Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Delineation of wellhead protection area based on the analytical elements method (AEM) – a case study with comparative research

Nikiel Maciej, Zdechlik Robert

Geology, Geophysics and Environment

|

2022

|

Vol. 48, no. 4

335--352

EN

The delineation of protection zones for groundwater intakes is a difficult task resulting from the significant variability of regional and local environmental conditions. Different methods are used, both simple (analytical or graphic), giving estimated results, and the most reliable, but also the most time-consuming ones, based on numerical groundwater flow models. An alternative method for the delineation of protection zones is the analytical elements method (AEM), which gives solutions like those obtained using FDM/FEM modelling methods with a relatively low degree of complexity. The estimated ranges of protection zones obtained with the use of four methods are presented for the selected test area (groundwater intake around Olesno). Results obtained with the use of the FDM model were taken as reference and CFR and SimpleWHPA were used as simplified methods. Comparative studies indicate that the results obtained by the CFR method differ significantly from the results of other methods, and their reliability is low. The results of the SimpleWHPA method are satisfactory, given the relative simplicity of the method. On the other hand, the results obtained with the AEM are close to the results obtained with the FDM treated as a reference. Considering that AEM is less time-consuming than FDM (which requires the most effort for proper model preparation), the use of AEM in the practice of protection zone delineation seems to be an interesting alternative.

2

Natural Isotopes and Ion Compositions Identify Changes in Groundwater Flows Affecting Wetland Vegetation in the Drentsche Aa Brook Valley, The Netherlands

Elshehawi Samer, Bregman Enno, Schot Paul, Grootjans Ab

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 3

112--125

EN

This study uses groundwater isotopes and ion composition to verify model simulations and ecohydrological studies in the Drentsche Aa nature reserve in The Netherlands, which is representative for the northwestern wetland areas in the Ice Marginal Landscape zone. At eight field sites, a total of 24 samples were analysed for their 13C, 14C, 2H, and 18O isotopes and ionic composition. The isotopes indicate that most of the fen peatlands in the area depend on the exfiltration of sub-regional groundwater flows, which confirmed the previous model simulations and ecohydrological studies. At three sites, isotopes and ionic composition indicate that the groundwater from the sub-regional system has been replaced by local infiltrated rainwater, due to nearby groundwater abstractions for drinking water, which influenced the success rates of the restoration measures. Furthermore, the evidence from chloride and 14C contents was found to indicate the presence of more saline groundwater, which are influenced by the groundwater flows near salt diapirs. Groundwater abstractions may enhance the upward flow of the saline groundwater to eventually exfiltrate at the wetlands, affecting the biodiversity of the nature reserve.

3

Groundwater circulation in the Miechów Trough and the central part of the Carpathian Foredeep (Poland): a hydrogeological conceptual model

Dendys M., Szczepański A., Tomaszewska B.

Geologos

|

2018

|

Vol. 24, No. 3

177--187

EN

The Miechów Trough and the central part of the Carpathian Foredeep in southern Poland have a highly complex geological structure and numerous fault zones. These features play a significant role in hydrogeological conditions of the area. In this area drinking water, medicinal groundwater or thermal groundwater occur, so recognition of their circulations is basic for reasonable groundwater management. In this note, a hydrogeological conceptual model, created for the purpose of regional scale mathematical modelling, is presented. This conceptual model illustrates the geology of the hydrogeological system modelled, as well as hydrogeological conditions and characteristics of groundwater circulation, as determined by tectonics. Typical of the research area is the wide diversity of geological and hydrogeological conditions. The Busko-Zdrój area, a region with a long history of exploitation of medicinal groundwater, presents the best example.

4

Modelowanie wód podziemnych na terenach górniczych z wykorzystaniem oprogramowania FEFLOW

