Pomiar zwierciadła wody gruntowej

Pomiar zwierciadła wody

Najczęściej stosowanym i najprostszym przyrządem do pomiaru stanu wód, jest świstawka z taśmą mierniczą zbrojoną drutem stalowym lub z włókna szklanego. Dokładność pomiaru takim przyrządem wynosi od 1-10 centymetrów, a maksymalna głębokość pomiaru 50-100 metrów.

POMIAR ŚWISTAWKĄ

Pomiar świstawką prowadzimy od ściśle określonego miejsca, wyraźnie i trwale oznakowanego na krawędzi piezometru lub jego obudowy.

Rys. Lokalizacja i sposób instalacji lizymetrów i piezometrów na transekcie stokowym

Punkt ten powinien mieć określoną rzędną oraz wzniesienie względem powierzchni terenu.

Pomiaru dokonujemy w ten sposób, że świstawkę na taśmie opuszczamy do otworu.

Gdy usłyszymy gwizd (powietrza wypartego przez wodę ze świstawki) podnosimy świstawkę kilkanaście centymetrów do góry i energicznie kilkakrotnie opuszczamy by ustalić dokładnie punkt zetknięcia się jej ze zwierciadłem wody (słychać gwizd).

Następnie dokonujemy odczytu na taśmie, głębokości do zwierciadła wody.

WYNIKI POMIARÓW

Wynik pomiaru jest zapisywany przez obserwatora natychmiast po jego wykonaniu w odpowiednim notatniku, a po powrocie do stacji przepisany do dziennika pomiarowego. W dzienniku oprócz daty, godziny i wyniku pomiaru odnotowujemy stan pogody i ewentualnie istnienie innych zjawisk mogących mieć wpływ na wynik pomiaru. Bezwzględnie należy zanotować ewentualne uszkodzenia lub niesprawności świstawki lub taśmy, zmiany przyrządu pomiarowego itp.

Przykładowy zestaw procedur przy pomiarze zwierciadła wody w studniach gospodarczych i piezometrach

– zdjęcie pokrywy zabezpieczającej punkt pomiarowy,

– zapuszczenie na lince „świstawki” do piezometru lub studni,

– z chwilą usłyszenia charakterystycznego dźwięku oznaczyć na lince miejsce w odniesieniu do poziomu górnej krawędzi obudowy studni lub piezometru. Pomierzyć taśmą długość linki /głębokość występowania wody gruntowej/ pomiędzy środkiem „świstawki” a oznaczonym miejscem na lince i wpisać pomiar w dzienniku pomiaru. Dla każdego punktu pomiarowego wykonujemy dwa pomiary ustalając w dzienniku średnią wielkość.

– założenie pokrywy zabezpieczającej punkt pomiarowy.

Fot. U góry świstawka z taśmą mierniczą i cztery przyklady świstawek o rożnej konstrukcji.

Obecnie corar częśsciej stosowane są mierniki optyczno-akustyczne, które w momencie zetknięcia ze zwierciadłem wody powodują zapalenie się diody sygnalizacyjnej, a w następnej kolejności wygenerowanie sygnału akustycznego. Ich zasięg dochodzi do 300m.

Pomiar wydajności źródła

W przypadku prowadzenia badań źródła, dokonujemy pomiaru jego wydajności, która dobrze charakteryzuje jego dynamikę i reżim zasilania. Stan wody w źródle jest zwykle stały lub zmienia się nieznacznie. Proponuje się dwie podstawowe metody pomiaru wydajności źródła.

1. Przy małych wydajnościach, do 50 litrów na minutę, metodę naczyń podstawianych.

2. Przy większych wydajnościach, powyżej 30 litrów na minutę, metodę przelewów pomiarowych.

W obydwu metodach konieczna jest budowa przelewu poniżej wypływu wody ze źródła skoncentrowanego lub miejsca połączenia się wypływów ze strefy wysięków, podmokłości lub kilku źródeł których wydajność chcemy mierzyć łącznie. Przelew ma być tak skonstruowany by ujmował całość wypływających wód, nie powodował podpiętrzenia wody w źródle (bo zmieni to naturalne warunki wypływu wody i wydajność źródła) i nie dopuszczał do przedostawania się do układu pomiarowego wód spływających po zboczu w czasie trwania opadów lub wód roztopowych.

W obydwu przypadkach należy odnotować stan pogody, np. okres intensywnych roztopów czy opadów oraz wszelkie inne fakty mogące mieć wpływ na wynik pomiaru.

Opróbowanie punktu badawczego

Do poboru próbek wody z piezometru stosowane są pompy i próbniki. Można tu wykorzystywać: pompy stojakowe, ssąco-tłoczące (maksymalnie do głębokości 6-8 metrów), pompy elektryczne, zatapiane typu „Giant” lub „Whale”, próbniki. Ze źródła próbkę wody pobieramy za pomocą naczynia cechowanego.

