1. Wprowadzenie 4 Podstawa wykonania raportu 4



Pobieranie 1.38 Mb.
Strona11/27
Data07.05.2016
Rozmiar1.38 Mb.
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   27

Warunki hydrogeologiczne



Według regionalizacji zwykłych wód podziemnych B. Paczyńskiego (1993) obszar objęty Raportem znajduje się w makroregionie południowym, w regionie sudeckim (XVI). Zgodnie z Mapą Hydrogeologiczną Polski 1:200 000 - arkusz Jelenia Góra (M. Michniewicz i in., 1981) omawiany obszar leży w regionie sudeckim (XXVI), w podregionie izersko – karkonoskim (XXVI – 3). W opracowaniu A.S. Kleczkowskiego (1990) na omawianym obszarze wydzielono GZWP „Karkonosze” nr 344. W świetle badań regionalnych (M. Zaleska i in., 1999) ustalono, że zbiornik nie spełnia kryteriów głównego zbiornika, szczególnie w zakresie ciągłości hydraulicznej poziomu użytkowego. Zgodnie z opinią Komisji Dokumentacji Hydrogeologicznych przy Ministerstwie Środowiska zbiornik został anulowany i wykreślony z rejestru GZWP.

Warunki hydrogeologiczne występowania wód podziemnych w Karkonoszach są odmienne od występujących w innych regionach Polski. Jest to głównie związane z rodzajem ośrodka skalnego, występowaniem wyniesień morfologicznych i wysokimi opadami atmosferycznymi, rzędu 1000 – 1400 mm. Duże spadki morfologiczne i głębokie rozcięcia erozyjne powodują silny drenaż wód podziemnych do rzek i potoków. Na obszarze Karkonoszy, około 30 – 60 % opadu atmosferycznego infiltruje w głąb masywu skalnego, przy czym jednocześnie następuje intensywny przepływ w przypowierzchniowym poziomie zwietrzelinowym (Kryza H., Kryza J., 1986, H. Kryza i in., 1992). Dość powszechnie w literaturze przyjmuje się występowanie wód podziemnych w trzech strefach wodonośnych. Poniższy podział przyjęto za H. Marszałkiem (1996), który proponuje wydzielenie zróżnicowanych głębokościowo stref wodonośnych:



  • najpłytszą, w utworach pokrywowych,

  • głębszą, strefę wód szczelinowych w masywie krystalicznym (strefa hipergeniczna),

  • strefę wód w obrębie uskoków i rozłamów tektonicznych.

Strefy te nie tworzą izolowanych zbiorników lecz są wzajemnie połączone i tworzą wielostrefowy układ hydrodynamiczny.

W modelowym ujęciu hydrogeologicznym wyróżnić można następujące części składowe takiego kompleksowego systemu wodonośnego: strefa utworów pokrywowych, strefa szczelin hipergenicznych oraz strefa drobnych pęknięć tektonicznych w podłożu krystalicznym. Podział taki podkreśla pionowe zróżnicowanie systemu wodonośnego i jest szczególnie przydatny dla analizy związku pomiędzy retencją podziemną i zasilaniem infiltracyjnym przez wody atmosferyczne. Uwzględniając zjawiska mające charakter bardziej zlokalizowany, dodać należy strefy głębokich rozłamów tektonicznych, pełniące zwykle rolę arterii, drenujących wodę podziemną i kształtujących sieć regionalnych powiązań hydraulicznych.

Pierwsza strefa wodonośna występuje w utworach pokrywowych: zwietrzelinach, rumoszach, deluwiach i aluwiach, glinach zboczowych oraz utworach torfowych. Wody w utworach pokrywowych mają charakter tranzytowy, zasilane są bezpośrednio przez opady atmosferyczne a następnie woda jest szybko drenowana do cieków powierzchniowych, część wody migruje w głębsze strefy wód szczelinowych. Ze względu na sposób przemieszczania się wody w obrębie pokryw wody te mają charakter wód porowych. Przepływ wody odbywa się strugami w warunkach spływu śród-pokrywowego, korzeniowego oraz na granicy pomiędzy zwietrzeliną, a utworami krystalicznymi.

