Podmiot finansujący: Specjalistyczny Psychiatryczny Zespół Opieki Zdrowotnej Szpital Babińskiego 91-229 Łódź, ul. Aleksandrowska 159 Projekt prac geologicznych na wykonanie górnokredowego otworu studziennego Nr I Lokalizacja: Łódź, ul. Aleksandrowska 159 Autor opracowania: Zbigniew Kałach nr upr. M.O.S.Z.N. i L. V-1229 91-496 Łódź, ul. Nastrojowa 12 m 26.
2 Łódź, październik 2011 r. Spis treści I. WSTĘP...3 NA POTRZEBY SOCJALNO-BYTOWE SZPITALA - 32 M3/H,...3 NA CELE P.POŻAROWE - 72 M3/H....3 Niniejszy projekt sporządzono w oparciu o :...3 III. CHARAKTERYSTYKA TERENU...5 1. Położenie, morfologia i hydrografia...5 2. Budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne...6 IV. PROJEKT OTWORU STUDZIENNEGO...8 1. Lokalizacja...8 2. Profil geologiczny otworu nr I...8 3. Technologia wiercenia otworu nr I...9 4. Opróbowanie wiercenia otworu...9 5. Pomiary i badania hydrogeologiczne otworu nr I...9 6. Bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska...10 V. Harmonogram projektowanych prac...11 VI. WNIOSKI I ZALECENIA...11 Zestawienie archiwalnych materiałów wiertniczych...13 1. Zestawienie archiwalnych otworów wiertniczych 2. Analiza fizyko-chemiczna wody z otworu nr 3 (na mapie nr 20) pobrana w dniu 2.09.2011 r. 3. Mapa dokumentacyjna w skali 1:10000 4. Plan sytuacyjno-wysokościowy w skali 1: 500 5. Przekrój hydrogeologiczny I I 6. Profil geologiczno-techniczny projektowanego otworu studziennego Nr I
3 I. Wstęp Niniejszy projekt wykonany został na zlecenie Specjalistycznego Psychiatrycznego Zespół Opieki Zdrowotnej - Szpital Babińskiego, 91-229 Łódź, ul. Aleksandrowska 159. Celem jego jest zaprojektowanie otworu studziennego nr I w celu ujęcia górnokredowego poziomu wodonośnego na terenie w/w obiektu. Z uwagi na prowadzone zmiany restrukturyzacyjne Szpitala Babińskiego polegające na zmniejszeniu obecnego terenu, a ca za tym idzie na oddaniu części obiektów Skarbowi Państwa, w tym istniejącej na terenie Szpitala studni nr 3 (na mapie dokumentacyjnej oznaczona nr 20), projektuje się wykonanie nowego otworu studziennego nr I. Dlatego też Użytkownik podjął decyzję o wybudowaniu nowego ujęcia wody (studni głębinowej nr I), które w przyszłości stanowić będzie podstawowe źródło zaopatrzenia w wodę Szpitala. Woda ze studni przeznaczana będzie na potrzeby socjalno-bytowe obiektu oraz na potrzeb p.pożarowe. Dla projektowanego otworu studziennego nr I ustalone zostaną nowe zasoby eksploatacyjne, gdyż położony jest on poza obszarem zasobowym studni nr 3 (zał. nr 3). Zapotrzebowanie na wodę określone przez Inwestora wynosi 72 m3/h z czego na poszczególne cele kształtuje się następująco: na potrzeby socjalno-bytowe Szpitala - 32 m3/h, na cele p.pożarowe - 72 m3/h. Niniejszy projekt sporządzono w oparciu o : o Mapę topograficzną w skali 1:10000, ark. Łódź 12.433 Aleksandrów Łódzki oraz ark. 122.211 Niesięcin. o Materiały archiwalne otworów studziennych położonych w najbliższym sąsiedztwie otworu projektowanego. Sporządzenia niniejszego projektu prac geologicznych, wymaga Ustawa z 4 lutego 1994 r - Prawo geologiczne i górnicze (tekst jednolity z dnia 14.11.2005 r. Dz. U. Nr 228, poz. 1947 z póż. zmianami).
