ŁUKASZ CHABUDZIŃSKI Pracownia Geoinformacji, Wydział Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Marii-Curie Skłodowskiej, Kraśnicka 2 c, d, 20-718 Lublin, e-mail: lchabudzinski@gmail.com OCENA ZASOBÓW WÓD PODZIEMNYCH NA PODSTAWIE WYDAJNOŚCI ŹRÓDEŁ ( PRZYKŁAD GÓRNEJ SANNY, SE POLSKA) STRESZCZENIE Artykuł prezentuje wyniki stacjonarnych pomiarów wydajności źródeł prowadzonych w zlewni górnej Sanny. Pomiary te były wykonywane w odstępach 3-7 tygodni w zależności od warunków atmosferycznych. Zebrane dane pozwoliły na wyznaczenie zasobów wodnych zlewni podziemnych źródeł w oparciu o ich przebieg wydajności. Ustalono, iż elementem decydującym o zasobności wodnej poszczególnych zlewni a co za tym idzie także większego obszaru jest rodzaj skał, z jakich drenowana jest woda podziemna w źródłach. Uzyskane wyniki wskazują jednoznacznie, że większą zasobnością cechują się źródła drenujące skały kredowe nadbudowane miąższą pokrywą lessu WPROWADZENIE W okresie transformacji gospodarczej kraju, zachodzących przekształceń strukturalnych w rolnictwie oraz nasilonej antropopresji, kluczowym zadaniem jest gospodarowanie zasobami wód podziemnych. Ekspansywna gospodarka oraz wieloaspektowe przemiany społecznoekonomiczne, jakie zachodzą na obszarze Lubelszczyzny powodują, iż potrzebne są szczegółowe badania skoncentrowane na gospodarowaniu i zarządzania zasobami wód podziemnych w regionie. Konieczne są działania na rzecz zapewnienia konstytucyjnej zasady zrównoważonego rozwoju, szczególnie w obszarach cennych przyrodniczo, do których niewątpliwe zalicza się strefa pogranicza Wyżyny Lubelskiej i Roztocza Zachodniego. Celem pracy jest prezentacja zasobów wód podziemnych wyznaczona na podstawie dynamiki wydajności źródeł oraz modelowania ich zlewni podziemnych. Źródła, jako punktowe wypływy wody podziemnej, są ważnymi obiektami hydrologicznymi. Badanie tych obiektów dostarcza informacji między innymi o zasobności zbiorników wód podziemnych (Michalczyk 1986) a także o właściwościach chemicznych wody znajdującej się w strefie aktywnej wymiany (Janiec 1997).
Ryc. 1. Położenie obszaru badań na tle Roztocza Zachodniego i Wzniesień Urzędowskich wg podziału fizjograficznego województwa lubelskiego (Chałubińska &Wilgat 1954).
Drenują one poziomy wodonośne w naturalny sposób, odprowadzając nadmiar wody zgromadzonej w strefie saturacji. Ich występowanie wiązać należy z budową geologiczną rzeźbą terenu i czynnikami hydrogeologicznymi panującymi na obszarze. Wielu autorów (Janiec 1972 1973 1984, Malinowski 1973 1974, Michalczyk 1986, Janiec & Michalczyk 1991, Michalczyk 1993 1996 2001) zwraca uwagę na ważną rolę tektoniki w powstawaniu i funkcjonowaniu wypływów wód podziemnych na obszarze Wyżyny Lubelskiej i Roztocza. Rozmieszczenie oraz wydajności źródeł wyraźnie nawiązują do układu lineamentów, odzwierciedlających strefy nieciągłości tektonicznych (Michalczyk 1993 1996 2001, Michalczyk i in. 1998). Źródła, stanowiące obiekt badań w niniejszym artykule, znajdujące się w zlewni górnej Sanny, i są po wywierzyskach tatrzańskich jednymi z najwydajniejszych źródeł w Polsce (Chełmicki i in. 2011). METODY Podstawą realizacji zamierzonych celów stanowiły materiały własne uzyskane drogą pomiarów terenowych przeprowadzonych w okresie od 5-V-2005 do 10-III-2007. Dokonano 22 serii pomiarów wydajności wybranych źródeł w zlewni górnej Sanny. Przeprowadzono je za pomocą elektromagnetycznego miernika przepływu NAUTILUS 2000 firmy OTT. Odstępy pomiędzy poszczególnymi pomiarami były różne i zawierały się w przedziale 3-7 tygodni. CHARAKTERYSTYKA OBSZARU Źródła, będące obiektami badań w niniejszym opracowaniu, położone