Joanna Fac-Beneda Ewa Hryniszak Katedra Hydrologii, Uniwersytet Gdański Gdańsk ul. Dmowskiego 16a,

Transkrypt

1 Joanna Fac-Beneda Ewa Hryniszak Katedra Hydrologii, Uniwersytet Gdański Gdańsk ul. Dmowskiego 16a, Wypływy wód podziemnych u podnóży krawędzi pradolinnych Wprowadzenie W zróżnicowanym środowisku geograficznym występują różne, pod względem cech i funkcji, obiekty hydrograficzne. Można tu wyróżnić, przede wszystkim, obiekty alimentujące i drenujące. Dna dolin, rynien i pradolin zalicza się do form drenujących przy czym, charakterystycznymi dla nich obiektami hydrograficznymi są naturalne wypływy wód podziemnych. W pradolinach, wskutek drenażu horyzontów wód podziemnych dalekiego krążenia, formowany jest odpływ podstawowy, zapewniający ciągłość zasilania cieków, które je drenują. W wyniku badań na obszarach plejstoceńskiej akumulacji lodowcowej oraz doświadczeń zebranych w trakcie realizacji nowej edycji Mapy Hydrograficznej Polski w skali 1: (Wytyczne ) stwierdzono, że wypływy wód podziemnych są na tyle istotnymi obiektami hydrograficznymi pradolin, iż należy podjąć się ich badań. Motywem podjęcia tych badań była również próba znalezienia odpowiedzi na pytanie, jaką rolę w zasilaniu wypływów wód podziemnych pełnią obszary bezodpływowe położone w górnych partiach zlewni? Obszar badań Do badań wybrano fragment Pradoliny Redy-Łeby w okolicach Lęborka należący do dorzecza Łeby (ryc ). W dnie pradoliny, u podnóża krawędzi wysoczyzny, położone są dwa jeziora: Jezioro Lubowidzkie i Jezioro Lubowidzkie Małe, o powierzchniach zwierciadła wody wynoszących odpowiednio: 1565 tys. m 2 i m 2. Wysokość dna pradoliny wynosi około 20 m n.p.m. Geneza jezior związana jest z wytapianiem się brył martwego lodu w obrębie pradoliny. Jezioro Lubowidzkie Małe jest prawdopodobnie dawną, południową zatoką Jeziora Lubowidzkiego (Gołębiewski, Woźniak 2003). Wysoczyzna, którą rozcina i drenuje rynna jeziorna, wznosi się tutaj do 120 m n.p.m. Na południu, w górnej 129

2 części dorzecza, znajduje się duży obszar bezodpływowy Linia o powierzchni około 70 km 2. Jest on prawie w całości położony na sandrze Bukowiny, będącym fragmentem dolinnego szlaku sandrowego Pradoliny Pomorskiej, a w strukturze hydrograficznej pełni funkcję alimentującą odpływ podstawowy. Sandr budują osady wodnolodowcowe składające się z piasków drobno- i średnioziarnistych. Lokalnie, pośród osadów sandrowych, pojawiają się najmłodsze gliny zwałowe, przybierające w formę wysp oraz osady będące pozostałością po bryłach martwego lodu. Jest to więc sandr typu dziurawego. Północno-zachodnią część badanego obszaru pokrywa wysoczyzna morenowa płaska (położona na wysokości m n.p.m.), zbudowana z glin zwałowych zlodowacenia wisły, z zagłębieniami wypełnionymi torfami (Prussak 2002). Metody Przy opracowaniu Mapy Hydrograficznej Polski w skali 1: (Wytyczne ), naturalne wypływy wód podziemnych dzieli się na: punktowe (źródła stałe, źródła okresowe, źródła mineralne i lecznicze) oraz nieskoncentrowane (młaki, wycieki). Wstępne rozpoznanie przeprowadzone na obszarze badań dowiodło, iż uwagi na trudne warunki terenowe, możliwe jest jedynie rozróżnienie wypływów: punktowych i nieskoncentrowanych (powierzchniowych). W pracy badawczej zastosowano metody: hydrograficznego kartowania terenowego i interpretacji hydrograficznej. Podczas hydrograficznego kartowania terenowego, do lokalizacji wypływów wód podziemnych wykorzystano GPS, do pomiaru wydajności rynienki, naczynia cechowane, przelew Ponceleta i prądomierz Valeport 801. Temperaturę wody mierzono testerem fi rmy Hanna Instru- 130 Ryc Położenie obszaru badań 1 jeziora, 2 cieki, 3 zlewnia Węgorzy, 4 obszar badań, 5 dział wodny dorzecza Łeby, 6 wodowskazy Fig Position of the studied area 1 lakes, 2 rivers, 3 the Węgorza catchment, 4 studied area, 5 watershed of the Łeba catchment, 6 water gauges