Na omawianym obszarze dominują trzy typy utworów pokrywowych: rumosz skalny, deluwia i aluwia występujące w strefie stokowej oraz w dolinach rzek.

Utwory pokrywowe stanowią pierwsze ogniwo infiltracyjnego krążenia wody. W szczególności przyjmują bowiem wody opadowe, wody osadów atmosferycznych oraz pochodzące z topnienia pokrywy śnieżnej. Miąższość ich nie jest na tym obszarze dobrze rozpoznana. Przyjmuje się na ogół, że waha się od około l m do kilkunastu metrów, a tylko wyjątkowo jest mniejsza niż l m. Cechuje je przewodnictwo typu porowego, ze zmiennym udziałem przestrzeni makroporowych. Ich przepuszczalność jest silnie zróżnicowana, zarówno wzdłuż powierzchni stokowych, jak też w głąb profilu pionowego. Pokrywy blokowe i rumoszowe, zajmujące zwykle wyższe pozycje stokowe, cechuje bardzo znaczna przepuszczalność. W obrębie zwietrzelin gruzowo-gliniastych i gliniasto-gruzowych przepuszczalność jest na ogół dobra w warstwach przypowierzchniowych. Głębiej, zwłaszcza poniżej strefy ukorzenienia drzew, obniża się zazwyczaj wyraźnie. W przypadku występowania w spągu tych zwietrzelin warstw kaszy granitowej lub regolitów, spadek przepuszczalności osiąga zwykle znaczne rozmiary. Cechą typową jest wyraźnie wyższa przepuszczalność pokryw zwietrzelinowych porośniętych lasem, niż zadarnionych.

Własności filtracyjne rumoszu skalnego (zwietrzelina skalna) są zróżnicowane z uwagi na bardzo wysoką niejednorodność materiału i złe wysortowanie. Średnio wynoszą od 4 m/d, dochodząc do 20 m/d, przy wartościach maksymalnych do 76 m/d (A. Wojtkowiak, 2000). Znaczna wodochłonność rumoszu skalnego, wynosząca 25 – 50 %, sprawia, że są one pojemnym okresowym kolektorem wód opadowych. Las pokrywający zbocza osłabia parowanie, zwiększa retencje i przyczynia się do zwiększenia ilości wód, która może migrować w głąb masywu skalnego. Ruch wody jest zarówno poziomy, ku ciekom powierzchniowym ale również ku głębszym partiom masywu skalnego. Podstawowy zbiornik wodonośny tworzy przypowierzchniową sieć spękań wraz z zalegającymi pokrywami zwietrzelinowymi. Współczynnik odsączalności rumoszu skał krystalicznych jest rzędu 0,02 – 0,3. Wody pokrywowe (zwietrzelinowo - osadowe) zgodnie ze spadkami terenu przemieszczają się w dół, dzięki czemu pojawiają się na powierzchni terenu tworząc wycieki, wysięki lub młaki. Są one charakterystyczne m.in. dla rejonów torfowiskowych, zwanych inaczej Szrenickimi Mokradłami.

Utwory pokrywowe stanowią z innych jeszcze względów strefę szczególnie ważną dla kształtowania obiegu wody w podłożu tego górskiego regionu. Ze względu na wyraźne zmniejszanie się przepuszczalności w głąb ich profilu pionowego, powszechnie obserwuje się na tym obszarze tendencje do podpowierzchniowego przewodzenia wody w kierunku generalnie równoległym do powierzchni stokowej. Jest to przyczyną powszechnego niemal występowania spływu podpowierzchniowego (spływ śródpokrywowy w obrębie pokryw lub kontaktowy - wzdłuż stref zaniku przepuszczalności w kierunku pionowym). Obieg wody staje się w ten sposób wyraźnie skrócony, z pominięciem stref głębszych (szczelinowych). Przesłanki obserwacyjne pozwalają sądzić, że znaczna część wody odpływa w strefie ukorzenienia drzewostanu świerkowego, nie infiltrując w głąb profilu zwietrzelin. Przyczynia się to do szybkiego odprowadzania większości wód zasilania atmosferycznego ku ciekom powierzchniowym, zmniejszenia retencyjności podłoża oraz wzrostu amplitud stanów wody i przepływów w potokach.

