wykonano odwiert małodymensyjny przy wykorzystaniu penetrometru, przeprowadzono profilowanie przewierconych skał oraz zalewając go wodą określono

Transkrypt

1 Ćwiczenia terenowe z przedmiotu Hydrogeologia realizowanych jako jedno z zadań w projekcie Zamawianie kształcenia na kierunkach technicznych, matematycznych i przyrodniczych pilotaŝ, które odbyły się w dniach r. 1. Wstęp Rejonem lokalizacji ćwiczeń terenowych z Hydrogeologii były tereny Zapadliska Przedkarpackiego i Karpat zlokalizowane pomiędzy Krakowem a Zakopanem- Kościeliskiem. Ćwiczenia obejmowały zarówno zajęcia terenowe jak i kameralne. Na początku rozpoczęcia ćwiczeń wygłoszono krótki wykład wprowadzający w budowę geologiczną badanego terenu, a więc rejonu przedkarpacia (Zapadliska Przedkarpackiego) w skład którego wchodzą w ramach podłoŝa klastyczne, morskie utwory trzeciorzędu-miocenu składające się z iłów, iłowców, piasków i piaskowców, a nadkładu czwartorzędowe, holoceńskie, aluwialne warstwy piaszczysto-ŝwirowe z madami oraz Karpat. Na Karpaty składają się najogólniej Karpaty zewnętrzne i wewnętrzne, przedzielone skałami Pienińskiego Pasa Skałkowego oraz Tatry. Karpaty zewnętrzne, zwane teŝ fliszowymi są to naprzemianległe warstwy piaskowcowo-łupkowe i łupkowo-piaskowcowe pochodzenia morskiego, pod względem tektonicznym występujące w postaci płaszczowin np. pośląskiej, śląskiej, podmagurskiej i magurskiej utworzonych w okresach kredy górnej i trzeciorzędupaleogenu. Karpaty wewnętrzne mają teŝ budowę fliszową, lecz pod względem tektonicznym słabo zaburzoną, na przewaŝającym obszarze płytową, przy styku z Tatrami i PPS monoklinalną lub w postaci deformacji nieciągłej. Wiek skał tej formacji określa się na trzeciorzęd-oligocen (ryc. 1,2,6). Tatry są formacją górską zbudowaną zarówno ze skał osadowych jak i krystalicznych (intruzji magmowej). Skały osadowe są zaburzone tektoniczne występując w postaci najczęściej skał węglanowych w płaszczowinach wierchowej i reglowej (ryc.10-17). Ćwiczenia terenowe prowadzone były w 6 punktach badawczych (ryc. 3,5 i 21). Punkt nr 1 (ryc. 3) zlokalizowany był w obrębie Zapadliska Przedkarpackiego, doliny Wisły w odległości ok.200 m od jej koryta. Stanowił go nadzalewowy taras zbudowany w przypowierzchniowej części z namułów. PodłoŜem nieprzepuszczalnym były ilasto-piaszczyste utwory mioceńskie. W punkcie tym

