UWARUNKOWANIA GEOLOGICZNO- HYDROGEOLOGICZNE EKSPLOATACJI ZŁÓŻ KRUSZYW ŻWIROWO-PIASKOWYCH

Transkrypt

1 UWARUNKOWANIA GEOLOGICZNO- HYDROGEOLOGICZNE EKSPLOATACJI ZŁÓŻ KRUSZYW ŻWIROWO-PIASKOWYCH GEOLOGY AND HYDROGEOLOGY CONDITIONS IN THE EXPLOITATION OF THE GRAVEL AND SAND AGGREGATE Jacek MOTYKA, Mariusz CZOP, Ryszard MYSZKA, Jerzy GÓRECKI

2 WPROWADZENIE PODEJŚCIE HOLISTYCZNE PRZESTRZEŃ GEOGRAFICZNA = miejsce występowania określonych zasobów oraz miejsce działalności człowieka ZŁOŻA SUROWCÓW MINERALNYCH są zasobami: 1) o zdeterminowanej lokalizacji, 2) stosunkowo rzadko występującymi RODZAJ ZŁOŻA SUROWCÓW MINERALNYCH determinuje w znaczącym stopniu jego oddziaływanie na środowisko

3 STRUKTURA PRZESTRZENI GEOGRAFICZNEJ PRZESTRZEŃ PRZYRODNICZA podłoże geologiczne warunki klimatyczne stosunki wodne ukształtowanie powierzchni warunki glebowe szata roślinna świat zwierzęcy PRZESTRZEŃ SPOŁECZNO -GOSPODARCZA struktura przestrzenna rolnictwa struktura przestrzenna przemysłu sieć komunikacyjna sieć usług i instytucji rozmieszczenie ludności i zróżnicowanie struktur demograficznych sieć osadnicza zasoby kapitałowe i finansowe źródło: opracowanie własne na podstawie (Zioło 1999) zasoby kultury materialnej zasoby kultury duchowej poziom wykształcenia ludności aspiracje społeczne mieszkańców zasoby intelektualne świadomość społeczna świadomość polityczna świadomość kulturowa

4 MODEL FUNKCJONOWANIA PRZESTRZENI GEOGRAFICZNEJ Przestrzeń geograficzna MACIERZ ZŁOŻONYCH RELACJI POMIĘDZY WYBRANYMI ELEMENTAMI PRZESTRZENI (PODPRZE- STRZENIAMI) źródło: (Zioło 1999) PRZESTRZEŃ GEOGRAFICZNA Przestrzenie Przestrzeń przyrodnicza Przestrzeń społeczno - gospodarcza Przestrzeń kulturowa Podprzestrzenie podłoże geologiczne X 1 warunki klimatyczne stosunki wodne ukształtowanie powierzchni warunki glebowe szata roślinna świat zwierzęcy... X n struktura rolnictwa Y 1 struktura przemysłu sieć komunikacyjna sieć usług i instytucji stosunki demograficzne sieć osadnicza zasoby kapitałowe i finansowe... y m kultura materialna Z 1 kultura duchowa wykształcenie ludności aspiracje społeczeństwa zasoby intelektualne świadomość społeczna świadomość polityczna świadomość kulturowa.... Z k Przestrzeń przyrodnicza X 1, X 2,..., X n Przestrzeń społ. - gosp. Y 1, Y 2,..., Y m Przestrzeń kulturowa Z 1, Z 2,..., Z k

5 PODŁOŻE GEOLOGICZNE SUROWCE MINERALNE występują w obrębie PODŁOŻA GEOLOGICZNEGO, charakteryzowanego przez określony zespół czynników Formacje skalne Jednostki surowcowe Złoża Warunki hydrogeologiczne Warunki geolog. - inżynierskie źródło: (Zioło 1999) Wzajemne zależności elementów składowych PODŁOŻA GEOLOGICZNEGO można opisać przy pomocy złożonej macierzy zależności. Zasadniczo czynniki te są silnie zdeterminowane przez typ FORMACJI SKALNEJ WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE są ściśle związane z podprzestrzenią STOSUNKÓW WODNYCH

