Hydrogeologia (patrz: Słownik hydrogeologiczny) zajmuje się badaniem zjawisk i procesów związanych z krążeniem wód podziemnych w środowisku skalnym, z oddziaływaniem skał na wodę i z oddziaływaniem wody na skały, zajmuje się też związkami wód podziemnych z z wodami powierzchniowymi, a także wpływem różnych czynników na kształtowanie się zasobów wód podziemnych. Wszystkie te procesy mają ogromny wpływ na życie organizmów żywych.
Woda na Ziemi jest w ciągłym ruchu i zmienia swoje formy, od stanu ciekłego, poprzez gazowy do stałego i na odwrót. Obieg wody trwa od miliardów lat i całe życie na Ziemi jest od niego zależne.
Krążenie wody wywołane jest głównie przez dwa czynniki : energię parowania słonecznego i siłę ciężkości . Energia słoneczna powoduje parowanie z wolnej powierzchni wody : z oceanów , mórz , jezior i rzek , a także wód występujących w roślinach , zwierzętach , glebie i gruncie.
Woda w postaci pary wodnej przenika do atmosfery , gdzie wędruje wraz z prądami powietrza - niekiedy na bardzo duże odległości.
Faza atmosferyczna w cyklu krążenia kończy się opadem. Opad dostający się na powierzchnię lądu rozpoczyna fazę kontynentalną , która obejmuje spływ powierzchniowy , ewentualnie infiltrację wody i odpływ podziemny.Proces zatrzymania , czy też zwolnienia krążenia wody w jej naturalnym obiegu nazywamy retencją. Obserwujemy retencję powierzchniową , np. śniegową , lodową , lodowcową , rzeczną i jeziorną oraz retencję podziemną : glebową , gruntową , wód wgłębnych i głębinowych..
Krążenie wody wywołane jest głównie przez dwa czynniki : energię parowania słonecznego i siłę ciężkości . Energia słoneczna powoduje parowanie z wolnej powierzchni wody : z oceanów , mórz , jezior i rzek , a także wód występujących w roślinach , zwierzętach , glebie i gruncie.
Woda w postaci pary wodnej przenika do atmosfery , gdzie wędruje wraz z prądami powietrza - niekiedy na bardzo duże odległości.
Faza atmosferyczna w cyklu krążenia kończy się opadem. Opad dostający się na powierzchnię lądu rozpoczyna fazę kontynentalną , która obejmuje spływ powierzchniowy , ewentualnie infiltrację wody i odpływ podziemny.Proces zatrzymania , czy też zwolnienia krążenia wody w jej naturalnym obiegu nazywamy retencją. Obserwujemy retencję powierzchniową , np. śniegową , lodową , lodowcową , rzeczną i jeziorną oraz retencję podziemną : glebową , gruntową , wód wgłębnych i głębinowych..
POCHODZENIE I KLASYFIKACJA WÓD PODZIEMNYCH
Za warstwę wodonośną uznaje się strefę utworów przepuszczalnych, nasyconych wodą niezwiązaną z uwarstwieniem skał (np. strefa spękań w obrębie margli i wapieni kredowych, strefa skrasowienia utworów węglanowych) cechujących się pojemnością i przewodnością dostateczną do tworzenia się strumienia wód podziemnych.
Woda jest przeważnie w stałym ruchu, wywołanym różnicą wysokości zwierciadła wód podziemnych.
Przepływ od stref zasilania do miejsca drenażu zajmuje im dziesiątki ,setki a nawet tysiące lat. Powolny przepływ kształtuje właściwości wód podziemnych.
Wodą podziemną nazywamy wodę występującą pod powierzchnią ziemi. Jest to woda występująca najczęściej w porach gruntowych
i szczelinach skalnych. Wody te przemieszczają się pod wpływem grawitacji lub ciśnienia hydrostatycznego.Istnieje wiele podziałów wód podziemnych. Te najczęściej używane uwzględniają genezę, rodzaj wypełnianych próżni, głębokość zalegania, form występowania, temperaturę oraz siły utrzymujące wodę w strefie aeracji.
Woda jest przeważnie w stałym ruchu, wywołanym różnicą wysokości zwierciadła wód podziemnych.
Przepływ od stref zasilania do miejsca drenażu zajmuje im dziesiątki ,setki a nawet tysiące lat. Powolny przepływ kształtuje właściwości wód podziemnych.
Wodą podziemną nazywamy wodę występującą pod powierzchnią ziemi. Jest to woda występująca najczęściej w porach gruntowych
i szczelinach skalnych. Wody te przemieszczają się pod wpływem grawitacji lub ciśnienia hydrostatycznego.Istnieje wiele podziałów wód podziemnych. Te najczęściej używane uwzględniają genezę, rodzaj wypełnianych próżni, głębokość zalegania, form występowania, temperaturę oraz siły utrzymujące wodę w strefie aeracji.
- ruch bardzo szybki- ponad 300m/rok (skały szczelinowo-krasowe)
- ruch szybki- od 100-300m/rok
- ruch średnio szybki od 30-100m/rok (utwory piaszczysto-żwirowe)
- ruch wolny od 10-30m/rok
- ruch bardzo wolny poniżej 10m/rok (gliny, iły, skały lite z bardzo małą ilością spękań
PRĘDKOŚĆ PRZEPŁYWU WÓD PODZIEMNYCH:
- wody kondensacyjne – jest to woda osadzająca się na powierzchni gruntu lub w głębi profilu glebowego nocą, gdy temperatura powietrza osiągnie temperaturę krytyczną, poniżej której następuje kondensacja pary wodnej. Ilość wód kondensacyjnych jest ściśle związana z klimatem danego terenu i może osiągać wysokość 100 mm rocznie. W polskich warunkach jest to około 65-80 mm rocznie. Największe znaczenie wody kondensacyjne mają na terenach pustynnych i stepowych gdzie opady atmosferyczne są niskie natomiast występują duże wahania temperatur dobowych.
