Załącznik 2. Warunki geologiczne i hydrogeologiczne terenu projektowanej drogi ekspresowej S-6 na odcinku Lębork - Gdańsk

Transkrypt

1 Załącznik 2 Warunki geologiczne i hydrogeologiczne terenu projektowanej drogi ekspresowej S-6 na odcinku Lębork - Gdańsk Warszawa, luty 2009

2 MORFOLOGIA I HYDROGRAFIA Projektowana droga ekspresowa przebiega przez dwie główne jednostki fizycznogeograficzne: - Pobrzeże Południowobałtyckie (Pradolina Łeby, Wysoczyzna Lęborska w obrębie Pobrzeża Gdańskiego) - Pojezierze Południowobałtyckie (Pojezierze Kaszubskie w obrębie Pojezierza Wschodniopomorskiego). Ukształtowanie terenu ma charakter pagórkowaty (rzeźba młodoglacjalna), za wyjątkiem rejonu doliny rzeki Łeby będącej obszarem równin torfowych i tarasów zalewowych. Obszar wysoczyzny rozcięty jest licznymi, wąskimi dolinkami o głębokości średnio 30 m oraz urozmaicony wzgórzami morenowymi o wysokości nawet 120 m. Wysoczyznę rozcina pradolina Łeby o szerokości 3 4 km. Deniwelacje terenu dochodzą do 200 m, od 15 m n.p.m. w dolinie Łeby do 212 m n.p.m. na wzgórzach morenowych. Obszar projektowanej drogi ekspresowej S-6 na odcinku od Lęborka do miejscowości Chwaszczyno leży w zlewniach Łeby, Redy, Kaczej i Raduni. Głównymi dopływami rzeki Łeby, które przecina projektowana droga są rzeki: Kisewa, Okalica, Struga Rybnicka, Węgorza i Jeżewska Struga. Rzeki Bolszewka, Gościna i Zagórska Struga należą zaś do zlewni rzeki Redy. Wariant II Od km do km wariant biegnie doliną Łeby lub skrajem wysoczyzny. Na km teren wznosi się po stożkach napływowych. Na km teren wznosi się biegnąc, podobnie jak wariant I przez równiny sandrowe i obszar falistej wysoczyzny morenowej. Wariant II pokonuje oz nieco bardziej na południe niż wariant I na km Dalej teren wznosi się na równinę sandrową na południe od Szemudu a następnie opada na obszar falistej wysoczyzny morenowej i na km pokonuje wzgórza moreny czołowej. Wariant II przechodzi przez liczne cieki wodne: rzekę Okalicę i Strugę Rybnicką, Węgorze w okolicy Lęborka, Strugę Jeżowską, Łebę oraz głęboko wcięte cieki na obszarze wysoczyzny: Bolszewkę, Gościnę i Zagórską Strugę oraz drobne cieki bez nazwy. Wariant III Wariant III omija miasto Lębork od zachodu i północy. Od km do wariant biegnie skrajem wysoczyzny i doliną rzeki Łeby i (od km do km 4+250) po równinach torfowych w dolinie rzeki. Na km teren wznosi się na wysoczyznę Od km do km wariant biegnie równiną zastoiskową, a następnie wznosi się na wzgórza moren czołowych w rejonie węzła Łęczyce (km ). Od km trasa opada po raz drugi do doliny rzeki Łeby i biegnie doliną aż do km , gdzie wznosi się stożkiem napływowym na wysoczyznę. Wariant III przechodzi przez liczne cieki wodne: Łebę, Kisowską Strugę w okolicy Lęborka, Strugę Jeżowską, Łebę oraz głęboko wcięte cieki na obszarze wysoczyzny: Bolszewkę, Gościnę i Zagórską Strugę oraz drobne cieki bez nazwy. BUDOWA GEOLOGICZNA Projektowana droga ekspresowa S-6 biegnie po miąższym pakiecie utworów plejstocenu i lokalnie po rzecznych utworach holocenu. Szczegółowo budowę geologiczną przedstawiono na przekrojach geologicznych dla poszczególnych wariantów projektowanej drogi S-6. Plejstocen Miąższość osadów plejstoceńskich badanego obszaru, wynosi średnio od 70 w dolinie rzeki Łeby do 140 m na wysoczyźnie. Największe miąższości (do 250 m) utworów plejstocen osiąga w obrębie głębokich rozcięć erozyjnych. Na badanym obszarze występują utwory trzech zlodowaceń: południowopolskiego, środkowopolskiego, oraz północnopolskiego. Utwory te 2

