The paper presents the results of hydrogeological parameters determination carried out in the area of the Muschelkalk outcrop (Middle Triassic) near Tarnów Opolski. The studies consisted of a short pumping test in 16 piezometers and then their flooding and observation of water table recovery after the stopping of the pumping. The test allowed the values of hydraulic conductivity and specific capacity of Muschelkalk layers ranging from 8.5 • 10–8 m/s to 3.63 • 10–3 m/s and from 0.0075 to 128 m3/h/1mS, respectively, to be calculated. The wide range of values is related to the fact of studying the layers characterized by high permeability and water-bearing capacity (Karchowice Beds, Diplopora Beds and Górażdże Beds) as well as layers with low permeability (Gogolin Beds). The dense network of the research points made it possible to demonstrate the surface variability of rocks permeability and water-bearing capacity, determined mostly by the direction of outcrops of individual layers. The results of the conducted studies show that the most water-bearing zone of the area is related to the carbonate rocks of the Karchowice, Diplopora and Górażdże Beds, characterized by the highest values of hydraulic conductivity k (above 2 • 10–4 m/s) and specific capacity q (above 15 m3/h/1mS), in the belt stretching latitudinally through Kosorowice–Otmice. The studied area can be considered a Polish limestone-concrete field where several mines exploiting Muschelkalk carbonate rocks operate. The results of the conducted studies may be useful for the correct prognosis of the groundwater inflow either to already existing quarries or newly designed mines within the Major Groundwater Basins.
PL
Artykuł prezentuje wyniki badań parametrów hydrogeologicznych przeprowadzonych na obszarze wychodni warstw wapienia muszlowego (trias środkowy) w okolicach Tarnowa Opolskiego. Badania polegały na przeprowadzeniu w 16 piezometrach krótkotrwałych pompowań, zalewań badawczych otworu oraz obserwacji wzniosu zwierciadła wody po zaprzestaniu pompowania. Na podstawie przeprowadzonych badań obliczono wartości współczynnika filtracji k oraz wydatku jednostkowego q skał węglanowych warstw wapienia muszlowego w zakresie odpowiednio od 8,56 • 10–8 m/s do 3,63 • 10–3 m/s i od 0,0075 do 128 m3/h/1mS. Duża rozpiętość uzyskanych wartości wynika z faktu objęcia badaniami skał warstw karchowickich, diploporowych i górażdżańskich charakteryzujących się dobrą przepuszczalnością oraz zawodnieniem jak i słabo przepuszczalnych warstw gogolińskich. Liczna sieć punktów badawczych umożliwiła przedstawienie powierzchniowej zmienności przepuszczalności skał oraz ich zawodnienia, w dużej mierze zdeterminowanej biegiem wychodni poszczególnych warstw. Wyniki wykonanych badań wskazują, że na badanym obszarze strefa o największym zawodnieniu związana jest z występowaniem skał węglanowych warstw karchowickich i diploporowych oraz górażdżańskich, charakteryzujących się najwyższymi wartościami k (powyżej 2 • 10–4 m/s) i q ( powyżej 15 m3/h/1mS), w pasie biegnącym równoleżnikowo przez miejscowości Kosorowice–Otmice. Omawiany obszar stanowi zagłębie wapienniczo-cementowe Polski, na którym funkcjonuje kilka kopalń eksploatujących skały węglanowe warstw wapienia muszlowego. Wyniki prezentowanych badań mogą być pomocne w prawidłowej ocenie prognoz dopływów wód podziemnych do odkrywek kopalni już istniejących, czy też projektowanych, leżących w większości w granicach głównych zbiorników wód podziemnych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W województwie podkarpackim wody mineralne występują praktycznie na całym obszarze. Najbardziej znane są wody z następujących rejonów: Iwonicz Zdrój-Lubatówka, Rymanów Zdrój, Horyniec Zdrój, Polańczyk, Latoszyn, Lipa, Rudawka Rymanowska, Baligród i Czarna. Najbardziej perspektywicznym obszarem dla wykorzystania wód mineralnych (leczniczych) są okolice Iwonicza Zdroju i Rymanowa Zdroju na terenie Karpat zewnętrznych (z zawartością CO2) oraz Horyńca Zdroju w zapadlisku przedkarpackim (z zawartością H2S).
EN
Mineral waters in the Podkarpackie Voivodeship occur almost over the entire area. The best known are the waters from the following regions: Iwonicz Zdrój-Lubatówka, Rymanów Zdrój, Horyniec Zdrój, Polańczyk, Latoszyn, Lipa, Rudawka Rymanowska, Baligród and Czarna. The most promising regions for mineral (curative) waters utilization are Iwonicz Zdrój and Rymanów Zdrój, which are located in the area of the Outer Carpathians (with CO2 content), as well as Horyniec Zdrój in the area of the Carpathian Foredeep (with H2S content).
