WODY PODZIEMNE I BILANS WODNY POLSKI

Transkrypt

1 WODY PODZIEMNE I BILANS WODNY POLSKI

2 Wody podziemne Wody podziemne wody, zalegające pod powierzchnią Ziemi na różnych głębokościach, powstałe na skutek różnych procesów geologicznych. Ich występowanie zależy od dwóch głównych czynników: Budowy geologicznej - czyli z rodzajem skał i ich strukturą. Skały, w których jest możliwe gromadzenie się wód podziemnych, nazywamy skałami wodonośnymi albo przepuszczalnymi ( np. piasek, żwir) w odróżnieniu do skał nieprzepuszczalnych Czynników atmosferycznych głównie ilości opadów i temperatury Wyróżniamy cztery główne typy wód podziemnych: Wody zaskórne Wody gruntowe Wody wgłębne Wody głębinowe

3 Wody podziemne powstają z wody, która przeniknęła do wnętrza gleby i znajduje się w jednej z dwóch warstw gleby, noszących miano stref. Najwyżej powierzchni gruntu znajduje się strefa nawietrzona (s. aeracji), jest to strefa, w której woda nie zajmuje wszystkich wolnych przestrzeni i szczelin, ale część z nich wypełnia powietrze. Wody w tej strefie pozostają w ścisłym kontakcie z powietrzem Poniżej tej strefy znajduje się strefa nasycona (s. zawodniona, s. saturacji) - tutaj wszelkie wolne przestrzenie, pory i szczeliny są wypełnione wodą. Granica pomiędzy tymi warstwami to zwierciadło wody podziemnej, czyli górna granica nasycenia skały wodą. Po długotrwałych intensywnych opadach zwierciadło wody podnosi się. Kiedy gleba poniżej powierzchni ziemi jest przesączona może dojść do powodzi, gdyż nie przyjmuje już więcej wody, która pozostaje na powierzchni ziemi. Zdolność gruntu do wchłonięcia i zatrzymania w sobie określonej ilości wody to nasiąkliwość, która jest różna dla różnych rodzajów gruntu; szczególnie dużą nasiąkliwością odznaczają się skały ilaste. Warstwa powierzchniowa Warstwa aeracji Zwierciadło Warstwa saturacji

4 Wody przypowierzchniowe (wody zaskórne)- znajdują się tuż pod powierzchnią terenu, do 2 m i są zasilane przede wszystkim opadami atmosferycznymi. Wody te występują się w dolinach rzecznych, w obniżeniach terenu, bądź na brzegach jezior na skutek obfitych opadów. Gromadzą się w glebie i decydują o życiu roślin i mikroorganizmów. Pozostają pod wpływem zmian pogodowych i narażone są na dopływ wszelkich zanieczyszczeń, dlatego nie nadają się do spożycia. Wody gruntowe to wody podziemne tworzące trwałą warstwę wodonośną. Zasilane są przez wody opadowe a niekiedy przez wody powierzchniowe. Występują na głębokości od kilkudziesięciu centymetrów do nawet 100 metrów. Wpływ temperatury zaznacza się do 20 m. Od tej głębokości temperatura wód jest stała w ciągu roku, zbliżona do średniej rocznej temperatury otoczenia.

5 Wody wgłębne oddzielone są od wód gruntowych warstwą nieprzepuszczalną. Na ogół są dobrze przefiltrowane i niezanieczyszczone bakreriologicznie. Często są silnie zmineralizowane W północnej i środkowej części kraju wody wgłębne występują powszechnie w piaskach i żwirach polodowcowych oraz rzecznych, tworząć w nich nawet kilka poziomów wodonośnych. Różnica poziomów najniżej i najwyżej położonych punktów zwierciadła umożliwia powstawanie efektu artezyjskiego i subartezyjskiego w rozległych synklinach (Niecka Mazowiecka, Niecka Łódzka)