3 ments. Interpretacja hydrograficzna map topograficznych umożliwiła określenie potencjalnej lokalizacji wypływów oraz dokonanie podziału hydrograficznego systemu Łeby (Fac-Beneda, 2005). Prace kameralne wykonywano na mapach topograficznych w skalach 1: i 1: oraz na mapie hydrograficznej 1: (Fac-Beneda 2005; Hryniszak 2005). Badania przeprowadzono w czerwcu 2006 roku na odcinku o długości około 4 km, u podnóża krawędzi pradoliny, nad brzegami jezior: Lubowidzkiego Małego i Lubowidzkiego. Zmierzono również przepływ Węgorzy przy ujściu i na wylocie z Jeziora Lubowidzkiego. Wyniki Badania przeprowadzone w Pradolinie Redy-Łeby, w okolicach Lęborka, nad Jeziorem Lubowidzkim, potwierdziły występowanie tam, sygnalizowanych już wcześniej w literaturze przedmiotu, wypływów wód podziemnych (Pazdro 1958; Drwal 1968, 1979, 1992; Fac-Beneda 2005). Zarejestrowano 70 wypływów wód podziemnych w bezpośrednim sąsiedztwie południowych brzegów Jeziora Lubowidzkiego i Jeziora Lubowidzkiego Małego. Większość z nich to wypływy nieskoncentrowane (ryc a). Znajdują się one zazwyczaj w niewielkiej odległości od linii brzegowej. Wypływów punktowych jest zdecydowanie mniej niż nieskoncentrowanych i są one zlokalizowane wyżej i w większej odległości od brzegów jezior. W wielu, spośród zarejestrowanych wypływów, obserwowano tylko powolne sączenie się wody. Ich wydajności nie udało się niestety zmierzyć. Zmierzone natomiast wypływy punktowe i nieskoncentrowane różniły się znacznie wydajnością oraz temperaturą wody. Wydajność zawierała się w granicach od niespełna 0,1 do ok. 30 dm 3 s -1, zaś temperatura wynosiła od 8,5 do 13,5 C (tab , ryc b). Tabela Wypływy wód podziemnych w rejonie Jeziora Lubowidzkiego Groundwater outflows in the Lubowidzkie Lake vicinity Rodzaj wypływu Wydajność [dm 3 s -1 ] nieskoncentrowane punktowe Liczba zarejestrowanych wypływów Liczba zmierzonych wypływów < 0, > 0,5 7 < 0,5 7 0,5 1,0-15 1,0 10,0 4 > 10,

4 Ryc Lokalizacja (a) i wydajność (b) wypływów wód podziemnych w rejonie Jeziora Lubowidzkiego. a wypływy: 1 punktowe, 2 nieskoncentrowane; b wydajność wypływów: punktowych: 1 poniżej 0,5 dm 3 s -1, 2 0,5 1,0 dm 3 s -1, 3 1,0 10,0 dm 3 s -1, 4 ponad 10,0 dm 3 s -1 ; nieskoncentrowanych: 5 poniżej 0,5 dm 3 s -1, 6 powyżej 0,5 dm 3 s -1 Fig Groundwater outflows layout (a) and yield (b) in the Lubowidzkie Lake vicinity. a outflows: 1 point, 2 non-concentrated; b yield of outflows: point:1 less than 0,5 dm 3 s -1, 2 0,5 1,0 dm 3 s -1, 3 1,0 10,0 dm 3 s -1, 4 more than 10,0 dm 3 s -1 ; nonconcentrated: 5 less than 0,5 dm 3 s -1, 6 more than 0,5 dm 3 s