są w zlewni górnej Sanny, wraz z jej lewostronnym dopływem Stanianką, zamkniętej profilem w Potoczku. Przyjęty obszar badań ma rozciągłość równoleżnikową około 24 km i południkową około 12 km a zajęta przez niego powierzchnia wynosi około 193 km 2. Zgodnie z podziałem fizycznogeograficznym Kondrackiego (2000) obszar badań znajduje się na granicy dwóch mezoregionów: Wzniesienia Urzędowskie i Roztocze Zachodnie. Wzniesienia Urzędowskie należą do makroregionu Wyżyna Lubelska, zaś Roztocze Zachodnie zlokalizowane jest w makroregionie Roztocze. Wszystkie te jednostki położone są w podprowincji Wyżyny Lubelsko Lwowskie i prowincji Wyżyny Polskie. Podobne położenie ma badany obszar w podziale lubelskich badaczy: Wg podziału fizjograficznego Chałubińskiej i Wilgata z 1954 roku (Ryc. 1) badany obszar należy do jednostki I rzędu Wyżyna Lubelska. Część północno wschodnia znajduje się w granicach
Roztocza Zachodniego jednostki II rzędu. Pozostała część położona jest w obrębie Wzniesień Urzędowskich jednostki I rzędu. Maruszczak (1972) we własnym podziale geomorfologicznym traktuje Wyżynę Lubelską i Roztocze jako dwa równorzędne regiony geograficzne. Tym samym Wzniesienia Urzędowskie i Roztocze Zachodnie zachowują tę samą rangę. Położenie na pograniczu dwóch krain geograficznych jest bardzo czytelne w zróżnicowaniu rzeźby terenu, budowie geologicznej, wykształceniu utworów powierzchniowych i pokrywy glebowej, charakterze roślinności, warunkach występowania wód podziemnych i powierzchniowych, a przede wszystkim w gęstości sieci rzecznej oraz w krajobrazie i zagospodarowaniu terenu. W północnej części obszaru badań występują skały wieku kredowego i neogeńskiego, reprezentowane głównie przez margle, opoki, wapienie oraz w mniejszym stopniu piaski. Są one nadbudowane czwartorzędowymi glinami zwałowymi zlodowacenia sanu, piaskami odrzańskimi, lessami i utworami lessopodobnymi. Dna dolin wypełnione są osadami pochodzącymi z akumulacji rzecznej oraz deluwiami. Miąższość osadów czwartorzędowych w dolinach przekracza kilkadziesiąt metrów, natomiast na wierzchowinach ogranicza się do 2-5 metrowej warstwy. W części południow-wschodniej w podłożu znajdują się mioceńskie iły krakowieckie, które są przykryte czwartorzędowymi piaskami. W dolinach rzecznych oraz zagłębieniach bezodpływowych zalegają torfy oraz namuły torfiaste (Bielecka 1965a 1965b 1967 1968, Cieśliński 1993a 1993b, Wągrowski 1996a 1996b). Współczesna rzeźba jest wynikiem działalności procesów tektonicznych, erozyjnych oraz antropogenicznych. W północno wschodniej części gminy, wchodzącej w obręb Roztocza Zachodniego, widoczne są pojedyncze garby, wąskie grzbiety i silnie rozczłonkowane płaty wierzchowin. Cechą charakterystyczną tego obszaru są głęboko wcięte doliny rzeczne oraz uchodzące do nich długie systemy suchych dolin i wąwozów (Buraczyński 1967 1970 1999). W centralnej oraz zachodniej części obszaru badań dominują rozległe, niemalże płaskie wierzchowiny, charakterystyczne dla krajobrazu Wzniesień Urzędowskich. Zlewnia górnej Sanny wykazuje duże zróżnicowanie pokrywy glebowej, zarówno pod względem typu, rodzaju, jak i gatunku gleb. Jest to efekt występowania różnych skał macierzystych, rzeźby terenu i warunków klimatycznych, które w istotny sposób determinują proces tworzenia się gleby. Skałami macierzystymi gleb są węglanowe utwory kredowe i neogeńskie pokryte warstwą osadów lodowcowych (gliny zwałowe, żwiry i piaski), fluwioglacjalnych (piaski, osady pyłowe i iły) i eolicznych (lessy). W dnach dolin rzecznych występują mady i namuły wieku holoceńskiego. Na wychodniach skał węglanowych istnieją
