Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Ochrona ujęcia wód podziemnych „Zawada” w aspekcie zagrożeń geogenicznych i antropogenicznych

Różkowski J., Jakóbczyk-Karpierz S., Rubin K., Sitek S., Siwek P.

Technologia Wody

|

2016

|

Nr 4 (48)

18--24

PL

Ujęcie pięciotorowe wód podziemnych „Zawada” GPW S.A. w Katowicach jest rozlokowane w Karchowicach, Zawadzie i Pyskowicach. Ujęcie eksploatuje wody serii węglanowej triasu w obrębie GZWP Gliwice (nr 330) w ilości ok. 2,5 mln m3/rok, przy zatwierdzonych w 2014 roku zasobach eksploatacyjnych ujęcia 625 m3/h i depresja zwierciadła wody w otworach 12-27 m. Analiza podatności użytkowych wód podziemnych na zanieczyszczenie z uwzględnieniem wyników badań modelowych, aktualnego zagospodarowania terenu oraz miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego, wskazują na zróżnicowanie stopnia potencjalnego zagrożenia wód podziemnych. W obszarze ograniczonym izochroną 25-letniego dopływu wody do studni Pyskowice I i II, ujmowany poziom wodonośny jest izolowany miąższą warstwą ilastych utworów miocenu, więc ustanowienie strefy ochronnej, rozumianej jako teren ochrony pośredniej, w tym obszarze jest bezprzedmiotowe. W obszarach ograniczonych izochroną 25-letniego dopływu wody do studni Zawada II i IV oraz Jelina stwierdzono brak dostatecznej izolacji poziomu wodonośnego (wychodnie i wychodnie podczwartorzędowe skał węglanowych triasu). Największym zagrożeniem dla studni Zawada II, IV, Jeliny są zagospodarowanie rolnicze, nieskanalizowane obszary zabudowy wiejskiej oraz wody rzeki Drama, która niesie ładunek związków TCE i PCE wypłukiwany z obszaru Tarnowskich Gór, gdzie były stosowane w przeszłości w procesach technologicznych jako rozpuszczalniki. Wody eksploatowane studniami Pyskowice I i II należą do I i II klasy jakości, podczas gdy podwyższone stężenia NO3 i TCE i PCE w wodzie (8-9ug/dm3) obniżają jakość wody z tych studni do klasy III. Dla zapewnienia ciągłej i bezpiecznej eksploatacji ujęcia wód podziemnych „Zawada” istnieje, uzasadniona warunkami geologicznymi i zagospodarowaniem terenu, potrzeba ustanowienia strefy ochronnej w rejonie studni Zawada III i IV oraz Jelina. Wystąpienie z wnioskiem o ustanowienie strefy ochronnej musi być poprzedzone wnikliwą analiza ekonomiczną, bowiem odkryty, szczelinowo-krasowy zbiornik wodonośny triasu może być odbiornikiem zanieczyszczeń łatwo migrujących zarówno pionowo, jak i lateralnie, bez możliwości samooczyszczenia.

EN

Groundwater well field. Zawada- about 2500000 m3 p.a. of water from the fractured -karst aquiferr Gliwice. Drinking; water is supplied for citizens of Zabrze, Gliw ice, Bytom and other nearby .smaller towns. Analysis of env ironmental conditions and land use revealed spatial differential of groundwater vulnerability to pollution. In the area of wells Pyskowice I and Pyskowice II the aquifer is covered by over a 50-m layer of Miocene clays. On thee other hand, scarce confinement was identified within the capture zones bounded by the isochrone of 25 years of groundwater flow to wells Zawada II, IV and .Jelina. Major threat to quality of groundwater abstracted by these wells is represented by agricultural activity, areas of rural housing without sewage system as well as water infiltrating from the river Drama, contaminated by TCE, and TCE, originating from industrial areas of Tarnowskie Góry town. Elevated concentration of NO3, TCE and PCE in the abstracted groundwater caused its deterioration - the groundwater was qualified lo the third class in accordance with polish regulations. The establishment of well field protection zone is problematic due to the presence of karst and specific character of human activities in the area.