6 ZŁOŻA KRUSZYW NATURALNYCH KRUSZYWA NATURALNE grupa kopalin okruchowych o zróżnicowanym składzie ziarnowym (głównie żwiry, pospółki i piaski), zbudowanych głównie z ziaren kwarcu KRYTERIA BILANSOWOŚCI zależne od rodzaju dokumentowanego złoża a) piaski skaleniowokwarcowe, b) piaski kwarcowe i c) żwiry i pospółki 1) minimalna miąższość złoża 2 m (a, b, c) 2) stosunek nadkład : złoża 0,3 (a); 0,5 (b); 1,0 (c) 3) maksymalna zawartość pyłów mineralnych 10% (a); 5% (b); 15% (c) 4) minimalna zawartość ziaren kwarcu 85% (b)

7 ZŁOŻA KRUSZYW NATURALNYCH KRUSZYWA NATURALNE grupa kopalin występujących powszechnie (kopaliny pospolite); związane głównie z utworami czwartorzędowymi, oraz znacznie rzadziej z trzeciorzędowymi, kredowymi i jurajskimi ZŁÓŻA KRUSZYW NATURALNYCH są ukształtowane w wyniku procesów geologicznych WIETRZENIA i TRANSPORTU; dostateczną siłę" dla przenoszenia materiału okruchowego mają: 1) LODOWCE (z. lodowcowe właściwe moreny czołowe) 2) WODY Z TOPIENIA LODOWCA (z. wodno-lodowcowe moreny czołowe i boczne, ozy oraz kemy a także z. rzeczno-lodowcowe sandry i pradoliny) 3) RZEKI (z. rzeczne - tarasy akumulacyjne i stożki napływowe) 4) MORZA (z. morskie - plażowe i denne) 5) WIATR (z. eoliczne wydmy i pola wydmowe) złoże kruszywa może również występować in situ tj. w miejscu wietrzenia (z. wietrzeniowe)

8 WYSTĘPOWANIE ZŁÓŻ KRUSZYW NATURALNYCH WIĘKSZOŚĆ TYPÓW ZŁÓŻ KRUSZYW NATURALNYCH MA STOSUNKOWO NIEWIELKIE MIĄŻSZOŚCI (KILKA DO KILKUNASTU METRÓW) I RELATYWNIE MAŁE ROZMIARY, ZŁOŻA WODNO-LODOWCOWE SĄ STOSUNKOW RZADKIE ZŁOŻA DUŻE I O ZNACZNEJ MIĄŻSZOŚCI NALEŻĄ DO TYPU RZECZNO-LODOWCOWEGO, GŁÓWNIE PRADOLINY ALE I SANDRY ORAZ TYPU RZECZNEGO TARASÓW AKUMULACYJNYCH LOKALIZACJA ZŁÓŻ DUŻYCH I O ZNACZNEJ MIĄŻSZOŚCI JEST SILNIE ZDETERMINOWANA W PRZYPADKU TYPU RZECZNO-LODOWCOWEGO W PRZEWADZE DO OBSZARU POLSKI PÓŁNOCNEJ ZAŚ W PRZYPADKU TYPU RZECZNEGO TARASÓW AKUMULACYJNYCH DO DOLIN RZEK

9 HYDROGEOLOGIA ZŁÓŻ KRUSZYW NATURALNYCH ZŁOŻA KRUSZYW NATURALNYCH (PIASKI, POSPÓŁKI I ŻWIRY) SĄ ZBUDOWANE ZE SKAŁ: 1) O DUŻEJ ZASOBNOŚCI WODNEJ, WSPÓŁCZYNNIK POROWATOŚCI n=20-30%; 1m 3 zawodnionego piasku zawiera około litrów wody 2) O BARDZO DOBREJ WODOPRZEPUSZCZALNOŚCI, WSPÓŁCZYNNIK FILTRACJI k= m/s STREFY WYSTĘPOWANIA ZNACZĄCYCH MIĄŻSZOŚCI ZAWODNIONYCH UTWORÓW PIASZCZYSTO- ŻWIROWYCH SĄ UZNAWANE ZA ZBIORNIKI WÓD PODZIEMNYCH (PRADOLINY ORAZ DOLINY RZECZNE SĄ ZBIORNIKAMI O CHARAKTERZE REGIONALNYM) WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE ZŁOŻA ZALEŻĄ BEZPOŚREDNIO OD JEGO POZYCJI W STOSUNKU DO ZWIERCIADŁA WÓD PODZIEMNYCH 1) ZŁOŻA POŁOŻONE PONAD ZWIERCIADŁEM WÓD PODZIEMNYCH złoża niezawodnione 2) ZŁOŻA POŁOŻONE PONIŻEJ ZWIERCIADŁA WÓD PODZIEMNYCH złoża zawodnione

10 WPŁYWY EKSPLOATACJI ZŁÓŻ KRUSZYW NATURALNYCH NA STOSUKI WODNE WPŁYWY EKSPLOATACJI ZŁOŻA KRUSZYW NATURALNYCH NA STOSUNKI WODNE WYNIKAJĄ BEZPOŚREDNIO Z JEGO POZYCJI W STOSUNKU DO ZWIERCIADŁA WÓD PODZIEMNYCH

11 POBÓR WODY PRZY EKSPLOATACJI ZŁÓŻ KRUSZYW NATURALNYCH WIELKOŚĆ POBORU WODY Z GÓROTWORU W TRAKCIE EKSPLOATACJI ZAWODNIONEGO ZŁOŻA KRUSZYWA 1) ILOŚĆ WODY USUNIĘTA WRAZ Z POZYSKIWANYM PIASKIEM (OBECNA W PORACH) ~O,25 m 3 WODY NA 1 m 3 KRUSZYWA 2) ILOŚĆ WODY DOPŁYWAJĄCA DO WYBRANEJ WOLNEJ PRZESTRZENI 1 m 3 WODY NA 1 m 3 KRUSZYWA ZWIĘKSZONE PAROWANIE Z POWIERZCHNI ZBIORNIKA

12 LEJ DEPRESJI LOKALNE WARUNKI GEOLOGICZNE, GŁÓWNIE WYSTĘPOWANIE USKOKÓW, NIECKOWEGO ZALEGANIA WARSTW, WYKLINOWYWANIE SIĘ WARSTW ITP. WYSTĘPOWANIE KONTAKTÓW HYDRAULICZNYCH Z INNYMI WARSTWAMI WODONOŚNYMI, GŁÓWNIE OKIEN HYDROGEOLOGICZNYCH WYSTĘPOWANIE STOSUNKOWO DUŻYCH RZEK I JEZIOR WYDATEK WODY ODPOMPOWYWANEJ Z WARSTWY WODONOŚNEJ (ZALEŻNOŚĆ WPROSTPROPORCJONALNA) LEJ DEPRESJI = STREFA OBNIŻONEGO ZWIERCIADŁA WODY, POWSTAJE WOKÓŁ STREF DRENAŻU WÓD PODZIEMNYCH WARTOŚĆ MAKSYMALNEGO OBNIŻENIA ZWIERCIADŁA WODY W CENTRUM SYSTEMU DRENAŻOWEGO (ZALEŻNOŚĆ WPROSTPROPORCJONALNA) WSPÓŁCZYNNIK FILTRACJI WARSTWY WODONOŚNEJ (ZALEŻNOŚĆ WPROSTPROPORCJONALNA) GRANICA LEJA DEPRESJI W PRAKTYCE JEST PRZYJMOWANA DLA PEWNEJ GRANICZNEJ WARTOŚCI OBNIŻENIA ZWIERCIADŁA WODY ( DO POMINIĘCIA ) KTÓRA POWINNA BYĆ USTALANA INDYWIDUALNIE DLA KONKRETNYCH PRZYPADKÓW (OBSZARÓW BADAŃ)

13 LEJ DEPRESJI W KOPALNIACH KRUSZYWA MAKSYMALNE OBNIŻENIE ZWIERCIADŁA WODY H=~1-2 M ZASIEG LEJA DEPRESJI OGRANICZA SIĘ NA NAJBLIŻSZYM ZBIORNIKU WODNYM LUB RZECE TRUDNOŚCI Z BADANIEM LEJA DEPRESJI W STREFIE ZEWNETRZNEJ, GDZIE OBNIŻENIA ZWIERCIADŁA WODY SA RZĘDU POJEDYNCZYCH CENTYMENTRÓW LEJ DEPRESJI DLA KOPALŃ KRUSZYWA NATURALNEGO MA NIESZKODLIWY CHARAKTER

14 ZMIANY NATURALNYCH KIERUNKÓW PRZEPŁYWU WÓD PODZIEMNYCH WODY PODZIEMNE DOPŁYWAJĄ DO NAJNIŻEJ POŁOŻONEGO PUNKTU (WYROBSIKA) RZECZYWISTE POMIARY GEODEZYJNE DLA KOPALNI KRUSZYWA NATURALNEGO POTWIERDZAJĄ PRZEPŁYW WODY Z RZEKI

15 POWSTANIE SZTUCZNEGO ZBIORNIKA WODNEGO POWSTAWANIE ATRAKCYJNYCH POD WZGLĘDEM REKREACYJNYM ZBIORNIKÓW WODNYCH KLUCZOWE ZNACZENIE JAKOŚCI WÓD W SZTUCZNYM ZBIORNIKU EFEKT WYPŁASZCZENIA ZWIERCIADŁA WÓD PODZIEMNYCH NA OBSZARZE SZTUCZNEGO ZBIORNIKA

16 ANALIZA WPŁYWÓW NA ŚRODOWISKO WODNE KAŻDE ZAGROŻENIE ŚRODOWISKA JEST UCIĄŻLIWOŚCIĄ DLA ŚRODOWISKA, LECZ NIE KAŻDA UCIĄŻLIWOŚĆ JEST DLA NIEGO ZAGROŻENIEM źródło: Ochrona środowiska, w: Encyklopedia zarządzania EKSPLOATACJA ZŁÓŻ KRUSZYW NATURALNYCH, ZARÓWNO W WARUNKACH NIEZAWODNIONYCH JAK I ZAWODNIONYCH NIE POWODUJE ISTOTNYCH SZKODLIWYCH ODDZIAŁYWAŃ NA ŚRODOWISKO WODNE EKSPLOATACJA ZŁÓŻ KRUSZYW NATURALNYCH, MOŻE BYĆ SZKODLIWA JEDYNIE DLA SIEDLISK ORGANIZMÓW WODOLUBNYCH, WRAŻLIWYCH NAWET NA NIEWIELKIE WAHANIA WILGOTNOŚCI SKAŁ PODŁOŻA

17 PODSUMOWANIE I. SILNE SKOMPLIKOWANIE CZYNNIKÓW OPISUJĄCYCH PRZESTRZEŃ -PODŁOŻA GEOLOGICZNEGO, SPRAWIA ŻE KONIECZNA JEST SZCZEGÓŁOWA ANALIZA UWARUNKOWAŃ GEOLOGICZNO-HYDROGEOLOGICZNYCH DLA POSZCZEGÓLNYCH PRZYPADKÓW II. EKSPLOATACJA KRUSZYWA NATURALNEGO POD WZGLĘDEM HYDROGEOLOGICZNYM NIE POWODUJE ISTOTNYCH I SZKODLIWYCH ZMIAN W ŚRODOWISKU WODNYM III. ZASADNE JEST POGŁĘBIONE ROZWAŻENIE POTENCJALNYCH WPŁYWÓW EKSPLOATACJI KRUSZYWA NA ŚRODOWISKO WODNE TYLKO W PRZYPADKU SĄSIEDZTWA WRAŻLIWYCH SIEDLISK ORGANIZMÓW WODOLUBNYCH