4 II. Historia dotychczasowych badań W rejonie projektowanych prac geologicznych wykonano szereg otworów studziennych ujmujących do eksploatacji górno kredowy i czwartorzędowy poziom wodonośny. Na terenie Szpitala wykonano trzy otwory studzienne ujmujące do eksploatacji górno kredowy poziom wodonośny. Pierwszy wykonano w 1907 roku do głębokości 161 m. Otwór ten o numerze zakładowym nr 1 został zlikwidowany w 1966 roku z uwagi na małą średnicę rur obsadowych 6 oraz brak możliwości opuszczenia w tym okresie pompy o większej wydajności. Otwór nr 2 (na mapie dokumentacyjnej oznaczony jest nr 21) wykonany został w 1931 roku przez firmę Bartczak i Kusak do głębokości 190 m. Podczas badań otworu w 1969 roku uzyskano z niego Q= 64,2 m3/h przy S= 4,24 m. Z uwagi na połączenie się poziomów wodonośnych górnej kredy i czwartorzędu w wyniku uszkodzenia rur obsadowych otwór ten został zlikwidowany w 1991 roku. Jedynym czynnym i sprawnym otworem jest studnia nr 3 (na mapie nr 20) zlokalizowana ca 330 m na N od otworu projektowanego. Wykonana została w 1963 roku przez PH w Łodzi do głębokości 150 m. Wydajność eksploatacyjna tego otworu ustalona została w wysokości Q= 66 m3/h przy S= 4,72 m, natomiast teoretyczny zasięg leja depresji przy w/w parametrach wynosi R= 202,1 m. Zasoby eksploatacyjne dla ujęcia górno kredowego składającego się wówczas ze studni nr 2 i 3 ustalone zostały w kat. B w ilości Q= 72 m 3/h pod warunkiem nieprzekroczenia rzędnej dynamicznego lustra wody +100 m npm zgodnie z decyzją Prezydium Wojewódzkiej Rady Narodowej w Łodzi, Oddział Geologii decyzją z dnia 20.02.1969 roku, znak: B.VI-731/4/69. Studnia nr 3 jest włączana jest sporadycznie, a Inwestor posiada pozwolenie wodno prawne na pobór wód podziemnych poprzez w/w studnię udzielone przez Prezydenta Miasta Łodzi decyzja z dnia 13.11.2001 r., znak: OS.III.6210-2/15-4/01 w ilości Qmaxh= 31,5 m3/h ważne do 13.11.2011 r. Kolejnym otworem ujmującym górno kredowy poziom wodonośny w rejonie projektowanych prac jest studnia położona przy ulicy Spadkowej 4 w Łodzi ( otwór nr 19), która od projektowanego otworu położona jest ca 550 m na NW. Wykonana
5 została do głębokości 150,5 m i podczas pompowania pomiarowego uzyskano z niej Q= 18,6 m3/h przy S= 3,95 m. Najbliższym otworem czwartorzędowym względem projektowanego otworu jest studnia publiczna przy ul. Klinowej 6 oznaczona nr 187a zlokalizowana ca 350 na SW. Jest to otwór ujmujący czwartorzędowe osady piaszczyste o głębokości 75 m. Ustalona dla niego wydajność eksploatacyjna wynosi Q= 6,0 m3/h przy S= 15,5 m. Zadanie geologiczne rozwiązano w oparciu o dane geologiczne i hydrogeologiczne wszystkich w/w otworów. Profile geologiczne wymienionych, archiwalnych otworów przedstawia zał. nr 1, a ich lokalizację - zał. nr 3. III. Charakterystyka terenu 1. Położenie, morfologia i hydrografia Projektowany otwór studzienny nr I wykonany zostanie na terenie Szpital Babińskiego, 91-229 Łódź, ul. Aleksandrowska 159. Obiekt ten położony jest w północno-zachodniej części miasta Łodzi. Teren badań objęty jest mapami topograficznymi w skali 1:10000 arkusz 112.433 Aleksandrów Łódzki oraz ark. 122.211 Niesięcin. Jego lokalizację przedstawia załączona mapa dokumentacyjna w skali 1:10000 (zał. nr 3) oraz plan sytuacyjny w skali 1:1000 (zał. nr 4) Według podziału Polski na regiony fizyczno-geograficzne (J. Kondracki - Geografia Fizyczna Polski, - Wydawnictwa PWN, Warszawa 1994 r) rozpatrywany obszar położony jest w obrębie podprowincji Nizina Południowowielkopolska, na wschodniej krawędzi mezoregionu Wysoczyzny Łaskiej (318.19) graniczącej od wschodu z Wzniesieniami Łódzkimi. Spływ wód powierzchniowych z rejonu projektowanych prac odbywa się w kierunku zachodnim do cieku Zimna Woda, która stanowi lewobrzeżny dopływ rzeki Bzury. Współrzędne geograficzne projektowanego otworu wynoszą: 19o 21 13,7 51o 48 25 - długości geograficznej wschodniej - szerokości geograficznej północnej
