Hydraulické parametry hornin

Vlastnosti hornin v hydrogeologii, které se rozhodujícím způsobem uplatňují při pohybu a akumulaci podzemních tekuti (podzemní voda, plyny, ropa, různé druhy znečišťujících látek v kapalné či plynné formě) se označují jako hydraulické vlastnosti hornin. Základními hydraulickými vlastnostmi horninového prostředí je propustnost a pórovitost. Kvantitativním vyjádřením těchto vlastností jsou pak hydraulické parametry hornin. Hydraulické parametry hornin popisují v hydrogeologii kvantitativní charakteristiky hydraulických vlastností horninového prostředí. Mají zásadní význam pro hydraulické výpočty v hydrogeologii. Dělí se do několika skupin:

• vodivostně-odporové hydraulické parametry hornin
• objemově-kapacitní (akumulačně-evakuační) hydraulické parametry hornin
• komplexní hydraulické parametry hornin
• kombinované hydraulické parametry hornin

Při charakterizování hydraulických vlastností hornin a jejich kvantifikaci si musíme uvědomovat vedle definic těchto hydraulických parametrů i definice jiných základních hydrogeologických a hydraulických pojmů jako např. hydrogeologický kolektor, hydrogeologický izolátor apod. Měli bychom si uvědomovat, že hydrogeologická funkce horniny je relativní a není tedy úplně jednoznačně určena absolutními hodnotami hydraulickýchparametrů, ale je také závislá i na hydraulických vlastnostech a parametrech hornin v jejich bezprostředním sousedství. Tatáž hornina nebo horninové těleso mohou fungovat různě podle kontextu svého výskytu:
např. vrstva jemného písku uložená v jílech má funkci kolektoru, ale tatáž vrstva uložená jako proplástek v hrubých štěrcích má funkci poloizolátoru nebo dokonce izolátoru.

Přehled hydraulických parametrů hornin

Vodivostně-odporové hydraulické parametry hornin

Vyjadřují schopnost hornin nebo horninových těles propouštět tekutiny, resp. klást hydraulický odpor proudící tekutině. Patří sem:

charakteristiky propustnosti

• koeficient propustnosti,
• koeficient filtrace,
• koeficient kapilární konduktivity,
• koeficient netěsnosti),

charakteristiky hydraulického odporu

• koeficient hydraulické rezistivity,
• koeficient hydraulické rezistance poloizolátoru,
• faktor těsnosti

charakteristiky průtočnosti

• koeficient průtočnosti,
• koeficient absolutní průtočnosti.

Objemově-kapacitní (akumulačně-evakuační) hydraulické parametry hornin

Vyjadřují schopnost hornin a horninových těles pojmout anebo uvolnit určitý objem tekutiny. Používají se tyto parametry:

• koeficient zásobnosti,
• koeficient volné zásobnosti,
• koeficient zásobnosti volné hladiny,
• koeficient pružné zásobnosti,
• koeficient měrné pružné zásobnosti,
• koeficient zpožděné zásobnosti,
• koeficient měrné pružné kapacity,
• koeficient pórovitosti pro jednotlivé druhy pórovitosti,
• statická užitečná kapacita,
• dynamická užitečná kapacita.

Komplexní parametry

Používají se:

• barometrická výkonnost zvodněnce,
• přílivová výkonnost zvodněnce.

Kombinované parametry

Kombinaci předchozích skupin hydraulických parametrů hornin představují:

• koeficient hydraulické difuzivity
• faktor zpožděného uvolňování.

Z ostatních hydraulických parametrů hornin je možné uvést koeficient tortuozity, koeficient filtrační anizotropie, koeficient účinnosti filtračního průřezu a index zpoždění.

Způsob používání hydraulických parametrů

Na vyjádření základních hydraulických vlastností hornin a horninových těles se používají v praxi dva odlišné systémy hydraulických parametrů hornin:

• k charakteristice hluboce uložených kolektorů ropy, plynů a vod nebo při odstraňování znečištění podzemních vod, kdy podzemní voda obsahuje různé znečišťující látky mnohdy v množstvích ovlivňujících hustoru nebo viskozitu podzemní vody, se často používá „absolutní" systém, nezávislý na druhu kolektorové tekutiny, použitelný pro ropu, plyn a vodu s různou hustotou a viskozitou (koeficient propustnosti, koeficient absolutní průtočnosti, koeficient měrné pružné kapacity).

• v hydrogeologii prostých podzemních vod je naproti tomu běžný systém speciálních parametrů, vztažených k proudění obyčejné podzemní vody s konkrétní kinematickou viskozitou odpovídající daným kolektorovým podmínkám v nehluboce uloženém zvodněnci (koeficient fíltrace, koeficient průtočnosti, koeficienty zásobnosti).

Při hodnocení hydraulických vlastností hornin podle neúplných a méně přesných vstupních údajů (zejména při regionálním hodnocení) se používají s výhodou namísto uvedených striktně hydraulicky definovaných parametrů aproximativní logaritmické parametry propustnosti a průtočnosti - index propustnosti Z a index průtočnosti Y.