHOWANIEC J., 2006 – Hydrogeologia Karpat. Prz. Geol., 54, 10: 846–845.
• 3. CIĘZKOWSKI W., JÓZEFKO I., SCHMALZ A., WITCZAK S., 1999 – Dokumentacja hydrogeologiczna ustalająca zasoby eksploatacyjne wód leczniczych i dwutlenku węgla (jako kopaliny towarzyszącej) oraz ustalająca zasoby dyspozycyjne wód podziemnych (zwykłych oraz leczniczych i o właściwościach leczniczych) w zlewni Kryniczanki. Arch. Politechniki Wrocławskiej.
• 4. GELHARD L.W. WELTY C., REHTFELD K., 1992 – A critical review of data on field-scale disperssion in aquifer. Water Resour. Res. 28, 7: 1955–1974.
• 5. GOLDSZTEJN P., SKRZYPEK G., 2004 – Wykorzystanie metod interpolacji do określenia map powierzchni geologicznych na podstawie nieregularnie rozmieszczonych danych. Prz. Geol., 52, 3: 233–236.
• 6. MARSILY G. i in., 2005 – Dealing with spatial heterogeneity. Hydrogeol. J., 12: 161–183.
• 7. MARTINEZ-LANDA L., CARRERA J., 2005 – Low permeability fractured media modelling. 2nd workshop on hardrock hydrogeology. Evora.
• 8. MOTYKA J., 1998 – A conceptual model of hydraulic network in carbonate rocks, illustrated by examples from Poland. Hydrogeol. J., 6, 4: 469–482.
• 9. MOTYKA J., ZUBER A., 1992 – Przepływ znaczników i polutantów przez węglanowe skały szczelinowate: porowatość matrycy jako najważniejszy parametr.W: Problemy hydrogeologiczne południowo-zachodniej Polski: 103–109. Wrocław.
• 10. NAŁĘCKI P., REŚKO D., SCHMALZ A., WITCZAK S., 2004 – Charakterystyka parametrów hydrogeologicznych szczelinowo- porowego złoża wód leczniczych w Krynicy. Biul. Państw. Inst. Geol., 404: 144–164.
• 11. NAWALANY M., 1999 – Zagadnienie skali w hydrogeologii. Biul. Państw. Inst. Geol., 388: 179–193.
• 12. OSZCZYPKO N., 1991 – Stratigraphy of the Palaegene deposits of the Bystrica subunit (Magura Nappe, Polish Outer Carpathians). Biul. Pol. Acad. Sc., Earth Sc., 39, 4: 415–431.
• 13. OSZCZYPKO N., MALATA E., OSZCZYPKO-CLOWES M., DUŃCZYK L., 1999 – Budowa geologiczna Krynicy (płaszczowina magurska). Prz. Geol., 47, 6: 549–559.
• 14. STAŚKO S., 1992 – Wody podziemne w węglanowych utworach triasu opolskiego. Acta Univ. Wratisl., 1407.
• 15. STAŚKO S., TARKA R., 2002 – Zasilanie i drenaż wód podziemnych w obszarach górskich na podstawie badań w masywie Śnieżnika. Pr. Geol.-Mineral., 2528.
• 16. SZCZEPAŃSKI A., SZKLARCZYK T., 2005 – Zagrożenia w gospodarowaniu zasobami wód leczniczych na przykładzie rejonu Krynicy i Muszyny. W: Współczesne problemy hydrogeologii, t. 12: 696–700. Toruñ.
• 17. WIECZYSTY A., 1970 – Hydrogeologia Inżynierska. Wyd. AGH, Kraków.
• 18. WITCZAK S., DUŃCZYK L., 2004 – Regionalny wielowarstwowy model pola hydrodynamicznego w utworach fliszu karpackiego na przykładzie zlewni kryniczanki (płaszczowina magurska). Biul. Państw. Inst. Geol., 404: 263–290.
• 19. ZIMMERMAN D., DE MARSILY G., GOTAWAY C. i in., 1998 – Acomparison of seven geostatistically-based inverse approaches to estimate transmissivities for modeling advective transport by groundwater flow. Water Resour. Res., 34, 6: 1373–1413.
• 20. ŻUREK A., KLECZKOWSKI A.S., WITCZAK S., 1994 – Scenariusz mapy ochrony wód podziemnych na przykładzie zbiornika Opole–Zawadzkie (GZWP 333). Metodyczne podstawy ochrony wód podziemnych: 303–330. AGH, Kraków.