Prac terenowe

Do lokalizacji wszelkich istotnych punktów badawczych, ognisk skażeń, danych geologicznych, hydrogeologicznych, hydrologicznych oraz sozologicznych stosowano systemem nawigacji satelitarnej (GPS).

W celu uzyskania aktualnych danych dotyczących jakości wody podziemnej w obszarze badań pobrano próby wody z otworów obserwacyjnych, studni kopanych i cieków

powierzchniowych. Z istniejących otworów obserwacyjnych ujęcia Łobodno, ze ściśle określonych głębokości pobierano próby wody, za pomocą próbnika typu Kemmerer (ryc. 10). Próbnik umożliwia pobór próby wody w ilości około 1 dm³ z pożądanej głębokości, gdyż zamykanie komory próbnika następuje przez opuszczenie na lince nośnej ciężarka tzw. posłańca. Próbnik posiada zawór upustowy do opróżniania komory w sposób kontrolowany.

Ryc. 10. Przyrządy do opróbowywania otworów obserwacyjnych i pomiarów położenia zwierciadła wody podziemnej

Ze studni kopanych oraz z cieków powierzchniowych próby wody pobierano do naczyń laboratoryjnych za pomocą czerpaka zawieszonego na lince. Pomiary zwierciadła wody podziemnej w studniach oraz w otworach obserwacyjnych wykonywano za pomocą czujnika elektrycznego, wyposażonego w taśmę mierniczą z sondą tzw. poziomowskazu geologicznego (ryc. 10). Pobrane próby dostarczano do Centralnego Laboratorium Badania

Wody i Ścieków (CLBWiŚ), gdzie wykonywano analizy wody w zakresie określonym w tabeli 3.

Tabela 3. Analizowane wskaźniki i metodyka oznaczeń Oznaczany

wskaźnik

Jednostka Zastosowana metodyka

azotany mg NO3/dm³ PN-C-04576-08:1982

azotyny mg NO₂/dm³ PN – EN 26777: 1999

amoniak N(NH4) /dm³ PN – C – 04576 – 4: 1994

chlorki mg Cl/dm³ PN – ISO 9297: 1994

siarczany SO₄/dm³ PB - 41 wyd. 1 z dn. 21.02.2005 r.

chrom ogólny mg Cr/dm³ PN-EN ISO 15586: 2005

odczyn pH ----

Pomiary natężenia przepływów wody w ciekach powierzchniowych (rzeka Oksza i jej

dopływ Bród) wykonano za pomocą uniwersalnego młynka hydrometrycznego typu OTT C31 z rejestratorem obrotów (ryc. 11 i 12). Przyrząd ten służył do punktowego pomiaru

prędkości wody płynącej metodą „powierzchnia - prędkość" w korytach wodnych wymienionych cieków. Nadawał się on do pomiarów prędkości przepływu w granicach: 0,025 m/s ÷ 10 m/s. Młynek mógł być w różny sposób mocowany: jako młynek drążkowy lub pływakowy. Możliwość wykonywania pomiarów brodząc i z mostów umożliwił drążkowy sposób mocowania młynka. Zetknięcie trzpienia ze sprężynką zamyka obwód elektryczny, co powoduje przekazanie impulsu do rejestratora obrotów. Zetknięcie to następuje za każdym pełnym obrotem kółka zębatego, któremu odpowiada dokładnie określona liczba obrotów skrzydełek. Rejestrator określa ilość impulsów (obrotów) w jednostkach czasu.

Ryc. 11. Młynek hydrometryczny OTT C31 w mocowaniu drążkowym

Ryc. 12. Schemat młynka hydrometrycznego

1 – skrzydełka 2 – oś młynka 3 – sprężynka stykowa izolowana 4 – trzpień stykowy na kółku zębatym

W celu uzyskania wartości prędkości przepływu niezbędnym było określenie powierzchni przekrojów w których mierzone były przepływy (profile hydrometryczne) oraz prędkości wody w punktach pomiarowych [6]. Prędkość wody jest funkcją prędkości obrotowej wirnika, która jest ilorazem zliczonej ilości obrotów i czasu wykonywania pomiaru. Określono ją z równania młynka:

V= α + ß n (1) gdzie:

α i ß – współczynniki młynka określone w wyniku cechowania w kanale hydrometrycznym, n – ilość obrotów młynka w jednostce czasu [obr./s].

