KruKružžni tok vode u prirodi. ni tok vode u prirodi. Podzemna voda: poroznost i Podzemna voda: poroznost i

propusnost stijena, tipovi propusnost stijena, tipovi vodonosnih slojeva, gibanje vodonosnih slojeva, gibanje

podzemnih voda, izvoripodzemnih voda, izvori

HidroloHidrološški ciklus ki ciklus -- krukružžnini toktok vodevode u u prirodiprirodi

prelaženja vode iz atmosfere na Zemlju kroz oborine, te njenoponovno vraćanje u atmosferu isparavanjem

u Zemljinu sustavu: u atmosferi, hidrosferi i litosferi

podzemna vodapodzemna voda -- samo jedan dio vode koji se nalazi u samo jedan dio vode koji se nalazi u hidrolohidrološškom ciklusu vodekom ciklusu vode

oborine i vode ledenjakaoborine i vode ledenjaka -- jednim dijelom na povrjednim dijelom na površšini, dio se ini, dio se isparava isparava –– transpirira i evapotranspirira, a dio se infiltrira i kretranspirira i evapotranspirira, a dio se infiltrira i krećće e pod zemljinom povrpod zemljinom površšinom do rijeka, jezera, mora ili do mjesta inom do rijeka, jezera, mora ili do mjesta eksploatacijeeksploatacije

evaporacijom povrevaporacijom površšinskih i transpiracijom podzemnih voda inskih i transpiracijom podzemnih voda -- voda voda se vrase vraćća u atmosferu gdje se ponovno i stalno formiraju nove a u atmosferu gdje se ponovno i stalno formiraju nove oborineoborine

hidrologijahidrologija -- odnos koliodnos količčina vode koja se kreina vode koja se krećće po povre po površšini, ini, infiltrira u podzemlje, te postotak koji se neposredno vrainfiltrira u podzemlje, te postotak koji se neposredno vraćća u a u atmosferu bavi seatmosferu bavi se

hidrogeologijahidrogeologija -- bilanca podzemnih voda, intenbilanca podzemnih voda, intenzitet zitet procijeđivanja te obnavljanje podzemnih voda procijeđivanja te obnavljanje podzemnih voda -- u funkciji u funkciji klimatskih uvjeta, opklimatskih uvjeta, opććim geoloim geološškim te hidrogeolokim te hidrogeološškim odnosima kim odnosima promatranog prostorapromatranog prostora

meteorska, vadozna vodameteorska, vadozna voda -- glavni izvor svih podzemnih voda glavni izvor svih podzemnih voda -- oborine oborine –– kikišša, snijeg, inje, rosa i tua, snijeg, inje, rosa i tuččaa

juvenilna vodajuvenilna voda -- sintezom vodika i kisika i kondenzacijom iz sintezom vodika i kisika i kondenzacijom iz magmatskih izvoramagmatskih izvora

konatna vodakonatna voda -- zajedno sa stijenomzajedno sa stijenom

kolikoliččina vode, koja se infiltrira u tlo ovisi:ina vode, koja se infiltrira u tlo ovisi:

1.1. o tome kako su oborine raspoređeneo tome kako su oborine raspoređene, ,

2.2. koji je dio voda koji otjekoji je dio voda koji otječče po povre po površšini, ini,

3.3. kakva je evapotranspiracija na prostoru infiltracije u podzemljekakva je evapotranspiracija na prostoru infiltracije u podzemlje, ,

4.4. kakvi su hidrogeolokakvi su hidrogeološški odnosi u zoni napajanja vodonosnikaki odnosi u zoni napajanja vodonosnika

ulazne količinevode u hidrološki/geološkizatvoren sliv –oborine

izlazne količine -evapotranspiracija i površinsko otjecanjerijekom izpromatranog bazena

odnos ulazećih i izlazećih količina vodeizražen jžb. bilance:

PP==EtEt++OO

P – oborine pale na slivEt - evapotranspiracijaO - površinsko otjecanje

dimenzije - kao volumen vode u promatranom vremenu

VODNO LICEKAPILARNA VODA

PELIKULARNA IGRAVITACIJSKA VODA

PODZEMNA VODA

NEPROPUSNO

ZDENAC

VODA U TLU

POVRŠINA

PRIJELAZNA (VADOZNA VODA)

ZONA

ZONA VODE U TLU

KAPILARNA ZONA

FREATSKA ZONA

Raspodjela vode u podzemlju

Što znači saturirano i nesaturirano?

jedinični volumen stijene ili tla se sastoji od krutih čestica između kojih se nalaze pore

samo pore mogu sadržavati fluid, bilo vodu ili zrak (ili naftu)

stupanj saturacije - omjer volumena vode prema volumenu pora izražen u postocima

kod 100%-tne saturacije(saturirana zona) – sve pore ispunjene vodom

saturacija manja od 100% - neke pore su ispunjene i zrakom(nesaturirana zona)

količina vode u tlu - kao sadržaj vlage u tlu - omjer volumena vode i ukupnog volumena stijene izražen u postocima

vodno licevodno lice -- dno kapilarne zone ispod koje podno kapilarne zone ispod koje poččinje zona inje zona potpune saturacijepotpune saturacije

kapilarna zonakapilarna zona -- na kontaktu saturirane i nesaturirane zone na kontaktu saturirane i nesaturirane zone voda se izdivoda se izdižže do određene visine e do određene visine -- ovisno o veliovisno o veliččini i ini i ujednaujednaččenosti kapilarnih pora enosti kapilarnih pora