Sitek S.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/3

1451--1459

EN

Development of groundwater flow, and solute and heat transport models for underground and open-pit mining areas is a challenging and very complex issue. Despite the fact, models play an increasingly common role in mine water management. The aim of the paper is to present and illustrate theoretical aspects and practical strategies facilitating groundwater model set-up for mine sites by means of FEFLOW software. FEFLOW solved governing equations based on finite elements methods, which enables users to create models with very flexible meshing strategies including time-varying geometries. Unstructured and structured mesh generators allow creating very complex geological settings and with complex geometrical designs, as found for example in mine dewatering (open-cast geometry, inclined dewatering wells, inclined faults), or underground structures (pipes, tunnels, shafts etc.). In order to obtain reliable results and reduce uncertainty in provided forecast for mine sites, groundwater models often should be developed for transient condition and involve unsaturated flow and transport, fracture flow, density effects, chemical reactions, or time-varying behaviour of boundary conditions and material properties (such as conductivity or porosity). FEFLOW enables groundwater modeller set-up these all physical processes and via plug-ins extended functionality by integrated FEFLOW models with other models: geochemical (PHREEQC), watershed (MIKE 11, Hydro River) or develop user own plug-ins. Considering the above, FEFLOW seems to be appropriate software for accurate and reliable models developmentfor mine sites, and an interesting alternative for more widely used MODFLOW models in Poland.

5

Zasilanie i drenaż wód podziemnych GZWP nr 401 (Zbiornik Niecka Łódzka) w świetle badań modelowych

Rodzoch A., Pazio-Urbanowicz K.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 10/2

1037--1041

EN

Existing publications and hydrogeology studies about Łódź Basin say there is a thesis that Lower Cretaceous aquifer (including MGB No. 401 (Łódź Basin)) is recharged only at narrow part of under Cenozoic outcrop without Upper Cretaceous water recharge . The study questions above thesis and presents the new one , based on own groundwater modelling research. According the new thesis Lower Cretaceous aquifer is also recharged from Upper Cretaceous aquifer by vertical filtering during period intensive groundwater take off and from adjacent aquifers lateral recharge.

6

Wstępne wyniki badań hydrogeochemicznych, izotopowych i modelowych dla zlewni Gwdy

Kotowski T., Śmietański L.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2010

|

nr 442 Hydrogeologia z. 11

121--127

PL

W pracy zaprezentowano wstępne wyniki badań hydrogeochemicznych, izotopowych i modelowych wykonanych w zlewni Gwdy. Przedmiotem badań były głównie głębokie poziomy wodonośne miocenu i dolnego plejstocenu. Analizę zmienności chemizmu wód podziemnych w profilu pionowym przeprowadzono na podstawie wskaźników hydrogeochemicznych r(Cl/Cl+HCO3) i r(Na/Na+Ca). Wykonano m.in. oznaczenia δ18O, δ2H, δ13C i 14C. Wyniki badań hydrogeochemicznych i izotopowych wskazują na istnienie silnej więzi hydraulicznej między poziomami wodonośnymi plejstocenu i miocenu w obszarze zlewni Gwdy. Dla zobrazowania zlewniowego systemu krążenia wód podziemnych oraz oszacowania czasu przebywania wód w systemie wodonośnym wykonano na przekrojach hydrogeologicznych dwa uproszczone modele hydrodynamiczne A–A’ i B–B’. Uzyskane wyniki badań wskazują na znaczne natężenie pionowej składowej przepływu w strefie zasilania.

EN

Preliminary results of hydrogeochemistry, isotope and model researches are presented in the paper. The main objects of the research were the deep Miocene and Pleistocene aquifers. Based on hydrogeochemical ratios r(Cl/Cl+HCO3) and r(Na/Na+Ca) the variability of chemical composition of groundwater was investigated. Within the study area the determination of δ18O, δ2H, δ13C and 14C in groundwater was made. The results of the analysis indicate strong hydraulic connection between Pleistocene and Miocene aquifers. Two simple 2D groundwater flow models were made along the two hydrogeological cross-section lines A–A’ and B–B’. Generally, the obtained results indicate dominating vertical recharge within the groundwater recharge area.

7

Szczegółowy model struktury 3D zbiornika GZWP Gliwice nr 330

Sitek S., Kowalczyk A., Małolepszy Z.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2009