3 reprezentowane s przez gliny zwałowe, którym towarzysz osady wodnolodowcowe oraz zastoiskowe. Nie udokumentowano obecności osadów interglacjalnych i interstadialnych. Zlodowacenia południowopolskie Osady zlodowacenia południowopolskiego (Sanu 1) reprezentowane s przez szarą glinę zwałową miejscami z brukiem w stropie z dużą ilością żwirów i otoczaków oraz piaski i żwiry wodnolodowcowe. Osady piaszczyste (piaski, żwiry, lokalnie pyły pochodzenia wodnolodowcowego) charakteryzuj się słabym wysortowaniem i słabym obtoczeniem Miąższość tych utworów wynosi od 20 (w dolinie Łeby) do 160 m w rozcięciach erozyjnych. Znamienną cechą osadów zlodowacenia południowopolskiego jest różna głębokość ich spągu. Zlodowacenia środkowopolskie Osady zlodowacenia środkowopolskiego (Odry i Warty) spoczywają bezpośrednio na osadach paleogenu, reprezentowane są przez piaski i żwiry wodnolodowcowe, gliny zwałowe (reprezentowane głównie przez gliny piaszczyste), oraz iły zastoiskowe. Tworzą one dość ciągły pakiet o zmiennej miąższości. Osadów tych praktycznie brak w dolinie Łeby. Miąższość tych osadów wynosi średnio m (maksymalnie 110 m). Zlodowacenia północnopolskie Osady zlodowacenia północnopolskiego (Wisły) występują powszechnie w podłożu analizowanego obszaru. Utwory te reprezentowane są przez gliny zwałowe wykształcone głównie w postaci glin piaszczystych, piaski i żwiry lodowcowe, piaski i żwiry moren czołowych, piaski i żwiry akumulacji szczelinowej, piaski i żwiry ozów oraz tarasów kemowych, iły zastoiskowe (laminowane iły lęborskie). W dolinie Łeby utwory zlodowacenia północnopolskiego reprezentowane są przez piaski i żwiry rzeczne pradolinne oraz piaski i żwiry rzeczne tarasów nadzalewowych. W obrębie pradoliny tworzyły się lokalnie zastoiska, zatem w obrębie piaszczystych utworów pradolinnych zaznacza się lokalna obecność pylastych utworów zastoiskowych. Piaski i żwiry rzeczne tarasów nadzalewowych wykształcone są w postaci żółtoszarych piasków różnoziarnistych z domieszką żwirów w dolinie Łeby i Okalicy. Wysokość tarasów wynosi maksymalnie 15,0 m. Miąższość utworów zlodowacenia północnopolskiego waha się od 60 w dolinie Łeby do 120 m na wysoczyźnie. Holocen Utwory holocenu reprezentowane są głównie przez rezydualne i eluwialne piaski i żwiry oraz piaski i żwiry stożków napływowych. W dolinach rzek utwory holoceńskie reprezentowane są przez piaski rzeczne tarasów zalewowych, oraz lokalnie utwory organiczne (namuły, torfy, gytie). Miąższość utworów organicznych jest niewielka za wyjątkiem doliny Łeby, gdzie osiąga nawet 13 m (w przegłębieniach po martwym lodzie) Piaski rzeczne tarasów zalewowych występują w dnach dolin drobnych dopływów rzeki Łeby (Okalicy, Kisewskiej Strugi itp.), wykształcone w postaci szarych piasków o różnej granulacji. Lokalnie w dolinie Łeby występują piaski humusowe, drobno i średnioziarniste z domieszką materii organicznej o miąższości nie większej niż 2 m. W największych przegłębieniach po martwym lodzie pod utworami organicznymi (w rejonie Lęborka) lokalnie występuje kreda jeziorna lub gytia o miąższości nawet kilku metrów. CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW HYDROGEOLOGICZNYCH Projektowana trasa znajduje się w obrębie następujących jednostek: - region słupsko-chojnicki - podregion kaszubski Podregion ten charakteryzuje się występowaniem głównego piętra wodonośnego w piaszczystych i żwirowych utworach czwartorzędu na głębokości m, lokalnie, w dnach pradolin, płycej. 3