prijelazna zonaprijelazna zona -- između zone potpune saturacije i vode u tlu između zone potpune saturacije i vode u tlu --u podruu područčjima s velikom kolijima s velikom količčinom oborina prijelazne zone nema, a inom oborina prijelazne zone nema, a u pustinjskim podruu pustinjskim područčjima jima -- i preko 100 mi preko 100 m

voda voda -- u formi tankih filmova koji prijanjaju uz stijenke pora u formi tankih filmova koji prijanjaju uz stijenke pora --momožže se drenirati prema dolje pod utjecajem sile gravitacijee se drenirati prema dolje pod utjecajem sile gravitacije

tlo, prijelazna zona i kapilarni pojas tlo, prijelazna zona i kapilarni pojas -- nesaturirana ili vadozna nesaturirana ili vadozna zonazona

vodno licevodno lice -- granica između gornje nesaturirane zone i donjegranica između gornje nesaturirane zone i donjesaturirane zonesaturirane zone -- zamizamiššljena ploha podzemne vode na kojoj je tlak ljena ploha podzemne vode na kojoj je tlak vode jednak atmosferskom tlakuvode jednak atmosferskom tlaku

voda ispod vodnog lica voda ispod vodnog lica -- pod tlakom vepod tlakom veććim od atmosferskog koji im od atmosferskog koji raste s dubinom za iznos raste s dubinom za iznos ρρww××gg××hh ((hh –– dubina)dubina)

vodno lice vodno lice -- na razlina različčitim dubinama itim dubinama -- ovisi o geoloovisi o geološškoj građi terenakoj građi terena, , klimatskim faktorima, eventualnom istjecanju i sl. klimatskim faktorima, eventualnom istjecanju i sl.

oblik vodnog licaoblik vodnog lica -- ovisi o rasporedu propusnih i nepropusnih ovisi o rasporedu propusnih i nepropusnih dijelova stijenske mase i obliku povrdijelova stijenske mase i obliku površšine terena ine terena

jednolijednoliččna propusnost stijena na propusnost stijena -- vodno lice u blagim obrisima prati vodno lice u blagim obrisima prati povrpovrššinu terenainu terena

promijeniva propusnost stijena promijeniva propusnost stijena -- lokalna uzvilokalna uzviššenja i udubljenja enja i udubljenja vodnog lica razlivodnog lica različčita od povrita od površšinske konfiguracijeinske konfiguracije

PoroznostPoroznost

ssvakavaka stijenastijena u u prirodiprirodi –– poroznaporozna -- uzuz krutekrute ččesticeestice postojipostoji slobodanslobodanprostorprostor kojegkojeg u u odreodređđenimenim okolnostimaokolnostima momožže e zauzetizauzeti tekutekuććinaina

primarnaprimarna

sekundarnasekundarna

pprimarnarimarna ((memeđđuzrnskauzrnska) ) poroznostporoznost stijenestijene -- nastajenastaje u u istoisto vrijemevrijemekadakada se se stijenastijena stvarastvara, , konsolidirakonsolidira iliili preobrapreobražžavaava procesomprocesom metamorfozemetamorfoze

ssekundarnaekundarna poroznostporoznost -- nastajenastaje kaokao posljedicaposljedica mehanimehaniččkog kog naprezanja uslijed naprezanja uslijed djelovanjadjelovanja tektonskihtektonskih silasila nana stijenustijenu kojakoja jeje veveććformiranaformirana -- pukotinskapukotinska poroznostporoznost iliili nastajenastaje otapanjemotapanjem vevećć formiraneformiranestijenestijene djelovanjemdjelovanjem otopinaotopina,,uglavnomuglavnom vodevode -- disolucijskadisolucijska poroznostporoznost

Ovisnost poroziteta o strukturi stijene

a. dobro sortirani sediment velike poroznostib. loše sortirani sediment male poroznostic. dobro sortirani sediment čija su zrna sama po sebi porozna -

povećanje uk. poroznosti d. dobro sortirani sediment u čijim porama se istaložila mineralna tvar iz

otopine i time zatvorila poree. poroznost nastala otapanjem stijenef. poroznost nastala pucanjem (razlamanjem) stijene

ukupnaukupna i i efektivna poroznostefektivna poroznost

ukupna poroznostukupna poroznost stijena stijena -- omjer volumena pora i ukupnog omjer volumena pora i ukupnog volumena stijene:volumena stijene:

% n =

nn -- porozitet (%);porozitet (%);Vs Vs -- volumen stijene (m3); volumen stijene (m3); VkVk -- volumen krutih volumen krutih ččestica u stijeni (m3);estica u stijeni (m3);VpVp -- volumen pora (m3).volumen pora (m3).

