The effects of mixing groundwater and surface water in the conditions of water discharge from the excavation dewatering – case study of the Potok Służewiecki in Warsaw

W artykule przedstawiono problem – często występujący w aglomeracjach – zrzutu do cieków powierzchniowych wód podziemnych powstałych na skutek odwodnienia wykopu. W przedmiotowym przypadku Potoku Służewieckiego problemem jest istotna różnica w składzie chemicznym wód powierzchniowych i podziemnych. Wody potoku są wodami bardzo zanieczyszczonymi składającymi się w znaczącym stopniu z wód opadowych wprowadzanych do potoku bezpośrednio z kolektorów kanalizacji deszczowej. Odprowadzane do cieku powierzchniowego wody podziemne są wodami o III klasie jakości (ze względu na wysoką zawartość żelaza i manganu). W celu określenia wielkości zmian składu chemicznego wód potoku po procesie mieszania, wykonano modelowanie geochemiczne. Uzyskane efekty wskazywały bezpośrednio, niezależnie od proporcji mieszania wód podziemnych i powierzchniowych, na obniżenie wartości pH potoku oraz niemal całkowite przejście wszystkich form żelaza w żelazo na trzecim stopniu utlenienia. Implikuje to pojawienie się w potoku wód zabarwionych. Dlatego też, zakładając stosowanie dodatkowych zabiegów napowietrzających, obliczono wymaganą zawartość tlenu potrzebną do całkowitego usunięcia żelaza z wód podziemnych, jeszcze przed zrzutem do wód Potoku Służewieckiego.The paper presents a typical problem for agglomeration areas, i.e. the discharge of drainage water from the excavation pit to the watercourse. In case of the Potok Służewiecki, the most important problem is a significant difference in the chemical composition of surface and groundwater. An important part of the Potok Służewiecki water originates from polluted water discharged from rainwater sewage collectors. Discharged groundwater is mostly categorized as the quality class II, but significant concentrations of Fe and Mn reduce its categorization to quality class III. In order to determine the extent of changes in the chemical composition of the Potok Służewiecki water due to water mixing process, geochemical modelling in various quantitative ratios was carried out. Obtained results show lowering of the pH and almost complete transition of all Fe speciations into the Fe3+ form, regardless of the mixing ration of ground and surface water. This implies the appearance of coloured water in the Potok Służewiecki. Therefore, assuming the use of additional aeration measures, the oxygen amount needed for complete removal of iron from groundwater before its discharge to the Potok Służewiecki was calculated. Possible impact of the Potok Służewiecki on the rock matrix before and after mixing with discharge water was also presented in the article