WYKŁAD 3
Strefą aeracji lub napowietrzania nazywa się przypowierzchniową część utworów geologicznych w której współistnieją cząsteczki, skały, woda i powietrze.
Miąższość strefy aeracji jest różna od kilku do ponad 100 metrów. Najmniejszą miąższość strefa aeracji osiąga na obszarach bagiennych, największą w górach i….
Woda w strefie aeracji występuje w trzech stanach: para wodna, woda związana chemicznie, woda związana fizycznie, woda kapilarna, wolna woda grawitacyjna ?????????
Woda kapilarna (włoskowata) jest formą występowania wody w strefie aeracji i pośrednio między wodą związaną fizycznie i wolną wodą grawitacyjną. Jest to woda, która przemieszcza się w próżniach skalnych. Woda kapilarna wykazuje dużą ruchliwość, podlega sile ciężkości i przekazuje ciśnienie hydrostatyczne, przemieszcza się od wilgotności większej do mniejszej zarówno w kierunku poziomym i pionowym dzięki czemu może uzupełniać zapas wód w warunkach intensywnej transpiracji roślin i parowania z powierzchniowej warstwy gruntu.
Woda wolna (grawitacyjna) w strefie aeracji występuje w postaci głównie wody wsiąkowej to jest wody przemieszczającej się w głąb utworów skalnych do strefy saturacji. Obecność jej w strefie aeracji wiąże się z wielkością i częstotliwością opadów atmosferycznych oraz przepuszczalnością skał budujących tę strefę.
Wody występujące w strefie aeracji tj. para wodna, woda związana fizycznie, woda kapilarna i woda wolna są określane mianem wilgoci glebowej lub gruntowej. Strefa aeracji często jest nazywana strefą wietrzenia i utleniania ze względu na zachodzące w niej procesy fizyczne i chemiczne, którym sprzyja przemieszczająca się w niej woda grawitacyjna.
Woda w strefie saturacji.
Strefa saturacji (nasycenia) jest to część środowiska skalnego, której wszystkie przestrzenie wypełnia wolna woda grawitacyjna. Górną granicą tej strefy jest zwierciadło wody podziemnej, dolną warstwa nieprzepuszczalna.
Skały przewodzące i zawierające wodę wolną nazywamy utworami wodonośnymi lub warstwą wodonośną. Przestrzeń skały zatopionej w wodzie nazywa się poziomem wodonośnym.
Strefa saturacji pojawia się w utworze wodonośnym wtedy gdy on jest podesłany skałą nieprzepuszczalną lub trudnoprzepuszczalną.
Miąższość strefy saturacji jest zmienna w czasie i zależy od wielkości i ciągłości zasilania jej wodami grawitacyjnymi. Ilość wody wolnej w strefie saturacji zależy od wielkości wolnych przestrzeni w skale. Ich miarą są porowatość, szczelinowatość, kwaskowatość.
W poziomie wodonośnym w którym woda znajduje się w ruchu można wydzielić 3 strefy poziome: zasilania, spływu, drenażu.
Strefą zasilania nazywa się obszar na którym warstwa wodonośna wychodzi na powierzchnię terenu i gdzie następuje przesiąkanie (infiltracja) wód opadowych lub powierzchniowych z rzek i jezior.
Charakterystyczną cechą tej strefy jest pionowy ruch wody wolnej od powierzchni do podstawy warstwy wodonośnej.
Strefa spływu obejmuje tę część warstwy wodonośnej w której woda przemieszcza się od strefy zasilania do strefy drenażu, nie ulegając przy tym zmianom ilościowym. Cechą tej strefy jest pozorny ruch wody.
Stefa drenażu jest to ta część warstwy wodonośnej gdzie następuje całkowity lub częściowy odpływ wód podziemnych od sieci powierzchniowej (źródeł, bagien, rzek, jezior lub do głębszych poziomów wodonośnych).
Te wody podziemne, które zasilają powierzchniowe obiekty hydrograficzne noszą nazwę wód potamicznych, te które nie mają kontaktu hydrograficznego nazywane są wodami apotamicznymi.
Przestrzenny obraz zwierciadła wód podziemnych można przedstawić za pomocą hydroizobat. Są to linie łączące punkty odpowiadające jednakowej głębokości od powierzchni terenu do swobodnego zwierciadła wody podziemnej.
Hydroizohipsy są to linie łączące punkty o jednakowej wysokości swobodnego zwierciadła wody podziemnej w stosunku do poziomu morza.
Hydroizopiezy są to linie łączące punkty o jednakowej wielkości ciśnienia piezometrycznego.
Rodzaje wód podziemnych:
a) ze względu na charakter zwierciadła wody podziemnej dzielimy na :
-wody o zwierciadle swobodnym
-wody o zwierciadle napiętym (naporowe)
Wody naporowe mogą być wodami artezyjskimi gdy wznios ich zwierciadła sięga powierzchni terenu lub wodami subartezyjskimi jeżeli jej nie osiąga.
b) ze względu na wysokość wystawy wody podziemne dzielimy na :
-wody przypowierzchniowe
-wody gruntowe
-wody wgłębne
-wody głębinowe
Wody przypowierzchniowe (hypodermiczne) są to wody występujące na bardzo małych głębokościach pod powierzchnią terenu. Odpływ wód przypowierzchniowych jest minimalny, stosunkowo duże jest parowanie z powierzchni ich zwierciadeł.
Wody gruntowe (freatyczne) tworzą pierwszą od powierzchni terenu trwałą warstwę wodonośną. Wody te są bezpośrednio zasilane przez opady i wody powierzchniowe.
Wody wgłębne są to wody podziemne, które występują w warstwach wodonośnych przykrytych skałami słaboprzepuszczalnymi lub nieprzepuszczalnymi. Obszar ich występowania jest zazwyczaj większy od obszaru zasilania. Zasilanie tych wód odbywa się na skutek infiltracji opadów atmosferycznych w wychodniach warstw wodonośnych lub pośrednio przez szczeliny uskokowe albo różnego rodzaju okna hydrogeologiczne czyli przerwy w utworach nieprzepuszczalnych występujących w stropie warstwy z wodami wgłębnymi. Wody wgłębne mogą być także zasilane z innych poziomów wodonośnych.
Wody głębinowe są to wody podziemne znajdujące się głęboko pod powierzchnią terenu i są od niej całkowicie izolowane kompleksami utworów nieprzepuszczalnych, są to na ogół wody reliktowe (nieodnawialne, bez ruchu)
extrabud2