Wodami podziemnymi nazywamy wody zlokalizowane pod powierzchnią ziemi w strefie nasyceniastrefa nasycenia (saturacji)strefie nasycenia. Strefa ta jest położona poniżej strefy aeracjistrefa napowietrzenia (aeracji)strefy aeracji, czyli napowietrznej części skalnej, która oddzielona jest od strefy nasycenia warstwą wodonośnąwarstwa wodonośnawarstwą wodonośną. Wody te powstają w wyniku przesiąkania wód opadowych przez szczeliny i pory skalne do niższych poziomów pod powierzchnią ziemi (wody infiltracyjne), wskutek kondensacji pary wodnej w przypowierzchniowych warstwach gruntu (wody kondensacyjne), poprzez wytrącania się pary wodnej z magmy (juwenilne) oraz w wyniku uwięzienia w przeszłości wód w warstwach skalnych, które nie mają kontaktu z otoczeniem (wody reliktowe).

Klasyfikacja wód podziemnych ze względu na pochodzenie:

• infiltracyjne,

• kondensacyjne,

• juwenilne,

• reliktowe.

Wody podziemne dzieli się ze względu na miejsce ich występowania w skałach. Najpłycej występują wody zaskórne, zwane wierzchówkami. Wody te nie są w żaden sposób izolowane od warunków zewnętrznych, ponieważ ponad nimi nie zalega żadna warstwa nieprzepuszczalna. Cechą charakterystyczną tych wód jest podatność na wpływ czynników atmosferycznych. Temperatura wód zaskórnych jest zależna od temperatury powietrza, a opady atmosferyczne bezpośrednio wpływają na ich zasobność. Ze względu na bardzo płytkie występowanie tych wód, mogą one przechodzić w stan stały, czyli zamarzać. Inną cechą charakterystyczną wód zaskórnych jest podatność na zanieczyszczania, dlatego najczęściej nie nadają się do spożycia.

Kolejnym rodzajem wód podziemnych są wody gruntowe. Ich zwierciadło jest swobodne, w związku z czym ulega wahaniom. Poziom zwierciadła wód gruntowych zależny jest od wielkości opadów atmosferycznych – podnosi się po opadach, obniża się podczas okresów bezopadowych. Dlatego wody te ulegają również wahaniom sezonowym - w czasie suchych lat ich poziom się obniża, a podczas wilgotnych - podnosi. Ich temperatura zmienia się zgodnie z rocznymi wahaniami. Wody gruntowe położone są znacznie głębiej niż zaskórne, a nad nimi znajduje się wiele warstw przepuszczalnych, które pełnią rolę filtra, który je oczyszcza, więc nadają się do picia i gospodarczego wykorzystania..

Niżej niż wody zaskórne i wody gruntowe położone są wody wgłębne, nazywane także wodami podziemnymi naporowymi. Leżą one pod warstwami nieprzepuszczalnymi, a ich zwierciadło jest napięte. Ich temperatura odpowiada średniej rocznej temperaturze powietrza dla danego obszaru. Wody te są najlepsze do picia i wykorzystania gospodarczego, często są zmineralizowane.

Najniżej położone są zaś wody głębinowe, które są odizolowane warstwami nieprzepuszczalnymi i są bardzo słabo powiązane z powierzchnią, gdyż proces infiltracji jest długotrwały, ze względu na powolne docieranie wody opadowej z powierzchni do tej warstwy wodonośnej. Wody te związane są z dawnymi epokami geologicznymi lub też mogą mieć charakter juwenilny. Nie biorą one udziału w obiegu wody, czyli nie stanowią elementu cyklu hydrologicznego. Ze względu na swoje położenie i genezę, mają wysoką temperaturę i charakteryzują się dużą zawartością minerałów.

RhqcdVO0XNDDB

Na przekroju poprzecznym warstw ziemi pokazano rodzaje wód podziemnych. Tuż pod powierzchnią są wody przypowierzchniowe. Poniżej leży przestrzeń bez wody, a kończy ją zwierciadło swobodne na leżących niżej wodach gruntowych. Pod wodami gruntowymi występuje zwierciadło napięte wód wgłębnych - nad zwierciadłem leżą utwory nieprzepuszczalne. Wody gruntowe płyną przez wąski przesmyk pomiędzy utworami nieprzepuszczalnymi, stając się wodami wgłębnymi. Poniżej wód wgłębnych jest warstwa nieprzepuszczalna, poniżej której znajdują się wody głębinowe.

