Utwory kredy w Sudetach jako zbiorniki wód

Sesja naukowa
"Postęp w rozpoznaniu zasobów wód podziemnych Sudetów i ich przedpola"
w 100- rocznicę urodzin doc. Michała Różyckiego
ROBERT TARKA
UTWORY KREDY W SUDETACH
JAKO ZBIORNIKI WÓD PODZIEMNYCH
WROCŁAW, 28 wrzesień 2009
 transgresja w górnym
cenomanie (~98 Ma) transgresja była stosunkowo
szybka i objęła niemal cały
obszar dzisiejszych Sudetów,
poza elewacjami
morfologicznymi w rejonie
dzisiejszych Gór Orlickich,
Sowich i Karkonoszy
 w turonie rozszerzenie
transgresji, - zalane pozostałe
obszary Sudetów transgredujące morze
osiągnęło największą
głębokość
 od tego momentu
rozpoczęła się sukcesywna
regresja morza i zasypywanie
basenu morskiego w
warunkach ciągłej aktywności
sejsmotektonicznej (faza
subhercyńska).
BADANIA HYDROGEOLOGICZNE
LEPPLA A. 1900 — Geologisch-hydrographische Beschreibung
des Niederschlagsgebietes der Glatzer Neiße (oberhalb der
Steine mündung) mit geologischer Übersichtskarte 1 : 50 000.
Abh. Preußischen Geol. Landes-Amt, N,F., 32, X, 368 (+ mapa).
Prof. Dr. August Leppla (1859-1924)
Pierwsze powojenne prace dotyczące
zwykłych wód w utworach kredy związane są
z problematyką dopływu do kopalń w
synklinorium północnosudeckim
(uruchomione w 2 poł. lat 30-tych XX w.)
 Kunysz 1964
 Awłasewicz 1965
1970-1973 wody w utworach kredy
badania Zakładu Hydrogeologii Uniwersytetu Wrocławskiego
Michał Różycki
1909-1983
Różycki M., Kryza J., Żakowicz E., Kowalski S., 1975 - Wody podziemne
regionu sudeckiego. Arch. Państw. Inst. Geol. Warszawa.
Różycki M., Milewicz J., 1975 - Wody podziemne w utworach kredowych w Sudetach.
Kwartalnik Geol. T. 19, nr 1, s. 113-121. Warszawa.
Warstwy wodonośne w utworach kredowych
Stratygrafia
SANTON
Miąższość [m]
100-400
0-40
3-70
60-90
KONIAK
TURON
CENOMAN
KONIAK
TURON
CENOMAN
90-200
150-200
0-90
5-15
50-130
5 - 25
400 - 850
20 - 30
180 - 300
50 - 200
5 - 12
10 - 20
10 - 15
Litologia
Synklinorium północnosudeckie
piaskowce z wkładkami iłów
piaskowce drobnoi średnioziarniste
iły
piaskowce drobnoi średnioziarniste
margle, iły margliste
margle ilaste i piaszczyste
piaskowce różnoziarniste
margle
piaskowce różnoziarniste
Niecka śródsudecka i rów Nysy Kłodzkiej
piaskowce drobnoziarniste
osady fliszowe
margle ilaste i iłowce
margle i iłowce
piaskowce
piaskowce wapniste
piaskowce drobno i średnioziarniste
piaskowce wapniste
Przepuszczalność
porowa
średnia
średnia
bardzo mała
średnia
bardzo mała
mała
dobra
bardzo mała
dobra
dobra
mała
bardzo mała
mała
dobra
mała
dobra
mała
Różycki M., 1975 - Wody podziemne na obszarze Sudetów
Środkowych i bloku przedsudeckiego. Przewodnik XLII Zjazdu
PTG. Wyd. Geol. Warszawa.
 Góry Stołowe – S. Kowalski
 Zapadlisko Kudowy – J. Fistek, J. Gierwielaniec
 Rów Nysy Kłodzkiej – J. Fistek i in.
 Niecka Krzeszowa – S. Dąbrowski i in.; Kowalski, Szafranek
W roku 1976 w Przedsiębiorstwie Geologicznym we Wrocławiu
zapoczątkowano badania na obszarze zapadliska Kudowy i niecki
Krzeszowa w ramach współpracy polsko-czeskiej w zakresie
problematyki wód podziemnych w obszarach przygranicznych.
