Oznaczanie stężenia gazów w wodach podziemnych w warunkach statycznych

W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne oznaczania stężenia gazów w wodzie podziemnej na podstawie pomiarów parametrów gazu znajdującego się w otworze na poziomie głowicy. Pomiary prowadzi się w warunkach statycznych i odnoszą się one do nagazowanych wód podziemnych. Jako warunki statyczne przyjęto stan, w którym nie zachodzi wypływ wody z otworu, a położenia zwierciadła wody w otworze i warstwie wodonośnej nie zmieniają się w czasie. Zaprezentowana metoda obliczeń umożliwia również określenie ciśnienia nasycenia, wykładnika gazowego i głębokości położenia zwierciadła wody podziemnej w otworze. W celu weryfikacji przedstawionej metody wykonano obliczenia dla dwóch otworów ujmujących nagazowane wody podziemne. Jeden z nich ujmował wody, w których rozpuszczony był tylko jeden gaz – dwutlenek węgla. Z kolei drugi otwór ujmował wody, w których rozpuszczone były trzy gazy: metan, azot i dwutlenek węgla. Uzyskane wyniki obliczeń dla warunków statycznych są zbliżone do wyników uzyskanych w warunkach dynamicznych, tzn. gdy skład gazowy wody podziemnej określa się na podstawie badań w warunkach wypływającej mieszaniny wodno-gazowej z otworu.

---

The article discusses theoretical basis for determining gas concentrations in groundwater by measuring gas parameters in a well at head level. The measurements, performed in static conditions, apply to gas-rich groundwaters. The adopted static conditions refer to the state when water is not discharged from the well and the positions of water table in the well and the aquifer do not change in time. The described calculation method also enables determination of bubblepoint pressure, gas/water ratio and the depth of water table in the well. In order to verify the method, the author performed calculations for two wells drawing gas-rich groundwaters. One of them drew waters containing only one dissolved gas – carbon dioxide. In the other one, water contained three dissolved gasses: methane, nitrogen and carbon dioxide. The results obtained for static conditions are comparable to those representing dynamic conditions, i.e. when gas composition of groundwater is established by conducting analyses in the conditions of water-gas mixture flowing out of the well.