charakterystyczne rędziny, które powstały głównie na wierzchowinach i stromych stokach (Dobrzański & Uziak 1969). Wody podziemne krążą w skałach kredowych i neogeński tworząc jeden porowoszczelinowy poziom wodonośny. Wody piętra kredowego występują na północny-wschód od linii Wierzchowiska-Kamienna Góra-Wojciechów w marglach i opokach kampanu. Strefa aeracji w obrębie wierzchowin wynosi kilkadziesiąt metrów, przy średniej miąższości 20-40 m. Maksymalne głębokości do wody (powyżej 60 m) notowane są w Wojciechowie i Kamiennej Górze. Zwierciadło wód piętra kredowego jest lekko nachylone, ku dolinom rzecznym natomiast wody piętra neogeńskiego od północy schodowo opadają ku dolinie Sanny oraz Stanianki. Przepływ wody w skałach węglanowych odbywa się głównie w szczelinach skalnych. Na powierzchni terenu pojawiają się one w licznych źródłach o zróżnicowanej wydajności. Ich rozmieszczenie jest nierównomierne, funkcjonują one głównie pod zboczami głęboko wciętych dolin Sanny Lutynki oraz Stanianki (Janiec 1984, Michalczyk 1993). CHARAKTERYSTYKA ŹRÓDEŁ W obszarze objętym badaniami najdalej wysuniętym na wschód źródłem jest wypływ w Wierzchowiskach II oznaczony nr 1 (Ryc. 2). Położony jest on na wysokości 225 m n.p.m., u podnóża stromej krawędzi doliny o ekspozycji północnej i wysokości ponad 20 m. Płaskie i wąskie (70 m) dno doliny oraz duża powierzchnia suchej zlewni Sanny (28 km 2 ) powyżej badanego źródła powoduje, iż w czasie obfitych opadów letnich oraz w wyniku spływu wiosennych wód roztopowych następuje jego zamulanie. Wypływ w Wierzchowiskach II ma charakter ascensyjno-descensyjny. Woda wydostaje się na powierzchnię systemem szczelin wytworzonych w opokach i marglach kredowych, a także z dna niszy. Ich ilość jest trudna do oszacowania i zmienia się w zależności od zasobności zbiornika wód podziemnych oraz działalności człowieka. Źródło nr 1 w Wierzchowiskach II daje początek Sannie. Zanik jego, a także ubogich w wodę sąsiadujących z nim wypływów, może doprowadzić do znacznego skrócenia biegu rzeki. Kolejny wypływ, oznaczony nr 2, położony jest w Wierzchowiskach I i oddalony od źródła nr 1 o 1,7 km na południowy-zachód (Ryc. 2). Jego lokalizacja nawiązuje do podnóża stromej krawędzi doliny o ekspozycji północnej i klasyfikuje go jako źródło podzboczowe. Systemy szczelin, ciągnące się na długości kilkudziesięciu metrów, wyprowadzają na
powierzchnię wody krążące w marglach i opokach kredowych. Szerokość ich wynosi od kilku do kilkunastu centymetrów. Sposób wypływu zalicza go do źródeł descensyjnych, szczelinowo-warstwowych. Ryc. 2. Położenie badanych źródeł na tle cyfrowego modelu terenu (DEM). Nisza źródlana ma powierzchnię kilkudziesięciu m 2, a jej średnia głębokość wynosi około 30 cm i jest uzależniona od ilości wypływającej wody, a także od działalności człowieka. W miejscowości Wolica I zlokalizowane są dwa źródła, w których systematycznie prowadzone były pomiary wydajności i temperatury. Są one oznaczone numerami 4 i 5 (Ryc. 2). Pierwsze z nich, bardziej zasobniejsze położone jest na wysokości 217 m n.p.m., natomiast drugie, oddalone od niego o około 150 m na wysokości 216,5 m n.p.m. W okresach wysokich stanów wód pojawiał się trzeci wypływ usytuowany w połowie odległości miedzy nimi. Jego szacowana wydajność, w okresie badań, maksymalnie mogła wynosić około 1 dm 3 s -1. Źródła w Wolicy I znajdują się pod lewym zboczem doliny Sanny o ekspozycji północnej o nachyleniu 8-12. Dno doliny na tym odcinku jest płaskie i szerokie na około 300 m. Woda w źródle nr 4 wydostaje się na powierzchnię systemem szczelin oraz wypływa z dna niszy. Taki sposób wypływu klasyfikuje ten obiekt do źródeł ascensyjno-descensyjnych.