6 Wody głębinowe występują na dużych głębokościach, nawet kilku kilometrów. Są odizolowane od wód zalegających na wyższych poziomach i także nie podlegają wpływom temperatury i innych czynników powierzchniowych Typy wód głębinowych w zależności od ich genezy: 1. reliktowe - pochodzące z dawnych epok geologicznych: sedymentacyjne - dawne wody infiltracyjne, uwięzione w skonsolidowanych osadach, infiltracyjne - uwięzione w skałach w minionych epokach geologicznych na skutek np. ruchów masowych, 2. juwenilne - wody pomagmowe pochodzące z kondensacji pary wodnej; powstają w ostatnim etapie krzepnięcia magmy podczas jej wędrówki ku powierzchni Ziemi. Magma stygnąc uwalnia wodę. Występowanie wód juwenilnych ograniczone jest do obszarów występowania aktywności wulkanicznej. Obecnie spotyka się je w głębokich rozpadlinach skorupy ziemskiej w obszarach, gdzie istnieje działalność tektoniczna. 3. metamorficzne - powstające w procesach przeobrażania skał.

7 Wody artezyjskie Wody artezyjskie wody podziemne należące do wód wgłębnych, występujące pod ciśnieniem hydrostatycznym, zdolne do samoczynnego wypływu na powierzchnię ze studni. Odpowiednie warunki do wytworzenia ciśnienia hydrostatycznego występują najczęściej na obszarach o nieckowatym układzie warstw skalnych. Od wód gruntowych odróżnia je istnienie warstwy nieprzepuszczalnejj w stropie. Dzięki tej izolacji są mniej zanieczyszczone. Wody artezyjskie najczęściej występują w niecce artezyjskiej w warstwach wodonośnych pod skałami nieprzepuszczalnymi. Występowanie wód artezyjskich może być niekiedy związane także z uskokami i systemem szczelin skalnych. Odwiert w nadległych warstwach skalnych powoduje podniesienie słupa wody ponad powierzchnię ziemi (wypływ na powierzchnię, np. studnia artezyjska), natomiast w przypadku naturalnego znalezienia możliwości wypływu powstaje źródło artezyjskie (źródło wstępujące). Wody o niższym ciśnieniu hydrostatycznym, w przypadku których słup wody w odwiercie nie sięga powierzchni ziemi to wody subartezyjskie warstwa wodonośna 2 warstwa nieprzepuszczalna 3 obszar zasilania 4 studnia artezyjska 5 poziom hydrostatyczny 6 studnia subartezyjska 7 źródło artezyjskie

8 Wody krasowe Spośród wód podziemnych ważne są także wody krasowe. Występują one w szczelinach i jaskiniach, m.in. W skałach wapiennych i gipsowych. Wody krasowe zasilane są wodami opadowymi lub powierzchniowymi (np. rzecznymi), które spływają w głąb skał przez system szczelin i spękań. Wypływ dużych ilości wód krasowych na powierzchnię terenu nosi nazwę wywierzyska. W Polsce wody krasowe występują na wyżynach: Śląskiej, Krakowsko-Częstochowskiej i Lubelskiej oraz Niecce Nidziańskiej i Tatrach Zachodnich. Najbardziej znane wywierzyska w Polsce to: Lodowe Źródło w Dolinie Kościeliskiej w Tatrach średnia wydajność 620dm 3 /s Niebieskie Źródła w Tomaszowie Mazowieckim średnia wydajność 180 dm 3 /s. Jest to rezerwat przyrody. Lodowe Źródło Niebieskie Źródła

9 Wody podziemne Zasobność wód podziemnych Duża Średnia Mała Brak informacji wodonośnych Deficyt wód podziemnych: Wykorzystywanych w rolnictwie Wykorzystywan ych w przemyśle i gospodarce komunalnej Obszary intensywnej eksploatacji wód podziemnych

10 Wody mineralne Specyficznym rodzajem wód podziemnych są wody mineralne. To naturalne wody wzbogacona w znacznym stopniu solami mineralnymi (lub innymi składnikami) w postaci jonów. Są to wody, które zawierają w jednym litrze co najmniej jeden gram rozpuszczonych soli mineralnych i gazów. Niektóre wody mineralne zaliczane są do wód leczniczych, mogą to być również wody słabo zmineralizowane, posiadające w swej zawartości nie więcej niż 1 g/l soli mineralnych i gazów leczniczych. Dzieje się tak za sprawą obecności odpowiednich składników, posiadających specyficzne właściwości (np. żelazo, mangan, fluor, brom, jod, siarka, rad, radon, dwutlenek węgla). Podział wód mineralnych: niskozmineralizowane (poniżej 500 mg składników mineralnych/l), średniozmineralizowane ( mg/l) wysokozmineralizowane (powyżej 1500 mg/l)

