Wody podziemne ? wszystkie wody znajduj?ce si? pod powierzchni? Ziemi .

Charakterystyka wod podziemnych [ edytuj | edytuj kod ]

Dział geografii zajmuj?cy si? wodami podziemnymi to hydrogeologia ^[1] .

Modelowy przykład wod podziemnych to wody pochodz?ce z opadow atmosferycznych i wsi?kaj?ce w ziemi?, czyli wody infiltracyjne . Woda opadowa przesi?ka przez przepuszczalne utwory skalne, np. piaski i zatrzymuje si? na sp?gu warstwy o niskiej przepuszczalno?ci lub nieprzepuszczalnej ^[2] . Zaczyna si? gromadzi?, wypełniaj?c puste przestrzenie (pory i szczeliny) w skale przepuszczalnej ^[2] . Strefa, w ktorej wszystkie szczeliny i pory s? wypełnione wod? to strefa saturacji (strefa nawodniona, strefa nasycenia wod?) ^{[2] [3]} . Ponad stref? saturacji znajduje si? strefa aeracji (napowietrzenia), ktora si?ga powierzchni Ziemi ^{[2] [3]} . Granic? tych stref stanowi zwierciadło wod podziemnych , czyli powierzchnia wod podziemnych ^{[2] [3]} . Fizycznie jest to umowna linia rownowagi mi?dzy ci?nieniem atmosferycznym , a ci?nieniem hydrostatycznym wod podziemnych.

Obecno?? i charakter wod podziemnych w du?ym stopniu zale?y od własno?ci hydrogeologicznych skał .

Wody mog? si? przemieszcza? (wody ruchliwe) i wowczas wyro?nia si? u nich trzy poziome strefy dynamiki hydrogeologicznej: stref? zasilania , stref? spływu oraz stref? drena?u ^[4] . Ponad 50% zasobow wod podziemnych znajduje si? natomiast w bezruchu ( wody stagnacyjne ) i wowczas mo?na powiedzie?, ?e znajduj? si? one w strefie stagnacji hydrogeologicznej ^[4] .

Udział wod podziemnych w cyklu hydrologicznym [ edytuj | edytuj kod ]

  Osobny artykuł: Cykl hydrologiczny .

Zasoby wod podziemnych słodkich s? szacowane na 10 053 000 km³, co stanowi 30,1% całkowitej ilo?ci wod słodkich ^[5] , a wliczaj?c słone wody podziemne to s? one trzecim (po wodach oceanicznych i lodowcach ) zbiornikiem wod na Ziemi (23 400 000 km³ ? ok. 1,7% zasobow hydrosfery ) ^{[a] [6]} .

Wody podziemne przemieszczaj? si? w skałach pod wpływem grawitacji i ci?nienia hydrostatycznego i gromadz? si? w trzech strefach, wyro?nionych ze wzgl?du na intensywno?? wymiany ^[7] :

• strefa aktywnej wymiany ? wody uczestnicz? w cyklu hydrologicznym , odnawialne w cyklu rocznym, zasilane przez infiltracje opadow ( wody infiltracyjne ) i drenowane przez wody powierzchniowe ( wody potamiczne ), wyst?puj? mniej wi?cej do 100 metrow w gł?b Ziemi , s? to wody wspołczesne, ich całkowity czas wymiany wynosi ok. 230?360 lat.
• strefa utrudnionej wymiany ? rownie? uczestnicz? w cyklu hydrologicznym , stref? drena?u stanowi? gł?bokie doliny rzeczne , depresje i dna oceaniczne , czas całkowity wymiany jest zdecydowanie dłu?szy i si?ga kilkunastu tysi?cy lat, s? to wody dawne, wyst?puj? na gł?boko?ciach ok. 400 metrow w gł?b Ziemi .
• strefa stagnacji , strefa zredukowanej wymiany ? wi?kszo?? z nich znajduje si? w bezruchu, co jest spowodowane brakiem drena?u i zasilania, stanowi? zdecydowan? wi?kszo?? zasobow wod podziemnych, ich całkowity czas wymiany si?ga nawet kilkudziesi?ciu milionow lat, wyst?puj? na gł?boko?ci nawet do 2 km od powierzchni Ziemi, ich udział w cyklu jest nikły.