W źródle nr 5 wypływ następuje tylko z dna niszy. W okresie badań nie zaobserwowano w nim descensyjnego charakteru wypływu ze szczelin lub spękań. Wypływ ten należy klasyfikuje się do źródeł ascensyjnych. Warstwę wodonośną opisywanych wypływów stanowią wapienie neogeńskie. Nisza źródlana wypływu nr 4 składa się z dwóch części położonych w bliskiej odległości od siebie. Pierwsza z nich, zlokalizowana bliżej krawędzi doliny, funkcjonowała przez cały okres badań. Szacowana ilość odprowadzanej z niej wody stanowiła około 80-100% wody wypływającej ze źródła. Wypływ następował przede wszystkim z dna, pokrytego drobnym materiałem żwirowym, pochodzącym z niszczenia wapienia oraz ze szczelin skalnych odsłaniających się na brzegach niszy. Druga część niszy, położona kilka metrów na północ, funkcjonowała okresowo. Wypływy wód z grubego rumoszu skalnego wypełniające tą cześć niszy zanikały w okresach niskich wydajności źródła, a jej obszar przekształcał się w podmokłość. Powierzchnia całej niszy źródlanej wynosi kilkanaście m 2. Wody odprowadzane są z niej rowem o długości około 5 m do cieku bez nazwy. Ciek ten zasilały także wody źródła, które pojawiło się okresowo, a także źródło nr 5. Powierzchnia jego niszy ma około 4 m 2 i jest położona w bezpośrednim sąsiedztwie cieku. Obiektem o największej wydajności w całej zlewni Sanny jest źródło nr 6 znajdujące się w dnie zbiornika wodnego w miejscowości Lute (Ryc. 2). Ze względu na brak własnych obserwacji wynikających z niedostępności źródła do jego charakterystyki posłużono się informacjami, które przedstawił Janiec (1984). Według tego autora wypływ położony jest w dnie zbiornika, na przedłużeniu suchej dolinki, przylegającej do jego brzegu od strony północnej. W morfologii dna stawu, miejsce wypływu wyróżnia się dość wyraźnie. Powierzchnia jego wynosi około 150 m, a głębokość stawu w tym miejscu szacowana jest na około 5-7 m (w pozostałych częściach nie przekracza 1 m). Dno zagłębienia usiane jest małymi lejkami o głębokościach kilkudziesięciu cm, w których intensywnie pulsuje woda. Są one dość równomiernie rozmieszczone, a ich łączna liczba została oszacowana na około 30. Na powierzchni wody brak jest jakichkolwiek oznak funkcjonowania tak dużego źródła. Wskazówką, która kierowałaby podejrzenia na istnienie wypływu jest brak pokrywy lodowej w czasie zimy. Na podstawie właściwości fizykochemicznych ustalono, iż opisywane źródło drenuje głównie strefę zawodnionych skał mioceńskich, a w mniejszym stopniu obszar kredowego piętra wodonośnego (Janiec 1984). W bezpośrednim sąsiedztwie zbiornika pod krawędzią doliny Lutynki znajdują się 3 trzy źródła (Ryc. 2). Krawędź w tym miejscu ma ekspozycję północno-zachodnią, wysokość
około 20 m, a jej nachylenie wynosi około 16º. Wszystkie źródła położone są na wysokości 210 m n.p.m. Nieznacznie obniżona rzędna zwierciadła wody w stawie względem wypływów powoduje, że strumienie odprowadzające wodę z nich, mają długości około kilkudziesięciu metrów i kierują ją bezpośrednio do zbiornika. Pierwszy z analizowanych wypływów oznaczony nr 9 jest najbardziej wysunięty na północ i cechuje się wydajnościami rzędu 8-12 dm 3 s -1. Woda wypływa systemem szczelin oraz wydostaje się z obniżenia usytuowanego w dnie doliny i oddalonego od jej krawędzi o około 10 metrów. Wytworzona nisza ma powierzchnię kilkunastu m 2. Wypływy zlokalizowane przy samej krawędzi mają charakter descensyjny, natomiast wypływ w dnie doliny jest typu ascensyjnego, o czym świadczy pulsujący charakter wypływu wody oraz intensywny ruch materiału piaszczystego i żwirowego. Drugie źródło oznaczone nr 8 oddalone jest od źródła nr 7 o około 100 m na południowy-zachód. Woda wypływa z niego systemem szczelin oraz wydostaje się z dna niszy o powierzchni kilkunastu m 2. Obiekt ten należy, więc zaliczyć do źródeł descensyjnoascensyjnych. Dno niszy wypełnione jest materiałem żwirowym pochodzącym z niszczenia lokalnych skał wapiennych. Około 50 m na południowy-zachód od źródła nr 8 znajduje się zespół wypływów, oznaczony nr 7. Podobnie jak wyżej opisane źródła, należy klasyfikuje się go do źródeł descensyjno-ascensyjnych. Woda w obrębie rozległej, bo mającej powierzchnię około 100 m 2 niszy wypływa zarówno ze szczelin znajdujących się na jej brzegach, jak i z dna. W zależności od miejsca, pokryte jest ono innym materiałem. W wąskim, przylegającym do ścian pasie akumuluje się materiał żwirowy pochodzący z niszczenia ścian niszy. W pozostałej części wymieszany jest on z gliniastym osadem, który został naniesiony ze krawędzi doliny. Rozległa