6 Z analizy map topograficznych wynika, że rzędne terenu w zachodniej części omawianego rejonu w dolinie rzeki Zimna Woda wynoszą ca 183 m npm, a w zachodniej części tego terenu przekraczają rzędną 190 m npm. Rzędną terenu w miejscu projektowanej studni na podstawie załączonego planu sytuacyjnego w skali 1:500 (zał. nr 4) określono na ca 188,8 m npm. 2. Budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne Rejon projektowanych prac pod względem geologicznym położony jest w obrębie struktury geologicznej zwanej Synklinorium Szczecińsko-Łódzko-Miechowskim, w obrębie mniejszej jednostki zwanej Niecką Łódzką. W budowie geologicznej Niecki Łódzkiej biorą powszechnie osady czwartorzędowe oraz płatami występujące utwory trzeciorzędowe. Wyżej wymienione osady podścielone są utworami starszego podłoża zaliczanymi do kredy. Do rozpoznania budowy geologicznej rejonu projektowanych prac wykorzystano materiały z wierceń najbliższych otworów. Na tej podstawie wykonano przekrój hydrogeologiczny (zał. Nr 6), który ilustruje budowę geologiczną oraz warunki hydrogeologiczne.. Osady czwartorzędu wykształcone są w postaci utworów słabo przepuszczalnych (glin, pyłów), oraz piasków o różnej granulacji w większości drobnoziarnistych. Osady czwartorzędu w tym rejonie posiadają znaczną miąższość i w otworach nr 19, 20, 21 zostały one przewiercone. Ich miąższość wynosi 72-77 m. Osady trzeciorzędowe stwierdzone zostały w części północno-zachodniej, tj. w otworze nr 19 położonym ca 550 m od otworu projektowanego. Miąższość tych osadów wynosi 32 m a litologicznie opisane zostały jako iły, węgiel brunatny i mułek. Strop utworów górnokredowych w tym rejonie występuje od rzędnej 115 m npm (otw. 20) aby obniżyć się w kierunku zachodnim do rzędnej ca 82 m npm. Osady te wykształcone w postaci margli, wapieni marglistych, wapieni i opoki. Na badanym terenie występują dwa zasadnicze poziomy wodonośne: czwartorzędowy i górno kredowy. Czwartorzędowy poziom wodonośny posiada od jednej do trzech warstw wodonośnych.
7 Pierwsza, przypowierzchniowa warstwa wodonośna prowadząca wody o charakterze swobodnym, związana jest z warstwą piasków drobnoziarnistych leżących na górnych glinach. W zależności od warunków atmosferycznych statyczne zwierciadło wody w tej warstwie podlega wahaniom dochodzącym do ca 1 m. Zwierciadło ma charakter swobodny, a rzędna jego zalegania wynosi ca 186 m npm. Druga warstwa wodonośna związana jest z warstwą piasków ( o różnej granulacji) wśród glinowych i w otworach nr 20 i 22 nawiercona została na głębokości 53 59,7 m. Posiada napięte zwierciadło wody stabilizujące się na rzędnej ca 183, 65 181,8 m npm, tj. na głębokości 3,85 5,8 m pt. Trzecia warstwa wodnośna stwierdzona została jedynie w otworze nr 22. Nawiercona została na głębokości 73 m i posiada miąższość 3 m. Wykształcona jest w postaci piasków średnioziarnistych i żwirów. Prowadzi ona wody o charakterze naporowym, które po uwolnieniu stabilizują się na rzędnej ca 183 m npm, tj. na głębokości 4,5 m ppt. Górnokredowy poziom wodonośny w rejonie projektowanych prac geologicznych stanowi tutaj zasadniczy poziom wodonośny i związanym jest ze szczelinowatymi partiami wapieni i opok górno kredowych występujących na rzędnej ca 133 147 m npm. Zwierciadło wody jest napięte i po uwolnieniu stabilizuje się na rzędnej ca 153-156 m npm, tj. na głębokości ca 30-33 m pt. Wydajności jednostkowe górno kredowego poziomu wodonośnego wynoszą od q= 4,71 m3/h/1ms przy Q= 18,6 m3/h (otw. Nr 19) do q= 14,9 m3/h/1ms przy Q= 66,0 m3/h z otworu nr 20. Jakość wody z górno kredowego poziomu wodonośnego opisuje się na podstawie analizy fizyko-chemicznej pobranej w dniu 2.09.2011 roku z otworu nr 3 zlokalizowanego na terenie Szpitala. Wody te dla należą do wód średnio twardych o twardości wyłącznie węglanowej. Odczyn jest słabo zasadowy (ph 7,2). Chlorki występują w ilości 5,0 mg/l, azotyny w ilości 0,012 mg/l, azotany - 0,9 mg/l, mangan - 0,2 mg/l, żelazo ogólne- 1,20 mg/l. Siarczanów nie wykryto. Ogólna mineralizacja wody wynosi 223 mg/l. Związki żelaza i manganu występują w ilości podwyższonej dla wód przeznaczonych do picia, dlatego też woda z projektowanego ujęcia przed oddaniem jej na potrzeby socjalno-bytowe winna zostać uzdatniona (wytracone z niej żelazo i mangan).