koeficijent poroznosti (e)koeficijent poroznosti (e) -- oodnos volumena pora prema volumenu dnos volumena pora prema volumenu krutih krutih ččestica estica

e =

100100 xVV

xV

VVs

p

s

ks =−

k

p

VV

pprimarna poroznostrimarna poroznost -- ovisi o sortiranosti zrna i naovisi o sortiranosti zrna i naččinu slaganja inu slaganja zrnazrna

ddobro sortirani materijal, kod kojeg su zrna pribliobro sortirani materijal, kod kojeg su zrna približžno iste velino iste veliččine ine --veveććaa poroznostporoznost

lološše sortirane sortiranii materijalmaterijal -- sitnija zrna zauzimaju prostor između sitnija zrna zauzimaju prostor između krupnijih zrna krupnijih zrna -- manjmanjaa poroznoporoznostst

zrna jednake velizrna jednake veliččine ine -- kubikubiččno slono složžena zrna ena zrna -- najvenajveććaa poroznostporoznostromboedarski sloromboedarski složžena ena -- najmanjnajmanjaa poroznostporoznost

nna a primarniprimarni porozitetporozitet utjeutječčuu i i dijagenetskidijagenetski procesiprocesi nprnpr. . cementacijacementacijaporapora talotaložženjemenjem iziz otopineotopine kojakoja cirkuliracirkulira poramaporama

ppukotinskukotinskaa poroznostporoznost -- pukotinepukotine i i prslineprsline razlirazliččitihitih oblikaoblika, , dimenzijadimenzija i i razlirazliččitogitog polopoložžajaaja u u prostoruprostoru

ppukotineukotine -- ččeeššććee i i ššireire blibližžee povrpovrššiniini, s , s dubinomdubinom šširinairina i i brojbrojpukotinapukotina opadaopada

kklasifikacijalasifikacija pukotinapukotina -- viviššee nanaččinaina: :

(1)(1) premaprema porijekluporijeklu; ; (2)(2) premaprema dimenzijamadimenzijama -- leptoklazeleptoklaze, , dijaklazedijaklaze, , paraklazeparaklaze i i dijastromedijastrome

–– najprikladnijanajprikladnija ss hidrogeolohidrogeološškogkog aspektaaspekta(3)(3) premaprema ispuniispuni pukotinepukotine(4)(4) premaprema karakterukarakteru stijenkestijenke pukotinepukotine

ddisolucijskaisolucijska poroznostporoznost -- u u stijenamastijenama kojekoje se se otapajuotapaju u u vodivodi-- vapnencivapnenci, , dolomitidolomiti i gips i gips

momožžee imatiimati velikoveliko znaznaččanjeanje s s hidrogeolohidrogeološškogkog aspektaaspekta -- stijenestijene s s razvijenomrazvijenom disolucijskomdisolucijskom poroznostiporoznosti mogumogu predstavljatipredstavljati velikevelikerezervoarerezervoare podzemnepodzemne vodevode

Hrvatsku možemo u hidrogeološkom smislu grubopodijeliti na:

1.1. sjevernusjevernu HrvatskuHrvatsku -- znaznaččajneajne vodonosnevodonosne sustavesustave grade grade primarnoprimarno porozneporozne stijenestijene ((ššljunakljunak i i pijesakpijesak u u dolinamadolinama Save, Save, Drave i Drave i njihovihnjihovih pritokapritoka) ) –– Panonski bazenPanonski bazen

2.2. jujužžnnuu HrvatskHrvatskuu -- znaznaččajneajne sekundarnosekundarno porozneporozne stijenestijene --raspucaliraspucali i i okrokrššenieni vapnencivapnenci DinaridaDinarida –– krkršško podruko područčjeje

poroznost stijena se kreporoznost stijena se krećće od nule ili gotovo nule do preko 60% e od nule ili gotovo nule do preko 60% -- zrna manja zrna manja -- porozitet veporozitet većći i

HIDROGEOLOŠKA KARTA

KRŠKO PODRUČJEPANONSKI BAZEN

ukupna i efektivna poroznostukupna i efektivna poroznost

ukupna poroznostukupna poroznost -- ukupni porni prostor bez obzira na to da ukupni porni prostor bez obzira na to da li su pore povezane ili neli su pore povezane ili ne

efektivna poroznostefektivna poroznost -- pore koje su međusobno povezane pore koje su međusobno povezane --kolikoliččina vode koja ina vode koja ćće se gravitacijski ocijediti iz uzorka stijenee se gravitacijski ocijediti iz uzorka stijene

za ocijeđivanje vode iz uzorka za ocijeđivanje vode iz uzorka -- potrebno vrijeme potrebno vrijeme -- efektivna efektivna poroznostporoznost -- nije stalna velinije stalna veliččina ina -- funkcija vremenafunkcija vremena

mnoge stijene (kristalinske stijene) mnoge stijene (kristalinske stijene) -- relativno velika ukupna relativno velika ukupna poroznost poroznost -- pore nisu međusobno povezane pore nisu međusobno povezane

sa stanovisa stanoviššta hidrogeologije ta hidrogeologije -- efektivna poroznostefektivna poroznost -- cirkulira cirkulira voda voda -- momožže biti i nekoliko redova velie biti i nekoliko redova veliččine manja od ukupne ine manja od ukupne poroznosti poroznosti -- najvenajvećće razlike su kod razlomljenih stijenae razlike su kod razlomljenih stijena