|

nr 436, z. 9/2

463-468

PL

Tworzenie wielowarstwowych modeli numerycznych w systemach krasowo-szczelinowych napotyka na duże problemy n wiarygodnym odwzorowaniu układu krążenia wód podziemnych, już na etapie modelu koncepcyjnego. Sposób przedstawiania geometrii ośrodka hydrogeologicznego w oparciu o dwuwymiarową mapę geologiczną, wybrane przekroje i otwory geologiczne bez szczegółowej interpretacji wgłębnej, często skomplikowanej budowy geologicznej, może być niewystarczający. Zastosowanie nowoczesnych metod trójwymiarowej kartografii do przedstawienia wgłębnej budowy geologicznej, przy wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania typu Earth Vision pozwalana lepsze jej odwzorowanie i zrozumienie. W pracy opisano wykonany model budowy geologicznej wielowarstwowego systemu wodonośnego, którego głównym elementem jest GZWP Gliwice, o powierzchni 392 km2, wyodrębniony w węglanowym kompleksie wodonośnym triasu. Możliwość odwzorowania struktury geologicznej zbiornika, w tym w szczególności licznych rowów i zrębów tektonicznych, wpłynie znacząco na poprawność dyskretyzacji ośrodka hydrogeologicznego w modelu przepływu wód podziemnych FeFlow.

EN

Construction of multilayer numerical models in a karst-fractured medium creates big difficulties in the correct and credible presentation of groundwater flow systems. Presentation of geometric groundwater medium using data from 2D geological maps, bore holes and geological cross-sections can be insufficient without acute interpretation of deep geological structure. Applications of new techniques of computer 3D geological modelling helps better mapping and understand deep geological structure. In the paper 3D geological model of MGWB Gliwice is presented. Geological model has been developed using Earth Vision software. Possibility of presenting 3D hydrogeological formation in geological structure model with many horsts and grabens separated by faults will be have significantly influenced on correctness digitizing hydrogeological medium structure in the flow model FeFlow.

8

Porównanie zasilania infiltracyjnego oszacowanego za pomocą zintegrowanego modelu zlewni z rozwiązaniem zadania odwrotnego

Stachurski M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2008

|

nr 431, Hydrogeologia

187--194

PL

Modelowanie przepływu wód podziemnych jest jednym z podstawowych narzędzi współczesnej hydrogeologii. Głównym jego zastosowaniem jest wyznaczanie rozkładu przestrzennego oraz dynamiki wysokości hydraulicznej, co przy zalożeniu znajomości zasilania infiltracyjnego pozwala na szacowanie zasobów wód podziemnych. Używając zintegrowanych modeli przepływu wody w skali zlewni, takich jak MIKESHE produkcji DHI, możliwe jest wyznaczenie zasilania infiltracyjnego rozumianego jako strumień wymiany wody między strefami aeracji i saturacji. Możliwe jest także podejście odwrotne, polegające na szacowaniu zasilania na podstawie kształtu zwierciadła wód podziemnych.W artykule porównano strumienie zasilania infiltracyjnego wyznaczone za pomocą modelu zintegrowanego z rozwiązaniem zadania odwrotnego zaproponowanego przez Allisona (1988).

EN

Groundwater flow modelling seems to be one of the most important tools of modern hydrogeology. It is used mainly to calculate spatial distribution of piezometric head in different scales of water flow. The infiltration recharge is a key component for estimating water resources. Using a physically based, distributed and integrated modelling system, such as MIKE SHE, it is feasible to calculate recharge as exchange rate between unsaturated and saturated zones. There is also another approach based on inverse problem. Allison (1988) has proposed a modification to a two-dimensional water flow equation in order to omit most critical disadvantages of ill-posed inverse problem (which is the case of inverse modelling of groundwater flow). In this paper, recharge calculated by an integrated model has been compared to estimations based on inverse modelling.

9

Porównanie metod prognozowania zatapiania kopalń węgla kamiennego

Zdechlik R., Haładus A., Bukowski P.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2008

|

nr 431, Hydrogeologia

287--295

PL

W artykule porównano rezultaty obliczeń prognostycznych przebiegu zatapiania kopalni węgla kamiennego, wykonanych dwiema metodami: analityczną i z wykorzystaniem modelu matematycznego. Obliczenia analityczne oparto na szczegółowej ocenie pojemności wodnej górotworu, zrobów i wyrobisk korytarzowych oraz wielkości dopływów. Numeryczne badania modelowe, uważne za najnowocześniejsze narzędzie predykcji hydrogeologicznej, są rzadko wykonywane na potrzeby górnictwa węgla kamiennego. Głównym powodem są trudności związane z odwzorowaniem skomplikowanych warunków hydrogeologicznych, dodatkowo zaburzonych złożonymi czynnikami antropogenicznymi. Jako poligon doświadczalny do badań wybrano przeznaczony do całkowitej likwidacji ruch jednej z kopalń prowadzących eksploatację we wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węgłowego, w obrębie krakowskiej serii piaskowcowej. Ruch ten stanowi odrębną jednostkę wydobywczą, odizolowaną hydraulicznie od reszty kopalni. Trwający od dłuższego czasu proces fizycznej likwidacji tej części kopalni umożliwił przeprowadzenie tzw. analizy post-audit, polegającej na zweryfikowaniu wcześniejszych prognoz przez porównanie ich wyników z faktycznym przebiegiem zatapiania.

