II GZMiW

PROJEKT 1

Ocena możliwości zastosowania sondowań elektrooporowych w monitoringu geoelektrycznym migracji skażeń chemicznych w warstwie wodonośnej w założonych warstwach geologicznych.

Projekt ma za zadanie ocenić możliwość użytkowania geofizycznej metody sondowania elektrooporowego do monitorowania skażeń w warstwie wodonośnej w warunkach wcześniej założonej budowy geologicznej. Na tą potrzebę założono dwa warianty budowy geologicznej.

Pierwszy wariant - optymistyczny, zakłada 5 warstw, z czego spągu ostatniej warstwy nie osiągnięto. Profil składa się kolejno z sekwencji osadów czwartorzędowych - niezailonych piasków, zailonych piasków, czystych piasków w obrębie których jest warstwa wodonośna. Strop i spąg warstwy wodonośnej jest jednocześnie stropem i spągiem warstwy piasków. Pod nimi znajdują się osady trzeciorzędowe. Są to kolejno iły mioceńskie i piaski pylaste zailone.

Miąższość i oporność kolejnych warstw wynosi

- piaski niezailone; h = 1m, ρ = 1100 Ωm

- piaski zailone; h = 3m, ρ = 1100 Ωm

- piaski czyste, zawodnione; h = 20m, ρ = varians

- iły mioceńskie, h = 30m, ρ = 10 Ωm

- piaski pylaste zailone, h = ?, ρ = 300 Ωm

Drugi wariant budowy geologicznej - pesymistyczny, zakłada 6 warstw. Litologicznie jest on identyczny z wariantem pierwszym, różni się on jedynie wysokością stropu warstwy wodonośnej. W tym przypadku ma ona miąższość 0,5m.

Miąższość i oporność kolejnych warstw wynosi

- piaski niezailone; h = 1m, ρ = 1100 Ωm

- piaski zailone; h = 3m, ρ = 1100 Ωm

- piaski czyste, niezawodnione; h = 19,5m,
ρ = 5000 Ωm

- piaski czyste, zawodnione; h = 0,5m,
ρ = varians

- iły mioceńskie, h = 30m, ρ = 10 Ωm

- piaski pylaste zailone, h = ?, ρ = 300 Ωm

Porowatość czystych piasków będących warstwą wodonośną to 0,3

Zadanie polegało na wyznaczeniu oporności wypadkowej dla całych profili litologicznych dla różnych wartości mineralizacji wody w warstwie wodonośnej. Aby to osiągnąć należało w pierwszej kolejności wyznaczyć oporność zmineralizowanej wody uwięzionej w porach skalnych. Do obliczeń skorzystałem ze wzoru ρ_w = 8,656*M^-0,958, gdzie M oznacza mineralizację w gramach na litr. Obliczoną w ten sposób oporność wody należy wykorzystać do obliczenia oporności skały zawierającej wodę o danej mineralizacji. Wykorzystuje się do tego celu wzór ρ_r = ((3-n)/2n)*ρ_w, gdzie n oznacza współczynnik porowatości. Mając powyższe dane jesteśmy w stanie obliczyć wypadkową oporność całego profilu, w tym celu trzeba założyć ile wykonuje się pomiarów dla jednego sondowania. W tym wypadku jest to 19 pomiarów (standard - a = 6). Do samych obliczeń oporności używa się programu komputerowego z racji skomplikowanego wzoru.

Poniższa tabela przedstawia wyniki oporności i przewodności dla danych mineralizacji dla wody zawartej w warstwie wodonośnej, dla warstwy wodonośnej oraz całego profilu litologicznego.

Mineralizacja wody	Zmineralizowana woda		Skała z wodą		Wypadkowa całości profilu
										Wariant A		Wariant B
M(t) [g/L]	ρw [Ωm]	ϭa [mS/m]	ρs [Ωm]	ϭa [mS/m]	ρa [Ωm]	ϭa [mS/m]	ρa [Ωm]	ϭa [mS/m]
0,1	78,581	12,726	353,614	2,828	169,264	5,908	170,957	5,849
0,25	32,666	30,613	146,995	6,803	166,989	5,988	170,898	5,851
0,6	14,120	70,819	63,542	15,738	162,105	6,169	170,766	5,856
1	8,656	115,527	38,952	25,673	156,993	6,370	170,620	5,861
2	4,456	224,424	20,051	49,872	145,774	6,860	170,266	5,873
3	3,022	330,952	13,597	73,545	136,234	7,340	169,921	5,885
4	2,294	435,970	10,322	96,882	127,972	7,814	169,583	5,897
5	1,852	539,878	8,335	119,973	120,723	8,283	169,249	5,908
6	1,555	642,912	6,999	142,869	114,303	8,749	168,919	5,920
7	1,342	745,224	6,038	165,605	108,571	9,211	168,592	5,931
8	1,181	846,921	5,313	188,205	103,418	9,669	168,269	5,943
9	1,055	948,085	4,746	210,685	98,756	10,126	167,949	5,954
10	0,953	1048,776	4,291	233,061	94,524	10,579	167,632	5,965
12	0,801	1248,931	3,603	277,540	87,094	11,482	167,004	5,988
14	0,691	1447,683	3,108	321,707	80,792	12,377	166,384	6,010
16	0,608	1645,242	2,735	365,609	75,381	13,266	165,773	6,032
18	0,543	1841,763	2,443	409,281	70,671	14,150	165,170	6,054
20	0,491	2037,368	2,209	452,748	66,548	15,027	164,575	6,076
22	0,448	2232,152	2,016	496,034	62,883	15,903	163,984	6,098
24	0,412	2426,192	1,855	539,154	59,624	16,772	163,402	6,120
26	0,382	2619,553	1,718	582,123	56,691	17,639	162,824	6,142
28	0,356	2812,290	1,600	624,953	54,038	18,505	162,252	6,163
30	0,333	3004,450	1,498	667,655	51,644	19,363	161,688	6,185

Powyższe dane umożliwiają nam wykreślenie wykresów oporności profili litologicznych uwzględniających mineralizację wody zawartej w warstwie wodonośnej.

Wykres 1 - wariant A

Wykres 2 - wariant B

Powyższe wykresy przedstawiają krzywe oporności w zależności od rozstawu. Z wykresu dla wariantu A wyraźnie widać zmiany w oporności dla różnej mineralizacji wód. Wykres dla wariantu B nie przedstawia już takiej zmiany, jest ona wręcz minimalna.

Na podstawie rozpatrzenia tych dwóch przypadków można stwierdzić, że metoda sondowania elektrooporowego jest metodą dobrą do monitorowania migracji skażeń w warstwach wodonośnych, ale też nie jest pozbawiona wad. Jest ona czuła na zmiany mineralizacji wody zawartej w porach poziomu wodonośnego, lecz nie może być on małej miąższości. Pik tego poziomu nie będzie wtedy widoczny w wynikach, co uniemożliwi jego rozpoznanie, a tym samym możliwość monitorowania skażeń.

Strona 2 z 5

---