11 Rodzaje wód mineralnych Główne rodzaje wód mineralnych występujących w Polsce: wody termalne (cieplice) - wody podziemne o temperaturze przekraczającej średnią roczną temperaturę powietrza w okolicy. W Polsce za wody termalne uznaje się wody o temperaturze powyżej 20 C. Najcieplejsze wody termalne w Polsce mają temperaturę ponad 70 o C i wystepują w Cieplicach Śląskich, do niedawna były w Jeleniej Górze 61,5 o C wody radoczynne zawierają śladowe ilości rozpuszczonych pierwiastków promienitowórczych wody siarczkowe zawierają w 1 litrze ponad 1mg siarki ogólnej szczawy pochodzenia infiltracyjnego nasycone co 2 w ilości przekraczającej 1000 mg/dm³, powstaje w ośrodku skalnym na dużej głębokości szczawy żelaziste - zawierają ponadto związki żelaza Solanki - do solanek zalicza się wody podziemne o zawartości rozpuszczonych stałych składników mineralnych wynoszącej od 10g/l do 35g/l Borowe woda zawierająca co najmniej 5 mg/dm³ kwasu metaborowego (HBO2); () jodkowe woda zawierająca co najmniej 1,0 mg/dm³ jonu jodkowego (I-); wody bromkowe woda zawierająca co najmniej 5 mg/dm³ jonu bromkowego (Br-)

12 Występowanie wód mineralnych Wody termalne występują na Pojezierzu Wielkopolskim Ciechocinek ( 38 o C), w Karpatach-Zakopane, w Sudetach - Lądek zdrój, Cieplice Śląskie (44 C - 90 C), Wody radoczynne - spotykane w Sudetach i na Przedgórzu Sudeckim, stąd rozwój uzdrowisk: Kowary, Świeradów Zdrój, Lądek Zdrój Wody siarczkowe - spotykane na znacznym obszarze Polski, min: Niecka Nidy - Busko i Solec Zdrój, Sudety i Przedgórze Sudeckie- Przerzeczyn Zdrój, Wyżyna Krakowska- Częstochowska Krzeszowice, Karpaty Wysowa, Swoszowice, Pojezierze Wielkopolskie - Wieniec Zdrój Szczawy - Wyżyna Lubelska - Nałęczów, Podkarpacie-Krynica, Piwniczna, Szczawnica, Wysowa, Muszyna, Iwonicz Zdrój, Sudety i Przedgórze Sudeckie-Kudowa Zdrój, Duszniki Zdrój, Szczawno-Zdrój Szczawy żelaziste - Podkarpacie- Wysowa, Piwniczna, rejon Sudecki-Duszniki Zdrój, Kudowa-Zdrój Solanki - Niecka Nidy-Busko Zdrój, pobrzeże - Ustka,Kołobrzeg, Świnoujście, Nizina Mazowiecka - Konstancin, Pojezierze Wielkopolskie-Ciechocinek, Podkarpacie- Wieliczka, Rabka Jodkowe - Pobrzeża- Ustka, Dziwnów, Świnoujście, Podkarpacie-Szczawnica, Rabka, Rymanów Zdrój, Niecka Nidy-Busko Zdrój Wody bromkowe - Pobrzeże Ustka, Połczyn Zdrój, Kamień Pomorski, Podkarpacie Rabka Borowe - Podkarpackie -Szczawnica, Pobrzeża- Ustka