2 wykonano odwiert małodymensyjny przy wykorzystaniu penetrometru, przeprowadzono profilowanie przewierconych skał oraz zalewając go wodą określono wielkość współczynnika filtracji (ryc. 4) w warunkach nieustalonych podczas rozsączania. Punkt nr 2 znajdował się w obrębie Karpat zewnętrznych, w miejscowości Pcim, na zalewowym tarasie rzeki Raby (ryc. 5). W punkcie tym w odległości od koryta ok. 5 m pobrano próbę skał aluwialnych, wykonano analizę granulometryczną, ustalając stopień obtoczenia i kulistości otoczaków (ryc. 7,8). W studni kopanej ujmującej wody gruntowe tego tarasu pobrano próbę wody określając temperaturę, odczyn ph wody, przewodność elektryczną oraz zawartość tlenu. Podobne badania wody przeprowadzono tutaj w odniesieniu do wód powierzchniowych Raby. Punkt nr 3 znajdował się w miejscowości Lubień, u podnóŝa góry Czechówka (ryc. 5). Występowało tutaj źródło stałe (obserwowane w przeszłości przez UR przez okres 2 lat) zstępujące, skalne, szczelinowe, którego ustalono reŝim hydrogeologiczny (wydajność, temperatura wody, odczyn ph, przewodność elektryczna, zawartość tlenu). Punkt nr 4 znajdował się w miejscowości Tenczyn-Smugawka. W punkcie tym występowała studnia kopana ujmująca wody szczelinowe z fliszu oraz odkrywka naturalna gruboławicowych, fliszowych warstw magurskich. W studni przeprowadzono pomiar głębokości zalegania zwierciadła wody oraz głębokości studni. Pobrano teŝ próbę wody określającą temperaturę, odczyn ph, przewodność elektryczną oraz zawartość tlenu. Odkrywka gruboławicowego piaskowca została sprofilowana, wykonano na niej równieŝ pomiar rozciągłości oraz upadu warstw. Punkt nr 5 zlokalizowany jest w miejscowości Szaflary na tarasie rzeki Dunajec (ryc.21), w obrębie występowania fliszowych warstw Karpat wewnętrznych (Niecka Podhalańska). Przeprowadzono tutaj pomiary geodezyjne przy wykorzystaniu niwelatora umoŝliwiające wykonanie przekroju hydrogeologicznego pomiędzy rzeką Dunajec a studnią kopaną ujmującą wody gruntowe tarasu. Zaniwelowano tutaj zwierciadło w rzece, powierzchnię terenu pomiędzy rzeką a studnią, oraz zwierciadło wody w studni kopanej. Z rzeki oraz studni pobrano próby wody określając temperaturę, odczyn ph, przewodność elektryczną oraz zawartość tlenu. W odległości ok. 3 m od brzegu rzeki pobrano próbę gruntu do analizy granulometrycznej, określając równocześnie procentowy udział w nanosach skał krystalicznych (wyniósł on ok. 10%).

3 Punkt nr 6 zlokalizowany był w obrębie doliny Kościeliskiej (ryc.13,16,18,19 i 21). Obejmował on zarówno krasowe źródło Lodowe, zwiedzanie Jaskini Mroźnej oraz zapoznanie z budową geologiczną Tatr i naturalnych wychodni skał węglanowych mających miejsce w Dolinie Kościeliskiej. Na odpływie wody ze źródła pobrano próbę wody oznaczając temperaturę, odczyn ph, przewodność elektryczną oraz zawartość tlenu. 2. Wyniki badań Punkt nr 1 (Oznaczanie wsp. filtracji metodą rozsączania wody w wykonanym otworze małodymensyjnym) Do wykonanego otworu o średnicy 60 mm wprowadzono 7 litrów wody o temperaturze 18 o C. Głębokość otworu wynosiła 190 m ppt. Profil geologiczny otworu był następujący: 0,0-0,9 m nasyp gleby pylastej z okruchami cegły i gruzu, 0,9 1,9 m namuły piaszczyste szaro-czarne. Początkowa głębokość zwierciadła wody H 0 wyniosła 1,27 m ppt. Głębokość wody po czasie wsiąkania t H t wyniosła 1,38 m ppt. Współczynnik filtracji k f [m s -1 ] obliczono ze wzoru (dla otworu o przekroju kołowym): k f = 1,15r log(h 0 + 0,5r ) log(h t t + 0,5r ) [ ] 1 m s gdzie: r promień otworu - 6 [cm]. Obliczony współczynnik filtracji k f = 4, [m s -1 ]. Punkt nr 2 (analiza granulometryczna + WSP. nierównomierności) Rzeka Raba, miejscowość Pcim

4 Tabela 2. Zestawienie analizy granulometrycznej sitowej aluwiów z Raby Średnice poszczególnych frakcji [mm] 150< 46,0 8,10 8, ,0 16,21 24, ,0 5,64 29, ,0 7,75 37, ,0 7,22 44, ,0 10,22 55, ,0 7,05 62,19 6,3-10,0 38,0 6,70 68,89 2,0-6,3 85,5 15,07 83,96 1,0-2,0 28,5 5,02 88,98 0,63-1,0 17,0 3,00 91,98 0,25-0,63 27,5 4, 85 96,83 0,10-0,25 12,5 2,20 99,03 0,10> 5,5 0, Σ 567,5 Z krzywej granulometrycznej wyznaczono: d 10 = 0,9 mm d 60 = 45,0 mm U= d 60 / d 10 =40,5 Wsp. nierównomierności uziarnienia U >15 skała bardzo nierównomiernie uziarniona Stopień obtoczenia 0,3 Kulistość 0,5 Wyniki badań fizyko-chemicznych prób wody ze studni i rzeki Raby zestawiono w tabeli 1. Punkt nr 3 Wydajność źródła Q = 10,5 dm 3 /min. Wyniki badań fizyko-chemicznych próby wody w tabeli 1. Punkt nr 4 Waga frakcji [dkg] Profil geologiczny odkrywki magurskiego piaskowca gruboławicowego - 0,08 m łupek ilasty - 1,29 m piaskowiec średnioziarnisty - 0,23 m łupek ilasty - 0,34 m piaskowiec średnioziarnisty - 0,18 m łupek ilasty - 1,35 m piaskowiec średnioziarnisty Kąt zapadania warstw 25, azymut rozciągłości 12. Procentowa zawartość wagowa poszczególnych frakcji Pomiary w studni kopanej przy drodze-sklepie spoŝywczym Suma procentów wagowych kolejnych frakcji