Aluwia występują w dolinach, pasami o szerokości od kilku metrów w górach do kilkuset metrów w odcinkach ujściowych rzek. Zwierciadło wody ma charakter swobodny i zalega na niewielkiej głębokości, do 1,0 m p.p.t. Miąższość strefy zawodnionej dochodzi do maksymalnie 6,0 m. Średnia prędkość filtracji jest rzędu 0,2 – 18,3 m/d, współczynnik odsączalność waha się w granicach 0,02 – 0,12 (H. Marszałek, 1996).

Druga strefa występuje w spękanych, szczelinowych skałach krystalicznych (strefa hipergeniczna), do głębokości 80 m. Jej strop kontaktuje się z luźnymi utworami wietrzeniowymi, natomiast spąg stopniowo przechodzi w strefę drobnych szczelin i pęknięć tektonicznych - zwykle na głębokości 30-50 m. Strefa szczelin hipergenicznych posiada zasadniczo przewodnictwo wodne typu szczelinowego, jednak w jej przystropowej części występują zwykle znacznie poszerzone szczeliny, wypełnione materiałem zwietrzelinowym. Istnieje tu w zasadzie szczelinowo - porowego przewodnictwa wody w tej strefie, co ma wpływ na obniżenie wodoprzewodności i spowolnienie wymiany retencjonowanych tam wód. W przypadku lokalnego braku takich wypełnień, lub gdy wypełnienie jest tylko częściowe, górna część strefy szczelin hipergenicznych ma bardzo dużą wodoprzewodność - zarówno poziomą, jak i pionową. Stopień zwietrzenia i spękania skał jest zróżnicowany, do głębokości 25,0 – 30,0 m sięga strefa najsilniejszych spękań i zwietrzenia górotworu. W przedziale głębokości 30 – 80 m szczeliny są nieliczne i zaciśnięte. Ruch wody odbywa się pionowymi strefami spękań, przy czym ważnym elementem przy analizie ruchu wody jest stopień i sposób wypełnienia szczelin oraz litologia utworów wypełniających.

Ruch wody jest tu znacznie spowolniony, a czas wymiany wód retencjonowanych jest bardzo wydłużony. Przewodnictwo wody ma charakter szczelinowy, za wyłączeniem stwierdzanych niekiedy w wierceniach stref występowania skał silnie zwietrzałych. Strefa ta jest lokalnie przecinana dyslokacjami tektonicznymi, z których część ma znaczną wodoprzepuszczalność. Strefy takie niekiedy pełnią funkcję dróg krążenia arterialnego, oddziaływując drenażowo na drobne szczeliny i pęknięcia tektoniczne. Mogą wyprowadzać wody pochodzenia atmosferycznego, przewodzone niekiedy na dużych głębokościach, w kierunku głównych dolin i podnóża Karkonoszy. Ze względu na wspomniane już istnienie wielostronnych, międzystrefowych powiązań hydraulicznych, w szczególności utwory pokrywowe mogą zawierać nie tylko wody pochodzące z bezpośredniego zasilania infiltrującymi opadami, ale także wyprowadzane ze strefy szczelin hipergenicznych. Jest to po części przyczyną występowania stref stale utrzymującego się lokalnie zawodnienia utworów pokrywowych. Spowodowany takim zasilaniem wzrost zawodnienia jest tylko częściowo obserwowany na powierzchni terenu (podmokłości, młaki, źródła zwietrzelinowo-szczelinowe). Część podpływających z głębi podłoża wód w ogóle może nie ujawniać się na powierzchni terenu, gdyż odpływa w obrębie pokryw ku dnom dolinnym.

