Porozitatea se definește ca raportul între volumul golurilor dintre particulele solide ale unei roci în stare naturală și volumul total al rocii.Se notează cu p și se exprimă ca fracție zecimală sau procentual.Valorile curente ale coeficientului de porozitate sunt date în tabelul 2.Porozitatea depinde de:mărimea(efectivă)a granulelor,de modul de așezare al granulelor,de coeficientul de neuniformitate și de forma granulelor.
tabelul 2
POROZITATEA ROCILOR ÎN STRAT NATURAL
Natura stratului Porozitatea p
Argilă 0,45-0,55
Nisip prăfos 0,42-0,38
Nisip cu granulație mică(fin) 0,40-0,36
Nisip cu granulție medie 0,38-0,34
Nisip cu granulație mare 0,36-0,32
Pietriș 0,32-0,28
Balast 0,34-0,20
Gresie 0,20-0,10
Calcar,șist 0,10-0,01
PERMEABILITATEA.
Permeabilitatea este proprietatea pe care o au rocile naturale de a permite circulația apei prin golurile lor,deci mai ușor sau mai greu.Trecerea apei se face prin capilaritate când rocile sunt păroase dar dense (de exemplu argila)sau prin curgere gravitațională când golurile sunt mari și forțele de tensiune superficială au rol redus(nisip,pietriș,de exemplu).Se deosebesc roci impermeabile care nu permit trecerea apei sau permit trecerea apei în cantitate extrem de mică (argilă,rocă tare,etc)și roci permeabile,cele care permit curgerea apeiprin ele.Rocile permeabile se pot împărții în două grupe mari și anume:roci permeabile granulare formate din material grăunțos în general neunuform,cu goluri continui aproximativ uniforme în diferite direcții și roci fisurate formate din materiale impermeabile dar cu fisuride diferite forme și mărimi(cele mai des întâlnite sunt rocile calcaroase).
În rocile granulare din cauza spațiului relativ mare al golurilor,apa circulă cu viteză mică-curgerea îndeplinind condițiile unei curgeri lente.În cazul curgerii prin fisuri viteza fiind mult mai mare,curgerea este turbulentă.De aici rezultă că pentru determinarea corectă a curgerii,permeabilitatea este unul din elementele de bază și ea trebuie neapărat cunoscută.
Se obișnuiește ca permeabilitatea rocii să fie caracterizată prin coeficientul de permeabilitate Darcy-notat cu k și măsurat în m/zi sau cm/s.Valoarea coeficientului k se determină experimental în laborator sau prin măsurători directe pe teren.Permeabilitatea poate varia mult în cadrul aceluiași strat acvifer și,cu atât mai mult,între diferite strate acvifere.De aceea nu se pot prelua cifre de la strate apreciate ca„similare”pe baza aspectului(vizual)sau a porozității sau granulozității ci,pentru fiecare strat permeabilitatea trebuie determinată.Orientativ,în tabelul 3 sunt indicate permeabilitatea unor roci,în strate.
tabelul 3
PERMEABILITATEAUNOR ROCI,ÎN STRATURI NATURALE
Valoarea coeficientului k
Natura rocii m/zi cm/s
Nisipuri argiloase 1-5 0,001-0,006
Nisipuri fine 5-10 0,006-0,012
Nisipuri cu granule mijlocii 15-25 0,012-0,205
Nisipuri cu pietrișuri 50-150 0,058-0,174
Pietriș cu nisip 75-150 0,087-0,174
Pietriș cu granule mari 100-200 0,116-0,132
Bolovăniș cu pietriș 300 0,3
b.CARACTERISTICILE HIDROGEOLOGICE
ALE STRATULUI ACVIFER
Pentru captarea apelor prezintă interes numai stratele acvifere în care apa curge,acest fenomen mergând în general faptul că respectivul strat este alimentat continuu prin infiltrații datorită precipitaților directe sau din surse permanente existente în apropiere(râuri,lacuri).
Dimpotrivă,dacă apa este staționară sau are viteze foarte mici atunci când roca dispune de permeabilitate mare,aceasta senotă ca stratul acvifer se prezintă ca o „lentilă”de apă(fig.9),fără legătură cu exteriorul și deci nu este alimentat continuu iar mișcarea redusă se datorește,în fapt,unei retrageri a apelor spre fundul stratului.În țara noastră,asemenea ape nu se captează deoarece aceste„lentile de apă”sunt în general mici și deci cheltuielile de captare s-ar face numai pentru o durată de exploatare foarte limitată.
Ca urmare,este necesar a se cunoaște problemele legate de existența și de mișcarea apei în sol,respectiv caracteristicile hidrogeologice ale stratului acvifer.
Se înțelege prin noțiunea de caracteristici hidrogeologice ale stratului acvifer,totalitatea elementelor care definesc proprietățile fizice,chimice și condițiile de circulație ale apelor subterane.
PROPRIETĂȚILE FIZICE ȘI CHIMICE ALE APELOR SUBTERANE.
Aceste proprietăți se stabilesc prin analize efectuate în laborator.Pentru ca apa să fie potabilă(fără prelucrări)este necesar ca proprieatățile apei să corespundă prevederilor STAS 1342-71.
CONDȚIILE DE CIRCULAȚIE ALE APELOR SUBTERANE.
Condițiile de circulație se stabilesc când se cunosc:secțiunea activă,direcția de curgere,panta hidraulică,viteza curentului de apő subteran éi debitul stratului acvifer.
Se atrage din nou atenția că aceste elemente variază în general după anotimpuri(ploioase,secetoase)și anual(ani secetoși,ploioși și medii).Or,întrucât studiile care se întocmesc pentru proiectarea captării sunt de scurtă durată(1-2 ani),îi revine exploatării sarcina de a urmări aceste variații în perioade lungi(10-15 ani)făcând permanente observații;acestea vor servi pentru corecta exploatare a captării ca și pentru furnizarea elementelor pentru proiectarea extinderii respectivei captări.
Secțiunea activă a curentului acvifer este suprafața prin care are loc circulația curentului de apă subteran dispusă ortogonal(perpendicular)pe direcția de curgere a acestuia.
Din această definiție rezultă că pentru cunoașterea secțiunii active este necesar a se determina:direcția de curgere,lățimea și înălțimea curentului acvifer.