Na podstawie pomierzonych w terenie prędkości przepływów w poszczególnych profilach za pomocą młynka hydrometrycznego. Służyły one do określenia tachoid – krzywych rozkładu prędkości w pionach (ryc. 13). Dzieląc pole tachoidy przez wysokość (h) otrzymywano średnią prędkość w pionie. Po wykreśleniu przekrojów poprzecznych z zaznaczeniem pionów hydrometrycznych (ryc. 14), w których dokonano punktowego pomiaru prędkości przepływu

obliczano pola przekroju wydzielone tymi pionami F₀, F₁, F₂, ... F_n oraz prędkości średnie w poszczególnych pionach hydrometrycznych w oparciu o tachoidy [61].

Ryc. 13. Zależność prędkości przepływu od głębokości (tachoida)

Ryc. 14. Przekrój poprzeczny koryta z pionami hydrometrycznymi

Przeciętne wartości prędkości średnich dla pól zawartych między pionami obliczano jako średnią arytmetyczną prędkości średnich w pionach ograniczających dane pole:

2 v v v srI srII II I sr    (2) Dla pól skrajnych średnia prędkości jest równa 2/3 prędkości w najbliższym pionie:

I I 0 v 3 2 v_  (3)

Obliczenie objętości przepływu polegało na zsumowaniu iloczynów pól cząstkowych Fi i prędkości średnich v_i:



F_i - powierzchnie przekroju między pionami hydrometrycznymi [m²],

v_i - przeciętna wartość prędkości średnich w sąsiadujących pionach [m/s].

Zsumowanie iloczynów powierzchni cząstkowych i prędkości średnich dawało w rezultacie natężenie przepływu wody w rzece.

Obliczone wartości porównano z metodą obliczeń nie wymagającą kreślenia tachoid. Średnie prędkości w pionach hydrologicznych vśr obliczane były wg poniżej podanych wzorów:

 jeśli pomiar prędkości wykonano w 1 punkcie pionu hydrometrycznego:

h 4 . 0 sr n v  (5)

 jeśli pomiar prędkości wykonano w 3 punktach pionu hydrometrycznego (ryc. 10):





sr 0.25 n 2n n

v     (6) Objętość przepływu w przekroju poprzecznym (ryc. 11) wyliczana była ze wzoru:

n n sr 1 n 1 n sr 2 2 sr 1 1 sr F v F ... v F v F v Q    _{ }  (7) gdzie: Q – przepływ [m /s],

F₁, F₂, ..., F_n – powierzchnie zawarte między pionami hydrometrycznymi lub brzegiem, a pionem [m²],

v_{śr 1}, v_{śr 2}, ..., v_{śr n} – średnie prędkości w polach między pionami hydrometrycznymi [m/s],

– współczynnik redukcyjny średniej prędkości w skrajnych polach czynnego przekroju [61].

W trakcie prac dokonano analizy dokumentacji oraz opracowań naukowych dotyczących budowy geologicznej, hydrogeologii i ochrony środowiska w obszarze zasilania ujęcia Łobodno. Znaczną ilość wykorzystanych materiałów stanowiły niepublikowane dokumentacje hydrogeologiczne, badania modelowe oraz operaty wodnoprawne, które

wykonano głównie na zlecenie PWiKOCz. Spis wykorzystanych materiałów przedstawiono na końcu pracy. W dalszej kolejności dokonano przeglądu analiz fizykochemicznych

pobranych prób wody z ujęcia Łobodno, pod kątem zawartości głównego analizowanego wskaźnika tj. azotanów (NO3) oraz innych wskaźników wymienionych w tabeli 3.

Obliczone średnioroczne stężenia azotanów zestawiono w tabelach i zobrazowano na

wykresach. Do obróbki uzyskanych wyników wykorzystano komputer klasy PC wraz z oprogramowaniem Microsoft Office (w szczególności pakiet Excel). Ilość wypompowanej

wody z ujęcia Łobodno w latach 1979÷ 2009 przedstawiono w formie tabel i wykresów. Na

podstawie uzyskanych wyników stężeń, wielkości eksploatacji z poszczególnych studni, w zestawieniu z warunkami hydrogeologicznymi ujęcia i wynikami badań hydrologicznych i modelowych określono działania jakie należy podjąć, aby jakość wody dostarczanej do

odbiorców odpowiadała wartościom normatywnym bez potrzeby jej uzdatniania.

Niezbędnym elementem prawidłowego wyznaczenia granic stref ochrony pośredniej oraz opracowania zasad racjonalnego gospodarowania powierzchnią w ich granicach było kartowanie hydrogeologiczno – sozologiczne na obszarze OSW.