4 W części północnej, w okolicy miejscowości Rumia, Reda i Wejherowo oraz na pozostałym obszarze pradoliny Redy-Łeby (zwłaszcza w okolicach Lęborka), występuje ponadto użytkowy poziom wód podziemnych w utworach trzeciorzędowych. Utwory te to przeważnie piaski i piaski pylaste, występujące na głębokości m. Analiza potencjalnego zagrożenia środowiska wód podziemnych Dla części wariantów na odcinku Chwaszczyno-Luzino potencjalne zagrożenie użytkowych poziomów wodonośnych jest niewielkie z uwagi na występowanie w podłożu bardzo słabo przepuszczalnych i/lub nieprzepuszczalnych utworów wysoczyznowych pojezierza kaszubskiego. Utwory te tworzą pełną izolację poziomów wodonośnych od powierzchni terenu. Jedynie lokalnie, na SW od miejscowości Chwaszczyno izolacja ta jest niepełna. W okolicach miejscowości Strzebielino projektowane warianty wkraczają w obręb pradoliny Redy-Łeby, gdzie łączą się z istniejącą drogą krajową nr 6. Obszar pradoliny charakteryzuje się brakiem izolacji utworów wodonośnych i stanowi potencjalne miejsce zagrożenia jakości wód podziemnych. Na odcinku Chwaszczyno - Rumia i Wejherowo - Strzebielino poziomy wodonośne są izolowane od powierzchni, lecz na pozostałym odcinku droga nr 6 przebiega wzdłuż doliny rzeki Reda, pozbawionej naturalnej bariery ochronnej dla wód podziemnych. Występowanie izolacji poziomów wodonośnych przedstawiono na schematycznym przekroju hydrogeologicznym (rys. 1). Na odcinku Strzebielino-Lębork (wspólnych dla wszystkich wariantów) potencjalne zagrożenie użytkowych poziomów wodonośnych jest duże. Projektowane warianty przebiegają tu pradoliną Redy-Łeby (rys. 2), która charakteryzuje się niepełną izolacją poziomów wodonośnych utworami bardzo słabo- i nieprzepuszczalnymi od powierzchni terenu lub całkowitym brakiem tej izolacji. Rys.1. Schematyczny przekrój hydrogeologiczny przez rejon projektowanej drogi ekspresowej S-6 na odcinku Chwaszczyno-pradolina Redy 4