powierzchnia niszy oraz mała wydajność źródła powoduje, iż wypływające wody nie tworzą warstwy, a koncentrują się w małych strumyczkach, rozdzielonych podmokłościami. Taka sytuacja stwarza korzystne warunki do rozwoju roślinności, która porasta teren niszy grubym płaszczem. Podobnie jak w przypadku źródła nr 8, wypływ ten oddzielony jest od właściwego dna doliny i stawu sztucznym nasypem o wysokości 1 m. Kolejnym obiektem będącym przedmiotem powtarzalnych pomiarów wydajności jest źródło nr 10 położone w Dąbiu (Ryc. 2). Zlokalizowane jest ono u podnóża lewobrzeżnej krawędzi doliny Sanny. Krawędź ma ekspozycję południową, wysokość 15 m i nachylenie około 14º. Wypływ wody następuje z kilkunastu szczelin wypreparowanych w wapieniach drobnolitotamniowo-detrytycznych, usytuowanych na wysokości około 208 m n.p.m. Po
połączeniu tworzą one kilkudziesięciometrowy strumień odprowadzający wody do Sanny. Ze względu na sposób wypływu źródło to zaliczone zostało do typu descensyjnego. Jego nisza ma powierzchnię kilkunastu arów z wyodrębniającymi się mniejszymi częściami. W odległości około 7 km od Dąbia, w miejscowości Potoczek, znajdują się dwa, kolejne źródła oznaczone nr 11 i 12 (Ryc. 2). W dotychczasowej literaturze (Janiec 1984) obiekty te często określa się jako źródła w Izgubie. Zlokalizowane są one na wysokości 199 m n.p.m. w obrębie krótkiej, lewostronnej dolinki uchodzącej do doliny Stanianki. Odległość między nimi wynosi około 8 m. Wypływająca z nich woda tworzy strumień o długości 10 m, uchodzący do sztucznego zbiornika Pierwsze z nich oznaczone nr 11 położone jest w dnie doliny w odległości 5 m od jej krawędzi. Wypływ następuje z drobnego rumoszu skalnego wymieszanego z materiałem organicznym. Wypływ ten należy zaliczyć do źródeł ascensyjnych. Doskonale widoczny jest pulsacyjny charakter wypływu wody. Elementem, który wyróżnia badane źródło na tle innych obiektów są wytrącenia żelaziste otaczające miejsce wypływu. Drugi wypływ, oznaczony nr 12, położony jest u podnóża krawędzi dolinki. Woda wydostaje się z wapieni drobnolitotamniowo-detrytycznych, a sposób wypływu kwalifikuje go do źródeł descensyjnych. Ostatnim obiektem objętym badaniami było źródło w Potoku Stanach (Ryc. 2). Usytuowane jest ono na wysokości 208 n.p.m., u podnóża słabo widocznej krawędzi doliny, w pobliżu łączenia się dwóch suchych dolin. Jest to źródło typu descensyjnego, szczelinowowarstwowe. Wypływ następuje z kilku, kilkunastu (w zależności od zasobności zbiornika wód podziemnych) szczelin wypreparowanych w marglach emszeru. Woda wydostająca się na powierzchnię spływa do centralnej części niszy, a następnie jest odprowadzana przepustem do stawu rybnego, znajdującego się na południowy-zachód od źródła. Przez centralną część niszy został usypany nasyp, na którym pobudowano drogę asfaltową, łączącą Potoczek z Trzydnikiem Dużym. Obecnie nisza zajmuje obszar około 1a. O jej większej niegdyś powierzchni świadczą małe pulsujące wypływy usytuowane w dnie stawu, po zachodniej stronie drogi. WYNIKI Analizując przebiegi wydajności wybranych źródeł, dokonano próby oceny zasobności ich zlewni podziemnych. W tym celu wykorzystano przebieg linii wydajności źródeł z okresu tzw. reżimu własnego źródła, kiedy to wydajności wykazują tendencję malejącą (Pazdro
1983). Linie te są określane krzywymi wysychania i zostały przedstawione na Ryc. 3, 4, 5, 6, 7 i 8. Następnie obliczono współczynniki regresji źródeł α w czasie t, posługując się prawem Mailleta (Pazdro 1983). α = (ln Q o ln Q) / t Q o wydajność początkowa w dm 3 s -1 Q wydajność końcowa w dm 3 s -1 40 35 30 25 35,6 32,9 29,9 24,4 21,8 dm 3 s -1 20 15 17 16,2 14 13,7 11 10 5 0 Ryc. 3. Wydajność źródła nr 1 w Wierzchowiskach II w okresie od 3-V-2005 do 28-III-2006.
120 100 110 108,5 105,4 97,5 96,7 96 87 86,8 85 80 72 dm 3 s -1 60 40 20 0 Ryc. 4. Wydajność źródła nr 2 w Wierzchowiskach I w okresie od 3-V-2005 do 28-III-2006. 25 20 20,5 19 18,5 18,2 17,8 15,8 dm 3 s -1 15 10 12,5 5 0 03-V-2005 26-VI-2005 27-VII-2005 28-VIII-2005 30-IX-2005 09-X-2005 18-XII-2005 Ryc.5. Wydajność źródła nr 4 w Wolicy w okresie od 3-V-2005 do 18-XII-2005.
250,0 200,0 192,6 170,5 166,8 dm 3 s -1 150,0 100,0 125,9 114,7 103,4 50,0 0,0 08-IV-2006 06-V-2006 10-VI-2006 30-VII-2006 17-VIII-2006 07-IX-2006 Ryc. 6. Wydajność źródła nr 6 w Lutem w okresie od 8-IV-2006 do 7-IX-2006. 80 70 69,4 64,2 60 59 57,2 55,4 52,7 50 dm 3 s -1 40 30 20 10 0 26-VI-2005 27-VII-2005 28-VIII-2005 30-IX-2005 09-X-2005 18-XII-2005 Ryc. 7. Wydajność źródła nr 10 w Dąbiu w okresie od 26-VI-2006 do 18-XII-2006.