PropusnostPropusnost

lakolakoćća a kojomkojom se fluid se fluid krekrećće e krozkroz poroznuporoznu sredinusredinu

ne postoje jedinstvene definicije dobropropusnene postoje jedinstvene definicije dobropropusne, , slabopropusne ili slabopropusne ili nepropusne stijenenepropusne stijene

vodonosni sloj ili vodonosnikvodonosni sloj ili vodonosnik -- opopććenito stijenaenito stijena, , odnosno odnosno propusni sloj ili skupina slojeva koja sadrpropusni sloj ili skupina slojeva koja sadržži vodu i kroz koju u i vodu i kroz koju u prirodnim uvjetima mogu protjecati znatne koliprirodnim uvjetima mogu protjecati znatne količčine vodeine vode, , odnosno odnosno kroz koju se voda krekroz koju se voda krećće s lakoe s lakoććom u smislu dotoka vode u zdenac za om u smislu dotoka vode u zdenac za potrebe vodoopskrbe nazivapotrebe vodoopskrbe naziva

uu sjevernoj Hrvatskoj sjevernoj Hrvatskoj -- aluvijalnealuvijalne ššljunkovitoljunkovito--pjeskovite Q talopjeskovite Q taložžineine

u juu južžnoj Hrvatskoj noj Hrvatskoj -- raspucali i okrraspucali i okrššeni, najeni, najččeeššćće, K vapnencie, K vapnenci

slabopropusni slojslabopropusni sloj -- opopććenito stijena, odnosno sloj ili skupina enito stijena, odnosno sloj ili skupina slojeva slojeva ččija je propusnost znatno (primjerice 100 puta) manja od ija je propusnost znatno (primjerice 100 puta) manja od propusnosti vodonosnika, odnosno iz koje se voda ne mopropusnosti vodonosnika, odnosno iz koje se voda ne možže crpiti e crpiti pomopomoćću zdenacau zdenaca

slabopropusne naslage u sjevernoj Hrvatskojslabopropusne naslage u sjevernoj Hrvatskoj -- glinovitoglinovito--prapraššinaste naslage u krovini i podini vodonosnikainaste naslage u krovini i podini vodonosnika

slabopropusne naslage u juslabopropusne naslage u južžnoj Hrvatskojnoj Hrvatskoj –– fliflišš i kompaktni i kompaktni neokrneokrššeni karbonatieni karbonati

fliflišš -- dobar primjer za relativnost pojma vodonosnog i dobar primjer za relativnost pojma vodonosnog i slabopropusnog slojaslabopropusnog sloja

fliflišš -- u regionalnim okvirima u regionalnim okvirima -- barijera kretanju podzemne vode barijera kretanju podzemne vode --slabopropusne ili nepropusne naslageslabopropusne ili nepropusne naslage

nepropusni slojnepropusni sloj -- sloj ili stijena kroz koju ili iz koje voda ne sloj ili stijena kroz koju ili iz koje voda ne momožže u zamjetnoj kolie u zamjetnoj količčini dotjecati u vodonosnik ili iz njega ini dotjecati u vodonosnik ili iz njega istjecati istjecati

Tipovi vodonosnih slojevaTipovi vodonosnih slojeva

Osnovni tipovi vodonosnih slojevaOsnovni tipovi vodonosnih slojeva: : Zatvoreni vodonosni slojPoluzatvoreni vodonosni slojSlobodni ili otvoreni vodonosni sloj

zzatvoreniatvoreni vodonosnivodonosni slojsloj -- potpunopotpuno saturiranisaturirani vodonosnivodonosni slojslojččijuiju gornjugornju i i donjudonju granicugranicu ččineine nepropusnenepropusne naslagenaslage tjtj. . njihovanjihovahidraulihidrauliččkaka vodljivostvodljivost jeje KK’’=0 =0

tlaktlak vodevode -- veveććii odod atmosferskogatmosferskog -- piezometarskapiezometarska razinarazina viviššaa ododvodnogvodnog licalica

aakoko jeje piezometarskapiezometarska razinarazina tolikotoliko visokavisoka dada nadvisujenadvisuje razinurazinu tlatla --vodavoda se se iziz njeganjega izlijevaizlijeva i i bezbez crpljenjacrpljenja

zatvorenizatvoreni vodonosnikvodonosnik ((iliili samosamo jedanjedan njegovnjegov diodio) ) -- arteartešškikivodonosnikvodonosnik

ppotpunootpuno nepropusnihnepropusnih naslaganaslaga u u prirodiprirodi -- praktipraktiččkiki nemanema -- zatvorenizatvorenivodonosnivodonosni slojevislojevi rijetkirijetki

ppoluzatvorenioluzatvoreni vodonosnivodonosni slojsloj -- potpunopotpuno saturiranisaturirani vodonosnivodonosnislojsloj -- u u krovinikrovini (i (i podinipodini) ) slabopropusneslabopropusne naslagenaslage -- hidraulihidrauliččkakavodljivostvodljivost veveććaa odod nulenule, , aliali punopuno manjamanja odod hidraulihidrauliččkeke vodljivostivodljivostivodonosnogvodonosnog slojasloja -- horizontalnahorizontalna komponentakomponenta tokatoka momožžee zanemaritizanemariti

vvodaoda -- pod pod tlakomtlakom veveććimim odod atmosferskogatmosferskog

ootvorenitvoreni iliili slobodnislobodni vodonosnivodonosni slojsloj -- propusnipropusni slojsloj samosamodjelomidjelomiččno no ispunjenispunjen vodomvodom, , leležži i nana nepropusnojnepropusnoj podlozipodlozi

gornja granica saturiranog dijelagornja granica saturiranog dijela -- vodno lice pod atmosferskim vodno lice pod atmosferskim tlakomtlakom

rrazina vode u piezometru ili zdencu azina vode u piezometru ili zdencu -- uglavnom se podudara s uglavnom se podudara s vodnim licemvodnim licem

za slobodne vodonosne slojeve izgrađene od sitnih za slobodne vodonosne slojeve izgrađene od sitnih ččestica, npr. estica, npr. od sitnozrnih pijesaka od sitnozrnih pijesaka -- karakteristikarakterističčno tzv. zakano tzv. zakaššnjelo otpunjelo otpušštanje, tanje, tj. drenatj. drenažža pora gravitacijom se dea pora gravitacijom se deššava s određenim vremenskim ava s određenim vremenskim zakazakaššnjenjem njenjem -- otvoreni vodonosni slojevi sa zakaotvoreni vodonosni slojevi sa zakaššnjelim njelim otpuotpušštanjemtanjem