5 Rys.2. Schematyczny przekrój hydrogeologiczny przez rejon projektowanej drogi ekspresowej S- 6 w okolicach Lęborka Głębokość zwierciadła pierwszego poziomu wodonośnego wzdłuż wariantów na odcinku Chwaszczyno-Strzebielino wynosi przeważnie od 5 m (doliny cieków wodnych) do 20 m, miejscami, w okolicach miejscowości Luzino i Szemud, powyżej 20 m (strefy morenowe). Na obszarze pradoliny Redy-Łeby głębokość ta wynosi od 0 do 5 m. Dla porównania rejon istniejącej drogi krajowej nr 6 charakteryzuje się większym udziałem procentowym występowania obszarów płytkiego zalegania zwierciadła wód podziemnych, obejmujących dolinę Redy od miasta Reda na wschodzie, aż po Strzebielino na zachodzie. Na pozostałym obszarze zwierciadło występuje na głębokości około 20 m. Na znacznym odcinku pradoliny Redy-Łeby, na zachód od Strzebielina, głębokość zwierciadła pierwszego poziomu wodonośnego wynosi przeważnie od 0 do 5 m, na obszarze tarasów nadzalewowych do 10 m. Obserwacje zwierciadła wód podziemnych pierwszego poziomu wodonośnego pokazują znaczne zmiany jego położenia w zależności od budowy geologicznej. Na obszarze pradoliny roczna amplituda zmian jest niewielka i wynosi około 0,2-0,8 m, natomiast w strefach wysoczyznowych (morenowych) zmiany te są znaczne i w skali roku sięgają nawet 2-3 m. Analiza wykresów (rys. 3,4,5) pozwala zauważyć wyraźną zależność pomiędzy wykształceniem litologicznym utworów przypowierzchniowych, a zmianami położenia zwierciadła wód. W posterunkach pomiarowych w Wejherowie, Rumi, Chwaszczynie i Łęczycach, gdzie utworami przypowierzchniowymi są piaski gliniaste i gliny, amplituda zmian jest niewielka. Natomiast w miejscowości Szemud, Leśnice i Mosty, gdzie w profilu od powierzchni terenu występują piaski i żwiry, obserwujemy znaczne zmiany stanów zwierciadła. Najpłycej zwierciadło występuje w okresie wiosennym (kwiecień) oraz letnim (sierpień), najgłębiej natomiast w okresie od października do lutego. Generalnie odpływ wód podziemnych odbywa się w ku dolinom Redy i Łeby, stanowiących bazę drenażu wód, a we wschodniej części omawianego obszaru w kierunku wschodnim i północnym. 5

6 Rys. 3. Stany zwierciadła wód podziemnych pierwszego poziomu wodonośnego na obszarze pradoliny w wybranych latach (odcinek Chwaszczyno Strzebielino). 6

7 Rys. 4. Stany zwierciadła wód podziemnych pierwszego poziomu wodonośnego na obszarze wysoczyzny w wybranych latach (odcinek Chwaszczyno Strzebielino) 7

8 Rys. 5 Stany zwierciadła wód podziemnych pierwszego poziomu wodonośnego w wybranych latach (odcinek Chwaszczyno Strzebielino) Utwory czwartorzędu na omawianym obszarze wykazują dużą zmienność oraz dużą ilość zaburzeń glacitektonicznych. Są to elementy typowe dla warunków sedymentacji glacjalnej. Wynikiem tego jest zmienny sposób występowania wód podziemnych, m.in. znaczne różnice w ich głębokości obserwowane w bliskim sąsiedztwie. Dokładne rozpoznanie hydrogeologiczne posiada właściwie tylko obszar doliny Łeby, będący przedmiotem badań wielu specjalistów. Wieloletnie obserwacje (l ) reżimu wodnego rzeki Łeby pozwalają stwierdzić, iż zmiany stanu wody w rzece wynoszą_ maksymalnie około 140 cm. Minimalny przepływ (NNW) zanotowano w 1971 r., i wynosił on 68 cm. Wartość maksymalną (WWW), wynoszącą 207 cm, zaobserwowano w 1980 r. (wg danych z wodowskazu w Lęborku). Jak już wspomniano wody podziemne występują tu bardzo płytko, przeważnie w piaskach średnioziarnistych (k śr =94x10-6), lokalnie pospółkach (k śr =15x10-5) i piaskach drobnoziarnistych (k śr =58x10-7), a więc utworach o dobrej przepuszczalności. Od powierzchni terenu często występują grunty organiczne (torfy) o mniejszej wodoprzepuszczalności, posiadające jednak dużą zdolność do magazynowania wody. W okresach wysokich stanów w rejonach położonych najniżej mogą występować podtopienia powierzchni terenu. Wyniki analiz chemicznych wody gruntowej wskazują na słabą agresywność kwasową (1a1) i słabą agresywność węglanową (1a2) w stosunku do betonu. Poszczególne warianty projektowanej drogi S-6 przebiegają przez trzy Główne Zbiorniki Wód Podziemnych (GZWP): Subniecka Gdańska (nr 111), Pradolina Kaszuby i rzeki Reda (nr 110) oraz Pradolina Łeby (nr 107). Wszystkie ww. zbiorniki mają charakter udokumentowany i obejmują poziomy wodonośne w ośrodku porowym. Zbiornik nr 111 został utworzony w celu ochrony kredowego piętra wodonośnego niecki gdańskiej i z uwagi na głębokość jego zalegania (średnia głębokość ujęć wynosi 150 m) i izolację tego poziomu wodonośnego od powierzchni terenu nie jest on narażony na szkodliwe oddziaływanie ze strony projektowanej inwestycji. Pozostałe dwa zbiorniki zostały utworzone w celu ochrony poziomów wodonośnych w czwartorzędowych utworach piaszczystych dolin (pradolin) rzecznych (Redy i Łeby). Jak już wcześniej wspomniano doliny te są miejscami szczególnie narażonymi na zanieczyszczenia wód podziemnych (średnia głębokość ujęć wynosi w dolinie Łeby 5-50 m, a w dolinie Redy 5-10 m) i dlatego te obszary ww. GZWP, przez które będzie przebiegać projektowana trasa, powinny być poddane szczegółowej analizie podczas prac dokumentacyjnych określających warunki 8