35 30 29,4 26,3 25 22,8 21 dm 3 s -1 20 15 18,2 18 10 5 0 13-X-2006 25-XI-2006 28-XII-2006 15-I-2007 05-II-2007 10-III-2007 Ryc. 8. Wydajność źródła nr 13 w Potoku Stanach w okresie od 13-X-2006 do 10-III-2007 Otrzymane wartości α (Tab. 1) dla każdego ze źródeł podstawiono do wzoru na objętość zbiornika podziemnego. V = (Q * 86 400 ) / α Ze względu na różny reżim źródeł trudne staje się porównanie w tym samym czasie, objętości zasobów ich zlewni podziemnych. Różnice te są wypadkową indywidualnych uwarunkowań, charakterystycznych dla poszczególnych zlewni. Taki stan rzeczy jest związany ze skomplikowanymi warunkami krążenia wody, wynikającymi z budowy geologicznej, a przede wszystkim z kierunków i zasięgów dyslokacji w skałach węglanowych badanego obszaru. Analizując Tab. 1 można tylko ocenić objętość zasobów wodnych wybranych zlewni w okresach 5-11 miesięcy, kiedy to źródła wykazywały spadek wydajności. Wynika z niej, iż największą objętością charakteryzowała się zlewnia źródła nr 2 w Wierzchowiskach. Przy wydajności 110 dm 3 s -1 z 3-V-2005, objętość zbiornika wód podziemnych, z którego źródło było zasilane wynosiła 7 400 223 149 m 3, natomiast 28-III-2006, kiedy jego wydajność spadła do 72 dm 3 s -1 zmniejszyła się ona do 4 843 782 425 m 3. Z pośród 6 analizowanych źródeł najmniejszą objętością zbiornika wód podziemnych cechowało się źródło nr 13 w Potoku Stanach. Przy wydajności 29,4 dm 3 s -1 z 13-X-2006 roku, objętość zbiornika wynosiła
766 257 888,5 m 3, natomiast 148 dni później, 10-III-2007 roku zmalała ona do wartości 469 137 483 m 3. Szacowanie zasobów dynamicznych zlewni źródlanych na badanym obszarze jest procesem trudnym do zrealizowania. Wynika przede wszystkim z budowy geologicznej i tektoniki, które determinują drogi krążenia wód w skałach węglanowych i są główną przyczyną niezgodności topograficznych działów wodnych z ich podziemnymi odpowiednikami. Tab. 1. Wielkość współczynnika regresji źródeł α, objętość początkowa i końcowa zbiorników wód podziemnych w okresie reżimu własnego wybranych źródeł. Źródło α V(Q o ) m 3 V(Q) m 3 Okres Nr 1 Wierzchowiska Nr 2 Wierzchowiska Nr 4 Wolica Nr 6 Lute (podwodne) Nr 10 Dąbie Nr 13 Potok Stany 0,00356976 861 638 252 266 236 538,6 0,001284 7 400 223 149 4 843 782 425 0,00216025 819 906 774 499 943 155,2 0,004089 4 067 739 067 2 184 956 984 0,00157298 3 811 975 942 2 894 684 901 0,00331 02 766 257 888,5 469 137 483 od 3-V-2005 do 28-III-2006 (329 dni) od 3-V-2005 do 28-III-2006 (329 dni) 3-V-2005 do 18- XII-2005 (229 dni) od 8-IV-2006 do 7-IX-2006 (152 dni) od 26-VI-2006 do 18-XII-2006 (175 dni) 13-X-2006 do 10-III-2007 (148 dni) Na podstawie literatury (Janiec 1972 1984, Janiec &Michalczyk 1991, Malinowski 1974, Michalczyk 1986 1993 1996 2001) wnioskuje się, iż zasilanie badanych obiektów odbywa się poprzez dopływ wód z obszarów znajdujących się w znacznych odległościach od domniemanych zlewni źródeł. Funkcję kolektorów, kanałów, które pozwalają na swobodny przepływ wód pełnią spękania i uskoki wytworzone w skałach węglanowych. Potwierdzeniem
tych związków są materiały dotyczące rozmieszczenia i wydajności źródeł zestawione z przebiegiem głównych linamentów satelitarnych (Michalczyk 1993 1996, Michalczyk i in. 1998). Wskazują one na istotne związki tektoniki obszaru i warunków krenologicznych. Element ten zadecydował o tym, iż interpretację zasobów dynamicznych dokonano w zlewni górnej Sanny wraz ze Stanianką zamkniętą profilem Potoczku. Takie założenie jest obarczone błędami wynikającymi ze znacznie większej (o 30 km 2 ) sumy powierzchni podziemnych zlewni źródlanych od powierzchni obszaru badań, a także