Franciszek Nowacki, Ryszard Hutnik, Tadeusz Krzyśków, Ladislav Kašparek, Vojtech
Knežek: Współpraca polsko-czeska na wodach granicznych na przykładzie
kompleksowych badań krążenia wód w rejonach Krzeszów-Adršpach oraz Kudowa ZdrójPolice nad Metują. Problemy ochrony zasobów wodnych w dorzeczu Odry - 2001 [red. H.
Szymańska]. Materiały z VII konferencji "ODRA 2001", Lądek-Zdrój 27-30 maja 2001 r.
Wyd. PZITS nr 795.(ss. 149-160)
Hydrogeologia
Gór Stołowych
• Kowalski S., 1980 – Charakterystyka hydrogeologiczna źródeł Gór
Stołowych. Kwart. Geol., t. 24, nr 4, Wyd. Geol., Warszawa
• Kowalski S., 1983 – Problematyka hydrogeologiczna Gór Stołowych. II
Ogólnopol. Symp. Współczesne Problemy Hydrogeologii Regionalnej,
Lądek Zdrój, s. 42-49. Wyd. Uniw. Wrocł., Wrocław.
• Kowalski S., 1983 - Analiza reżimu hydrogeologicznego źródeł Gór
Stołowych pod kątem identyfikacji horyzontów wodonośnych. II Ogólnopol.
Symp. Współczesne Problemy Hydrogeologii Regionalnej, Lądek Zdrój, s.
50-58. Wyd. Uniw. Wrocł., Wrocław.
• Kowalski S., 1983 - Wody podziemne w skałach
Stefan Kowalski
1949-1991
górnokredowych Gór Stołowych. Prace Hydrogeologiczne z. 15,
Wyd. Geol., Warszawa. 102 ss.
Nowicka B. (red.), 1996 – Operat ochrony ekosystemów
wodnych. Plan Ochrony Parku Narodowego Gór
Stołowych. Narodowa Fundacja Ochrony Środowiska.
Warszawa
Nowicka B., 1997. Man-Induced Changes of the Drainage
Network Structure in the Stołowe Mountains National Park. Acta
Universitatis Carolinae, Geographica, Supplementum: 121-126.
Nowicka B., 1998. System krążenia wody w Parku Narodowym
Gór Stołowych. Szczeliniec, z.2: 31- 47.
Nowicka B., Lenartowicz M., Woronko D., 1999. Wody
powierzchniowe PNGS. [w:] Zgorzelski M. (red.) Góry Stołowe.
Wydawnictwo Dialog, Warszawa: 96-115.
K. Grzegorczyk, J. Krawczyk, A. Nowak, S. Dąbrowski, A. Wijura, J. Fistek, 1993 Dokumentacja hydrogeologiczna dyspozycyjnych zasobów wód podziemnych w utworach
kredy górnej rejonu Nysy Kłodzkiej i Niecki Batorowa. Przedsiębiorstwo Geologiczne
PROXIMA S.A.we Wrocławiu. Wrocław.
Decyzja zasobowa
numer
KDH/013/5822/95
Data
zatwierdzenia
25.03.1995
F
Qo
Mo.
Qdysp.
Mdysp.
3
3
km
m /d
2
l/s km
m /d
2
l/s km
439,4
46960
1,24
34 646
0,91
2
Stan na
grudzień 1993
Rozpoznanie warunków hydrogeologicznych synklinorium północnosudeckiego:
Szczurek 1975, Sieroń 1980 – dokumentacje dotyczące zbiornika poflotacyjnego
„Wartowice”
Stawarski S., Dymny L., 1974; Stawarski S., Zaleska M., 1976, Najwer T., 1981, Bundz M.,
1988 – dokumentacje hydrogeologiczne ujęć Jerzmanice Zdrój i Wilków
Na początku lat 80-tych XX w. zainteresowano się
rowem Wlenia jako strukturą hydrogeologiczną.
Bundz 1984 - projekt badań hydrogeologicznych
Gierwielaniec 1986, 1998 - syntetyczne opracowanie
warunków występowania wód
Michniewicz M., Mroczkowska B., 1991 - Region sudecki.