13 Uzdrowiska w Polsce Występowanie wód mineralnych umożliwiło budowę uzdrowisk, specjalizujących się w lecznictwie różnych schorzeń. Uzdrowiska dzielimy na: karpackie (na przykład: Krynica, Muszyna, Polańczyk, Szczawnica, Wysowa), sudeckie (na przykład: Kudowa Zdrój, Polanica Zdrój, Duszniki Zdrój, Lądek Zdrój), nadmorskie (na przykład: Kołobrzeg, Ustka, Połczyn Zdrój, Krynica Morska), pojezierzy (na przykład: Ciechocinek, Inowrocław, Konstancin Jeziorna). Wybrane uzdrowiska w Polsce: Ciechocinek - jedno z głównych uzdrowisk w Polsce. Występują tu wody cieplicze typu chlorkowo sodowego o temperaturze o C. Stanowią część zasobów mineralnych uzdrowiska. Bogate źródła termalnej solanki zaczęto tu wykorzystywać do celów leczniczych już w 1836 r. W tym samym okresie powstały też słynne 3 tężnie solankowe o łącznej długości 1750 m. Leczy się tutaj choroby narządów ruchu i reumatyczne, choroby układu krążenia, choroby układu oddechowego, choroby kobiece, choroby obwodowego układu nerwowego, a także dziecięce choroby narządów ruchu, choroby reumatyczne i układu krążenia. Na przełomie XVIII i XIX wieku, aby produkować sól metodą opracowaną przez Stanisława Staszica, wybudowano największe w Europie tężnie. Blisko 7 tysięcy wbitych w ziemię dębowych pali podtrzymuje kratownicę ze świerkowych i sosnowych żerdzi wypełnioną tarniną po niej spływa solanka.

14 Duszniki Zdrój - największym bogactwem naturalnym Dusznik są lecznicze źródła mineralne należące do typu źródeł szczelinowych. Wody te wypływają ze skał metamorficznych zaś powstający w głębi ziemi powulkaniczny dwutlenek węgla nasyca wody podziemne pochodzenia opadowego, dzięki czemu mają one lepsze zdolności rozpuszczania skał. Wody dusznickie należą do szczaw wodorowęglanowychwapniowych. Stopień mineralizacji jest na poziomie 1,3-2,5 g/dm3. Używane są do kuracji pitnej, kąpieli mineralnych i do produkcji CO2.W uzdrowisku leczy się schorzenia: kardiologiczne, gastrologiczne, pulmonologiczne, ginekologiczne Rabka Zdrój - Rabka specjalizuje się w leczeniu różnych schorzeń układu oddechowego i krążenia, alergii, chorób reumatycznych, schorzeń układu nerwowego i cukrzycy zarówno u dzieci jak i u dorosłych. Znajduje się tu wiele specjalistycznych placówek medycznych - sanatorium (m.in. Filia Instytutu Gruźlicy i Chorób Płuc), dziecięce sanatoria, szkoły sanatoryjne i otwarte zakłady służby zdrowia gdzie przeprowadzane są zabiegi lecznicze i rehabilitacyjne. W 1861 roku otwarto uzdrowisko, które do dnia dzisiejszego stale się rozwija/ największy ośrodek leczniczy w Polsce dla dzieci stąd tez często Rabka jest nazywana "miastem dzieci", w 1996 roku oficjalnie, na wniosek Kapituły Orderu Uśmiechu otrzymała tytuł "Miasto Dzieci Świata". Pijalnia wód mineralnych w Rabce

15 Cieplice Śląskie Zdrój - jedno z najbardziej znanych uzdrowisk w Sudetach. Wykorzystuje się tu wody słabo zmineralizowane fluorkowe cieplicze o temperaturze o C (8 źródeł). Cieplice - uzdrowiskowa dzielnica Jeleniej Góry to najstarszy kurort w Polsce, założony w 1281 roku. Bijące tu od wieków źródła, jedyne w Polsce o temperaturze dochodzącej do 90 o C, swoją skuteczność zawdzięczają czynnym związkom siarki i krzemu oraz zawartości fluoru. O występowaniu w tym rejonie ciepłych źródeł wiedziano już w średniowieczu. Leczenie obejmuje choroby reumatyczne i narządów ruchu, choroby układu moczowego i układu krążenia. Nałęczów - O jego popularności zdecydowały dogodne warunki klimatyczne oraz odkryte, pod koniec XVIII wieku, na terenie nałęczowskiego parku, źródła wód mineralnych( szczawy), których walory lecznicze szybko zostały potwierdzone badaniami. Zarówno w przeszłości jak i dziś Nałęczów to wyjątkowe miejsce leczenia dolegliwości układu krążenia. Działalność uzdrowiska skupia się na rehabilitacji kardiologicznej i diagnostyce. Oprócz tego prowadzi m.in.: hydroterapię, terapię ruchową, leczenie nadwagi, psychoterapię, fizjoterapię, elektroterapię, przyrodolecznictwo i odnowę biologiczną. Uzdrowisko Nałęczów