W granicie karkonoskim dominują w miarę regularne spękania o charakterze ciosowym, pionowym, o przebiegu NE – SW i prostopadłe do niego, o kierunku określanym jako sudecki NW - SE. Na podstawie badań określono współczynnik filtracji szczelinowej na 0,0004 – 0,02 m/d, przy czym wartości te maleją ze wzrostem głębokości (H. Marszałek, 1996). Duże zróżnicowanie współczynnika filtracji jest związane z niejednorodnością i anizotropią badanego ośrodka.

Wody szczelinowe głębokiego krążenia związane są ze strefami występowania uskoków i głębokich rozłamów tektonicznych. Przyjmuje się, że wody tego typu występują poniżej 80 m do głębokości kilkuset metrów. Wody tej strefy zasilają w okresach długotrwałej suszy, w okresach niżówkowych wody powierzchniowe. Z pozostałymi strefami pozostają w pośrednich lub bezpośrednich związkach hydraulicznych. W spągowej części tej strefy (określanej niekiedy jako IV strefa) występują szczelinowe wody termalne, o podwyższonej na ogół mineralizacji. Informacji o szczelinowatości masywu skalnego dostarczają również wyniki wierceń badawczych wykonanych w rejonie Jakuszyc. Współczynnik filtracji podawany przez A. Wojtkowiaka nie przekracza 0,2 m/d (2000), przez M. Michniewicza 0,114 m/d (M. Michniewicz, B. Mroczkowska, 1977). Wyższe wartości uzyskano w otworach ujmujących wody termalne, mineralne i lecznicze w rejonie Cieplic, Świeradowa, gdzie wartość ta wzrasta do 0,6 - 1,6 m/d.

Ważnym elementem hydrogeologii omawianego obszaru są źródła. W Karkonoszach dominują wysięki, wycieki i młaki (odpływ strefowy), natomiast źródła o charakterze punktowym są w mniejszości (H. Marszałek, 1996). Analiza rozmieszczenia źródeł wskazuje na ich występowanie w przedziale wysokości od około 450 m n.p.m. do ponad 1300 m n.p.m Główne strefy drenażu występują w zakresie 700 – 1000 m n.p.m. (dominuje wysokość 800 – 900 m n.p.m.). Źródła cechuje niska wydajność poniżej 1,0 l/s, przy czym około 73% źródeł ma wydajność w przedziale 0,1- 1.0 l/s, co klasyfikuje je w VI klasie wydajności Meinzera (vide H. Marszałek, 1996). Źródła można zaliczyć do kategorii zmiennych (wg klasyfikacji Mailleta), ich wydajność wykazuje dużą zmienność w poszczególnych latach, a także w poszczególnych porach roku. Wezbrania źródeł związane są z okresem roztopowym (III - IV) oraz okresami deszczowymi (VI i VII). Najniższe wydajności występują jesienią i zimą (A.Wojtkowiak, 2000), przy czym okres niżówkowy zaczyna się na przełomie sierpnia i września, w okresie tym źródła zasilane są głównie ze strefy szczelinowej (hipergenicznej).

