Conflict of interest: None declared. Received: Revised: Accepted:

Transkrypt

1 Michał Habel, Uwarunkowania budowy ujęć wód podziemnych w sąsiedztwie rynien subglacjalnych pojezierza Brodnickiego. The problem with the construction of underground water intakes in the vicinity of the subglacial tunnel valley on the Brodnica Lakes District. Journal of Health Sciences. 2013;3(14), ISSN / X. The journal has had 5 points in Ministry of Science and Higher Education of Poland parametric evaluation. Part B item ( ). The Author (s) 2013; This article is published with open access at Licensee Open Journal Systems of Radom University in Radom, Poland Open Access. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Noncommercial License which permits any noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author(s) and source are credited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License ( which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License ( which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. Conflict of interest: None declared. Received: Revised: Accepted: UWARUNKOWANIA BUDOWY UJĘĆ WÓD PODZIEMNYCH W SĄSIEDZTWIE RYNIEN SUBGLACJALNYCH POJEZIERZA BRODNICKIEGO The problem with the construction of underground water intakes in the vicinity of the subglacial tunnel valley on the Brodnica Lakes District Michał Habel Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy Streszczenie Praca dotyczy badań zasobów wodnych podziemnych w celu zaopatrzenia podmiotu gospodarczego w wodę pitną. Nieruchomość, na której terenie rozpatrywano budowę studni głębinowej położona jest na krawędzi rynny subglacjalnej, w której znajduje się Jezioro Strażym. Na podstawie archiwalnych materiałów hydrogeologicznych ustalono głębokość zalegania oraz zasobność warstwy wodonośnej, z której możliwy jest pobór wód na potrzeby gospodarcze. Cel i zakres badań Cel pracy jest ustalenie najlepszej lokalizacji studni głębiowych do poboru wód pitnych na terenie Ośrodka Wypoczynkowego Na Wzgórzu, położonej w strefie krawędziowej rynien jezior w centralnej części Pojezierza Brodnickiego, w miejscowości Strzemiuszczku, gmina Zbiczno. W trakcie przeprowadzonych badań terenowych ustalono, że rozpatrywana lokalizacja studni położona jest na krawędzi wysoczyzny morenowej, wschodnich zboczach rynny Jeziora Strażym i Skrzynki, w odległości ok. 180 m od Jeziora Srażym (fot. 1, ryc. 1). Rzędna terenu wynosi od 95,40 do 95,60 m n.p.m., a ustalone w dniu badań zwierciadło wody w Jeziorze Strażym miało rzędną 70,89 m n.p.m. Warunki hydrologiczne Zgodnie z Podziałem Hydrograficznym Polski z 1980 r. omawiany teren znajduje się w obrębie zlewni bezpośredniej Jeziora Strażym o łącznej powierzchni 205,5 km 2 i stanowi ona zlewnię cząstkową zlewni rzeki Skarlanki prawego dopływu Drwęcy. Jezioro Strażym jest to przepływowe jezioro rynnowe o powierzchni 73,4 ha, a głębokość maksymalnej 9,0 m, położeniu rzędnej zwierciadła wody na ok. 71,0 m n.p.m. Posiada ono dwa główne dopływy: rzekę Skarlankę oraz Cichówkę. Dopływ wody z rzeki Skarlanki regulowany jest na jazie młyńskim w miejscowości Gaj-Grzmięca. Według W. Niewiarowskiego (1987) sezonowe wahania stanów wody w tym jeziorze wynoszą od 0,8 do 1,5 m. W obrębie jego zlewni bezpośredniej znajduje się również Jezioro Skrzynka. Jezioro Strażym wchodzi w skład systemu rynien subglacjalnych, związanych z rozległym polem sandrowym. Powierzchnia zwierciadła wody Jeziora Strażym 146