Vrste gibanja podzemnih vodaVrste gibanja podzemnih voda

kada se voda jednom infiltrira u podzemlje kada se voda jednom infiltrira u podzemlje -- dalje se gibadalje se giba -- s obzirom s obzirom na na silu koja uzrokuje to gibanje silu koja uzrokuje to gibanje -- pelikularni, kapilarni i pelikularni, kapilarni i gravitacijski tok podzemne vodegravitacijski tok podzemne vode

1.1. pelikularan tokpelikularan tok -- uzrokovan molekularnim silama privlauzrokovan molekularnim silama privlaččenja enja izmeizmeđđuu ččestica tla i vode estica tla i vode -- šširenje vlairenje vlažžnog omotanog omotačča ili filma oko suhiha ili filma oko suhihččestica stijene ili tlaestica stijene ili tla

kkada vlaada vlažžni film naraste izvan dosega djelovanja molekularnih sila ni film naraste izvan dosega djelovanja molekularnih sila --voda nastavlja dalje gravitacijsko procjevoda nastavlja dalje gravitacijsko procjeđđivanje ivanje -- u prijelaznoj u prijelaznoj ((vadoznojvadoznoj) ) zoni zoni -- ne vrijede zakoni hidraulike ne vrijede zakoni hidraulike

2.2. kapilaran tokkapilaran tok -- uzrokovan molekularnim silama privlauzrokovan molekularnim silama privlaččenjaenja ččestica estica tla i vode i povrtla i vode i površšinskom napetosti fluidainskom napetosti fluida-- u kapilarnoj zoni u kapilarnoj zoni -- iznad iznad vodnog lica i to uvijek iz saturirane zone prema nesaturiranojvodnog lica i to uvijek iz saturirane zone prema nesaturiranoj

vvisine kapilarnog dizanja u tlu isine kapilarnog dizanja u tlu -- obrnuto proporcionalne promjeru obrnuto proporcionalne promjeru zrnazrna

3.3. gravitacijski tokgravitacijski tok -- tok s kojim se praktitok s kojim se praktiččna hidrogeologija bavi na hidrogeologija bavi --vrijede zakoni hidraulike vrijede zakoni hidraulike -- pod utjecajem hidraulipod utjecajem hidrauliččkog gradijentakog gradijenta

laminaran i turbulentan toklaminaran i turbulentan tok

laminaran toklaminaran tok -- uvjetovan malim brzinama uvjetovan malim brzinama -- karakteristikarakterističčan za an za tok vode u primarno poroznim stijenama i u sekundarno tok vode u primarno poroznim stijenama i u sekundarno poroznim, tj. rapucalim stijenama gdje pukotine nisu velikih poroznim, tj. rapucalim stijenama gdje pukotine nisu velikih dimenzija dimenzija

laminaran tok laminaran tok -- jednolik i nejednolikjednolik i nejednolik, , te te stacionaran i stacionaran i nestacionarannestacionaran

jednoliki tokjednoliki tok -- fizikalne komponente toka ne mijenjaju se u prostorufizikalne komponente toka ne mijenjaju se u prostoru

nejednoliki toknejednoliki tok -- fizikalne komponente toka se mijenjaju u prostoru fizikalne komponente toka se mijenjaju u prostoru

stacionarni tokstacionarni tok -- fizikalne komponente toka se ne mijenjaju u vremenufizikalne komponente toka se ne mijenjaju u vremenu

nestacionarn toknestacionarn tok -- fizikalne komponente toka se mijenjaju u vremenufizikalne komponente toka se mijenjaju u vremenu

turbulentan tokturbulentan tok -- puno vepuno većća brzina a brzina -- karakteristikarakterističčan za an za povrpovrššinske tokoveinske tokove, , cijevi ili za stijene s pukotinskom poroznocijevi ili za stijene s pukotinskom poroznoššćću u gdje su dimenzije pukotina tjgdje su dimenzije pukotina tj. . kaverna velikekaverna velike

Darcyjev zakonDarcyjev zakon

temeljni zakon koji opisuje laminaran gravitacijski tok vode u temeljni zakon koji opisuje laminaran gravitacijski tok vode u poroznoj sredini poroznoj sredini -- ustanovljen eksperimentalnoustanovljen eksperimentalno -- Henry Darcy Henry Darcy

dizajniranjemdizajniranjem pjepješšččanihanih filterafiltera zaza proproččiiššććavanjeavanje vodevode, , postaviopostavio jejezakonzakon tokatoka vodevode krozkroz pijesakpijesak -- rrezultatezultatii objavobjavljeni 1856. ljeni 1856. godinegodine

l

h∆

h1

h2

z1

z2

gp

wρ1

gp

wρ2

l l -- dduužžinaina pjepješšččanoganogfiltrafiltra

FF -- povrpovrššinainapoprepopreččnognog presjekapresjekafiltrafiltra

QQ -- kolikoliččinaina vodevode

h1h1 i i h2h2 -- razinrazinaa vodevode

kolikoliččinaina vodevode (Q)(Q) proporcionalnaproporcionalna poprepopreččnomnom presjekupresjeku pjepješšččanoganogfiltrafiltra (F)(F) i i razlicirazlici izmeđuizmeđu visinevisine vodevode nana ulazuulazu i i izlazuizlazu iziz filtrafiltra, a , a obrnutoobrnuto proporcionalnaproporcionalna duljiniduljini filtrafiltra (l)(l)

kkolioliččinaina vodevode kojakoja protjeprotječčee jedinijediniččnomnom povrpovrššinominom

iFKlhhFKQ ⋅⋅=

−⋅⋅=

21

dldhFKQ ⋅⋅−=

iKdldhK

lhhKvq

FQ

⋅−=⋅−=−

⋅===21

Q - količina vode koja protječe kroz filter od pijeska (m3/s);