5 W toku badań dokonano również pomiaru przepływu Węgorzy przy jej ujściu do Jeziora Lubowidzkiego i w miejscu jej wypływu. Wartości te wynosiły odpowiednio 0,11 m 3 s -1 i 0,41 m 3 s -1. Sumaryczny zmierzony dopływ wód pochodzących z wypływów, zasilających to jezioro, wynosił równocześnie: 0,15 m 3 s -1. Zatem połowa przyrostu przepływu pochodzi właśnie ze zmierzonych wypływów wód podziemnych. Natomiast druga połowa z drenażu wód podziemnych w obrębie zatopionej części misy Jeziora Lubowidzkiego. Wnioski Obszary objęte zlodowaceniem plejstoceńskim charakteryzują się różnorodnością i bogactwem obiektów hydrograficznych. Niewątpliwie, zaobserwowane w trakcie badań wypływy wód podziemnych tę różnorodność i bogactwo potwierdzają. Naturalne wypływy wód podziemnych dostarczają cennych informacji nie tylko z zakresu hydrogeologii, ale również dotyczących obszarów zasilania w dorzeczu oraz pośrednio struktury genetycznej odpływu. Wody wypływów zasilają jeziora przepływowe, zwiększając jednocześnie przepływy cieków. Dobrym przykładem jest tu, przywołany wcześniej, dopływ Łeby Węgorza. Rzeka ta bierze swój początek w bezpośrednim sąsiedztwie obszaru bezodpływowego Linia (ryc ). Fragment owego obszaru wchodzi w skład zlewni pośredniej, która alimentuje odpływ podstawowy Węgorzy. Wody tej rzeki spływają z wysoczyzny. W miejscu gdzie wpływa ona do pradoliny, przepływa równocześnie przez Jezioro Lubowidzkie. W czerwcu 2006 r., przepływ Węgorzy, wypływającej z jeziora, był prawie czterokrotnie większy od przepływu zmierzonego w jej przekroju ujściowym. Ryc Obszary zasilania w zlewni Węgorzy 1 profil, 2 cieki, 3 jeziora, 4 dział wodny dorzecza Łeby, 5 zlewnia Węgorzy, 6 obszar zasilania pośredniego w zlewni Węgorzy, 7 obszar bezodpływowy Linia Fig Alimentation area of the Węgorza catchment 1 profile, 2 rivers, 3 lakes, 4 watershed of the Łeba catchment, 5 the Węgorza catchment, 6 indirect alimentation area of the Węgorza catchment, 7 the interior area Linia 133

6 Praca potwierdza wnioski z wcześniejszych badań (Drwal, Hryniszak 2003; Fac-Beneda 2005) wskazujące, iż obszary bezodpływowe (zlewnie pośrednie) pełnią zarówno funkcję alimentującą, jak i redukującą. Alimentują one odpływ podstawowy, zaś redukują powierzchniowy i podpowierzchniowy. Udział tych obszarów w powierzchni dorzecza może decydować o wielkości tej redukcji lub alimentacji, a tym samym o strukturze odpływu rzecznego (Hryniszak 2005). Summary Groundwater outflows along lower edge of proglacial stream valley In the hydrographical structure of river systems, proglacial stream valleys, valleys and channel bottoms and flow-through lakes belong to draining elements. Previous researches (Drwal 1982, 1990, 1992; Drwal, Bogdanowicz 1986; Drwal, Borowiak 1996; Drwal, Hryniszak 2003; Fac-Beneda, Jereczek, Magierska 2002; Fac-Beneda 2003, 2005; Hryniszak 2005) using the method of hydrographical field mapping made the survey in occurrence of groundwater outflows in this area. A fragment of the Reda-Łeba proglacial stream valley located within the Łeba system was chosen for the researches. Groundwater outflows in the Reda-Łeba proglacial stream valley indicated in the literature (Drwal 1968, 1979, 1992; Fac-Beneda 2005, Pazdro 1958) are confirmed by the researches carried on in the area of Lębork in the Lubowidzkie Lake. As a result of the hydrographical mapping, about 70 outflows (15 point and 55 non-concentrated) were recorded there in a section stretching in a distance of about 4 km. Their yield varies from 0.1 to 30 dm 3 s -1. Hypothesis indicating that part of the Łeba catchment alimentation area is devoid of the outflows near Linia (area of about 70 km 2 ) (located on the outskirts of the catchment) is a consequence of the thorough and detailed field researches. It was revealed that water coming from precipitation is not completely balanced by evaporation, its excess returns to surface circulation in the streamway as a result of draining. 134