2 (70,89 m n.p.m.) położona jest 35 m poniżej powierzchni wysoczyzny morenowej (109 m n.p.m.) otaczającej je od wschodu. Zbocza i strefa brzegowa jeziora stanowi według W. Niewiarowskiego (1987) terasy dawnego jeziora, którego poziom zwierciadła wody ok lat temu sięgał do rzędnej m n.p.m. Fot. 1. Widok na Jezioro Strążym (w obniżeniu w tle) z terenu Ośrodka Wypoczynkowego Na wzgórzu. Jak wynika z Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski, arkusz Skarlin, zlewnia Jeziora Strażym jest założona w czwartorzędowych utworach morenowych. Świadczą o tym również głębokie wiercenia wykonane w miejscowościach Gaj-Grzmiąca, Grzmiąca i Pokrzydowo. Wskazują one na brak związku wód Jeziora Strażym z wodami podziemnymi, których zasadniczy poziom kształtuje się na rzędnej ok. 33,0 m n.p.m. Brak cieków wodnych oraz intensywnych wypływów wód podziemnych na obszarze zlewni sugeruje, że analizowane jezioro zasilane jest wyłącznie przez bezpośrednie opady deszczu (roztopy) i spływ (dopływ) wód powierzchniowych rzeki Skarlanki i Cichówki. Sprzyja temu budowa geologiczna glina morenowa (wg Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski arkusz Skarlin). Rozpatrując, w takich warunkach, obieg wody w przyrodzie, dominuje na tym obszarze zasilanie atmosferyczne wraz ze spływem powierzchniowym, zaś jej ubytek następuje w postaci ewapotranspiracji (parowanie) i ewentualnego (sporadycznego) odpływu powierzchniowego wód. Wykorzystane materiały Analiza warunków hydrogeologicznych wykonano w oparciu o archiwalne materiały hydrogeologiczne: - Dokumentacja ujęcia wody podziemnej dla wodociągu wiejskiego w miejscowości Gaj Grzmiąca (1968), 147

3 - Dokumentacja hydrogeologiczna kat. B ujęcia wód podziemnych z utworów czwartorzędowych w m. Gaj Grzmiąca, gmina Zbiczno, woj. Toruńskie (1984), - Dokumentacja hydrogeologiczna w kat. B ujęcia wody podziemnej z utworów czwartorzędowych - studnia nr 1 i trzeciorzędowych - studnia nr 2, dla Zakładu Państwowego Gospodarstwa Rybackiego w Grzmięce (1980), - Karta ujęcia wody Pokrzydowo gm. Zbiczno (1974), - Projekt badań hydrogeologicznych ujęcia wód podziemnych z utworów czwartorzędowych Pokrzydowo gm. Zbiczno (1962), - Ujęcie wód podziemnych czwartorzędowych Aneks do dokumentacji hydrogeologicznej ujęcia wód podziemnych w kat. B z utworów czwartorzędowych Pokrzydowo wieś (1974). Wyniki Analiza wyżej podanych dokumentów pozwoliła ustalić, że wszystkie otwory charakteryzuje się głębokim zaleganiem wodonośnej warstwy piaszczystej (warstwy wodonośnej) w utworach czwartorzędowych. W rejonie badanej lokalizacji znajduje się 6 otworów studziennych o głębokości od 55 do 109 m ppt. Lokalizację otworów wskazano na rycinie nr 1. Jak wynika z literatury głównym poziomem wodonośnym użytkowanym w rejonie badanej działki jest poziom plejstoceński, którego zasoby są słabo odnawialne. Wody plejstoceńskie mogą występować w trzech horyzontach. Najbardziej zasobny w wodę jest poziom trzeci. Poziom ten zalega na głębokości około m ppt. Warstwa wodonośna charakteryzuje się miąższością 5 30 m. Wody tego poziomu posiadają charakter subartezyjski. Zwierciadło wody na tym poziomie najczęściej jest napięte. Z kolei pierwszy poziom nie jest zasobny w wodę i może występować w sposób nieciągły w formie płatów na zróżnicowanej głębokości od 3,5 44 m w różnorodnie zlokalizowanych warunkach hydrologicznych. Wody pierwszego poziomu występują w piaskach i żwirach zalegających zazwyczaj w glinach. Miąższość warstwy wodonośnej wynosi zaledwie 1 1,5 m. W miejscowości Gaj-Grzmiąca, położone na wschód, w odległości około 700 m od działki nr 38/66 należącej do małżeństwa Jarosz (ryc. 1), znajduje się jedno ujęcie wód na potrzeby wodociągu wiejskiego oraz drugie ujęcie na cele rolnicze. W pierwszym z otworów (109,56 m n.p.m.) wodociągowym, warstwa wodonośna z której ujmowana jest woda w ilości do Q = 15 m 3 /h zlokalizowana została na 74,0 89,0 m poniżej poziomu terenu (ppt) tj. na rzędnej 33,0 18,0 m n.p.m.). W obrębie utworów pylastych (pyłów i iłów) oraz gliny zwałowej stwierdzono tam występowanie dwóch warstw wodonośnych plejstoceńskich. Pierwsza zalega na m (piaski drobnoziarniste). Jednak niewielka miąższość oraz charakter wykształcenia wodonośca powoduje małą jego zasobność przejawiającą się, tym że całość wody wybrana został podczas wiercenia. Druga warstwa zbudowana z piasków drobnoziarnistych występuje na głębokości m ppt. Zwierciadło wody posiada charakter napięty i stabilizuje się w otworze na 28 m ppt. W drugim z otworów ujęcie rolnicze (107,31 m n.p.m.) użytkowy poziom wodonośny znajduje się na głębokości 77,0 90,0 m ppt (na rzędnej 30,0 17,0 m n.p.m.). Wyżej leżące dwie warstwy wodonośne (na 25,0 28,0 m ppt i 54,0 55,0 m ppt) nie zostały ujęte z uwagi na małą miąższość wodonośca. W omawianych otworach zwierciadło wody ustabilizowało się na głębokości 28 i 32 m ppt tj. na rzędnej ok. 76 m n.p.m. Dwa otwory studzienne na potrzeby Gospodarstwa Rybackiego, zlokalizowane są w miejscowości Grzmiąca (ryc. 1), tj. ok. 400 m na północny-zachód od działki nr 38/66 należącej do małżeństwa Jarosz. Ich głębokość wynosi 55 m, a rzędna powierzchni terenu 84,7 m n.p.m. 148