F - površina poprečnog presjeka pješčanog filtra okomita na smjer toka (m2);

q - specifični ili jedinični protok;

v - prividna ili Darcyjeva brzina toka (m/s);

K - faktor proporcionalnosti - ovisi o propusnosti sloja (m/s);

- hidraulički gradijent (-) dldhi

lhh

==− 21

hidraulihidrauliččki gradijentki gradijent -- gubitak mehanigubitak mehaniččke energije fluida duke energije fluida dužž toka toka ili pad potencijala na promatranom putu (ili pad potencijala na promatranom putu (hh=potencijal, =potencijal, ll=put)=put)

voda se krevoda se krećće s mjesta vie s mjesta viššeg na mjesto nieg na mjesto nižžeg potencijala eg potencijala -- znak znak minusminus

brzina toka vode brzina toka vode linearno proporcionalnalinearno proporcionalna hidraulihidrauliččkom gradijentu kom gradijentu -- linearni zakon filtracijelinearni zakon filtracije

prividna ili Darcyjeva brzina filtracije iz linearnog zakona filprividna ili Darcyjeva brzina filtracije iz linearnog zakona filtracije tracije --nije efektivna (stvarna) brzina nije efektivna (stvarna) brzina -- povrpovrššina popreina popreččnoga presjeka noga presjeka pjepješšččanog filtra anog filtra (F)(F) nije neto povrnije neto površšina toka ina toka -- voda krevoda krećće samo kroz e samo kroz porepore

neto povrneto površšina toka ina toka -- manja, efektivna brzina manja, efektivna brzina –– veveććaa

efektivna brzinaefektivna brzina -- DarcyDarcy--jeva brzina podijeljena s efektivnom jeva brzina podijeljena s efektivnom poroznoporoznoššćću u nnefef

efefef nv

nq

nFQv ==⋅

='

v - Darcy-jeva brzina (m/s)

v’ - efektivna brzina (m/s)

nef - efektivna poroznost (u dijelovima jedinice nef(%)/100)

PotencijalPotencijal -- mehanička energija jedinične mase fluida

dhdh//dldl -- hidraulihidrauliččki gradijent ili promjena potencijala na promatranom putuki gradijent ili promjena potencijala na promatranom putu

uu DarcyDarcy--jevoj aparaturi jevoj aparaturi -- razlika u visini stupca vode na ulazu i na izlazu razlika u visini stupca vode na ulazu i na izlazu cijevi s pijeskomcijevi s pijeskom

vvisineisine stupcastupca vodevode hh11 i i hh22 –– potencijalipotencijali

promatranipromatrani put put -- dudužžinaina cijevicijevi ll

uu prirodnimprirodnim uvjetimauvjetima -- potencijalpotencijal podzemnepodzemne vodevode u u nekomnekom vodonosnomvodonosnomslojusloju mjerimomjerimo uu piezometrupiezometru

piezometarpiezometar -- bubuššotinaotina u u kojukoju ugraugrađđujemoujemo cijevcijev;; u u intervaluintervalu vodonosnogvodonosnogslojasloja kojikoji nasnas zanimazanima otvorenaotvorena kakokako bi bi vodavoda iziz vodonosnogvodonosnog slojasloja moglamogla uućći i u u piezometarskupiezometarsku cijevcijev

gpzhwρ

+=

gp

wρ

Koeficijent hidrauliKoeficijent hidrauliččke vodljivostike vodljivosti

u Darcyu Darcy--jevom zakonu jevom zakonu QQ==KFi KFi --KK -- faktor proporcionalnostifaktor proporcionalnosti --ovisi o propusnosti stijeneovisi o propusnosti stijene

koeficijent hidraulikoeficijent hidrauliččke ke vodljivostivodljivosti -- izraizražžava lakoava lakoćću u kojom se voda giba kroz kojom se voda giba kroz vodonosni slojvodonosni sloj

kolikoliččina vode koja protjeina vode koja protječče kroz e kroz poprepopreččni presjek vodonosne ni presjek vodonosne stijene jedinistijene jediniččne povrne površšine ine ((FF=1 =1 mm22) ) uz jediniuz jediniččni hidraulini hidrauliččki ki gradijentgradijent tjtj. . pad potencijala zapad potencijala za1 1 m na udaljenosti odm na udaljenosti od 1 1 m u m u smjeru tesmjeru teččenja podzemne vodeenja podzemne vode

dimenzijdimenzijaa L/T, npr. m/s, m/dan, L/T, npr. m/s, m/dan, cm/scm/s

Transmisivnost Transmisivnost

kolikoliččinuinu vodevode kojakoja protjeprotječče e krozkroz poprepopreččnini presjekpresjek vodonosnogvodonosnogslojasloja, , jedinijediniččnene šširineirine i i debljinedebljine ((mm), ), uzuz jedinijediniččnini hidraulihidrauliččkikigradijentgradijent

mm22//dandan, , mm22//s s iliili cmcm22//ss

predstavljapredstavlja umnoumnožžakak koeficijenatakoeficijenata hidraulihidrauliččkeke vodljivostivodljivosti ((KK)) i i debljinedebljine slojasloja ((mm))