Przedstawiono matematyczny opis przepływu wód podziemnych, na który składają się: filtracja wody, migracja zanieczyszczeń oraz przewodzenie ciepła. Dokonano przeglądu metod identyfikacji wszystkich parametrów hydrogeologicznych niezbędnych do opisu przepływu wód podziemnych. Przeanalizowano stan badań w zakresie identyfikacji parametrów hydrogeologicznych. W rezultacie zaproponowano serię eksperymentów identyfikacyjnych, która może być przeprowadzona w hydrowęźle parametrycznym.
EN
The paper presents a mathematical description of groundwater flow which includes: water filtration, migration of pollutants and heat flow. It is followed by an overview of recent research advances in identification methods of all the hydrogeological parameters necessary for description of groundwater flow. A new series of identification experiments, which may be applied in a pumping well with observation wells for parameters identification, is proposed.
W celu identyfikacji parametrów migracji znaczników w ośrodku porowatym przeprowadzono badania laboratoryjne i modelowe. Badania laboratoryjne polegały na zarejestrowaniu krzywych przejścia wybranych znaczników przez próbkę piasku w kolumnie filtracyjnej. Natomiast badania modelowe obejmowały skonstruowanie za pomocą oprogramowania Visual MODFLOW Pro v.3.1 oraz MT3D99 numerycznego modelu kolumny filtracyjnej i odtworzenie w drodze symulacji warunków badań laboratoryjnych. Wyznaczenie wartości parametrów migracji znaczników przeprowadzono na modelu numerycznym poprzez proces kalibracji modelu metodą kolejnych przybliżeń. Artykuł szczegółowo przedstawia metodykę tarowania wieloparametrycznego modelu migracji na wybranym przykładzie. Wypracowana procedura tarowania modelu numerycznego prowadzi do uzyskania zestawu parametrów opisujących takie procesy, jak adwekcja, dyspersja hydrodynamiczna oraz adsorpcja. Kalibrację oceniano poprzez porównanie krzywych przejścia doświadczalnych i obliczeniowych na podstawie sformułowanych własnych kryteriów zgodności tych krzywych. Otrzymane wyniki poddano dodatkowo weryfikacji metodą rozwiązań analitycznych.
EN
In order to identify parameters of tracer migration in porous medium there was conducted laboratory and model research. Laboratory research was based on registering the breakthrough curves of selected tracers through sand sample in filtration column. Model research involved creating through Visual MODFLOW Pro v.3.1 and MT3D99 software, numerical model of filtration column and reflecting laboratory research conditions through numerical simulation. Identification of tracer migration parameters was conducted on numerical model by the method of succeeding iterations. The article presents in detail the calibration procedure of multi-parameter model of migration on the selected example. The procedure of calibration numerical model, which was worked out by the author, leads to achieving the set of parameters describing such processes as advection, hydrodynamic dispersion and adsorption. Calibration was evaluated by comparison of numerical and experimental breakthrough curves on the basis of author's own criteria of compatibility of the curves. The results which were obtained underwent additional verification by the method of analytical solutions.
Pompowania testowe w warunkach nieustalonego dopływu są nadal rzadko stosowane przy dokumentowaniu zasobów wód podziemnych, zwłaszcza w odniesieniu do wód słodkich (zwykłych). W niniejszej pracy zinterpretowano wyniki testów przeprowadzonych w trzech otworach (A, B i C), charakteryzujących różne warunki hydrogeologiczne. Pompowanie w każdym z otworów miało postać testu wielostopniowego (step test). Interpretacji dokonano przy użyciu programu obliczeniowego AquiferWin32. W pracy poddano analizie prawidłowość doboru schematu i czasu wykonywania testu. W zależności od warunków hydrogeologicznych zastosowano odmienne metody interpretacji. Prawidłowa interpretacja wyników testu hydrodynamicznego zależy w dużej mierze od właściwego zaprojektowania sposobu jego przeprowadzenia. Bardzo ważny jest także dobór odpowiedniej aparatury pomiarowej oraz właściwych urządzeń zapewniających utrzymanie założonego reżimu pompowania. Czynniki te bowiem gwarantują wiarygodność uzyskanych wyników (pomiar depresji przy stałym wydatku). Dopiero rzetelne dane pomiarowe, w połączeniu z właściwie dobraną do warunków hydrogeologicznych metodą interpretacji, pozwolą na obliczenie wiarygodnych parametrów filtracyjnych warstwy wodonośnej.