Wody podziemne potamiczne zasilaj? i drenuj? wody powierzchniowe ^[8] .

Klasyfikacja wod podziemnych [ edytuj | edytuj kod ]

Istnieje wiele klasyfikacji wod podziemnych. Najwa?niejsze to: klasyfikacja genetyczne (ze wzgl?du na sposob powstawania) oraz klasyfikacja ze wzgl?du na miejsce i sposob wyst?powania.

Podział ze wzgl?du na genez? [ edytuj | edytuj kod ]

W ogolnie przyj?tej klasyfikacji genetycznej wod podziemnych w Polsce wyro?nia si?:

• wody infiltracyjne (meteoryczne) ? powstaj? wskutek przesi?kania wody opadowej przez szczeliny w glebie i warstwach skalnych ^{[9] [10]} ;
• wody kondensacyjne ? powstaj? w wyniku kondensacji pary wodnej z atmosfery w glebie ^{[11] [12]} ;
• wody juwenilne (dziewicze) ? powstaj? w wyniku skraplania si? wody zawartej w krzepn?cej magmie ^{[13] [14]} ;
• wody reliktowe (szcz?tkowe) ? powstaj? poprzez uwi?zienie wod w nieprzepuszczalnych warstwach skalnych, przez co s? one odizolowane, nieodnawialne i nie uczestnicz? w cyklu hydrologicznym ^{[13] [15]} .
• wody metamorficzne ? powstaj? w czasie metamorfozy skał, np. dehydroksylacji hydrokrzemianow ^[15] .

Podział ze wzgl?du na wyst?powanie [ edytuj | edytuj kod ]

Wody podziemne mog? wyst?powa? w strefie aeracji oraz w strefie saturacji . Przy czym w strefie napowietrzenia wyst?puj? wody wolne i wody zwi?zane, za? w strefie nasycenia tylko wody wolne.

Wody w strefie aeracji [ edytuj | edytuj kod ]

• woda krystalizacyjna ? wchodzi w skład minerałow (np. gipsu, wodorotlenkow ?elaza, tlenkow krzemu), nie uczestniczy w cyklu hydrologicznym , jest to woda zwi?zana chemicznie ^[16] .
• para wodna ? woda w stanie gazowym wyst?puj?ca w powietrzu glebowym.
• woda zwi?zana fizycznie (woda molekularna) ? woda zwi?zana z cz?stkami gruntu siłami molekularnymi ^[16] .
  • woda higroskopowa ? wyst?puj?ca w postaci cienkiej warstewki cz?steczek wody, pochodz?cymi z adsorpcji pary wodnej, otaczaj?cej ziarno skalne ^{[17] [18] [19]} .
  • woda błonkowata ? wyst?puj?ca w postaci cienkiej (grubszej ni? higroskopowa) warstewki wody, powstaj?ca kiedy adsorpcja pary wodnej nie zachodzi, dzi?ki zjawisku adhezji wi?zane s? cz?steczki z wody wsi?kowej i kapilarnej ^{[20] [18] [21]} .
• woda kapilarna ? wypełnia w?skie szczeliny, w ktorych utrzymuje si? dzi?ki zjawiskom kapilarnym , wyst?puje na granicy stref aeracji i saturacji, gdzie tworz? stref? wzniosu kapilarnego ^{[18] [22] [23]} .
• woda wolna ? woda niezwi?zana fizycznie z cz?steczkami gruntu, podlegaj?ca sile grawitacji ^[24] .
  • wsi?kowa ? woda przemieszczaj?ca si? w doł do strefy saturacji pod wpływem grawitacji .
  • zawieszona ? woda wsi?kowa, ktora zatrzymała si? na soczewce skał nieprzepuszczalnych w strefie aeracji ^[3] .

