Akademia Górniczo - Hutnicza

im. Stanisława Staszica

w Krakowie

Ćwiczenie 1 z przedmiotu

Geofizyka

Temat:

Oporność / przewodność elektryczna wód podziemnych - zależność tych parametrów od mineralizacji i temperatury wody.

Wykonał:

Suwała Maciej

Kierunek: Budownictwo

rok stud: V GiBS Grupa: 2

Należy wykonać:

• Obliczyć oporność i przewodność elektryczną wody dla różnych wartości mineralizacji ogólnej M z przedziału od 0.1 g/dm³ do 30 g/dm³ i wybranej temperatury wody t ≠ 10 ^oC

• W rezultacie tych obliczeń otrzymane zostaną zależności oporności i przewodności wody ρ_w =f (M) , σ _w = f(M) , od mineralizacji ogólnej M (dla M np. z przedziału 0.1 g/dm³ - 30 g/dm³ i dla przyjętej temperatury t ≠ 10 ^oC ).

Co do kwestii przyjętego przedziału dla M należy wyjaśnić, że:

• naturalna mineralizacja ogólna dla wód czwartorzędowych najczęściej waha się

od 0.1 g/dm³ do 0.5 g/dm³;

• polska norma (PN) dla parametru M dla wód pitnych wynosi: M ≤ 0.6 g/dm³;

• można przyjąć, że wody zanieczyszczone mają M w granicach od 0.7g/dm³ do 1- 3 g/dm³. Przy większych wartościach M > 3 g/dm³ mówimy o wodach skażonych.

Przyjęte wartości mineralizacji ogólnej M z przedziału od 0.1 g/dm³ do 30 g/dm³:

M:

1.0,1g/dm³

2. 0,5g/dm³

3. 1,0g/dm³

4. 5,0/dm³

5. 10,0g/dm³

Obliczanie temperatury wody:

t=(30+nr)/2

t=(30+2)/2=16^○C

Współczynnik temperaturowy przewodności elektrycznej (α_t), wynosi 0,026 [1/^○C]

α_t=0,026 [1/^○C]

Oporność elektryczną wody (ρ_w ) dla wyżej wymienionych wartości mineralizacji ogólnej M i dla temperatury wody t=16^○C obliczamy korzystając ze wzoru:

ρ_w = 8.4 / M [ 1+ α_t (t - 10)]

M		ρw
0,1	g/dm^3	72,66436	Ωm
0,5	g/dm^3	14,53287	Ωm
1	g/dm^3	7,266436	Ωm
5	g/dm^3	1,453287	Ωm
10	g/dm^3	0,726644	Ωm

Przewodność elektryczną wody (σ _w ) dla tych samych wartości mineralizacji ogólnej M i dla temperatury wody t=16^○C obliczamy korzystając ze wzoru:

σ _w [mS/m] = 119 M [1 + α_t (t - 10)]

M		σ w
0,1	g/dm^3	13,7564	mS/m
0,5	g/dm^3	68,782	mS/m
1	g/dm^3	137,564	mS/m
5	g/dm^3	687,82	mS/m
10	g/dm^3	1375,64	mS/m

Wykres 1:

Zależność oporności elektrycznej wód podziemnych od ich mineralizacji ogólnej.

Wykres 2:

Zależność przewodności elektrycznej wód podziemnych od ich mineralizacji ogólnej.

Wnioski :

Celem ćwiczenia było określenie zależności oporności i przewodności wody od jej mineralizacji.

Na podstawie obliczeń otrzymano wyniki zgodne z przyjętymi zasadami: wraz ze wzrostem oporności elektrycznej wody maleje jej mineralizacja ogólna.

Znając oporność elektryczną wody, możemy określić jej rodzaj oraz miejsce występowania. Oporność elektryczna wody dla wybranych wartości mineralizacji ogólnej mieści się w przedziale (0,64-64 Ωm). Wody podziemnie o wysokiej oporności (pow.60 Ωm) występują na obszarach wieloletniej zmarzliny. Wody podziemne w wilgotnych strefach klimatycznych , występujące w luźnych osadach piaszczysto-ilastych mają oporność z przedziału 10-30 Ωm. Wody słodkie z obszarów pustynnych i półpustynnych 1-10 Ωm, natomiast wody z rejonów wybrzeży morskich i suchych stref klimatycznych (s. arydalnej) mają oporność 0,3-2 Ωm.

Oporność jest odwrotnością przewodności, więc znając wartość pierwszej możemy obliczyć wartość drugiej. Aby wynik przedstawić w [mS/m] należy go pomnożyć przez 1000.

ρw		σ w
0,05	Ωm	20000	mS/m
0,1	Ωm	10000	mS/m
0,2	Ωm	5000	mS/m
0,3	Ωm	3333,333	mS/m
1	Ωm	1000	mS/m
2	Ωm	500	mS/m
10	Ωm	100	mS/m
20	Ωm	50	mS/m
30	Ωm	33,33333	mS/m
40	Ωm	25	mS/m
60	Ωm	16,66667	mS/m
300	Ωm	3,333333	mS/m
600	Ωm	1,666667	mS/m
1000	Ωm	1	mS/m

Wody powierzchniowe	Przewodność [mS/m]	Wody podziemne	Przewodność [mS/m]
Wody mórz i słono-gorzkich jezior	10000-1000	Solanki z dużych głębokości	20000 - 5000
Wody mórz przy ujściach dużych rzek, wody jezior i rzek arydalnej (suchej) strefy klimatycznej	1000-100	Wody z rejonów wybrzeży morskich i w suchych strefach klimatycznych (s. arydalnej)	3333,3-500
		Słodkie wody podziemne na obszarach pustyń i półpustynnych	1000-100
Wody jezior i rzek w humidalnej (wilgotnej) strefie klimatycznej	100-16,7	Wody podziemne w wilgotnych strefach klimatycznych: a) w luźnych osadach piaszczysto - ilastych b) w utworach zwięzłych	100-33,3 50 - 16,67
Wody jezior i rzek w rejonach wieloletniej zmarzliny, wody wysokogórskich jezior i rzek	16,7-1,67	Wody podziemne z obszarów wieloletniej zmarzliny	25-3,3
Wody deszczowe i z tajenia śniegów	3,3-1

6

---