EN
Test pumpings under conditions of transient flow are still rarely used in documenting groundwater resources, particularly in relation to fresh water. This paper presents interpretation of the results of pumping test conducted in three wells (A, B and C) characterized by different hydrogeological conditions. All of them were multi-step tests. Interpretations were made using the AquiferWin32 software. We examined the correctness of the selection scheme and the timing of the test. Depending on the hydrogeological model, different methods of interpretation were implemented. Correct interpretation of hydrodynamic tests depends largely on the proper design of the test method (pumping scheme). Very important is also the selection of an appropriate measuring apparatus and appropriate devices for securing the assumed pumping regime. These factors ensure the reliability of the results (measured depression at the constant discharge). Only reliable measurement data, in conjunction with a properly matched method of interpretation of the hydrogeological conditions, will allow for reliable calculation of the filter parameters of the aquifer.
Artykuł prezentuje wyniki badań parametrów hydrogeologicznych, wykonanych na terenach nieczynnych kopalń Cu, Ag i As w Miedziance i Ciechanowicach (Sudety Zachodnie). W profilu geologicznym wydziela się luźne osady czwartorzędowe oraz pokrywy zwietrzelinowe leżące na skałach krystalicznych masywu karkonosko-izerskiego oraz kaczawskiego łupkowo-zieleńcowego pasma fałdowego. Stwierdzono, że nieczynne wyrobiska górnicze decydują o wysokości potencjału zasobności. Najwyższe wartości tego parametru (powyżej 50 tys. m3) uzyskano dla rejonów najbardziej pociętych wyrobiskami górniczymi. Nie zaobserwowano wpływu wyrobisk górniczych na wielkości pozostałych parametrów skał. Oznaczenia wartości współczynników filtracji, porowatości efektywnej, odsączalności grawitacyjnej i wodochłonności wykonane w sąsiedztwie oraz w oddaleniu od wyrobisk bardziej zależą od litologii, lokalnej tektoniki oraz stopnia zwietrzenia. [...]
EN
The paper presents the results of the hydrogeological parameter investigations carried out in the areas of abandoned polymetallic mines in Miedzianka and Ciechanowice (Western Sudetes). Their geological profile is a mixture of separated loose Quaternary deposits and wheathering covers lying on the crystalline rocks of the Izera-Karkonosze Massif and Kaczawa greenstone-and-slate-fold belt. It was found that the abandoned mining excavations determine the resources potential. The highest values of this parameter (above 50 thousand m3) were obtained for the areas that had been mostly cut by mining excavations. No impact of the mine excavations on other rock parameters (hydraulic conductivity, storage coefficient, effective porosity, water-storage capacity) was found. The determinations made in the vicinity and at a distance from the excavations depend more on lithology, local tectonics and weathering grade. [...]
Przy eksploatacji złóż ropy i gazu ziemnego występuje problem utylizacji silnie zmineralizowanych wód złożowych, separowanych na powierzchni z eksploatowanych węglowodorów. Aktualnie w praktyce przemysłowej zarówno w kraju, jak i za granicą wody złożowe są najczęściej utylizowane poprzez ich zatłaczanie do górotworu wytypowanymi, odwiertami poeksploatacyjnymi. W artykule przedstawiono kryteria oceny warstw chłonnych pod kątem możliwości zatłaczania do nich wód złożowych oraz podano teoretyczne podstawy procesu zatłaczania.
EN
Oil and natural gas exploitation are connected with the problem of utilization of highly mineralized reservoir waters, separated on the surface of produced hydrocarbons. The recent practice in Poland and in other countries is to inject reservoir waters to the rock mass through pre-selected post-production wells. The evaluation criteria for absorptive of layers in view of their injection abilities are presented in the paper along with theoretical fundamentals of the injection process.
Hydrogeological documetation in the terms of deposit exploitation, water injection to the rock formations, drainage, and other mining activity requires the characteristic of groundwater conditions, mainly in the field of groundwater hazards. Hydrogeological documentations are the basis for granting or renewing a concession. The necessity of a general description in hydrogeological documentation as a result of legal regulations is justified and understood, although broader and non-standard scope should be revised, connected with: development of research methods in hydrogeology, scope of their applicability, modern research methodology for measurement and evaluation of hydrogeological parameters, new mining techniques. Commonly realized documents include, among other things, characteristics of hydrogeological conditions, in particular the extent of geological structure planned for water injection, depth, thickness and capacity of reservoirs, hydrogeological parameters, groundwater flow directions, isolation conditions and hydrogeological parameters of rock formations directly above reservoirs. Based on the documented work, the paper describes the problem of presenting the most important hydrogeological aspects that determine the possibility of water injection into the rock formations, the scope of hydrogeological investigations and justification of the observation and measurement conducted for the assessment of environmental hazards caused by water injection.