Wody w strefie saturacji [ edytuj | edytuj kod ]

• wody przypowierzchniowe (bł?dnie nazywane zaskornymi ) ? wyst?puj? na bardzo małych gł?boko?ciach, strefa aeracji jest niewielka lub czasem nie istnieje, a zwierciadło styka si? z powierzchni?. S? one wra?liwe na warunki pogodowe i silnie zanieczyszczone Strefa wzniosu kapilarnego ^{[25] [26] [27]} .
• wody gruntowe ? tworz? pierwszy poziom wodono?ny od powierzchni terenu, zazwyczaj nad zwierciadłem wyst?puje strefa aeracji , zazwyczaj s? zasilane przez wody opadowe i drenowane przez wody powierzchniowe ^{[28] [29] [30]} .
• wody wgł?bne ? wyst?puj? w warstwach wodono?nych przykrytych warstwami nieprzepuszczalnymi, obszar ich zasilania jest znacznie mniejszy ni? obszar ich wyst?powania, mog? by? zasilane przez wychodnie skał przepuszczalnych lub przez szczeliny uskokowe i okna hydrogeologiczne . Cz?sto nie posiadaj? strefy aeracji i zwierciadło jest napi?te ^{[31] [32] [33]} .
• wody gł?binowe ? znajduj? si? gł?boko pod powierzchni? i s? uwi?zione pod warstwami skał nieprzepuszczalnych ( wody reliktowe ), nie s? zasilane (s? nieodnawialne), s? cz?sto silnie zmineralizowane oraz mog? by? ogrzane ciepłem Ziemi ^{[34] [35] [36]} .

Podział ze wzgl?du na stan napi?cia zwierciadła wod podziemnych [ edytuj | edytuj kod ]

Zwierciadło wod podziemnych mo?e by? swobodne lub napi?te, czyli wymuszone przez nadległe warstwy skalne. Wyro?nia si? w zwi?zku z tym wody swobodne i wody naporowe ^[37] .

Wody naporowe znajduj? si? pod pewnym ci?nieniem, ktore jest zwane ci?nieniem piezometrycznym ^{[38] [35]} . Jego warto?? jest odzwierciedlana przez lini? ci?nienie piezometrycznego i je?eli znajduje si? ona poni?ej powierzchni terenu ci?nienie nazywa si? subartezyjskim i odpowiednio wody naporowe subartezyjskimi , je?eli jednak przebiega powy?ej powierzchni topograficznej to b?dzie to ci?nienie artezyjskie i odpowiednio wody artezyjskie ^{[38] [35] [39]} .

Podział ze wzgl?du na rodzaj skał, w ktorych wyst?puj? [ edytuj | edytuj kod ]