4 Użytkowy poziom wodonośny nawiercono na głębokości 48,0 do 55,0 m ppt (tj. 37,0-30,0 m n.p.m.). Ryc. 1. Lokalizacja otworów studziennych, z których ujmowana jest woda w rejonie działki nr 38/66 należącej do małżeństwa Jarosz (źródło: google maps.pl). Objaśnienia: czerwone punkty otwory studzienne; zielony punkt - lokalizacja badanej nieruchomości. W miejscowości Pokrzydowo, zlokalizowane są dwa otwory studzienne, wodociągowe, oddalone o około 1800 m od badanego terenu. Głębokość pierwszego z nich to 77 m a drugiego 109 m. Użytkowe poziomy wodonośne nawiercono w pierwszym z otworów na głębokości 57,0 77,0 m (rzędna 56,0 37,0 m n.p.m.), a w drugim na głębokości 98 m 109,0 m (tj. na rzędnej 16,0 5,0 m n.p.m.). Wyżej leżące, pośród utworów ilastych i glin zwałowych, warstwy wodonośne posiadały niewielkie miąższości. Wydajność obu otworów wynosi Q = 23 m 3 /h. Poziom wody w otworach ustabilizowany jest na głębokości 25,4 m ppt (czyli na rzędnej ok. 89 m n.p.m.). Jak wynika z dokumentacji hydrogeologicznej dla otworów zlokalizowanych w miejscowości Gaj-Grzmiąca oraz w Pokrzydłowie, w wodzie trzeciego piętra wodonośnego oznaczono jedynie ponadnormatywną zawartość żelaza (2,2 mg/l) i manganu (0,20 mg/l). Pozostałe wskaźniki fizyko-chemiczne wody nie przekraczają norm uniemożliwiających spożycie przez ludzi - zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia r. (Dz. U. Nr 204 poz. 1728). 149