3

Rekonstrukcja drenażu subglacjalnego lodowca Werenskiolda (SW Spitsbergen) na podstawie modelowania numerycznego

Piechota A. M., Sitek S., Ignatiuk D., Piotrowski J. A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 451 Hydrogeologia z. 13

191--201

PL

W niniejszej pracy autorzy przedstawiają próbę rekonstrukcji drenażu subglacjalnego lodowca Werenskiolda na podstawie modelowania numerycznego w programie FEFLOW v. 6.0. Obszar modelu numerycznego obejmuje 36,2 km2 basenu politermalnego lodowca, z czego 75% wypełnia lód (27,1 km2). Bazując na badaniach przeprowadzonych w latach 2009–2011 na lodowcu Werenskiolda, podjęto próbę zastosowania modelowania przepływu dla odzwierciedlenia drenażu subglacjalnego w warstwie osadów moreny dennej i stropowej części skał podłoża. Na przedpolu oraz w jego strefie czołowej założono za Replewską-Pękalową (2004) występowanie wieloletniej zmarzliny i warstwy czynnej o miąższości do 2 m. Celem badań była próba określenia rozkładu dróg przepływu, ciśnienia pod lodowcem i na jego przedpolu. Rozkład przestrzenny ciśnienia i dróg przepływu wód pod lodowcem zależy od jego geometrii (miąższości), warunków termicznych, wielkości zasilania wodami ablacyjnymi i opadowymi oraz parametrów hydrogeologicznych podłoża. Wielkość wód przepływających przez warstwę wodonośną pod lodowcem i na jego przedpolu w okresie ablacyjnym została wymodelowana na 4624 m3/d, co stanowi ok. 8% sezonowych wód ablacyjnych i opadowych (z tego ok. 5% przepływa w osadach pod stopą lodowca). Pozostałe 92% wód ablacyjnych i opadowych jest transportowana turbulentnie systemem kanałów drenażu in- i subglacjalnego.

EN

The paper attempts to describe subglacial drainage of the Werenskiold Glacier based on numerical modelling using FEFLOW software version 6.0. The model covers 36.2 km2 of a polythermal glacier basin, 75% of which is filled with ice (27.1 km2). Numerical modelling was preceded by field research carried out on Werenskiold during the summers of 2009–2011. The model illustrates the subglacial drainage in a ground moraine layer and the top of the bedrock. Permafrost and active layer of a maximum thickness of 2 m under the glacier snout and in its forefield were assumed (Replewska-Pękalowa, 2004). The aim of this study was to obtain the subglacial groundwater flow field and the spatial distribution of hydraulic pressures beneath the glacier and in its forefield. The spatial distribution of hydraulic pressure and groundwater flow paths beneath the glacier are controlled by its geometry (thickness), thermal conditions, the amount of ablation and rainfall water, and the hydrogeological parameters of the bed. The water flux in the ablation season in the aquifer under the glacier and in its forefield was estimated at 4624 m3/day, what corresponds to 8% of the seasonal ablation water and rainfall (5% of which drains through the sediments under the glacier). The remaining 92% of the ablation water is evacuated through in- and subglacial channel system.

4

Występowanie trichloroetenu i tetrachloroetenu w wodach podziemnych w rejonie Tarnowskich Gór

Sitek S., Kowalczyk A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/2

633--642

PL

W badaniach prowadzonych od 1994 r. w rejonie Tarnowskich Gór rejestruje się w wodach węglanowego kompleksu wodonośnego triasu obecność trichloroetenu (TCE) i tetrachloroetenu (PCE). Źródłem tych związków są zakłady przemysłowe, funkcjonujące w przeszłości lub nadal czynne na terenie miasta Tarnowskie Góry. Potwierdza to przestrzenny rozkład zawartości tych związków w wodach węglanowego kompleksu wodonośnego triasu, który wskazuje, że maksymalne wartości sumy TCE i PCE, na poziomie ponad kilkudziesięciu µg/dm3, występują na terenie miasta i w bezpośrednim jego otoczeniu. Zawartości tych związków maleją wraz z odległością od miasta, w kierunku zachodnim, południowo-zachodnim i północno-zachodnim. W okresie prowadzenia badań stwierdzono przemieszczanie się frontu tych związków. Obecnie istotne zawartości, na poziomie 3–10 µg/dm3 stwierdza się w odległości kilkunastu kilometrów na zachód od miasta. Potwierdzeniem migracji tych związków jest wzrost ich zawartości w wodach ze studni, w których na początku okresu badań ich obecności nie stwierdzano. W pracy przedstawiono podsumowanie wyników dotychczasowych badań prowadzonych w latach 1994–2010, oraz sformułowano wnioski z nich wynikające. Wskazano na uwarunkowania geologiczno-strukturalne, hydrodynamiczne oraz hydrogeochemiczne rozprzestrzeniania się TCE i PCE w wodach GZWP Gliwice, na trendy zmian stężeń tych związków oraz na możliwość prognozowania tych zmian w przyszłości.