16 Wody mineralne W Polsce Regiony występowania wód mineralnych Niżowy Świętokrzyski Przedkarpacki Karpacki Podhalańsko-tatrzański Sudecki Wody swoiste Wody chlorkowe ( solanki) Wody siarczkowe szczawy

17 Bilans wodny Bilans wodny Jest to liczbowe zestawienie przychodów, rozchodów i retencji. Mierzy się go, biorąc pod uwagę ilość opadów na danym terenie, odpływ powierzchniowy i podziemny z danego terenu, parowanie. Zestawienie obiegu wody w przyrodzie na danym obszarze i w danym czasie. w ciągu roku hydrologicznego. Rok hydrologiczny to okres odpowiadający długością roku kalendarzowego, ale rozpoczynający się od umówionej daty. W Polsce rozpoczyna się 1 listopada do 31 października Przychód Najważniejszym źródłem zasilającym są opady atmosferyczne ( 97% całkowitej ilości wody). Przyjmując średnią roczną ilość opadów 600 mm obliczono roczny przychód wody wynosi 187 mld m 3. Wraz z dopływem wód z zagranicy roczny przychód szacuje się na ok. 192 mld m 3. Rozchód Obejmuje parowanie, odpływ i zużycie gospodarcze wód Średnio w ciągu roku wyparowuje i zużywa się 135 mld m 3, a odpływ powierzchniowy i podziemny wynosi 57 mld 3 Retencja Retencja wodna - zdolność do gromadzenia zasobów wodnych i przetrzymywania ich przez dłuższy czas w środowisku biotycznym i abiotycznym, np. w glebie, w gruncie. W Polsce wynosi ok. 113 mld 3, co stawia Polskę na jednym z ostatnich miejsc w Europie ( 23 miejsce)

18 B I L A N S W O D N Y Bilans wodny Polski dla średnich wartości w roku hydrologicznym w XX PRZYCHÓD 192 mld m 3 Opady atmosferyczne 187 mld m 3 97,4 % Dopływ wód z zagranicy 5mld m 3 2,6 % ROZCHÓD 192 mld m 3 RETENCJA WODNA 113 mld m 3 Parowanie i zużycie gospodarcze 135 mld m % Opływ powierzchniowy i podziemny 57 mld m % Powierzchniowa i glebowa 37mld m 3 32,7% Gruntowa 76 mld m 3 67,3%

19 Zasoby wodne Polski Zasoby wodne Polski uznawane są za niewielkie w stosunku do zasobów innych krajów europejskich. W głównej mierze decyduje o tym niska suma opadów atmosferycznych, dość duże parowanie, a także nieracjonalna gospodarka wodna (zbyt mała ilość sztucznych zbiorników). W efekcie na wielu obszarach Polski występuje deficyt wody. Rejony największych stałych deficytów wody pokrywają się z obszarami o dużej koncentracji ludności i działalności gospodarczej, czyli m.in. Kujawy, górny Śląsk, okolice Łodzi, Kraków Niewiele obszarów w Polsce posiada nadwyżki wody. Są to: Pojezierze Pomorskie, Pojezierze Mazurskie, Karpaty i część Sudetów. Deficyt wód w Polsce wzrasta z każdym rokiem. Przyczyniają się do tego: ciepłe i suche lata, osuszenie bagien i mokradeł, nieprzemyślane i nie oszczędne gospodarowanie wodą, zanieczyszczenia wód powierzchniowych i gruntowych. Mieszkaniec Polski zużywa ok. 1.5 tys. m 3 wody rocznie. Daje to nam 23 miejsce w Europie. Zasoby wód kurczą się w miarę wzrostu liczby ludności kraju, polepszenia standardu życia ludności, jak również w miarę rozwoju gospodarczego kraju. Wiele wody zużywa przemysł, rolnictwo i gospodarka komunalna.