W: Malinowski J. (red.) - Budowa Geologiczna Polski. T. VII
Hydrogeologia, s. 215-235. Wyd. Geol. Warszawa.
Występowanie wód podziemnych w utworach kredy:
subregion północnosudecki (7)
rejon Wlenia (F),
rejon Lwówka (C)
rejon Żar (A)
strefa Czerwonej Wody (Aa)
strefa Żarskiej Wsi (Ab)
subregion śródsudecki (8)
rejon Krzeszowa (A)
rejon Kudowa-Międzylesie (B).
Mapa Hydrogeologiczna Polski w skali 1:50 000 arkusze:
 Bolesławiec – 721 (Kiełczawa 2002),
 Lubań – 757 (Czerski 2002 a),
 Lwówek Śląski – 758 (Czerski 2002 b),
 Złotoryja – 759 (Czerski 2002 c),
 Wojcieszów – 796 (Marszałek, Wąsik 2002),
 Kamienna Góra – 833 (Wojtkowiak 2002),
 Uniemyśl – 866 (Grzegorczyk 2002),
 Kudowa Zdrój – 899 (Kłonowski, Wojtkowiak 2000 a),
 Duszniki Zdrój – 900 (Kłonowski, Wojtkowiak 2000 b),
 Kłodzko – 901 (Mroczkowska 1997 a),
 Bystrzyca Kłodzka – 933 (Mroczkowska 1997 b),
 Międzylesie – 962 (Mroczkowska 1997 c).
Mroczkowska B., 1989 - Chemizm wód kredowego piętra wodonośnego w Sudetach
Środkowych. Prace Nauk. Instytut. Geotechniki Polit. Wrocł. nr 58, Konferencje 29, s. 463466. Wrocław.
Mroczkowska B., 1995 - Atlas hydrogeochemiczny kredy Niecki Śródsudeckiej i Rowu Nysy
Kłodzkiej. PAE S.A.
Kiełczawa B., 2001 - Wybrane zagadnienia chemizmu wód kredowego piętra wodonośnego
rowu górnej Nysy Kłodzkiej, [w]: Współczesne Problemy Hydrogeologii, X, T1, Wrocław, s.
321-328.
Znacznie bogatsza literatura dotyczy występowania wód mineralnych w utworach
kredy na obszarze rowy Nysy Kłodzkiej i niecki śródsudeckiej.
Frech F., 1904, 1912 – pierwszy geologiczny pogląd na występowanie szczaw Kotliny Kłodzkiej .
Teisseyre J. (1954, 1966).
Fistek J. (1971, 1977, 1986).
Dowgiałło J. (1973, 1978)
Kiełczawa B. (2001, 2006)
GEOEKOLOGICZNE WARUNKI
ŚRODOWISKA PRZYRODNICZEGO
PARKU NARODOWEGO GÓR STOŁOWYCH
ZESPÓŁ IV – Klimat i stosunki wodne
ZADANIE II - Ilościowa i jakościowa ocena
zasobów wodnych Parku Narodowego Gór
Stołowych z uwzględnieniem scenariuszy zmian
klimatu
B - Wody podziemne
CHARAKTERYSTYKA HYDROGEOLOGICZNA
UTWORÓW KREDY
Utwory kredy w Sudetach należą do wodonośców
szczelinowo-porowych, w których istotny, z punktu widzenia
hydrogeologicznego, przepływ w skali makro odbywa się w
sieci szczelin, które drenują wodę również z niespękanej
części skały. Zasobność zaś związana jest z porowatością
intergranularną.