EN

Trichloroethene (TCE) and tetrachloroethene (PCE) contamination have been monitored in water of Triassic carbonate aquifer in Tarnowskie Góry area since 1994. The source of the contamination is industry, located in the Tarnowskie Góry, what has been confirmed by spatial distribution of TCE and PCE concentration in the aquifer and maximum concentration observed in the city and immediate vicinity. The concentrations of TCE and PCE decrease with increase distance from Tarnowskie Góry in the west, south-west and north-west direction. The results demonstrate that contamination plume is spreading out up to 15 km in the west direction from the source of the contamination. Confirmation of migration of these constituents is continuous increase of TCE and PCE concentrations in the water from wells uncontaminated at the beginning of the research studies. The paper summarizes results of the investigation for years 1994 to 2010. It was indicated that important role in spreading the TCE and PCE in the groundwater play geological structure, hydrodynamic and hydrogeochemical properties of the Triassic carbonate aquifer. Reliable prediction of temporal and spatial TCE and PCE concentration changes require to take into consideration all mentioned above factors.

5

Ocena oddziaływania składowiska odpadów komunalnych w Tychach na środowisko wód podziemnych w świetle badań modelowych

Sitek S., Witkowski A., Kowalczyk A., Żurek-Pucek A. M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2010

|

nr 442 Hydrogeologia z. 11

147--152

PL

Składowisko w Tychach-Urbanowicach składa się z trzech kwater, dwóch czynnych i jednej zamkniętej w 1994 r. W przeciwieństwie do pozostałych stara kwatera nie została zabezpieczona od dołu, co umożliwiło przenikanie odcieków ze składowiska do wód podziemnych. W celu dokonania oceny zasięgu i skali negatywnego wpływu starej kwatery składowiska na wody podziemne plejstoceńskiego poziomu wodonośnego stworzono model przepływu dla warunków ustalonych i model transportu dla warunków nieustalonych, wykorzystując oprogramowanie FeFlow. Do oceny migracji zanieczyszczeń wybrano bor. Rezultaty badań modelowych wykazały migrację zanieczyszczeń od składowiska w kierunku zgodnym z generalnym przepływem wód podziemnych do rzeki Gostyni. W wyniku dyspersji stężenie boru w wodach podziemnych maleje od 13 mg/l (pod nieczynną kwaterą składowiska) do 1–2 mg/l w odległości 300 m na południe od starej kwatery składowiska. Chmura zanieczyszczeń osiąga rozmiary 750 m długości i 250 m szerokości. Wykonane symulacje na modelu potwierdziły przypuszczenia zwiększenia się zasięgu chmury zanieczyszczeń do około 1 km długości. Można przypuszczać, że w najbliższych latach będzie obserwowany ciągły wzrost stężenia boru w wodach piezometrów znajdujących się na południe od składowiska (P17, P17a) do około 5–7 mg/l.

EN

The municipal landfill in Tychy-Urbanowice consists of three sites, the old one closed in 1994 and two others in use. The old part, against two other ones, is not lined and, as a result, the landfill leachate deteriorates the quality of groundwater. The objective of the modelling study was to apply 3D transport modelling for assessment and prediction of municipal landfill impact within the Quaternary aquifer. The transient transport models using FeFlow software have been constructed. For single-species transport model boron has been chosen. The results indicate that the contamination plume of boron has been moved downstream from the old landfill towards the Gostynia River. The plume is currently about 750 meters long and 250 meters wide. The highest concentration of boron is 13 mg/l under the old landfill and, as a result of dispersion, concentration decreases to 1–2 mg/l at the distance of 300 meters downwards from the old landfill, what was confirmed by both model simulation and monitoring network observation. The predictions made on the model show that contamination plume still spreads and higher level concentration of boron will be observed downstream from the old landfill site.