5 - głębokość do zwierciadła wody podziemnej 6,74 p.p.t. - głębokość studni 7,67m p.p.t. Badania fizyko-chemiczne próby wody ze studni w tabeli 1. Punkt nr 5 Analiza granulometryczna pobranej z tarasu rzeki Dunajec próbki skał w Szaflarach Procentowa Średnice Suma procentów Waga frakcji zawartość wagowa poszczególnych wagowych [dkg] poszczególnych frakcji [mm] kolejnych frakcji frakcji ,0 12,94 12, ,0 6,78 19, ,0 6,78 26, ,0 14,48 40, ,0 10,80 51, ,0 4,62 56,4 6,3-10,0 31,0 9,55 65,95 2,0-6,3 42,0 12,94 78,89 1,0-2,0 21,5 6,63 85,52 0,63-1,0 11,5 3,54 89,06 0,25-0,63 21,0 6,47 95,53 0,10-0,25 10,5 3,24 98,77 0,10> 4,0 1, Σ 324,5 Tabela 3. Zestawienie wyników analizy granulometrycznej sitowej aluwiów z Dunajca Z krzywej granulometrycznej wyznaczono średnice miarodajne i zastępcze: d 10 = 0,55 mm d 60 = 32,0 mm U= d 60 / d 10 =58,2 Wsp. nierównomierności uziarnienia U > 15 skała bardzo nierównomiernie uziarniona Pomiary w studni kopanej przy drodze z Nowego Targu przy ul. Augustyna Suskiego - głębokość do zwierciadła wody podziemnej 4,04 m p.p.t. - głębokość studni 4,48 m p.p.t. Wyniki pomiarów geodezyjnych przedstawiono poniŝej w postaci szkicu oraz tabeli:

6 Szkic geodezyjny przez badany teren pomiędzy studnią kopaną a Dunajcem przedstawia się następująco:

7 Przekrój morfologiczny przez badany teren pomiędzy studnią kopaną a Dunajcem.

8 Punkt nr 6 Wydajność źródła Lodowego wynosi 3,5 m 3 /s (wg Pazdry 1990), Właściwości fizyko-chemniczne pomierzone w terenie zestawiono w tabeli 1 Jaskinia Mroźna znajduje się we wschodnim zboczu Doliny Kościeliskiej w Tatrach, w masywie Organów. Jej wejście znajduje się 125 m powyŝej dna doliny, a wyjście 131 m. Cała długość jaskini wynosi 480 m. Nazwę swą zawdzięcza stałej przez cały rok temperaturze 5 C oraz białym węglanowym naciekom na ścianach jaskini przypominającym szron. Tabela 1. Zestawienie pomiarów parametrów fizyko-chemicznych wód Rodzaj oznaczenia Temperatura wody Odczyn ph Przewodność elektrolityczna właściwa PEW Zawartość tlenu Nr punktu C µs dm -3 % 1 18, a (rzeka Raba) 19,0 5,49 344,6 100,0 2b (studnia kopana-pcim) 21,4 5,71 522,1 64,0 3 (źródło Lubień) 10,5 5,66 386,0 83,0 4 (studnia kopana 9,0 5,80 485,0 46,7 Teczyn) 5a (rzeka Dunajec) 14,3 5,67 209,6 90,0 5b (studnia 7,7 6,26 799,3 40,0 Szaflary) 6 (źródło Lodowe) 4,5 4,50 164,0 86,0

9 3. Skład osób uczestniczących podczas ćwiczeń Prowadzący ćwiczenia: dr hab. inŝ. Stefan SATORA prof. UR dr inŝ. Marek TARNAWSKI Kamil KULASIK Studenci kierunku Infrastruktury obszarów wiejskich