8 IV. Projekt otworu studziennego W oparciu o wykonane rozpoznanie geologiczne, a w szczególności na podstawie przekroju hydrogeologicznego, stwierdza się, że w celu uzyskania zakładanej wydajności studni nr I określonej przez Inwestora w ilości Q= 72 m3/h, jedynie góro kredowy poziom wodonośny spełni postawione zadanie geologiczne. Projektuje się zatem wykonanie jednego otworu studziennego nr I ujmującego górnokredowy poziom wodonośny o głębokości 150 m. 1. Lokalizacja Lokalizacje otworu wskazał Inwestor i jest ona zgodna z jego propozycją. Otwór zlokalizowany na terenie Szpitala Babińskiego w Łodzi przy ul. Aleksandrowskiej 159. Szczegółową lokalizacje przedstawia zał. nr 4. 2. Profil geologiczny otworu nr I Profil geologiczny projektowanego otworu wyinterpretowany został na podstawie archiwalnych materiałów geologicznych (zał. Nr 1) oraz przekroju geologicznego (zał. nr 5). Przedstawiać się on będzie następująco: Profil geologiczny stratygrafia 0,0-2,0 m piaski czwartorzęd 2,0-9,0 m pyły 9.0 55,0 m gliny 55,0 74,0 m piaski 74,0 76,0 m gliny.. 76,0 150,0 m wapienie kreda górna Zwierciadło wody: nawiercone ustalone - 55,0 m pt; 76,0 m pt; 7,0 m pt; 33,0 m pt.
9 3. Technologia wiercenia otworu nr I Do wiercenia użyta zostanie wiertnica mechaniczna, obrotowa na lewy lub prawy obieg płuczki, a przebieg prac oraz konstrukcja każdego otworu wyglądać będzie następująco: 1. W pierwszym etapie należy podwiercić do głębokości 6 m i na tej głębokości posadowić konduktor 20. 2. Dalsze wiercenie prowadzić świdrem gryzowym 370 mm na lekką płuczką bentonitową do głębokości 81,0 m. 3. Na w/w głębokości posadowić rury obsadowe PCV DN 280 (grubościenne) w pięciometrowym korku cementowym. 4. Do końcowej głębokości otworu, tj. 150,0 m wiercenie prowadzić świdrem gryzowym 216 mm na płuczkę wodną. Tę część otworu pozostawić jako niezabudowana, czyli jako otwór bosy. 5. Wyciągnąć konduktor 20", 6. Wykonać uszczelnienie rur obsadowych PCV DN 280 na całej długości gęstą płuczką bentonitową z dodatkiem cementu, 7. Wykonać wstępne pompowanie oczyszczające kompresorem w czasie ca 12 godzin. Konstrukcję otworu ilustruje zał. nr 6. 4. Opróbowanie wiercenia otworu W czasie wiercenia próby należy pobrać co 2 m oraz z każdej makroskopowo wyróżniającej się warstwy. Próby należy składować do skrzynek, które będą przechowywane w magazynku na terenie budowy, następnie przez Wykonawcę w jego siedzibie. Próby gruntu przechowywać należy do czasu zatwierdzenia dokumentacji hydrogeologicznej. 5. Pomiary i badania hydrogeologiczne otworu nr I Zaprojektowane w niniejszym rozdziale badania i pomiary mają na celu ustalenie parametrów hydrogeologicznych i hydraulicznych otworu studziennego, w tym m. innymi określenie współczynnika oporu hydraulicznego studni C. Prace badawcze na otworze należy wykonać w następujący sposób: a) Po zakończeniu wiercenia do otworu opuścić na głębokość ca 70 m pt. pompę głębinową umożliwiającą uzyskanie wydajności 72 m3/h. Pomiary lustra wody wykonać przy pomocy czujnika elektrycznego.