Wykorzystanie wód można rozumieć w dwojaki sposób. Po pierwsze można w tym miejscu mówić o wielkości zużycia (poboru) wód podziemnych. Po drugie można wskazać przeznaczenie tych wód. Znaczenie wód poziemnych w gospodarce zależy od ich rodzaju. Wyróżnia się wody zaskórne, gruntowe, wgłębne i głębinowe. Wody podziemne wykorzystywane są w codziennej działalności człowieka, czyli w rolnictwie, przemyśle, gospodarce komunalnej, lecznictwie oraz energetyce jako źródło energii geotermalnej. Najmniejsze znaczenie gospodarcze mają wody zaskórne, ponieważ są zazwyczaj bardzo zanieczyszczone. Do celów spożywczych można natomiast wykorzystywać wody gruntowe, wgłębne i głębinowe. Poniżej omówione zostaną zagadnienia poboru i przeznaczenia wód podziemnych na przykładzie Polski.

Niektóre rodzaje wód podziemnych mają charakter odnawialny (wody zaskórne i gruntowe), jednak ich „odnawialność” jest procesem długotrwałym, dlatego powinny być one wykorzystywane w rozsądny sposób, zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju. W ostatnich kilkudziesięciu latach w Polsce zmniejszono pobór wód podziemnych na potrzeby gospodarki przemysłowej i komunalnej, głównie poprzez odejście od technologii i gałęzi wodochłonnych. Ta część wód podziemnych, która może być wykorzystana przez człowieka, określana jest mianem zasobów eksploatacyjnych. Zasoby takie – wg Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2016 r. w sprawie dokumentacji hydrogeologicznej i dokumentacji geologiczno‑inżynierskiej – są „ilością wód podziemnych możliwą do pobrania z ujęcia w danych warunkach hydrogeologicznych i techniczno‑ekonomicznych, z uwzględnieniem zapotrzebowania na wodę i przy zachowaniu wymogów ochrony środowiska”.

Z wód podziemnych i powierzchniowych w największym stopniu korzysta przemysł, wykorzystując 70% całkowitego poboru wody, 20% tych zasobów przypada na gospodarkę komunalną, a 10% na rolnictwo i leśnictwo. Poniższa tabela prezentuje przeznaczenie wód w poszczególnych działach. W 2016 roku pobór wód podziemnych stanowił 15,9% poboru wód podziemnych i powierzchniowych łącznie.

W 2016 roku w Polsce pobrano 2,6 kmIndeks górny 3³ wody z zasobów wód podziemnych. Pobór ten odbywa się w sposób rejestrowany z 18 000 ujęć (1,6 kmIndeks górny 3³) oraz w ramach odwodnień 90 obszarów górniczych (1,0 kmIndeks górny 3³). Poniższa mapa prezentuje strukturę poboru wody w poszczególnych województwach. W województwie warmińsko‑mazurskim i lubelskim wodę pobiera się jedynie z zasobów podziemnych, natomiast w województwach południowych (śląskie, małopolskie i podkarpackie) przeważa pobór z wód powierzchniowych.

R1PhNFUOcIGsa

Na ilustracji na mapie Polski z podziałem na województwa za pomocą wykresów kołowych zaznaczono średni roczny pobór wody pitnej w latach 2000-2005 z podziałem na wody podziemne i powierzchniowe. W województwach warmińsko-mazurskim oraz lubelskim jest wyłącznie pobór wód podziemnych. Wielka przewaga poboru wód podziemnych jest także w województwach: lubuskim i świętokrzyskim, a następnie wielkopolskim, łódzkim, opolskim, pomorskim, kujawsko-pomorskim i podlaskim oraz zachodniopomorskim. Około 40-procentowy pobór wód powierzchniowych ma miejsce w województwach dolnośląskim i mazowieckim, a 50-procentowy w województwie podkarpackim. Największy - około 75-procentowy pobór wód powierzchniowych - jest w województwie śląskim, małopolskim.

Lecznictwo

Wody wgłębne lub głębinowe o odpowiednich właściwościach mogą być wykorzystywane w lecznictwie. W tym zakresie znaczenie mają wody mineralnewody mineralne. Powstanie wód podziemnych oraz ich położenie wpływają na ich skład. Wody podziemne dzieli się zatem na wody słodkie i mineralne. Pierwsze z nich zawierają mniej niż 0,5 g substancji stałych na mIndeks górny 3³, te drugie natomiast charakteryzują się zawartością substancji stałych powyżej 1 g na mIndeks górny 3³. Wody mineralne są bardzo zróżnicowane pod względem składu, wśród nich wyróżnia się wody:

• wodorowęglanowe, - zawierające wodorowęglan wapnia, magnezu lub sodu,

• chlorkowe - zawierające chlorek sodu lub wodorowęglan sodu,

• siarkowe - zawierające siarkowodór, siarczki sodu lub wapnia oraz siarczan magnezu,

• radoczynne - zawierające radon,

• szczawy - nasycone dwutlenkiem węgla,

• wody żelaziste - zawierające wodorowęglan żelaza,

• wody krzemowe - zawierające krzem

• gorzkie - nasycone siarczanem magnezu

• solanki - zawierające chlorki sodu.

