INTERPRETACJA ZMIENNOŚCI TEMPERATURY WODY W ŹRÓDLE NA WSCHODNIM STOKU ZAMECZKÓW (TATRY ZACHODNIE) NA PODSTAWIE CIĄGŁYCH OBSERWACJI MONITORINGOWYCH I NUMERYCZNEGO MODELU TRANSPORTU CIEPŁA

Abstract

Prowadzone w sposób ciągły długoterminowe obserwacje temperatury wody ze źródła na wschodnim stoku Zameczków dostarczyły danych do oceny zmienności tego parametru w czasie. W artykule podjęto próbę interpretacji uzyskanych wyników za pomocą niestacjonarnego, numerycznego modelu transportu ciepła i mieszania wód. Wymagało to opracowania modelu konceptualnego, którego poprawność weryfikowano na podstawie oceny dopasowania obliczonej i pomierzonej temperatury wody. W wyniku tarowania modelu określono średnie wartości współczynnika przewodności cieplnej skał na poziomie 1,4 Wm–1K–1 oraz ciepła właściwego układu woda–skała na poziomie 0,92 kJkg–1K–1, przy wartościach błędu średniego i błędu średniego bezwzględnego wynoszących odpowiednio 0,08 i 0,28°C. Zgodnie z przyjętym modelem zmienność temperatury wody na wypływie można wyjaśnić kondukcją ciepła w strefie sezonowych fluktuacji oraz dopływem wód podziemnych ze strefy neutralnej. Na podstawie obliczeń modelowych udało się określić ilościowy udział wód reprezentujących różne strefy głębokościowe. Rezultaty wskazują, że 67% wód zasilających badane źródło powiązanych jest z płytką strefą krążenia, w której główną determinantą temperatury wody jest kondukcyjny strumień ciepła skierowany prostopadle do powierzchni terenu. Pozostałe 33% dopływu reprezentuje głębszy system krążenia, który można identyfikować ze strefą neutralną. W strefie tej temperatura wody zbliżona jest do średniej rocznej temperatury powietrza, a gradienty temperatury przyjmują niewielkie wartości zarówno w odniesieniu do czasu, jak i przestrzeni.