9 hydrogeologiczne dla wybranego wariantu drogi. Uwaga ta dotyczy przede wszystkim odcinka Lębork-Strzebielino, zbliżonego w przebiegu dla wszystkich wariantów (w obrębie doliny Łeby). [GZWP znajdują się na mapkach uwarunkowań środowiskowych] Ocena wpływu poszczególnych wariantów na wody podziemne Należy pamiętać, iż istotnym czynnikiem przy wyborze konkretnego wariantu trasy powinno być uwzględnienie obecności w sąsiedztwie ujęć wodociągowych wraz z ich strefami ochrony pośredniej, służących do zbiorowego zaopatrzenia ludności w wodę. Według wstępnych informacji wodociągi takie znajdują się w miejscowościach: Lębork, Bożepole Wielkie, Kielno, Szemud, Luzino i Strzebielino. Ponadto ujęcia wodociągowe znajdują się w Wejherowie, Rumi i Redzie, ale zostały one zlokalizowane przy uwzględnieniu lokalizacji istniejącej dr nr 6. CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW GRUNTOWYCH Charakterystyka wydzielonych warstw geologicznych W podłożu projektowanej trasy stwierdzono występowanie trzech kompleksów geologicznych: lodowcowe i wodnolodowcowe utwory plejstocenu (zlodowacenie Wisły) (1) rzeczne utwory plejstocenu (pradoliny Łeby Redy) (2) rzeczne utwory holocenu (3) Na przekrojach geologicznych (części rysunkowej załącznika), w obrębie kompleksów geologicznych wydzielono 10 warstw w zależności od wykształcenia litologicznego, genezy oraz wieku. Warstwa 1a, reprezentowana przez plejstoceńskie piaski drobne, średnie, średnie ze żwirem pochodzenia wodnolodowcowego zlodowacenia Wisły, dolne. Piaski te są zagęszczone Warstwa 1b, reprezentowana przez plejstoceńskie gliny zwałowe, wykształcone w postaci glin i glin piaszczystych z lokalnie z otoczakami i żwirem, dolne. Gliny te występują w stanie twardoplastycznym. Warstwa 1c, reprezentowana przez plejstoceńskie piaski drobne, średnie, średnie ze żwirem pochodzenia wodnolodowcowego zlodowacenia Wisły, górne. Piaski te są w stropie średniozagęszczone, a w spągu zagęszczone. Warstwa 1d, reprezentowana przez plejstoceńskie utwory zastoiskowe, pyły i pyły piaszczyste o niewielkiej miąższości, występujące lokalnie jako soczewy w glinach lub w spągu piasków wodnolodowcowych warstwy 1c. Utwory te występują w stanie plastycznym lub twardoplastycznym. Warstwa 1e, reprezentowana przez plejstoceńskie gliny zwałowe, wykształcone w postaci glin i glin piaszczystych lokalnie ze żwirem, górne. Gliny te występują w stanie plastycznym i wykazują znaczną podatność na zmianę stanu. Warstwa 1f, reprezentowana przez piaski i żwiry moren czołowych i ozów. Utwory te są w stropie średniozagęszczone a w spągu zagęszczone. Warstwa 2a, reprezentowana przez zastoiskowe utwory wykształcone w postaci iłów i pyłów w obrębie piasków pradoliny Łeby Redy. Utwory te występują w stanie plastycznym. Warstwa 2b, reprezentowana przez piaski pradoliny Łeby Redy, wykształcone w postaci piasków drobnych, średnich, średnich ze żwirem, żwirów. Utwory te są w stropie średniozagęszczone a w spągu zagęszczone. Warstwa 3a, reprezentowana przez holoceńskie piaski rzeczne tarasów zalewowych rzek, wykształcone w postaci piasków drobnych i średnich. Utwory te są w stropie luźnie a w spągu średniozagęszczone. Warstwa 3b, reprezentowana przez holoceńskie utwory organiczne (namuły, torfy) 9