16
30
n=66
n=60
20
12
8
10
Liczebność
12
Częstość [%]
Liczebność
16
25
20
15
8
10
4
4
5
0
0
0
0
5
10
15
n [%]
20
25
0
0
30
Charakterystyka
0.03
0.06
0.09
0.12
Litologia
Piaskowce
Mułowce i margle
współczynnik
porowatości [%]
16,9
(45)
9,0
(21)
współczynnik
odsączalności
0,089
(42)
0,016
(18)
3,57 10-7
(42)
8,00 10-10
(18)
współczynnik filtracji
[m/s]
0.15
0.18
0.21
Częstość [%]
20
Metoda badań
Charakterystyka
współczynnik
porowatości [%]
Badania laboratoryjne
Próbne pompowanie
współczynnik
odsączalności
0,089
(42)
0,016
(18)
współczynnik filtracji
[m/s]
3,57 10-7
(42)
8,00 10-10
(18)
współczynnik filtracji
[m/s]
3,41 10-5
(89)
1,94 10-5
(42)
81,4
(89)
33,9
(42)
0,39
(14)
0,035
(4)
5,30 10-5
(14)
1,82 10-8
(3)
(z zależności wydatku współczynnik
od depresji)
przewodności [m2/d]
Badania
szczelinowatości
Piaskowce
16,9
(45)
Litologia
Mułowce i margle
9,0
(21)
współczynnik
porowatości [%]
współczynnik filtracji
[m/s]
k [m/d]
0.01
0.10
1.00
10.00
100.00 1000.00
0
H [m]
100
200
kreda śródsudecka
300
kreda północnosudecka
Obszar
Współczynnik filtracji
[m/s]
10
-10
10
-9
10
-8
-7
10
-6
10
10
-5
10
-4
margle
niecka Polic
iłowce i mułowce
spongiolity
mułowce piaszczyste
piaskowce wapniste i margliste
porowate piaskowce
Sudety
polskie
mułowce i margle
piaskowce
1
2
Porównanie współczynnika filtracji otrzymanego na podstawie badań
laboratoryjnych (1) i na podstawie analizy danych z próbnych pompowań (2)
dla niecki Polic (Krasny et al. 2002) i Sudetów polskich (badania własne)
Porównanie wartości średnich oraz przedziałów zmienności współczynnika filtracji (k) i
współczynnika przewodności (T) utworów kredy z obszaru Polski uzyskanych na
podstawie badań polowych
Dane na podstawie literatury
Obszar
Wiek utworów
k [m/s]
T [m2/d]
ok. 4,6·10-5
ok. 1,1·10-5
45,0 - 700,0
3,0 - 30,0
Kryza 1984
-
120,0 - 600,0
Sadurski 1986
Autor
Rejon opolski
cenoman
turon-koniak
Kreda gdańska
kampan
Rejon Krakowa
górna kreda
9,38·10-5
4,0·10-7 - 1,3·10-3
-
Józefko, Motyka
1993
Kreda lubelska
górna część
profilu do 120 m
9,1·10-6 - 2,4·10-4
-
Różkowski,
Rudzińska 1978
Kreda sudecka
górna kreda
2,88·10-5
61,6; 50,0*
badania własne
2,3·10-7 - 1,9·10-3
* - wyznaczone za pomocą metody Krasnego (1993)
Wody w utworach kredowych występują przeważnie na głębokościach od kilku, częściej
kilkunastu do kilkuset metrów, lokalnie nawet poniżej tysiąca metrów (np. w centrum
synklinorium północnosudeckiego)
Głębokość ujęcia wód podziemnych w utworach kredy sudeckiej.
Wydajności studni są bardzo różne i zmieniają się od 0,3 do 252,0 m3/h, najczęściej
jednak są mniejsze od 60 m3/h. Średnia wydajność analizowanych otworów wynosi
34,8 m3/h a średnia geometryczna 15,7 m3/h. Wydajności jednostkowe zmieniają się,
tak jak i wydajności całkowite, w szerokim zakresie, a średnia geometryczna wartość
wynosi 1,5 m3/h/m.
KLASA WODOPRZEWODNOŚCI
niska
IV
b. niska
V
99.5
99.0
98.0
95.0
średnia
III
b. wysoka
I
wysoka
II
n=131
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
5.0
2.0
1.0
0.5
3.5
4.5
4
5
1
2
5.5
5
5
10
2
6.5
6
5
100
2
7.5
7
5
1000
Y
2
T [m2/d]
Warstwy wodonośne kredowego piętra wodonośnego charakteryzuje się średnimi i
dobrymi właściwościami hydraulicznymi oraz dużą ich zmiennością (zróżnicowany typ
środowiska hydrogeologicznego).
Główne problemy badawcze
 Rozpoznanie hydrogeologiczne zachodniej części synklinorium północnosudckiego
 Analiza zmian ilościowych i jakościowych wód w utworach kredy
 Określenie zasobów wód podziemnych w utworach kredy
Zgeneralizowana mapa GPU na podstawie Mapy Hydrogeologicznej Polski 1:50 000
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