6

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.

7

Ekosystemy wód przybrzeżnych Wolińskiego Parku Narodowego - jako odbiorniki wód odpadowych

Poleszczuk G., Domagała J., Markiewicz I., Sitek S.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2002

|

Tom 4

403-417

PL

W 1996 roku, w wyniku włączenia akwenów morskich Zatoki Pomorskiej oraz tzw. akwenów morskich wewnętrznych Zalewu Szczecińskiego, Woliński Park Narodowy (WPN) uzyskał status pierwszego w Polsce morskiego parku narodowego (Rozporządzenie, 1996). Polska jako pierwsza wykonała zalecenia Konwencji Helsińskiej w sprawie tworzenia Bałtyckiego Systemu Morskich i Brzegowych Obszarów Chronionych (BSPA - Baltic Sea Protected Areas) (Lewicki 1994, 2000, Jakuczun 1996). Czterech jezior: Warnowskiego, Rabiąż, Domysłowskiego i Czajczego z grupy jezior Pojezierza Warnowsko-Kołczewskiego, połączonych Strugą Pojezierną (Lewińską), którą wody jeziorne spływają poprzez jeziora Żółwińskie i Kołczewskie oraz Koprowo do Zalewu Kamieńskiego w cieśninie Dziwny. Jeziora Gardno (Grodno) k. Międzyzdrojów - bezodpływowego i bezdopływowego o niewyjaśnionej genezie. Jezior pochodzenia antropogenicznego: Turkusowego i Starej Kredowni, powstałych w wyrobiskach kredowych. Na mocy rozporządzenia Rady Ministrów z 1996 roku (Rozporządzenie, 1996) powierzchnia Wolińskiego Parku Narodowego wzrosła do 10937 ha, po włączeniu do WPN przybrzeżnych wód morskich, przybrzeżnych wód Zalewu Szczecińskiego oraz rozlewisk delty Świny wraz z jeziorami Wicko Wielkie i Wicko Małe. Do WPN włączone zostały ekosystemy (rys. 1): Wody otwarte Wolińskiego Parku Narodowego i wody oblewające wyspę Wolin są poddane znacznej antropopresji, związanej z odprowadzanej doń wód ściekowych ze zlokalizowanych na wyspie Wolin oczyszczalni ścieków w miejscowościach Międzyzdroje, Świnoujście, Międzywodzie i Wolin. Można oszacować, że ładunek substancji organicznych mierzonych, według ChZT-Cr, wynosi od 1200 do 2000 kg O2 na dobę, ładunek fosforu ogólnego - od 26 do 41 kg P na dobę oraz ładunek azotu ogólnego - od 320 do 500 kg N na dobę. Prawdopodobnie największym problemem, jeżeli chodzi o zrzut substancji biogenicznych do wód otwartych wokół wyspy Wolin jest sprawa odprowadzania doń wód drenarskich ze zlewni polderowych na wyspie, w tym szczególnie - ze zlewni w centralnej części wyspy Wolin, odprowadzanych przez przepompownię w Darzowicach k. Wolina oraz zlewni w zachodniej części Półwyspu Przytorskiego, tam, gdzie zlokalizowane jest wysypisko-składowisko śmieci dla miasta Świnoujścia, z którego wody drenarskie są odprowadzane przez przepompownię w Ognicy i w Przytorze do Starej Świny w bardzo bliskim sąsiedztwie granic Wolińskiego Parku Narodowego. Bezpośrednio do wód Wolińskiego Parku Narodowego odprowadzane są znaczne ilości zanieczyszczeń z polderu znajdującego się na południe od miasta Międzyzdroje. Wody te przepompowywane są za pomocą systemu pomp przy tamie na Starym Zdroju zlokalizowanej przy szosie nr 3. Przepompownia ta przetłacza do jeziora Wicko Małe wody z oczyszczalni ścieków w Międzyzdrojach, zmieszane z wodami z kanalizacji burzowej z tego miasta oraz drenarskimi z polderu o powierzchni około 100 ha o glebach murszowo-torfowych. Ze względu na brak wyników odpowiednich badań, jak na razie, nie można określić ilości zanieczyszczeń spływających z tymi wodami. Dodatkowym źródłem zanieczyszczeń, które trafiają do wód powierzchniowych okalających wyspę Wolin mogą być składowiska - wysypiska śmieci komunalnych na wyspie z miejscowości Świnoujście, Międzyzdroje i Międzywodzie oraz na lądzie stałym w miejscowości Recław, gdzie gromadzone są odpady komunalne z miasta Wolna. Szczególnie niebezpieczne dla ekosystemów wód otwartych Zalewu Szczecińskiego należących do WPN wydaje się być wysypisko dla miasta Świnoujście zlokalizowane przy polderach Ognica i Przytór. Wody opadowe i odcieki z tego wysypiska mogą spływać na obszar ww. polderów, a stamtąd mogą być przepompowywane do wód powierzchniowych Starej Świny i jeziora Wicko Wielkie. Określenie rozmiarów oddziaływania wód drenażowych i składowisk odpadów wymagają przeprowadzenia stosownych badań.