5 W celu wyeliminowanie ponadnormatywnych zawartości związków żelaza i manganu stosowane są na tych ujęciach standardowe filtry i urządzenia do uzdatniania wody. Charakter jakościowy tych wód jest typowy dla wód ujmowanych z utworów czwartorzędowych. Podsumowanie i wnioski Ilość wody potrzebna do czerpania powinna mieć pokrycie w obszarze zasilania. Ocena realnych możliwości wykonania studni poborowej dla nieruchomości położonej w sąsiedztwie Jeziora Strażym, wynika z analizy lokalnego układu krążenia wód podziemnych i zasobów dyspozycyjnych studni zlokalizowanych w bliskiej odległości od badanej działki. W rezultacie przeprowadzonych badań można wskazać na brak zasobów eksploatacyjnych na głębokości do 30 m ppt o wydajności do 5 m 3 /dobę (kryteria niewymagające pozyskanie pozwolenia wodnoprawnego zwykłe korzystania z wód celu zaspokajania potrzeb własnego gospodarstwa domowego). Konkluzja ta wynika jednoznacznie z faktu, że rozpatrywana nieruchomość zlokalizowana jest w strefie krawędziowej rynny Jeziora Strażym strefie drenażu wód podziemnych. Czyli całość lub większa część wody gromadzącej się w utworach warstw wodonośnych pierwszego i drugiego poziomu (piasków drobnoziarnistych i średnioziarnistych na głębokości do 25 m), znajdującego się pod powierzchnią terenu są, drenowane grawitacyjnie w kierunku Jeziora Strażym. Ze względu na fakt, że jezioro Strażym założone jest w glinie zwałowej (Niewierowski, 1987), poziom wód tego zbiornika wodnego nie nawiązuje do poziomu zwierciadła wód podziemnych terenów otaczających. Użytkowa warstwa wodonośna, z której możliwy jest pobór wód dla analizowanej nieruchomości w celu zapewnienia potrzeb gospodarczych właścicieli, znajduje się na głębokości od 60 do 90 m poniżej poziomu terenu (tj. poniżej rzędnej 32 m npm). Głębokość zalegania wodonośca wynika z lokalnego układu warstw geologicznych glin zwałowych i utworów pylasto-ilastych przewarstwionych utworami wodno-lodowcowymi (piaskami drobnozairnistymi i średnioziarnistymi). Budowa studni i korzystanie z wody podziemnej wymagać będzie w tym przypadku uzyskania stosownych pozwoleń. Zgodnie, bowiem z art. 124 ustawy Prawo wodne pozwolenie wodnoprawne jest wymagane na wykonywanie urządzeń wodnych do poboru wód podziemnych na potrzeby zwykłego korzystania z wód m.in. z ujęć o głębokości powyżej 30 m. Jak wynika z ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. z 2005 r. Nr 228, poz. 1947, z późn. zm.) do wykonania studni wierconej jest konieczne: - opracowanie projektu odwiertu studni, - zatwierdzenie projektu przez wojewodę (decyzja), - wykonanie odwiertu studni, - opracowanie wynikowej dokumentacji hydrogeologicznej odwierconej studni, - zatwierdzenie dokumentacji przez właściwy organ administracji geologicznej (decyzja) oraz zarejestrowanie studni, czyli otrzymanie dla niej karty rejestracyjnej. Budowa studni wymaga zachowania odpowiednich rozmiarów działki oraz ściśle określonych odległości od obiektów terenowych znajdujących się na działce. Według Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, granice działki względem studni, odległość studni od granicy działki powinna wynosić co najmniej 5 metrów, od osi rowu przydrożnego co najmniej 7,5 m a od nieutwardzonych wybiegów dla zwierząt co najmniej 70 metrów. Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia r. (Dz. U. Nr 204 poz. 1728) w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe i podziemne 150

6 wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, wody głębinowe znajdujące się w zasobach trzeciego pietra wodonośnego, ujmowane na badanej nieruchomości, będą spełniały normy wody wymienione w powyższym rozporządzeniu po zastosowaniu filtrów lub urządzeń eliminujących nadmiar związków żelaza i manganu. Literatura Dokumentacja ujęcia wody podziemnej dla wodociągu wiejskiego w miejscowości Gaj Grzmiąca, 1968, Przedsiębiorstwo Zaopatrzenia Rolnictwa w Wodę WODROL Bydgoszcz. Dokumentacja hydrogeologiczna kat. B ujęcia wód podziemnych z utworów czwartorzędowych Gaj Grzmiąca, gmina Zbiczno, woj. toruńskie, 1984, Przedsiębiorstwo Zaopatrzenia Rolnictwa w Wodę WODROL Bydgoszcz. Dokumentacja hydrogeologiczna w kat. B ujęcia wody podziemnej z utworów czwartorzędowych - studnia nr 1 i trzeciorzędowych - studnia nr 2, dla Zakładu Państwowego Gospodarstwa Rybackiego w Grzmięce, 1980, Hydrogeowiert, Grudziądz. Karta ujęcia wody Pokrzydowo gm. Zbiczno, nr decyzji wodnoprawanej GW OP 053/101/70 z Makarewicz J., Jakość zwykłych wód podziemnych w województwie kujawskopomorskim na podstawie wyników monitoringu regionalnego w latach , Biblioteka Monitoringu Środowiska, WIOŚ Bydgoszcz. Niewiarowski W., Rozwój Jeziora Strażym w późnym glacjale i holocenie, Acta Paleobotanica, (1) 27. Projekt badań hydrogeologicznych ujęcia wód podziemnych z utworów czwartorzędowych Pokrzydowo gm. Zbiczno, 1962, WODROL Bydgoszcz. Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski w skali 1:50 000, arkusz Skarlin, Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie. Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski w skali 1: , arkusz Brodnica, Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie. Ujęcie wód podziemnych czwartorzędowych Aneks do dokumentacji hydrogeologicznej ujęcia wód podziemnych w kat. B z utworów czwartorzędowych Pokrzydowo wieś, maj 1974, ELWOD Bydgoszcz. Abstract: The work concerns the study of underground water resources in order to supply the operator with drinking water. The property, on whose territory considered the construction of the deep well is located on the edge of the subglacial tunnel valley, in which there is a lake Strażym. On the basis of archival materials found depth to the aquifer, from which it is possible to water consumption for domestic purposes. Keywords: aquifer, underground water intakes, ground water quality. 151