EN

This article presents the prognoses of partial flooding of mine workings in hard coal mine. The prognoses in time were prepared on the basis of analytical and mathematical methods. Analytical calculations were made based on storage capacity and water inflow data. A mathematical model of hydrogeological conditions, consisting of nine layers, was verified in steady-state and transient conditions. The model shows that water inflow to mine workings and groundwater table is perfectly in line with the real measurements.

10

Case of the environment reclamation in the region of Kalina pond in Świętochłowice

Tkaczyk A. M., Pietrzak M., Kołak G.

Polish Geological Institute Special Papers

|

2005

|

Vol. 17

77-83

EN

The pond Kalina is a natural water reservoir situated in an interior basin in the southeastern part of the city Świętochłowice. The water in Kalina pond is heavily polluted. According to the conducted research the main source of the pond’s pollution has been the industrial waste tip. Water in the pond is highly alkaline and deprived of oxygen. At the bottom of the reservoir lies a 20–40 cm thick layer of a dense medium. This medium is also highly alkaline (pH = 8.5-10.2) and contains volatile phenols in concentration of a couple of hundreds to a couple of thousands mg/dm3 as well as proves the COD values over 10,000 mg O2/dm3. Several concepts for the disposal possibilities of this sediment have already been discussed.The very complicated geological and hydrogeological structure in the concerned area needed some modelling to be performed, before any of the considered remediation options could be accepted and applied. Digital simulations were indispensable to describe the predominant water flow directions, which as a result allowed predicting the migration of pollutants assuming an increased water intake from the Kalina reservoir. A spatial model of the geological structure as well as the hydrogeological modelling were based upon the results of measurements in 139 boreholes. The digital geological model (Earth Vision software) of the area of the chemical plant as well as the waste tip and the pond let us analyze the geological conditions and identify the regions endangered by the penetration of contaminations from the waste tip. Modelling with the Modflow software has allowed describing the hydrogeological conditions in the Quaternary formations and hydraulic relations between water-bearing layers. In addition the streamline flow modelling and digital simulations for the dispersion of pollutants in case of the increased water consumption from the pond or refilling of its basin have been conducted.

PL

Staw Kalina jest naturalnym zbiornikiem wodnym położonym w bezodpływowej niecce w rejonie Świętochłowic. Woda w stawie jest silnie zanieczyszczana. Badania wykazały, że głównym źródłem zanieczyszczeń była hałda odpadów poprodukcyjnych. Woda w stawie jest pozbawiona tlenu i ma silnie alkaliczny odczyn. Na dnie stawu zalega warstwa gęstego osadu o miąższości od 20 do 40 cm. Osad ten ma odczyn alkaliczny (pH = 8,5-10,2), zawiera fenole lotne w stężeniu od kilkuset do kilku tysięcy mg/dm3 i ChZT powyżej 10 000 mg O2/dm3. Rozważano kilka koncepcji unieszkodliwienia tego osadu. Skomplikowane warunki geologiczne i hydrogeologiczne tego rejonu wymagały wykonania badań modelowych przed przyjęciem którejkolwiek ze zgłoszonych koncepcji. Konieczne było zastosowanie symulacji komputerowych określających dominujące kierunki przepływu wody, co pozwoliło w efekcie na określenie zachowania się ładunku zanieczyszczeń przy zwiększonym poborze wody ze stawu. Przestrzenny model budowy geologicznej oraz modelowanie hydrogeologiczne wykonano na podstawie 139 otworów wiertniczych. Geologiczny model cyfrowy (program Earth Vision) pozwolił na analizę warunków geologicznych oraz wydzielenie rejonów zagrożonych przenikaniem zanieczyszczeń z hałdy. Modelowanie programem Modflow pozwoliło określić warunki hydrogeologiczne w utworach czwartorzędowych oraz związki hydrauliczne pomiędzy poszczególnymi warstwami wodonośnymi.