Monotonna i stosunkowo jednolita budowa geologiczna karbońskiego masywu granitowego z jednej strony a zarazem zróżnicowany sposób zawodnienia i przepływu wód był podstawą wydzielenia tu tylko jednej jednostki hydrogeologicznej (D.Kieńć, 2002). Układ hydrostrukturalny granitowego masywu jako zbiornika wód podziemnych jest złożony. Strefowość jego zawodnienia i zróżnicowanie w obrębie tych stref wykluczyło możliwość traktowania tego ośrodka w całości jako użytkowego poziomu wodonośnego. O ile w zawodnieniu tego masywu odgrywają znaczącą rolę wszystkie wymienione wcześniej trzy strefy, o tyle z punktu widzenia użytkowości wód tego zbiornika najistotniejszą rolę pełni najpłytsza strefa związana z utworami pokrywowymi i zwietrzelinowymi. Pełnią one funkcje kolektora, ale przede wszystkim ośrodka tranzytowego wód podziemnych. Stąd też użytkowy poziom wodonośny wydzielonej jednostki karbońskiej jest utożsamiany właśnie z tymi utworami. Obszary, na których brak jest użytkowego poziomu wodonośnego obejmują elewacje terenu: partie grzbietowe gór Karkonoszy. Granicę południową jednostki, w obrębie szczytowych partii masywu Karkonoszy wydzielono w oparciu o stwierdzony zasięg występowania źródeł. Z uwagi na bardzo duże zróżnicowanie poziomu (zmienna miąższość, granulacja, stopień zwietrzenia, morfologia obszaru) wartość parametrów hydrogeologicznych silnie się zmienia (D.Kieńć, 2002). Miąższość warstwy wodonośnej związanej z rumoszowo – zwietrzelinowym ośrodkiem można określić na 0,5 do 6,0 m, a współczynnik filtracji 0,01 – 17,5 m/24h, przewodność poziomu wodonośnego 0,5 – 105,0 m2/24h. Podane parametry charakteryzują pierwszą strefę występowania wód podziemnych, związaną z utworami zwietrzelinowymi. Wydajność potencjalną przyjęto na podstawie własnych pomiarów wydajności źródeł, które były wykonane w okresie lipca – września 2001 roku oraz pomiarów H. Marszałka (1996), H i J. Kryzów (1986) i A. Wojtkowiaka (2000); wydajność pomierzona jest rzędu 0,1 – 0,5 l/s, przy czym źródła karkonoskie można zaliczyć do bardzo zmiennych, przyjęto dla nich wydajność potencjalną rzędu 2 - 5 m3/h.

Wody podziemne Karkonoszy są wodami ultrasłodkimi (D.Kieńć, 2002), o bardzo niskiej mineralizacji, wyrażonej suchą pozostałością, kształtującą się w przedziale 20 – 170 mg/dm3 (przewodność elektryczna 18,9 – 202,0 S/cm). Wyższe wartości są charakterystyczne dla terenów niżej położonych. Wody są bardzo miękkie i miękkie, twardość ogólna waha się od 0,2 do 2,6 mval/dm3. Odczyn wód jest kwaśny (4,8 – 7,0), dominuje przedział 5,2 – 6,1. Najniższy odczyn występuje w partiach grzbietowych gór i wzrasta ze spadkiem terenu. Wpływ na odczyn wód podziemnych mają czynniki::


  • geogeniczne tj. granitowe środowisko skalne oraz występowanie torfowisk w podszczytowych partiach wyniesień (Szrenickie Mokradła)

  • antropogeniczne, związane z kwaśnymi deszczami napływającymi z zachodu. Okresowe pomiary odczynu opadów atmosferycznych wahały się od 3,16 do 5,54 (H.Kryza i in., 1992, 1995, H. Marszałek, 1996), znacznie niższy odczyn cechuje opady atmosferyczne w postaci mgieł oraz szronu i szadzi. Wody opadowe wnoszą do wód podziemnych głównie jon SO2-4 i NO3.

Wody podziemne są cztero- lub pięciojonowe typu SO4-HCO3-Ca-Mg-(Na). Obecnie, w związku ze spadkiem zanieczyszczenia wód opadowych, obserwuje się obniżanie zawartości jonu siarczanowego i dominacje anionu wodorowęglanowego oraz kationu wapnia. Z uwagi na bardzo niską mineralizacje wód podziemnych oraz ich szybką migracje w środowisku skalnym, która nie sprzyja mineralizacji, deszcze mają bardzo znaczący wpływ na skład wód podziemnych. Zawartość żelaza i manganu jest minimalna rzędu 0,001 – 0,22 mg/dm3. Do specyficznych elementów składu chemicznego wód podziemnych należą fluor, który występuje w ilości 0,08 – 0,2 mg/dm3 i dwutlenek krzemu (krzemionka), który występuje w przedziale 12,3 – 40,7 mg/dm3. Cechą wód podziemnych związaną ze strefami uskoków i spękań w masywie granitowym jest obecność radonu 222Rn. Stwierdzona w wodach podziemnych zawartość radonu waha się od kilkudziesięciu do 1770 Bq/dm3 (W. Ciężkowski, 1990).

