4.6. Wody podziemne

4.6.1. Stan ilościowy wód podziemnych

W roku hydrologicznym 2012 średni roczny stan wody podziemnej SG_R (odległość do lustra wody) w piezometrze w Sobolewie osiągnął wartość 12,21 m, czyli średni poziom lustra wody względem roku poprzedniego obniżył się o 13 cm (Tab. 34, rys. 71). Średnie stany wody w półroczu zimowym (SGz) i letnim (SG _L) różniły się zaledwie o 0,05 cm i wynosiły odpowiednio 12,18 m i 12,23 m. Minimalny roczny stan wody NG_R wyniósł 12,28 m, a maksymalny roczny stan WG_R osiągnął wartość 12,15 m. Średnie stany wód podziemnych w poszczególnych miesiącach oraz ich odchylenia względem lat 1998-2011 przedstawiają tabele 35-37.

Tabela 34. Stany wód podziemnych (m) w piezometrze Sobolewo w latach hydrologicznych 1998-2012

Przebieg wysokości średnich stanów wody między poszczególnymi miesiącami wykazywał tendencję spadkową. Na początku roku hydrologicznego stan wody wynosił 12,17 m, a pod jego koniec - 12,27 m, czyli obniżył się o 0,1 m (Rys. 69). W pierwszych miesiącach roku poziom lustra wód podziemnych obniżał się i w lutym osiągnął wartość 12,21 m. W marcu i kwietniu, kiedy występowały dodatnie temperatury powietrza (średnia miesięczna temperatura dla tych miesięcy wynosiła odpowiednio 2,2 oraz 7,3°C), pokrywa śnieżna szybko topniała wpływając na wzrost poziomu wód podziemnych. Jego wartość w kwietniu wzrosła prawie do poziomu z początku roku i wynosiła 12,16 m. Od tego momentu poziom wód stale obniżał się, średnio o 1,8 cm na miesiąc.

Różnica między roczną maksymalną i minimalną głębokością do zwierciadła wód podziemnych osiągnęła wielkość 13 cm i była o 8 cm niższa, niż w poprzednim roku (Rys. 71). Odchylenia średniego stanu miesięcznego względem okresu z lat 1998-2012 osiągnęły wartości ujemne tylko w pierwszych pięciu miesiącach roku (Tab. 37). Wahania dla półrocza zimowego zawarły się przedziale od -0,12 do 0,00 m, a dla półrocza letniego od 0,00 do 0,02 m.

Tabela 35. Charakterystyka statystyczna poziomów zwierciadła wód podziemnych w Sobolewie
w roku hydrologicznym 2012 - stany miesięczne i kwartalne (m)

Rys. 71. Średnie, maksymalne i minimalne roczne głębokości do zwierciadła wód podziemnych
w piezometrze Sobolewo w poszczególnych latach badań

Rys. 72. Średnie miesięczne poziomy wód podziemnych w piezometrze Sobolewo
w latach hydrologicznych 1998-2012

Rys. 73. Przebieg miesięcznych stanów wody podziemnej (SG) w Sobolewie
na tle średnich niskich (SNG) i ostrzegawczych (SNO) stanów wody
dla lat 1998-2012 (NG - minimalny stan wody dla okresu wielolecia)

Tabela 36. Średnie stany wód podziemnych (m) w piezometrze Sobolewo w roku hydrologicznym 2012

Tabela 37. Odchylenie stanu średniego miesięcznego od stanu średniego miarodajnego (m)
dla okresu wielolecia (1998-2012) w piezometrze Sobolewo

Tabela 38. Wskaźnik miesięcznych zmian retencji dla roku hydrologicznego 2012 (zwierciadło swobodne)
w piezometrze Sobolewo