EN

In 1996, as a result of including sea areas of the Pomorska Bay and so called inner sea areas of the Szczeciński Bay, the Woliński National Park (WNP) gained status of first in Poland sea national park. Poland as a fist country fulfilled recommendations of the Helsinki Convention concerning creation of BSPA - Baltic Sea Protected Areas. Those sea areas - water ecosystems included in 1996 in the WNP are well studied by natural scientists. But in spite of many very significant ventures concerning protection of those areas they are still undergoing strong local antropopression, which should be continuously reduced. This antropopression is mainly connected with piping off treated sewage from sewage treatment plants on the Wolin island in the following towns: Międzyzdroje, Świnoujście, Międzywodzie and Wolin. One can estimate that the load of organic substance measured as CODCr is from 1200 up to 2000 kg of O2 per day, the load of total phosphorus - from 26 up to 41 kg of P per day and the load of total nitrogen - from 320 up to 500 kg of N per day. Probably the biggest source of biogenic substances which get to open waters around Wolin piping off drainage waters from polder basins on the island, especially from - basin located in the central part of the Wolin island, from the basin located in the western part of Przytorski Peninsula (this is the place where landfill for Świnoujście is located, from which drainage waters are piped off) as well as from basin located south of Międzyzdroje. Additional source of contaminants which get to the sea areas around the Wolin island might municipal wastes landfills located on the island near Świnoujście, Międzyzdroje and Międzywodzie as well as outside the island in Recław. The most dangerous for the ecosystems of open waters of Szczeciński Bay included in WNP seams to be landfill for Świnoujście located near polder basins. Estimation of influence of drainage waters and landfills on the ecosystems of WNP require additional research.

8

Nutrient status in the Szczecin Lagoon - past, present and future prospects

Pastuszak M., Wielgat M., Sitek S.

Oceanological Studies

|

2001

|

Vol. 30, No. 1-2

59-86

EN

Nutrient concentrations and their annual/interannual variability in the Szczecin Lagoon are shaped by variable riverine water/nutrient discharges and bio-geochemical processes in the Lagoon which modify the dissolved/suspended matter introduced. On an interannual scale, nitrate and phosphate concentrations in the Lagoon in 1969-97 displayed quite considerable variability, with maxima of NO3 coinciding with minima of PO4 concentrations. Both NO3 concentrations in the Lagoon and total nitrogen loads showed a strong positive correlation with the water volumes discharged (r = 0.73 and 0.82, respectively). This dependence was much weaker and negative for PO4 (r = - 0.51), and weak and positive for total phosphorus loads (r = 0.35). It would appear, therefore, that in the catchment area of the Oder River, nitrogen sources are mainly diffuse, while phosphorus is derived from point sources. There was a considerable predominance of nitrates in the inorganic nitrogen pool, but the presence of ammonium in large concentrations in winter and summer was also evident. Among the inorganic nutrient species, nitrates exhibited the highest transformation rate into organically bound forms (over 60%) while passing through the Lagoon. The mechanisms responsible for the nutrient transformation patterns in the Lagoon - temperature, in particular - are discussed in the paper. Phytoplankton production in the Lagoon appeared to be phosphorus-limited in spring and nitrogen-limited in summer.