• wody warstwowe ? wypełniaj? pory skalne, tworz?c warstwy wodono?ne, mog? by? naporowe lub swobodne ^[40] . Mog? by? wodami przypowierzchniowymi, gruntowymi, wgł?bnymi i gł?binowymi zarowno w zwierciadle napi?tym, jak i swobodnym ^[41] .
• wody szczelinowe ? wypełniaj? sp?kania w skałach litych ^{[42] [43] [44]} o ro?nej genezie, kształcie, wielko?ci i układzie. Ilo?? wod szczelinowych jest uzale?niona od g?sto?ci szczelin. Ruch wody w szczelinach odbywa si? w zmiennym kierunku i z ro?n? pr?dko?ci?, w pionie i w poziomie. Jest podporz?dkowany tektonice i ci?nieniu hydrostatycznemu. Wyro?nia si? zasilanie wod szczelinowych bezpo?rednie (gdy szczeliny dochodz? do powierzchni i woda opadowa bezpo?rednio spływa nimi w gł?b) lub po?rednie (gdy szczeliny przykryte s? utworami przepuszczalnymi, np. zwietrzlina lub osadami piaszczystymi). Zwierciadło wod szczelinowych na ogoł jest swobodne i nie wykazuje zwi?zku z ukształtowaniem terenu. Wody szczelinowe wyst?puj? na ro?nych gł?boko?ciach, mog? by? zarowno przypowierzchniowe, jak i gruntowe (oba rodzaje w szczelinach wietrzeniowych) lub te? szczelinowe wody wgł?bne (te w szczelinach tektonicznych) ^[41] .
• wody krasowe ? wypełniaj? pro?nie w skałach powstałe w wyniku procesow krasowych ^{[45] [43] [46]} . Wypełniaj? te? kanały i kawerny powstaj?ce w wyniku ługowania wapieni, dolomitow, gipsow oraz halitu. Od wod szczelinowych ro?ni? si? wielko?ci? pro?ni, w ktorych wyst?puj?. S? zasilane bezpo?rednio lub po?rednio przez opady atmosferyczne lub wody powierzchniowe. Zasilanie wod krasowych jest intensywne. Zwierciadło wod krasowych zale?y od zasilania opadowego i nie wykazuje zwi?zku z ukształtowaniem powierzchni. Kr??enie wod w obszarach krasowych jest zale?ne zarowno od budowy geologicznej, jak i geomorfologii. W układzie kr??enia wod krasowych wyro?nia si? ruch pionowy, zasilaj?cy i poziomy wyprowadzaj?cy wody krasowe na powierzchni? cz?sto w postaci wywierzysk ^[41] .

Istniej? rownie? formy przej?ciowe: wody warstwowo-szczelinowe czy wody szczelinowo-krasowe.

Podział ze wzgl?du na temperatur? [ edytuj | edytuj kod ]

Wody podziemne mog? mie? ro?n? temperatur? (wody gł?binowe cz?sto s? podgrzewane przez ciepło Ziemi ). Temperatura waha si? od 0 do nawet 100 °C ^[47] .

Podział stosowany w hydrogeologii wyro?nia trzy typy wod ze wzgl?du na wła?ciwo?ci termiczne ^{[48] [49]} :

• wody chłodne (T < t _?r. ) ? temperatura ni?sza ni? ?rednia roczna temperatura powietrza w danym miejscu na Ziemi ;
• wody zwykłe (T ? t _?r. ) ? temperatura zbli?ona lub rowna ?redniej rocznej temperatury powietrza w danym miejscu na Ziemi;
• wody ciepłe (T > t _?r. ) ? temperatura wy?sza ni? ?rednia roczna temperatura powietrza w danym miejscu na Ziemi .

W balneologii , czyli nauce medycznej zajmuj?cej si? wła?ciwo?ciami leczniczymi wod podziemnych, wyro?nia si? ^{[48] [49]} :

• wody zwykłe (T ≤ 20 °C)
• wody termalne (T > 20 °C)

Ostatni podział termiczny wod podziemnych porownuje temperatur? wody do ?redniej temperatury ciała człowieka i wyro?nia ^{[48] [49]} :

• wody hipotermalne (20 °C < T < 34 °C)
• wody homeotermalne (34 °C < T < 38 °C)
• wody hipertermalne (T > 38 °C)

Podział ze wzgl?du na zawarto?? zwi?zkow mineralnych [ edytuj | edytuj kod ]

Zawarto?? zwi?zkow mineralnych w wodzie nazywamy jej mineralizacj?. Istnieje bardzo du?a ilo?? szczegołowych podziałow wod podziemnych ze wzgl?du na obecno?? konkretnych jonow lub grup jonow. Podstawowy podział wod podziemnych zaproponowany przez Zdzisława Pazdr? , wyodr?bnia poszczegolne jej rodzaje na podstawie ilo?ci tzw. pozostało?ci suchej (tu oznaczona jako S), czyli osadu pozostałego po odparowaniu H ₂ O ^[50] :