z nachylenia zwierciadła wody pierwszego poziomu wodonośnego. Powierzchnie podziemnych zlewni źródlanych zostały wymodelowane na podstawie średniej wydajności źródeł oraz średniej wartości odpływu źródlanego, który dla badanego obszaru wynosi 2,2 dm 3 s -1. km 2 (Michalczyk 2001). Uzyskana w ten sposób sumaryczna powierzchnia zlewni źródlanych wyniosła około 221 km 2 i tym samym była znacznie większa od powierzchni całego obszaru badań, która wynosi 193 km 2. Tab. 2. Średnia wydajność źródeł oraz powierzchnie przypuszczalnych zlewni podziemnych badanych źródeł w km 2. Źródło Średnia wydajność z okresu badań w dm 3 s -1 (maj 2005 marzec 2007) Powierzchnia przypuszczalnej zlewni podziemnej w km 2 Nr 1 w Wierzchowiskach II 18 8,2 Nr 2 w Wierzchowiskach I 92,5 42,1 Nr 4 w Wolicy I 16,6 7,5 Nr 5 w Wolicy I 4,4 2 Nr 6 w Lutem 139,4 63,4 Nr 7 w Lutem 9,9 4,5 Nr 8 w Lutem 29,2 13,3 Nr 9 w Lutem 8 3,6 Nr 10 w Dąbiu 59,9 27,2 Nr 11 w Potoczku 1,8 0,8 Nr 12 w Potoczku 4,5 2 Nr 13 w Potoku Stanach 26,4 12 Pozostałe źródła nie objęte pomiarami * wydajność szacowana 45* 20,5
Sumaryczna wielkość zasobów dynamicznych w zlewni górnej Sanny wynosi około 33 636 737 m 3. Zostały one obliczone na podstawie sumy powierzchni każdego z wydzieleń geologicznych zalegających w obrębie zlewni górnej Sanny pomnożonych przez wskaźnik infiltracji i wielkość średniego opadu. Tak obliczona warstwa - około 96 mm - przy opadach średnich z okresu badań wynoszących 558 mm, została przyjęta, jako wartość odpływu podziemnego. Jest ona niemalże równa odpływowi obliczonemu z miesięcznych sum deficytu odpływu (P - E). PODSUMOWANIE W pracy opracowano charakterystykę hydrologiczną 12 wybranych źródeł znajdujących się w zlewni górnej Sanny. W ujęciu rocznym słabo zaznacza się sezonowy rytm wydajności, nawiązujący do zwykle wyższego zasilania wód podziemnych w okresie jesienno-zimowym. Maksymalne lub minimalne wydajności źródeł były wielokrotnie obserwowane na początku, lub pod koniec roku hydrologicznego w zależności od tendencji wzrostowej lub spadkowej zmian zasobów wody podziemnej. Na podstawie uzyskanych informacji o przebiegu wydajności źródeł z okresu tzw. reżimu własnego źródła, kiedy to wydajności wykazują tendencję malejącą wyznaczono zasoby wody dla podziemnych ich zlewni. Na tej podstawie stwierdzono, iż elementem decydującym o zasobności wodnej poszczególnych zlewni a co za tym idzie także większego obszaru jest rodzaj skał, z jakich drenowana jest woda podziemna w źródłach. Uzyskane wyniki wskazują jednoznacznie, że większą zasobnością cechują się źródła drenujące skały kredowe nadbudowane miąższą pokrywą lessu np. źródła w Wierzchowiskach, niż źródła odwadniające negeńskie skały węglanowe przykryte utworami polodowcowymi (np. wypływy w Wolicy). Informację o zasobności udało się tylko uzyskać dla 6 z 12 obserwowanych źródeł. Taki stan rzeczy wskazuje na kontynuację badań a także modyfikację wykorzystywanych metod, co będzie skutkować możliwością wyznaczenia zasobów wód podziemnych w pozostałych wypływach. Na obecnym etapie badań możliwe jest tylko modelowanie wielkości zlewni bez jej rzetelnego wpasowania przestrzennego, co nie pozwala na szczegółowe określenie dróg krążenia wód podziemnych i rzetelnego wskazania czynników decydujących o zasobności wodnych zlewni (tutaj określenie utworów geologicznych zasilających pozostałe 6 źródeł). Przykładem są źródła w Lutem (staw) oraz Dąbiu, których zlewnie mają zbliżoną pojemność pomimo znacznej dysproporcji w wielkości wydajności (Tab. 1). Gromadzony od 2007 roku nowy materiał badawczy dotyczący wysokości występowania wód podziemnych, wielkości odpływy całkowitego i podziemnego