10 Warunki gruntowo-wodne Warunki gruntowo-wodne scharakteryzowano grupami nośności podłoża w zależności od głębokości pierwszego poziomu wód gruntowych oraz rodzaju gruntów w podłożu (wg Rozporządzenia Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 43, poz. 430). Warunki gruntowo wodne dla wszystkich wariantów można uznać za dobre (G1, G2) lub przeciętne (G3). Dominują utwory piaszczyste lub gliniaste w stanie twardoplastycznym. Złe warunki gruntowo-wodne (G4) występują lokalnie i związane są z płytkim występowaniem wód gruntowych i występowaniem gruntów organicznych (namułów, torfów) w dolinach rzek. Z zagrożeń wynikających z budowy geologicznej podłoża należy wymienić: A) grunty organiczne w dolinach rzek (do 13 m miąższości) B) grunty organiczne występujące lokalnie w zagłębieniach bezodpływowych C) wysoki poziom wody gruntowej w dolinach rzek D) słabą konsolidację glin morenowych i ich podatność na zmianę stanu E) duże deniwelacje terenu (możliwe zjawiska geodynamiczne na skarpach dolin rzecznych OCENA WARUNKÓW BUDOWLANYCH Przy ocenie warunków budowlanych brano pod uwagę nośność gruntów, położenie zwierciadła wód gruntowych oraz udział niekorzystnych czynników geologicznych takich jak czynne procesy geodynamiczne, podatność na osiadanie, tereny zalewowe itp. Opracowano własną klasyfikację i warunki podzielono na trzy kategorie: dobre, przeciętne i trudne: Warunki dobre (kolor zielony w stopce przekrojów w części rysunkowej załącznika): nośne grunty kat. G1 woda gruntowa poniżej 5 m p.p.t. brak utworów organicznych grunty spoiste w stanie twardoplastycznym grunty sypkie w stanie średniozagęszczonym brak gruntów wątpliwych (pylastych) brak czynnych procesów geodynamicznych Warunki przeciętne (kolor pomarańczowy w stopce przekrojów w części rysunkowej załącznika): nośne grunty kat. G2, G3 woda gruntowa od 1 do 2 m p.p.t. brak utworów organicznych grunty spoiste w stanie plastycznym grunty sypkie w stanie średniozagęszczonym grunty wątpliwe (pylaste) brak czynnych procesów geodynamicznych Warunki trudne (kolor czerwony w stopce przekrojów w części rysunkowej załącznika): słabonośne grunty kat. G4 woda gruntowa od powierzchni do 1 m p.p.t. grunty organiczne (namuły, torfy, gytie) na powierzchni, lub do głębokości 1 m grunty spoiste w stanie miękkoplastycznym grunty sypkie w stanie luźnym, podłoże podatne na osiadania obecność czynnych procesów geodynamicznych (podmokłości) tereny zalewowe 10

11 11

12 Materiały: 1. Dokumentacja charakteryzująca warunki geologiczne i hydrogeologiczne dla celów opracowania STEŚ budowy drogi ekspresowej S-6 odc. Lębork (wraz z obwodnica Lęborka) Chwaszczyno wykonana przez Instytut Techniki Budowlanej. 12