Tabela 39. Wskaźnik zagrożenia suszą gruntową (k_n) dla roku hydrologicznego 2012 w Sobolewie

k_n> 0,1 – brak zagrożenia suszą (niżówką) gruntową

0,1 > k_n> -0,1 – zagrożenie pojawienia się niżówki

-0,1 > k_n> -0,3 – wystąpienie płytkiej niżówki

k_n< -0,3 – wystąpienie głębokiej niżówki

Wskaźnik miesięcznych zmian retencji, poza lipcem, sierpniem i listopadem, charakteryzował się wartościami dodatnimi (Tab. 38). Ujemne wartości tego wskaźnika informują o obniżaniu się lustra wody podziemnej względem poprzedniego okresu badawczego (miesiąca, półrocza). Wartości wskaźnika zagrożenia suszą gruntową przez cały rok były niższe od 0,1, co wskazywało na zagrożenie pojawienia się niżówki (Tab. 39). Przebieg miesięcznych stanów wody podziemnej w Sobolewie na tle stanu średniego niskiego, określanego jako średni z minimalnych rocznych stanów wód podziemnych w okresie wielolecia oraz stanu niskiego ostrzegawczego, określanego jako średnia z wybranych minimalnych rocznych stanów zwierciadła wody i charakteryzujących się wartościami niższymi od średniego niskiego stanu wody, obrazuje rysunek 73.

4.6.2. Poprawność wykonanych analiz chemicznych

Uzyskane wyniki składu chemicznego wód podziemnych poddano ocenie poprawności wykonanych analiz chemicznych. Ocenę przeprowadzono według normy PN-89/C-04638/01,02,03, poprzez określenie zgodności sumy równoważników kationów (SrK) z sumą równoważników anionów (SrA) i wyliczenie względnego błędu w analizie. W badanych próbach wody suma jonów mieściła się w zakresie od 5 do 15 mval/dm³ co oznaczało, że dopuszczalny błąd względny analizy może zawierać się w zakresie ± 5 %.

Rys. 74. Błąd względny analiz chemicznych wód podziemnych (Sobolewo, 2012)

Kontrola bilansu jonowego wody podziemnej z piezometru położonego w miejscowości Sobolewo wykazała, że analizy zostały wykonane z wystarczającą dokładnością, zaś zakres popełnionego błędu mieścił się w przedziale od -2,08% do 1,25% (Rys. 74).

4.6.3. Chemizm wód podziemnych

Jakość wód podziemnych w piezometrze Sobolewo utrzymuje się na dobrym poziomie, i w 2012 roku nie odbiegała od lat poprzednich. Niewątpliwie brak intensywnej gospodarki rolnej na tym terenie oraz innych istotnych źródeł zanieczyszczenia wód ma wpływ na dobre parametry badanej wody. Zgodnie z wartościami granicznymi zawartymi w obowiązującym rozporządzeniu Ministra Środowiska (z dnia 23 lipca 2008 r.) w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych (D.U. Nr 143, poz.896), prawie wszystkie badane parametry mieściły się w I klasie jakości wód podziemnych. Wyjątek stanowiły, podobnie jak w latach poprzednich, wodorowęglany mieszczące się w II klasie i wapń – zaliczony do III klasy (Tab. 40). Stężenia wapnia tylko nieznacznie przekroczyły normę dla II klasy - o 0,6 mg/dm³. Wodorowęglany są dominującymi anionami w płytko występujących, mało zmineralizowanych wodach podziemnych oraz powierzchniowych w strefach klimatu umiarkowanego, natomiast duża zawartość wapnia jest wynikiem wietrzenia chemicznego minerałów skał osadowych (Macioszczyk 2006). Wysokie stężenia wapnia odpowiedzialne są za twardość wody, która na badanym terenie zaklasyfikowana została jako średnio twarda (woda średnio twarda mieści się w zakresie 4-7 mval/dm³). W obowiązującym rozporządzeniu stan chemiczny wód podziemnych określa się na podstawie uzyskanych klas jakości wód. W przypadku, gdy uzyska się klasy czystości I, II lub III stan chemiczny badanych wód ocenia się jako dobry. W piezometrze w Sobolewie żaden z parametrów nie osiągnął klasy niższej niż trzecia, dlatego stan chemiczny wody podziemnej określono jako dobry.