pozwoli na opracowanie numerycznego modelu przepływu wód podziemnych. Na jego podstawie będzie możliwe wyznaczenie czynników decydujących o zasobności pozostałych podziemnych zlewni źródeł oraz szacowanie wydajności wszystkich badanych obiektów. LITERATURA 1. Bielecka M., 1965a: Budowa geologiczna strefy krawędziowej okolic Zaklikowa. Arch. Inst. Geol. (praca doktorska). 2. Bielecka M., 1965b: Szczegółowa mapa geologiczna Polski 1 : 50 000. ark. 857 Zaklików. PIG, Warszawa. 3. Bielecka M., 1967: Trzeciorzęd południowo-zachodniej części Wyżyny Lubelskiej. Biul. Inst. Geol., 206. 4. Bielecka M., 1968: Objaśnienia do Szczegółowej mapa geologicznej Polski 1 : 50 000, ark. 821 Zaklików. PIG, Warszawa. 5. Buraczyński J., 1967: Zarys geomorfologii Roztocza Zachodniego. Annales UMCS. B, 22: 77-123. 6. Buraczyński J., 1970: Typy dolin Roztocza Zachodniego. Annales UMCS. B, 23: 47-86. 7. Buraczyński J., 1999: Roztocze. Zakład Geografii. Wyd. UMCS Lublin. 8. Chałubińska A., Wilgat T., 1954: Podział fizjograficzny województwa lubelskiego. Przewodnik V Zjazdu PTG. Lublin. 9. Chełmicki W., Jokiel p., Michalczyk Z., Moniewski P., 2011- Distribution, discharge and regional characteristics of springs in Poland. Episodes. 34, 4: 244-256. 10. Cieśliński S., 1993a: Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1 : 50 000, ark. 822 Zakrzówek. PIG, Warszawa. 11. Cieśliński S., 1993b: Szczegółowa mapa geologiczna Polski 1 : 50 000, ark. 822 Zakrzówek. PIG, Warszawa. 12. Dobrzański B., Uziak S., 1969: Pokrywa glebowa województwa lubelskiego. Przegląd geograficzny, t. XLI, z. 1, Warszawa. 13. Janiec B., 1972: Źródła południowej krawędzi Wyżyny Lubelskiej i ich związek z tektoniką. Biuletyn LTN. D, 14: 63-67 14. Janiec B., 1973: Wstępne wyniki badań nad wodami podziemnymi południowo-zachodniej krawędzi Wyżyny Lubelskiej. Przeg. Geogr. 53, z. 3. 15. Janiec B., 1984: Wody podziemne w strefie południowo-zachodniej części Wyżyny Lubelskiej. Wyd. Geol. 16. Janiec B., 1997: Transformacje i translokacje jonowe w wodach naturalnych Roztocza Zachodniego. Wyd. UMCS. Lublin. 17. Janiec B., Michalczyk Z., 1991: Wydajność i skład chemiczny wód największych źródeł Roztocza Zachodniego i Wyżyny Lubelskiej. Współczesne problemy hydrogeologii. Wyd. SGGW-AR, Warszawa. 134-139 18. Kondracki J., 2000: Geografia regionalna Polski, PWN, Warszawa. 19. Malinowski J., 1973: Hydrogeologiczna charakterystyka źródeł Roztocza Zachodniego. Biul. Inst. Geol., 6: 87-103 20. Malinowski J., 1974: Hydrogeologia Roztocza Zachodniego. Prace Hydrogeol. S. spec., z. 6. Wyd. Geol., Warszawa 1-91. 21. Maruszczak H., 1972: Wyżyny Lubelsko-Wołyńskie. t.1. Polska południowa, Góry i Wyżyny. Wyd. PWN, Warszawa. 22. Michalczyk Z., 1986: Warunki występowania i krążenia wód na obszarze Wyżyny Lubelskiej i Roztocza. Wyd. UMCS. Lublin.
23. Michalczyk Z., 1993: Źródła zachodniej części Wyżyny Lubelskiej. Wyd. UMCS. Lublin. 24. Michalczyk Z., 1996: Źródła Roztocza monografia hydrograficza. Wyd. UMCS. Lublin. 25. Michalczyk Z., 2001: Źródła Wyżyny Lubelskiej i Roztocza. Wyd. UMCS, Lublin. 26. Michalczyk Z., Paszczyk J., Sobolewski W., 1998: Związek rozmieszczenia źródeł i lineąmentów satelitarnych w strefie Roztocza. Hydrologia u progu XXI wieku. Wyd. Kom. Hydrograficzna PTG, Warszawa, 211-217. 27. Pazdro Z., 1983: Hydrogeologia ogólna. Wyd. Geol. Warszawa. 28. Wągrowski A., 1996a: Objaśnienia do Szczegółowej mapa geologicznej Polski 1 : 50 000. ark. 858 Janów Lubelski. PIG, Warszawa. 29. Wągrowski A., 1996b: Szczegółowa mapa geologiczna Polski 1 : 50 000. ark. 858 Janów Lubelski. PIG, Warszawa.