10 Pomiary wydajności studni prowadzić przy pomocy skrzyni przelewowej (przelew prostokątny) lub wodomierza. b) Pompowanie oczyszczające wykonać w czasie ca 24 godzin rozpoczynając od wydajności ca 20 m3/h zwiększając sukcesywnie w miarę oczyszczania się wody, aż do uzyskania maksymalnej wydajności zastosowanej pompy. Ostatnie osiem godzin pompowanie prowadzić zrywami. Pompownie prowadzić do uzyskania wody klarownej. c) Po zakończeniu pompowania oczyszczającego przystąpić do pomiaru powrotu lustra wody w czasie min. 24 godz. W tym czasie otwór zdezynfekować (podchloryn sodowy, chloramina). d) Pompowanie próbne otworu wykonać na jednym stopniu dynamicznym metodą ruchu nieustalonego z wydajnością Q= 72 m3/h w czasie 36 godzin. Pomiary zwierciadła wody prowadzić w następujący sposób: pierwsze 10 minut pomiary wykonywać co 1 minutę, następnie wykonywać przez okres 10 minut pomiary co 2 minuty, następne pomiary do jednej godziny wykonywać co 10 minut. pozostałe pomiary wykonywać co 1 godzinę. e) W trakcie pompowania pomiarowego otworu nr I prowadzić obserwacje zwierciadła wody w otworze nr 3. f) W końcowej fazie pompowania należy pobrać próbę wody do badań fizyko- chemicznych. g) Po zakończeniu pompowania należy wykonać stabilizację lustra wody w czasie ca 24 h. 6. Bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska Projektowane prace wiertnicze mające na celu wykonaniu jednego otworu studziennego o głębokości 150,0 m (zał. nr 6) nie będą wywierały negatywnego wpływu na środowisko. Dojazd wiertnicy na miejsce wiercenia odbywać się będzie bezkolizyjnie. Nad bezpieczeństwem pracy czuwać będzie kierownik wierceń zakładu wiertniczego wykonującego projektowane prace. Urobek z wiercenia gromadzony będzie w pobliżu wiertnicy, a po zakończeniu prac zostanie wywieziony a teren uprzątnięty. W otworze nie będą prowadzone żadne badania,
11 które naruszyłyby stosunki wodne lub spowodowałyby skażenie wód podziemnych i gruntu. Nie będą także wycinane drzewa i krzewy. Wiercenie otworu odbywać się będzie w oparciu o zatwierdzony projekt prac geologicznych. organizacyjnych, Przebieg odbywać przedsięwzięć się będzie technicznych, z technologicznych zapewnieniem i bezpieczeństwa powszechnego, bezpieczeństwa pracy i ochrony środowiska, oraz z zachowaniem obowiązujących w tym zakresie przepisów tj. Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 28.06.2002 r. (Dz. U. Nr 109 poz. 961 z póź. zmianami). V. Harmonogram projektowanych prac. Transport - 3 dni Prace wiertnicze i badawcze - 4 tygodnie Opracowanie dokumentacji hydrogeologicznej 1 miesiąc po zakończeniu badań VI. Wnioski i zalecenia 1. Celem projektowanych prac i badań jest wykonanie jednego otworu studziennego z utworów górnokredowych mającego pokryć zapotrzebowanie na wodę w wysokości 72,0 m3/h. Zaprojektowane prace wiertnicze winna wykonać specjalistyczna firma wiertnicza, dysponująca odpowiednim sprzętem i uprawnieniami. 2. Dla rozwiązania postawionego zadania geologicznego projektuje się wykonanie jednego otworu studziennego o głębokości 150,0 m metodą mechaniczno-obrotową. 3. Prace geologiczne prowadzić należy w sposób nie powodujący szkód oraz zmian w środowisku naturalnym z zachowaniem obowiązujących w tym zakresie ogólnych przepisów bezpieczeństwa pracy, tj. zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 28.06.2002 r. (Dz. U. Nr 109 poz. 961 z póź. zmianami). 4. Wykonawca prac wiertniczych jest zobowiązany powiadomić Urząd Marszałkowski w Łodzi oraz Okręgowy Urząd Górniczy o zamiarze rozpoczęcia i zakończenia prac.
12 5. Wszystkie zaprojektowane prace i badania winny być prowadzone pod nadzorem uprawnionego geologa, który na bieżąco korygować będzie założenia projektowe, w zależności od faktycznie stwierdzonych warunków. 6. Wyniki prac związanych z wykonaniem ujęcia należy opracować w formie dokumentacji hydrogeologicznej ustalającej zasoby eksploatacyjne ujęcia wód podziemnych. 7. Niniejszy projekt należy przedłożyć w 4 egz. w Urzędzie Marszałkowskim w Łodzi, Departament Geologii i Koncesji celem rozpatrzenia i zatwierdzenia. 8. Wnosi się do organu zatwierdzającego niniejszy projekt, o ustalenie czasu jego ważności na okres 2 lat.
13 Zał. nr 1 Zestawienie archiwalnych materiałów wiertniczych
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26