- wody infiltracyjne – zwane również meteorycznymi, powstają wskutek przesiąkania wód opadowych w głąb ziemi. Mają zastosowanie gospodarcze i przemysłowe. Są to wody odnawialne, podlegają krążeniu w przyrodzie.
- wody juwenilne – jest to ostygła para wodna skraplająca się podczas ochładzania magmy. Powstają z nich często gejzery i gorące źródła.
- wody reliktowe – nazywane są również szczątkowymi. Zalegają najczęściej na dużych głębokościach, nie mają łączności hydraulicznej z otoczeniem i nie biorą udziału w krążeniu. Są silnie zmineralizowane. Powstały podczas sedymentacji i późniejszej izolacji warstwami nieprzepuszczalnymi silnie uwodnionych osadów morskich.
PODZIAŁ WÓD PODZIEMNYCH WEDŁUG GENEZY:
PODZIAŁ WÓD PODZIEMNYCH WEDŁUG GŁĘBOKOŚCI ZALEGANIA:
- przypowierzchniowe – wody zalegające wprost pod powierzchnią ziemi bardzo płytko, występują w strefie saturacji.zalegające praktycznie pozbawione strefy aeracji, zwierciadło wody występuje kilkanaście lub kilkadziesiąt cm poniżej powierzchni terenu, występują one najczęściej w zagłębieniach terenu, w dolinach rzecznych, w których tworzą się torfowiska. Wahania zwierciadła wód zaskórnych są znaczne i szybko reagują na zmiany i wpływy atmosferyczne. Są często zanieczyszczone organicznie i bakteriologicznie.
- gruntowe –są oddzielone od powierzchni terenu mniej lub bardziej grubą przepuszczalną strefą aeracji, zasilane są bezpośrednio z powierzchni Ziemi przez infiltrację opadu atmosferycznego. Temperatura wód gruntowych wykazuje pewne wahania. Zwierciadło wody jest swobodne, naśladuje w pewnym przybliżeniu kształt powierzchni
terenu; są to wody zalegające na większych głębokościach lecz nie przykryte żadną warstwą nieprzepuszczalną. - wgłębne – wody podziemne występujące w warstwach wodonośnych, pokrytych utworami nieprzepuszczalnymi. Zasilanie odbywa się w skutek infiltracji opadów atmosferycznych na wychodniach warstw wodonośnych lub pośrednio przez szczeliny
uskokowe albo okna hydrogeologiczne, zwierciadło wód wgłębnych jest najczęściej napięte – oznacza to, że jego położenie i kształt są wymuszone przez spąg wyżej leżącej warstwy nieprzepuszczalnej;przykryte co najmniej jedną warstwą nieprzepuszczalną - głębinowe – umiejscowione pod wieloma warstwami nieprzepuszczalnymi i na bardzo dużych głębokościach.zaliczamy takie, które znajdują się głęboko od powierzchnią ziemi.. Wody te nie biorą udziału w krążeniu wód, nie są zasilane ani odnawialne i znajdują się w stagnacji. Są na ogół silnie mineralizowane;uwięzione wśród utworów nieprzepuszczalnych na dużych
głębokościach .Są przeważnie pod dużym ciśnieniem petrostatycznym.
PODZIAŁ WÓD PODZIEMNYCH ZE WZGLĘDU NA RODZAJ WYPEŁNIANYCH SZCZELIN:
- wody szczelinowe – są to wody podziemne, zwarte i krążące w szczelinach skał głownie osadowych, pochodzenia chemicznego lub organicznego, ruch wody w szczelinach jest szybszy niż w skałach porowatych, bardzo często przechodzi w ruch burzliwy.
- wody porowe – wypełniają pory utworów o strukturze porowatej
- wody krasowe (szczególny przypadek wód szczelinowych) – ody krasowe zasilane są szczelinami, a
często również przez potoki i rzeki. W układzie krążenia wód krasowych wyróżnić można
ruch pionowy i poziomy, ze względu na dużą zmienność wydajności wody oraz stopień
zanieczyszczenia wody krasowe i szczelinowe często nie nadają się do zaopatrzenia ludności
w wodę pitną i gospodarczą.występują w szczelinach skał podatnych na procesy krasowienia
PODZIAŁ WÓD PODZIEMNYCH ZE WZGLĘDU NA FORMY WYSTĘPOWANIA :
- soczewki – niewielkie formy wodne zawieszone nad małym fragmentem warstwy nieprzepuszczalnej
- zbiorniki – duże nieruchome skupiska wód podziemnych
- strumienie – miejsca gdzie występują wody podziemne będące w ruchu
WODA W STREFIE AREACJI :
- chemicznie związana – związana z cząstkami gleby wiązaniami chemicznymi
- higroskopijna – związana z cząstkami gleby siłami adsorpcji
- błonkowata – związana z cząstkami gleby siłami elektrycznymi
- kapilarna – utrzymywana dzięki zjawisku włoskowatości
- wsiąkowa – podlega siłom grawitacji, po uzupełnieniu braków wody w strefie aeracji infiltruje w głąb profilu do wód gruntowych
Źródło: J. Sokołowski, A Żbikowski "Odwodnienia budowlane i osiedlowe"