Wymienione w tabeli rodzaje wód mineralnych mają zastosowanie w leczeniu niektórych chorób, a ich występowanie pociągnęło za sobą powstanie obiektów sanatoryjnych, uzdrowisk, ośrodków SPA (balneologia, balneoterapia), a także przedsiębiorstw butelkujących wodę mineralną. Przykładami uzdrowisk w Polsce są: Busko‑Zdrój, Ciechocinek, Duszniki Zdrój, Iwonicz Zdrój, Krynica Zdrój, Kudowa Zdrój, Rabka Zdrój, Szczawno Zdrój i in. Możliwość wykorzystania wód podziemnych w lecznictwie reguluje Ustawa Prawo geologiczne i górnicze z dn. 9 czerwca 2011 roku (Dz. U. 2011 Nr 163 poz. 981). Wody takie nie mogą być zanieczyszczone chemicznie i mikrobiologicznie i muszą wykazywać odpowiedni stopnień mineralizacji oraz w ich składzie musi występować przynajmniej jeden tzw. składnik swoisty: dwuwartościowe żelazo, fluorki, jodki, radon, dwutlenek węgla lub dwuwartościowa siarka. Wody, które mają być wykorzystane w lecznictwie (balneoterapii) muszą spełnić nie tylko wymogi chemiczne (odpowiedni skład chemiczny), ale też wymogi formalne, czyli posiadać odpowiedni certyfikat potwierdzający właściwości lecznicze. W balneoterapii najczęściej wykorzystuje się wody siarczanowe i siarczkowe, szczawy, wody chlorkowe i radonowe.

Energia geotermalna i źródła termalne

Wody głębinowe, ze względu na swoje położenie, mają wysoką temperaturę, dlatego zaliczane są do odnawialnych źródeł energii. W celu pozyskania energii z wód głębinowych należy dokonać odwiertów i pobrać energię za pomocą pomp ciepła. Przejawem występowania wód głębinowych o wysokiej temperaturze są źródła termalne, czyli miejsca swobodnego (pod ciśnieniem) wypływu wody o podwyższonej temperaturze - powyżej 20°C. Wody te swoją genezę zawdzięczają obecności ognisk wulkanicznych w niedalekim sąsiedztwie. W Polsce wody termalne występują m.in. w Ciechocinku (38°C) oraz w okolicach Jeleniej Góry (44°C).

ROpCMvaK0Kdyr

Na ilustracji na mapie Polski zaznaczono występowanie wód mineralnych oraz wód gorących. Wody gorące są domeną północno-zachodniej i środkowej części Polski, natomiast wody mineralne występują na południu kraju. Obszary występowania wód o temperaturze od 100 do 120 stopni Celsjusza to rejon Obornik, Koła, Uniejowa i na zachód od Łodzi. Natomiast spora część obszaru od Polic, przez Szczecin, Oborniki, Uniejów, Piotrków Trybunalski, po Skierniewice, Konstancin, Mszczonów, Ciechocinek, Połczyn-Zdrój ma temperaturę wody od 40 do 120 stopni Celsjusza. Wody gorące - eksploatowane źródło energii - występują w następujących miejscowościach: Kołobrzeg, Świnoujście, Kamieniec Pomorski, Połczyn-Zdrój, Pyrzyce, Ciechocinek, Inowrocław, Wieniec-Zdrój, Uniejów, Mszczonów, Skierniewice, Konstancin. Do miast mających korzystne warunki do budowy instalacji geotermalnych należą: Goleniów, Police, Szczecin, Stargard Szczeciński, Czarnków, Oborniki, Koło, Zgierz, Żyrardów, Łódź, Piotrków Trybunalski. Wody mineralne dzielą się na wodorowęglanowe, chlorkowe oraz siarczanowe i siarczkowe. Wody chlorkowe (solanki) występują w następujących miejscowościach: Solec-Zdrój, Rabka, Szczawnica, Bańska, Ustroń. Wody siarczanowe i siarczkowe (szczawy): Busko-Zdrój, Horyniec, Swoszowice, Lądek-Zdrój. Wody mineralne - wodorowęglanowe (szczawy) występują w następujących miejscowościach: Świeradów-Zdrój, Cieplice-Zdrój, Szczawno-Zdrój, Polanica-Zdrój, Kudowa-Zdrój, Długopole-Zdrój, Piwniczna, Krynica, Wysowa, Muszyna, Żegiestów, Rymanów, Iwonicz-Zdrój, Nałęczów.

Słownik