T = K × m TT -- transmisivnost (mtransmisivnost (m22/s)/s)KK -- hidraulihidrauliččka vodljivost (m/s)ka vodljivost (m/s)mm-- debljina vodonosnog sloja (m)debljina vodonosnog sloja (m)

u svjetlu Darcyjevog zakona:u svjetlu Darcyjevog zakona:

Q = K Q = K ×× F F ×× i i QQ -- protok (mprotok (m33/s)/s)KK -- koeficijent hidraulikoeficijent hidrauliččke vodljivosti (m/s)ke vodljivosti (m/s)FF -- povrpovrššina popreina popreččnog presjeka (mnog presjeka (m22))ii -- hidraulihidrauliččki gradijent (ki gradijent (--))

piezometarske bupiezometarske buššotineotine -- za utvrđivanje razina podzemnih voda za utvrđivanje razina podzemnih voda i proui prouččavanje njihova kretanja avanje njihova kretanja --posebno opremljene istraposebno opremljene istražžne ne bubuššotine otine

podaci o dubini podzemne vode podaci o dubini podzemne vode -- za izradu za izradu karata hidroizobatakarata hidroizobata(linija koje spajaju sva mjesta jednake dubine do vodnog lica) i(linija koje spajaju sva mjesta jednake dubine do vodnog lica) ihidroizohipsamahidroizohipsama (linija koja spaja sva mjesta jednake visine (linija koja spaja sva mjesta jednake visine vodnog lica)vodnog lica)

pomopomoćću karte hidroizohipsa u karte hidroizohipsa -- mogumogućće odrediti e odrediti smjer kretanja smjer kretanja podzemnog tokapodzemnog toka

ako na nekom podruako na nekom područčju s podzemnom vodom postoje tri ju s podzemnom vodom postoje tri piezometarske bupiezometarske buššotine (ili bunara) koji nisu u pravcu otine (ili bunara) koji nisu u pravcu -- mogumogućće e odrediti smjer toka podzemne vode i nagib vodnog licaodrediti smjer toka podzemne vode i nagib vodnog lica

konstrukcijom hidroizohipsa unutar tri tokonstrukcijom hidroizohipsa unutar tri toččke i povlake i povlaččenjem okomice enjem okomice na njih iz tona njih iz toččke s najvike s najviššim vodnim licem im vodnim licem -- smjer kretanja smjer kretanja podzemne vodepodzemne vode

nagib vodnog licanagib vodnog lica -- razlika visina dviju odabranih izohipsa podijeli razlika visina dviju odabranih izohipsa podijeli se njihovom najkrase njihovom najkraććom udaljenoom udaljenoššććuu

IzvoriIzvori

najvenajvećći dio podzemne vode ponovo izlazi na povri dio podzemne vode ponovo izlazi na površšinu inu -- geologeološške i ke i morfolomorfološške moguke moguććnosti nosti -- ovisi o kontaktu propusnih i nepropusnih ovisi o kontaktu propusnih i nepropusnih naslaganaslaga, , pukotinama povezanim s povrpukotinama povezanim s površšinom terenainom terena, , prostiranju prostiranju priljevnog podrupriljevnog područčjaja, , reljefu terena i razini podzemne vodereljefu terena i razini podzemne vode

gglavna mjesta ponovnog izlalavna mjesta ponovnog izlažžanja voda na povranja voda na površšinu inu -- izvori ili vrelaizvori ili vrela

mjesta difuznog izlamjesta difuznog izlažženja vode na povrenja vode na površšinuinu-- pipišštevinetevine

nastaju na mjestima gdje vodno lice presijeca površinu zemlje, i namjestima gdje voda istječe iz kaverni, iz pukotina, rasjeda ili geološkimkontaktima

Postanak izvora

(A) Voda se kreće po pukotini u kristalastoj stijeni i nastaje izvor na mjestu gdje pukotina presijeca plohu zemljine površine.

(B) Voda ulazi u špilje po pukotinama u vapnencu i kao izvor izlazi na početkušpilje.

(C) Izvori nastaju na kontaktu propusne (pš) i slabo propusne stijene (šejl).

(D) Izvori mogu nastati po rasjedima na mjestima pomaka propusne stijene po nepropusnoj stijeni. Strelice prikazuju relativno kretanje po rasjedu

kklasifikacija izvora lasifikacija izvora -- na razlina različčitim kriterijimaitim kriterijima -- postoji velik broj postoji velik broj naziva za razlinaziva za različčite vrste izvora ite vrste izvora

iizvore mozvore možžemo podijeliti prema:emo podijeliti prema:

1.1. iizdazdaššnostinosti2.2. nanaččinu istjecanjainu istjecanja3.3. amplitudi kolebanjaamplitudi kolebanja4.4. kemijskom sastavukemijskom sastavu5.5. ttemperaturiemperaturi

prema izdašnosti - izvori u 8 grupa - srednja izdašnost izvora

u velike izvore spadaju - izvori izdašnosti veće od 10 m3/s - u krškim područjima

u male izvore spadaju - izvori s izdašnosšču manjom od 0,01 l/s - karakteristični za klastične stijene

prema amplitudi kolebanjaprema amplitudi kolebanja -- izvori prema minizvori prema min.. i mai max.x.IIzdazdaššnostinosti -- pet grupa:pet grupa:

1.1. odnos min:max = 1:1 odnos min:max = 1:1 –– jako postojani izvorijako postojani izvori –– veliko priljevno veliko priljevno podrupodruččje i tijekom godine nema promjena u izdaje i tijekom godine nema promjena u izdaššnostinosti

2.2. odnos min:max = 1:2 odnos min:max = 1:2 –– postojani izvoripostojani izvori

3.3. odnos min:max = 1:2 odnos min:max = 1:2 –– 1:10 1:10 –– promijenjivi izvoripromijenjivi izvori

4.4. odnos min:max = 1:10 odnos min:max = 1:10 –– 1:30 ili vi1:30 ili višše e –– jako promijenjivi izvorijako promijenjivi izvori

5.5. periodiperiodiččki izvoriki izvori –– izvori koji presuizvori koji presuššujuuju

pprema narema naččinu istjecanjainu istjecanja -- u osnovi dva tipa izvora: u osnovi dva tipa izvora: silaznisilazni i i uzlazniuzlazni

kkod silaznog izvoraod silaznog izvora -- izlijeva se voda slobodne povrizlijeva se voda slobodne površšine ine (voda temeljnica) pod utjecajem gravitacije(voda temeljnica) pod utjecajem gravitacije

kod uzlaznih kod uzlaznih izvoraizvora -- na povrna površšinu voda izlazi pod utjecajem inu voda izlazi pod utjecajem hidrostatskog tlakahidrostatskog tlaka

vivišše podtipova silaznih i uzlaznih izvorae podtipova silaznih i uzlaznih izvora

ppreljevni izvorireljevni izvori -- voda prelijeva preko neke nepropusne ili voda prelijeva preko neke nepropusne ili slabopropusne podloge (barijere) slabopropusne podloge (barijere) -- vodno lice nagnuto prema vodno lice nagnuto prema izvoruizvoru -- podtipovi silaznih izvorapodtipovi silaznih izvora

ppodmorski izvoriodmorski izvori ili ili vruljevrulje -- izvori pod morem i najizvori pod morem i najččeeššćći su u i su u krkrššuu

vvoda iz oda iz arteartešških izvorakih izvora na povrna površšinu izbija pod hidroststksim inu izbija pod hidroststksim tlakom kroz neku pukotinu ili butlakom kroz neku pukotinu ili buššotinuotinu -- uzlazni izvoriuzlazni izvori

estaveleestavele -- specifispecifiččni izvori koji postoje samo u krni izvori koji postoje samo u kršškom podrukom područčjuju

voda kroz njih izlazi na povrvoda kroz njih izlazi na površšinu za visokih podzemnih vodostaja i inu za visokih podzemnih vodostaja i tada imaju funkciju izvora, a za niskih vodostaja djeluju kao tada imaju funkciju izvora, a za niskih vodostaja djeluju kao ponoriponori

ponekad i vrulje djeluju kao estaveleponekad i vrulje djeluju kao estavele

gejzirigejziri -- poseban tip izvora koji povremeno izbacuju paru i vruposeban tip izvora koji povremeno izbacuju paru i vrućću u vodu iz podzemnih rezervora, a karakteristivodu iz podzemnih rezervora, a karakterističčni su u podruni su u područčjima jima nekadanekadaššnjih vulkananjih vulkana

prirodniprirodni izvori mineralnih vodaizvori mineralnih voda -- izvori kod kojih je sadrizvori kod kojih je sadržžaj aj otopljenih tvari u vodi veotopljenih tvari u vodi većći od 1000 mg/li od 1000 mg/l

poznatiji izvori mineralnih voda: Radenci, Rogapoznatiji izvori mineralnih voda: Radenci, Rogašška Slatina, Jamnica, ka Slatina, Jamnica, Bukovica, Kiseljak i dr.Bukovica, Kiseljak i dr.

prema balneoloprema balneološškoj klasifikaciji koj klasifikaciji -- termalni izvoritermalni izvori -- temeperatura temeperatura vode na samom izvoru vivode na samom izvoru višša od 20a od 20˚̊CC

do povido poviššenja temperature vode u podzemlju dolazi kad se ona na enja temperature vode u podzemlju dolazi kad se ona na svom putu spusti do vesvom putu spusti do veććih dubina u kojima su viih dubina u kojima su višše temperaturee temperature

termalne vode najtermalne vode najččeeššćće nastaju infiltracijom meteorske vode, ali e nastaju infiltracijom meteorske vode, ali postoje i one juvenilnog podrijetla postoje i one juvenilnog podrijetla -- najnajččeeššćće mineralizirane, zbog e mineralizirane, zbog ljekovitih svojstvava ljekovitih svojstvava -- u zdravstvene svrhe; naju zdravstvene svrhe; najččeeššćće u podrue u područčjima jima aktivnih i ugaaktivnih i ugaššanih vulkana, te uz duboke rasjedeanih vulkana, te uz duboke rasjede

poznatiji termelni izvori kod nas, koji se koriste u zdravstvenepoznatiji termelni izvori kod nas, koji se koriste u zdravstvene svrhe: svrhe: VaraVaražždinske toplice, Krapinske toplice, Daruvar, Lipik i dr. dinske toplice, Krapinske toplice, Daruvar, Lipik i dr.