Wody karbońskiego piętra wodonośnego zaliczono do klasy IIa, czyli o jakości dobrej, woda wymaga prostego uzdatniania poprzez podwyższenie mineralizacji i odczynu pH wody. Na niektórych ujęciach komunalnych woda jest przepuszczana przez złoże wapienno – dolomitowe, w czasie roztopów i intensywnych opadów jest okresowo chlorowana.

Radoczynne źródła występują w rejonie Szklarskiej Poręby i Sosnówki (J.Fistek, 1970) i dla ich ochrony wyznaczono tu obszary górnicze wód leczniczych. Odkryte one zostały na terenie należącym do miasta Szklarska Poręba w wyniku badań przeprowadzonych w latach 1963-1967. Po sporządzeniu dokumentacji zasobowej tych wód w kategorii "C", wody radoczynne tego obszaru zostały uznane za kopalinę leczniczą decyzją Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej (Monitor Polski nr 29, poz. 75 - z 1974 r.). Dla wód tych ustanowiony został w 1975 r. obszar górniczy "Szklarska Poręba". W związku z nie podjęciem eksploatacji kopaliny w okresie 10 lat od utworzenia obszaru górniczego, Departament Inwestycji Ministerstwa Zdrowia i Opieki Społecznej powiadomił Wydział Ochrony Środowiska Urzędu. Wojewódzkiego w Jeleniej Górze, Urząd Miasta Szklarska Poręba i gestora złoża (P.P. "Uzdrowisko Cieplice"), pismem z dnia 22.08.1991 r., o skreśleniu obszaru górniczego "Szklarska Poręba" z rejestru przez Wyższy Urząd Górniczy. Podjęta inicjatywa zagospodarowania tych wód nie została zrealizowana, gdyż władze miasta nie posiadały środków finansowych na wykonanie odpowiednich ujęć i udokumentowanie zasobów tych wód w kat. "B" - co upoważniałoby do podjęcia inwestycji (budowa zakładu przyrodoleczniczego). Inną z przyczyn było ukazanie się opracowań naukowych, zgłaszających wątpliwości odnośnie skuteczności radonoterapii, a nawet wskazujących na wręcz szkodliwe oddziaływanie wydzielanego promieniowania na zatrudnionych pracowników. Wody radoczynne Szklarskiej Poręby zaliczane są do wód swoistych, bardzo słabo zmineralizowanych (39-106 mg/l rozpuszczonych substancji stałych - tzw. wody ultrasłodkie). Poza radoczynnością nie wykazują one innych cech leczniczych. W sporządzonej w 1970 r. dokumentacji hydrogeologicznej opisano 25 wystąpień tych wód, w postaci źródeł i ujęć studziennych. Ich radoczynność osiąga 5-31 nCi/1 (185-1110 Bq) i jest spowodowana zawartością rozpuszczonego radonu (pierwiastek promieniotwórczy, występujący w stanie gazowym). Zawartość uranu i radu w tych wodach odpowiada średnim stężeniom w wodach skał granitowych. Wody te pod względem typu i pochodzenia są bardzo zbliżone do części wód leczniczych Świeradowa Zdroju (np. źródło "Marii Curie Skłodowskiej").

W opracowaniach prognostycznych przyjmuje się możliwość nawiercenia wód termalnych w strefie granicy Szklarskiej Poręby z gminą Stara Kamienica oraz Piechowice (rejon Szklarska Poręba Dolna - Górzyniec). Konieczne jest jednak wykonanie w tym celu odpowiednich badań, dla zlokalizowania wierceń o głębokości 1500-2000 m. Istnieje szansa natrafienia na tej głębokości wód o temperaturze na wypływie około 80-90°C. Wody takie mogą być pełnowartościowym surowcem dla wodolecznictwa, wykorzystania sportowo-rekreacyjnego (baseny z wodą termalną), a nawet dla potrzeb energetycznych.


1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   27


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna