Draft (nie do rozpowszechniania) PROWINCJA HYDROGEOLOGICZNA NIZINNA; PASMA ZBIORNIKÓW CZWARTORZĘDOWYCH; SUBNIECKI; SUBZBIORNIKI Cz. I : Pasma zbiorników czwartorzędowych. 1. Podstawa regionalizacji wg Kleczkowskiego: Pasmo nadmorskie (Pn) granica południowa wyznaczona zasięgiem fazy pomorskiej zlodowacenia bałtyckiego. Pasmo pojezierne (Pp) granica południowa oparta na zasięgu fazy leszczyńskiej zlodowacenia bałtyckiego. Pasmo równinne (Pr) granica południowa oparta na zasięgu zlodowacenia Warty na W od Wisły oraz północnej granicy niecki lubelskiej na E od Wisły. Pasmo przedsudeckie (Pps) leŝy w zlewni Odry. Zasięg obejmuje obszar w obrębie prowincji górsko-wyŝynnej o dominującej roli czwartorzędowego piętra wodonośnego. Granica wschodnia z pasmem przedkarpackim oparta na wododziale między zlewnią Wisły i Odry. Pasmo przedkarpackie (Ppk) - leŝy w zlewni Wisły. Zasięg obejmuje obszar w obrębie prowincji górsko- wyŝynnej o dominującej roli czwartorzędowego piętra wodonośnego. Granica zachodnia z pasmem przedsudeckim oparta na wododziale między zlewnią Wisły i Odry. 2. Typowe struktury hydrogeologiczne w czwartorzędzie. Typowe struktury hydrogeologiczne tworzące zasobne zbiorniki wód podziemnych moŝna podzielić na: Otwarte (doliny, pradoliny i sandry), Zamknięte (doliny kopalne i zbiorniki międzymorenowe) Ośrodek ma charakter porowy. Wody podziemne występują w utworach piaszczysto- Ŝwirowych. Słaboprzepuszczalne gliny zwałowe stanowią najczęściej utwory rozdzielające i pokrywające warstwy wodonośne. 3. Warunki zasilania przepływu i drenaŝu. Podstawowym źródłem zasilania wód podziemnych jest bezpośrednia lub pośrednia (przez warstwy nadległe) infiltracja opadów atmosferycznych. Odpływ podziemny skierowany jest do rzek. Średnie rzeczywiste szybkości przepływu wód podziemnych w utworach piaszczysto-ŝwirowych kształtują się na poziomie 100 300 m/rok. Rzeki towarzyszą zazwyczaj zbiornikom wód podziemnych o charakterze dolin, pradolin i dolin kopalnych. Zbiorniki tego typu odgrywają zazwyczaj istotną rolę w drenaŝu wód podziemnych z otaczających je obszarów. Takiemu systemowi krąŝenia sprzyja sytuacja geomorfologiczna. Wyniesienia morenowe stanowią obszary zasilania piętra czwartorzędowego stąd następuje przepływ do zbiorników typu dolin i pradolin. Zbiorniki związane ze strukturami dolinowymi są z tego powodu najbardziej zasobne w wody podziemne i wyróŝniają się maksymalnymi wydatkami jednostkowymi studni. 1
3.Główne zbiorniki wód podziemnych (GZWP) i ich ochrona. GZWP w pasmach czwartorzędowych podzielono wg genezy na doliny (Q D ), pradoliny (Q P ), doliny kopalne (Q K ), sandry (Q s ) i zbiorniki międzymorenowe (Q M ). Ponadto wyróŝniono zbiorniki poligenetyczne, dla których kombinacje nazw tworzy się od oznaczeń literowych, postępując od powierzchni np. dla doliny podścielonej zbiornikiem międzymorenowym stosuje się skrót Q DM. Ogółem w pasmach czwartorzędowych wydzielono 94 GZWP, przy czym w pasmach Pps i Ppk, ubogich w wodę, stosowano kryteria indywidualne o obniŝonych wymaganiach. Około 79% całości GZWP w pasmach stanowią zbiorniki jednolite genetycznie (D, P, K, S, M). Pozostałe mają charakter poligenetyczny, wykazując przewaŝnie związek z dolinami i pradolinami. Ilościowo dominują zbiorniki międzymorenowe (ponad 36%) i dolinowe z pradolinowymi (ponad 23%), a następnie doliny kopalne (ok.13%). Tylko 6 sandrów (ponad 6%) uznano za GZWP. Największe zasoby dyspozycyjne GZWP zawarte są w dolinach i pradolinach (ponad 40%), zaś w zbiornikach międzymorenowych ponad 20%, a w dolinach kopalnych 8.6%. Moduły zasobów dyspozycyjnych są generalnie wysokie. W pasmach północnych nieco wyŝsze średnie moduły zasobowe dla GZWP wykazują Pn 3.46 l/s/km 2, i Pr 3.20 l/s/km 2, niŝ Pp 2.06 l/s/km 2. W pasmach południowych moduły zasobowe są wyraźnie wyŝsze dla Pps 3.63 l/s/km 2, niŝ dla Ppk 1.26 l/s/km 2. Warunki ochrony GZWP zaleŝą od wraŝliwości na zanieczyszczenia z powierzchni terenu, czyli od stopnia ich izolacji warstwami utworów słaboprzepuszczalnych. Doliny, pradoliny i sandry są w przewaŝającej części odkryte. Piaszczyste warstwy na powierzchni sprzyjają szybkiemu przenoszeniu substancji chemicznych do warstw wodonośnych i dalej zgodnie z przepływem konwekcyjnym do istniejących w nich ujęć. Tego typu GZWP wymagają szczególnej ochrony polegającej na właściwej gospodarce przestrzennej, usunięciu potencjalnych ognisk zanieczyszczeń wód podziemnych, prawidłowej eksploatacji sieci kanalizacyjnej w obszarach zurbanizowanych itp. 4.Parametry hydrogeologiczne ośrodka hydrogeologicznego: Pasmo nadmorskie (Pn) przewaŝają zbiorniki międzymorenowe. MiąŜszość warstw wodonośnych waha się od około 10 do 80m, najczęściej 20-40m. Współczynniki filtracji zazwyczaj rzędu 4 10-4 m/s (35 m/d) ale wahają się w granicach od 5 10-5 m/s do 2 10-3 m/s. Przewodność zazwyczaj wysoka i bardzo wysoka wg klasyfikacji Krasnego najczęściej w przedziale 400 1000 m 2 /d (ok.15-40 m 2 /h). Środowisko hydrogeologiczne jest zazwyczaj słabo lub średnio zróŝnicowane (klasa b i c). Potencjalne wydatki studzien kształtują się najczęściej na poziomie rzędu kilkudziesięciu do stu kilkudziesięciu m 3 /h. Pasmo pojezierne (Pp) GZWP usytuowane najczęściej w strukturach pradolinnych, międzymorenowych i sandrach. MiąŜszość warstw wodonośnych waha się od kilku do ok. 80m, najczęściej 15-30m. Współczynniki filtracji najczęściej rzędu 3 10-4 m/s (ok. 25 m/d) ale wahają się w granicach od 3 10-5 m/s do 3 10-3 m/s. Przewodność zazwyczaj wysoka i bardzo wysoka wg klasyfikacji Krasnego najczęściej w przedziale 500 1200 m 2 /d (ok.15-50 m 2 /h). Środowisko hydrogeologiczne jest przewaŝnie słabo lub średnio zróŝnicowane (klasa b i c). Potencjalne wydatki studzien kształtują się najczęściej na poziomie od 20 do 50 m 3 /h, ale mogą osiągać do 500 m 3 /h (Pradolina toruńsko- eberswaldzka). 2
Pasmo równinne (Pr) GZWP usytuowane najczęściej w strukturach pradolinnych, dolinach kopalnych, strukturach międzymorenowych i sandrach. MiąŜszość warstw wodonośnych waha się od kilku do ok. 60m, najczęściej 15-25m. Współczynniki filtracji najczęściej rzędu 3 10-4 m/s (ok. 25 m/d) ale wahają się w granicach od 4 10-5 m/s do 2 10-3 m/s. Przewodność zazwyczaj wysoka i bardzo wysoka wg klasyfikacji Krasnego najczęściej w przedziale 500 1400 m 2 /d (ok.15-60 m 2 /h). Środowisko hydrogeologiczne jest przewaŝnie słabo lub średnio zróŝnicowane (klasa b i c). Potencjalne wydatki studzien kształtują się najczęściej na poziomie od kilkunastu do ponad 100 m 3 /h, osiągając przeciętnie 50-80 m 3 /h. Współczynniki odsączalności oznaczone dla utworów piaszczysto-ŝwirowych w kilku zbiornikach wynoszą przeciętnie 0.1 do 0.2. Pasmo przedsudeckie (Pps) występują 4 GZWP. MiąŜszość warstw wodonośnych waha się od kilku do ok. 50m. Współczynniki filtracji najczęściej rzędu 10-4 m/s (ok. 10 m/d) ale wahają się w granicach od 7 10-6 m/s do 6.3 10-3 m/s. Przewodność zazwyczaj wysoka i bardzo wysoka wg klasyfikacji Krasnego najczęściej w przedziale 250 700 m 2 /d (ok.10-30 m 2 /h). Środowisko hydrogeologiczne jest przewaŝnie słabo lub średnio zróŝnicowane (klasa b i c). Pasmo przedkarpackie (Ppk) - GZWP usytuowane najczęściej w strukturach dolinnych i dolin kopalnych (pradolin). MiąŜszość warstw wodonośnych waha się od kilku do około 60m, najczęściej 10-20m. Współczynniki filtracji są najczęściej rzędu 3 10-4 m/s (ok. 25 m/d) ale wahają się w granicach od 4 10-5 m/s do 2 10-3 m/s. Przewodność zazwyczaj wysoka wg klasyfikacji Krasnego najczęściej w przedziale 100 800 m 2 /d (ok. kilku do 35 m 2 /h). Środowisko hydrogeologiczne jest przewaŝnie słabo lub średnio zróŝnicowane (klasa b i c). Potencjalne wydatki studzien kształtują się najczęściej na poziomie od kilkunastu do kilkudziesięciu m 3 /h. 5. Jakość wód podziemnych. Typowe wody posiadają mineralizację około 200 do 700 mg/l. Są to zazwyczaj wody średnio twarde i twarde o twardości ogólnej rzędu 3-10 mval/l (150-300 mg CaCO 3 /L). W warunkach naturalnych dominują wody typu HCO 3 -Ca wg Altowskiego-Szwieca. W strefach zmienionych antropogenicznie pojawiają się wody z podwyŝszonym udziałem procentowym siarczanów, chlorków, a czasem azotanów. Dotyczy to szczególnie zbiorników odkrytych. Wody zbiorników zakrytych posiadają naturalnie podwyŝszoną zawartość Ŝelaza i manganu, na skutek panujących w nich warunków utleniająco-redukcyjnych (obniŝone Eh). Naturalna przeciętna zawartość Ŝelaza mieści się zazwyczaj w przedziale 1 do 3 mg/l, a manganu od 0.05 do 0.7 mg/l. Przy dopuszczalnej zawartości w wodach pitnych do 0.2 mg Fe/L oraz 0.05 mg Mn/L oznacza to niezbędność odŝelaziania i odmanganiania wody. Wody zbiorników otwartych mają naturalnie niską zawartość Ŝelaza i manganu typową dla warunków utleniających. Niestety, jednocześnie, często podwyŝszoną zawartość azotanów pochodzących zazwyczaj z nawoŝenia gruntów rolnych. Do innych lokalnych zagroŝeń geogenicznych naleŝy podwyŝszona zawartość fluorków w rejonie śuław oraz ingresje zasolonych wód na wybrzeŝu morskim i w rejonach płytko występujących wysadów solnych. 3
Rys.1. Współczynniki filtracji czwartorzędowych utworów piaszczysto-ŝwirowych mieszczą się zazwyczaj w przedziale kilkunastu do kilkudziesięciu m/d. Przykład GZWP 425 w obrębie doliny Wisłoka (Ppk). Rys.2. Główne zbiorniki wód podziemnych (GZWP) w rejonie Gdańska (wg Sadurskiego za Kleczkowskim et al., 1990. Objaśnienia wybrane: 1-ośrodek porowy: a-w obrębie GZWP; b-poza GZWP; 2-przepływy wód podziemnych: a-lokalne; b-regionalne; 3-granica zasięgu wód słodkich. 4
Rys. 3. Główne jednostki i struktury hydrogeologiczne Polski (Kleczkowski 2001) 1 Masywy: a ośrodek szczelinowy; b ośrodek szczelinowo-krasowy; 2-Niecki kredowe: ośrodek szczelinowo-porowy; 3-Monoklina Krakowsko-Śląska: ośrodek szczelinowo-krasowy; 4-granice jednostek hydrogeologicznych: a głównych; b- drugorzędnych; 5-granice pasm zbiorników czwartorzędowych; 6-granice subniecek i subzbiorników: a-ośrodek porowy; b-ośrodek szczelinowo-krasowy; c-ośrodek szczelinowy i szczelinowo-porowy; 7-przynaleŜność stratygraficzna zbiorników wód podziemnych; 8-granica występowania jednostek starszych pod grubszą pokrywą utworów czwarto i trzeciorzędowych; 9-główne struktury hydrogeologiczne w utworach czwartorzędowych; 10- waŝne struktury kopalne w utworach czwartorzędowych. 5
Rys.4. Fragment mapy GZWP dla obszaru północnej Polski 6