• wody ultrasłodkie (S < 0,1 g/l)
• wody słodkie (0,1 g/l < S < 0,5 g/l) ^[b]
• akratopegi (0,5 g/l < S < 1 g/l)
• wody mineralne (S > 1 g/l) ? w ktorych obr?bie dodatkowo Z. Pazdro wydziela ^[51] :
  • wody słabo zmineralizowane (1 g/l < S < 3 g/l)
  • wody słonawe (3 g/l < S < 10 g/l)
  • wody słone (10 g/l < S < 35 g/l)
  • solanki (S > 35 g/l)

Wykorzystanie gospodarcze [ edytuj | edytuj kod ]

Wody podziemne s? szeroko wykorzystywane w gospodarce.

Najwa?niejszym wykorzystaniem wod podziemnych jest pozyskiwanie wody wodoci?gowej , ale przede wszystkim wody dla przemysłu ^[52] . Wykorzystuje si? do tego celu np. studnie , ktore pozwalaj? na wydobycie wody z warstw wodono?nych. Specyficznym rodzajem studni s? studnie artezyjskie, ktore do wydobycia wody na powierzchni? wykorzystuj? ci?nienie piezometryczne wod naporowych, dzi?ki ktoremu woda wydostaje si? przez studnie samoistnie. Najcz??ciej w tych celach eksploatuje si? wody wgł?bne lub gruntowe (wgł?bne s? czystsze i cz?sto artezyjskie co ułatwia wydobycie).

Wody reliktowe , ktore cz?sto s? podgrzewane przez ciepło Ziemi, tworz?c wody termalne , s? wydobywane i wykorzystywane w bran?y ciepłowniczej, w balneologii , w rekreacji (np. baseny termalne) oraz w bran?y uzdrowiskowej (uzdrowiska geotermalne ) ^[53] .

Wody mineralne dzi?ki zawarto?ci pewnych zwi?zkow chemicznych mog? posiada? wła?ciwo?ci lecznicze i by? wykorzystywane w uzdrowiskach ^[54] . Najszerzej wykorzystywanym wodami mineralnymi s? tzw. solanki , czyli wody o du?ej zawarto?ci jonow chlorkowych i sodowych ^[55] .

Wody podziemne w polskim prawie [ edytuj | edytuj kod ]

Ustawa prawo geologiczne i gornicze ( Dz.U. z 2011 r. poz. 163 ) nie uznaje wszystkich wod podziemnych za kopaliny , a jedynie wody lecznicze , wody termalne i solanki . W zwi?zku z tym wody te podlegaj? stosownej ochronie.

Zobacz te? [ edytuj | edytuj kod ]

• wody powierzchniowe
• hydrogeologia
• cykl hydrologiczny
• ?rodło

Uwagi [ edytuj | edytuj kod ]

Przypisy [ edytuj | edytuj kod ]

Bibliografia [ edytuj | edytuj kod ]

• El?bieta Bajkiewicz-Grabowska: Hydrologia ogolna . Wyd. V. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2020, s. 50?87. ISBN  978-83-01-21300-8 .
• Jan Dowgiałło , Antoni Kleczkowski, Tadeusz Macioszczyk, Andrzej Ro?kowski: Słownik hydrogeologiczny . Wyd. II. Warszawa: Pa?stwowy Instytut Geologiczny , 2002. ISBN  83-86986-57-3 . Brak numerow stron w ksi??ce
• Jerzy Kowalski : Hydrogeologia z podstawami geologii . Wyd. III. Wrocław: Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, 2007, s. 72?88. ISBN  978-83-60574-14-0 .
• Zdzisław Pazdro , Bohdan Kozerski: Hydrogeologia ogolna . Wyd. IV. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne, 1990. ISBN  83-22003-57-9 .
• Jan Flis : Szkolny słownik geograficzny . Wyd. II. Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 1982, s. 138?140. ISBN  83-02-00870-2 .