Podsumowując, wartości stężeń większości jonów w wodzie podziemnej z piezometru w Sobolewie nie odbiegały w znacznym stopniu od wartości z lat poprzednich (Tab. 43). Jednak w analizowanym roku zaobserwowano wyższe stężenia chlorków, potasu, wapnia i magnezu oraz jonów amonowych niż w wieloleciu 1997-2012. Zaobserwowano również dużą zmienność wielkości stężeń niektórych parametrów chemicznych. Największe różnice dotyczyły fosforu – od 6 µg/dm³ we wrześniu do 79 µg/dm³ w lutym oraz BZT₅ – od 0,3 mg/dm³ we wrześniu do 4,1 mg/dm³ w grudniu.

Wyniki analiz fizczno-chemicznych poddano badaniom trendu zmian. Stężenia wapnia, sodu i potasu cechował trend rosnący (Rys. 75-77). Badania właściwości fizyko-chemicznych wód wskazują na ich wysoką jakość, która nie odbiega od ogólnej charakterystyki wód w utworach czwartorzędowych i świadczy o niewielkim oddziaływaniu lokalnych źródeł zanieczyszczeń.

Rys. 75. Trend zmian stężeń Ca w wodzie podziemnej w Sobolewie w latach 1997-2012

Rys. 76. Trend zmian stężeń Na w wodzie podziemnej w Sobolewie w latach 1997-2012

Rys. 77. Trend zmian stężeń K w wodzie podziemnej w Sobolewie w latach 1997-2012

Wody gruntowe z piezometru Sobolewo, według klasyfikacji Altowskiego i Szwieca, zaliczono do wód prostych, ponieważ tylko od 2 do 4 jonów osiąga więcej niż 20±3% mval w stosunku do sumy anionów lub kationów. Tolerancję 3% przyjmuje się ze względu na istnienie ewentualnego błędu analizy (Macioszczyk 1987). Badaną wodę określono jako wodorowęglanowo-wapniowo-magnezowo-siarczanową o następującym składzie:

W tabeli 44 podano tło chemiczne, będące zakresem stężeń badanych jonów, poza którym występują wartości anomalne, wyznaczone metodą arytmetyczną na podstawie pomiarów kwartalnych wody podziemnej w piezometrze Sobolewo w latach 1997-2012. W tabeli zamieszczono dwojakiego rodzaju obliczenia tła chemicznego - jedne zgodne z wytycznymi programu pomiarowego ZMŚP, drugie zaś obliczone na podstawie wzoru Macioszczyk (1987). Pomimo, że obliczenia wykonane według Macioszczyk zawężają zakres tła chemicznego, wszystkie wyniki analiz fizykochemicznych wykonanych w badanym roku mieściły się w tym zakresie.

Tabela 40. Chemizm i ocena jakości wód gruntowych w Sobolewie w roku hydrologicznym 2012

Tabela 41. Charakterystyka składu chemicznego wód podziemnych w roku hydrologicznym 2012 w Sobolewie

Tabela 42. Charakterystyka składu chemicznego wód podziemnych dla lat 1997-2012 w Sobolewie

Tabela 43. Średnie roczne stężenia jonów w wodzie gruntowej w Sobolewie w latach hydrologicznych 1994-2012

Tabela 44. Średnia, mediana i odchylenie standardowe badanych parametrów w piezometrze Sobolewo

dla okresu 1997-2012 oraz ich tło chemiczne

¹ - przedział wokół średniej odpowiadający podwójnej wartości odchylenia standardowego(x±3σ),
zgodnie z wytycznymi ZMŚP

² - przedział ±1,28 odchylenia standardowego (σ) wokół średniej, według Macioszczyk (1987)

ciąg dalszy  »  

spis treści