Przed wykonaniem badań polowych i pobraniem próbki, ale już po wykonaniu pomiaru głębokości do zwierciadła wody, z otworu studziennego nieeksploatowanego lub piezometru należy sczerpać minimum trzy objętości słupa wody stagnującej w otworze. W trakcie pompowania oczyszczającego maksymalnie głęboko zanurzamy pompę zatapianą lub przewód ssawny pompy stojakowej. Podstawą decyzji o możliwości pobrania próbki jest stabilność mierzonej w czasie pompowania oczyszczającego elektrycznej przewodności właściwej i odczynu. Zakres i procedura pomiarów i badań polowych przedstawia się następująco:

1. pomiar temperatury wody, najlepiej – termometrem cyfrowym lub cieczowym z dokładnością pomiaru 0,1°C,

2. pomiar odczynu – pehametrem,

3. pobieranie próbek wody do badań laboratoryjnych: do pobierania próbek wody należy wykorzystywać pojemniki z propylenu:

. próbka anionowa o pojemności 250 cm³; wodą napełniamy naczynie do pełna, „pod nakrętkę”, bez pozostawiania pęcherzyka powietrza,

. próbka kationowa o pojemności 60-125 cm³, utrwalona kwasem solnym w ilości 5 cm³ HCl (1+1) na każde 100 cm³badanej wody; próbka kationowa musi być bezwzględnie przesączona (zalecane jest przesączanie również próbki anionowej i innych jeśli są one pobierane) z zastosowaniem filtra membranowego o porach 0,45 um i strzykawki o pojemności 20 cm³; wodą napełniamy naczynie do zaznaczonego na nim poziomu.

Pobrane próbki wody odpowiednio oznakowane (podwójne napisy na butelkach) i zabezpieczone, z wypełnioną metryką poboru próbek powinny być przesłane w pojemnikach izotermicznych w ciągu 2-5 dni do wybranego laboratorium chemicznego.

Do zbierania, transportu i przechowywania próbek wód gruntowych należy używać pojemników mytych każdorazowo roztworem kwasu.

Próbki, w których metale oznaczane będą metodą ICP winny być zakonserwowane poprzez dodanie 0,5 cm³ stężonego HNO₃ cz.d.a. na każde 100 cm³ wody. Butelki z próbkami do momentu rozpoczęcia analiz należy przechowywać w ciemnym i chłodnym (4 °C) otoczeniu. Czas transportu i przechowywania powinien być w miarę możliwości zredukowany do minimum. Metodyki laboratoryjne oznaczania właściwości fizykochemicznych próbki wody gruntowej są analogiczne jak innych wód (patrz tabela 4 w załączniku 12).

PARAMETRY POMIAROWE:

program podstawowy

Parametr	Kod	Jednostka – dokładność (ilość miejsc dziesiętnych)	Częstotliwość pomiarów
stan wód gruntowych	WL	cm p.p.t……………… 0	1/doba
temperatura wody	T_W	°C……………………… 1	4 lub 12/rok
odczyn pH	PH_L25	pH…………………….. 2	….
przewodność elektrolityczna właściwa	CTY_	mS m^-1……………….. 1	….
zasadowość	ALK_NTG	mg dm^-3……………… 1	….
wapń Ca	CA_	mg dm^-3……………… 1	….
magnez Mg	MG_	mg dm^-3……………… 1	….
sód Na	NA_	mg dm^-3……………… 1	….
potas K	K_	mg dm^-3……………… 1	….
siarka siarczanowa S-SO₄	SO4S_	mg dm^-3……………… 1	….
azot azotanowy N-NO₃	NO3N_	mg dm^-3……………… 1	….
azot amonowy N-NH₄	NH4N_	mg dm^-3……………… 1	….
fosfor ogólny P_ogól.	PTOT_	ug dm^-3……………… 1	….
chlorki Cl	CL_	mg dm^-3……………… 1	….
mangan Mn	MN_	ug dm^-3……………… 1	….
żelazo Fe	FE_	ug dm^-3……………… 1	….
rozpuszczony węgiel organiczny RWO	COR_D	ug dm^-3……………… 1	….

program rozszerzony

Parametr	Kod	Jednostka – dokładność (ilość miejsc dziesiętnych)	Częstotliwość pomiarów
krzemionka SiO₂	SIO2_D	mg dm^-3……………… 1	4 lub 12/rok
glin ogólny Al_ogól.	AL_T	ug dm^-3……………… 1	….
glin ruchomy Al_L	AL_L	ug dm^-3……………… 1	….
kadm Cd	CD_	ug dm^-3……………… 1	….
miedź Cu	CU_	ug dm^-3……………… 1	….
ołów Pb	PB_	ug dm^-3……………… 1	….
cynk Zn	ZN_	ug dm^-3……………… 1	….
nikiel Ni	NI_	ug dm^-3……………… 1	….
arsen As	AS_	ug dm^-3……………… 1	….
chrom Cr	CR_	ug dm^-3……………… 1	….

ZAPIS DANYCH W RAPORCIE:

Pierwsze dwie kolumny zawierają kod podprogramu. Kod medium (kolumny 12-19) określa czy opróbowane zostało źródło (SPRING) czy też piezometr lub studnia (TUBE). „Poziom” (kolumny 22-25) określa głębokość (w cm) pobrania próby poniżej poziomu wody w piezometrze, studni lub źródle. „Skala” (kolumny 32-34) oznacza ilość pojedynczych punktów poboru prób. Wartości podawane są jako średnie arytmetyczne miesięczne lub kwartalne zależnie od przyjętej częstotliwości pomiarów.