Badania symulacyjne oceny podatności z zastosowaniem systemu DRASTIC jako wybranej

7.4.1. Ocena podatności metodą DRASTIC (bez uwzględniania czynników górniczych) na przykładzie OG „Grodziec”

Ocenę naturalnej podatności na zanieczyszczenia wód podziemnych pierwszego poziomu wodonośnego w granicach obszaru górniczego byłej KWK „Grodziec” przeprowadzono metodą DRASTIC (Aller et al. 1987) przy uwzględnieniu siedmiu branych standardowo pod uwagę parametrów, tj.: głębokości do zwierciadła wody (D), wielkości zasilania infiltracyjnego (R), litologii warstwy wodonośnej (A), właściwości gleby (S), nachylenia powierzchni terenu (T), litologii strefy aeracji (I) oraz współczynnika filtracji utworów warstwy wodonośnej (C).

Obszar górniczy byłej KWK „Grodziec” podzielono na 9164 bloki obliczeniowe o wymiarach 50 x 50 m tworzące siatkę o powierzchni 22,9 km². Wymiary bloków obliczeniowych dobrano do skali opracowania tak, aby moŜliwe było uwzględnienie przestrzennej zmienności czynników wpływających na podatność a takŜe wystarczająco precyzyjne przedstawienie wyników oceny podatności.

Na podstawie materiałów archiwalnych i wyników własnych badań terenowych sporządzono 7 map zmienności przestrzennej parametrów uwzględnianych standardowo

55 w metodzie DRASTIC (Rys. 7.1 – 7.6, Rys. 7.8). Mapy te przedstawiają rozkład danych, na podstawie których blokom obliczeniowym przypisano odpowiednią wartość rangi poszczególnych parametrów, a następnie dla kaŜdego z bloków obliczono wartość indeksu podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia (IPZDRASTIC).

Mapę podatności naturalnej wód podziemnych na zanieczyszczenia pochodzące z powierzchni terenu wykonano za pomocą zmodyfikowanej przez autora metody DRASTIC. Modyfikacja polegała m.in. na dostosowaniu rang wybranych parametrów standardowo uwzględnianych w metodzie do warunków panujących na terenie kopalni.

Rangę parametru „D” dostosowano do przedziałów głębokości występowania zwierciadła wód pierwszego poziomu wodonośnego (odmiennych niŜ proponowane w metodzie DRASTIC), dobranych zgodnie z Mapą hydrogeologiczną Polski w skali 1:50 000 – pierwszy poziom wodonośny – występowanie i hydrodynamika (arkusz 911 – Wojkowice; Górnik 2005). Rangę parametru „R” dostosowano do zwiększonej w stosunku do oryginalnej metody DRASTIC liczby przedziałów intensywności zasilania infiltracyjnego (wprowadzono dodatkowy przedział). Rangę parametru „S” wyznaczono w oparciu o rozpoznanie głównych typów gleb, z uwzględnieniem wpływów antropogenicznych. Rangę parametru „I” wyznaczono w oparciu o podział terenu badań na obszary o podobnym wykształceniu profilu strefy aeracji. Na obszarach występowania skał triasu i karbonu uwzględniono wykształcenie litologiczne utworów pokrywowych (czwartorzędowych). Rangę parametru „C” (współczynnik filtracji warstwy wodonośnej) wyznaczono przy uwzględnieniu odmiennych właściwości poszczególnych typów ośrodka hydrogeologicznego (porowy, szczelinowo – krasowy i porowo – szczelinowy) występujących na terenie badań.

Pozostałe parametry systemu („A” – litologia warstwy wodonośnej i „T” – nachylenie powierzchni terenu) przyjęto bez modyfikacji zgodnie z zaleceniami autorów metody DRASTIC (Aller et al. 1987). Podobnie bez modyfikacji przyjęto zakres współczynników wagowych poszczególnych parametrów.

Głębokość do zwierciadła wód podziemnych – parametr „D”

Głębokość występowania zwierciadła wód podziemnych pierwszego poziomu wodonośnego w granicach obszaru górniczego byłej KWK „Grodziec” określono głównie w oparciu o kartograficzne materiały archiwalne obejmujące Mapę hydrogeologiczną Polski w skali 1:50000 Pierwszy poziom wodonośny – występowanie i hydrodynamika, arkusz 911 Wojkowice (Górnik 2005) oraz Mapę hydrograficzną w skali 1:50000, arkusz Siewierz (Szczepańska red. 2001). Dodatkowo wykorzystano wyniki pomiarów głębokości do zwierciadła wody w nielicznych dostępnych studniach gospodarskich oraz w szybie „Zygmunt” dawnej kopalni „Maria”, które posłuŜyły jako uzupełnienie obrazu uzyskanego na podstawie materiałów archiwalnych.

Oprócz nielicznych płytkich studni gospodarskich, w południowo – zachodniej części omawianego terenu zlokalizowane są studnie głębinowe „Przełajka” i „Rozkówka” ujmujące wody podziemne z utworów serii węglanowej triasu, w których wykonywane są regularne pomiary dynamicznego zwierciadła wody.

Głębokość występowania zwierciadła wód podziemnych pierwszego poziomu wodonośnego w granicach obszaru górniczego byłej KWK Grodziec zmienia się w zakresie od poniŜej 1 m do ponad 20 m (Rys. 7.1). Największą głębokość występowania zwierciadła równą 32,9 m stwierdzono w szybie „Zygmunt” (w styczniu 2012r.).

56

Rys. 7.1. Ocena podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia. Mapa głębokości do zwierciadła wód

podziemnych (parametr „D”)

W związku ze znaczną zmiennością zakresu omawianego parametru na terenie byłej kopalni na potrzeby oceny podatności metodą DRASTIC wyróŜniono 6 przedziałów głębokości do zwierciadła wody (Tabela 7.1), które (z wyjątkiem ostatniego) przyjęto na podstawie mapy występowania i hydrodynamiki PPW (Górnik 2005).

Tabela 7.1. Ranga i waga parametru „D” (głębokość do zwierciadła wód podziemnych).

Parametr Zakres ^Ranga

D_R Waga D_W <1 m 10 1 – 2 m 9 2 – 5 m 8 5 – 10 m 7 10 – 20 m 5 D - głębokość do zwierciadła wody [m] >20 m 3 5

NajwyŜsze wartości rangi parametru „D” związane są z obszarami dolin rzecznych (Brynica, Wielonka, potok Psary), gdzie zwierciadło wody występuje na głębokości do 2 m, przy czym w najbliŜszym sąsiedztwie koryt cieków głębokość ta z reguły nie przekracza 1 m.

Na głębokość maksymalnie 1 m (ranga parametru 10) zwierciadło wody występuje w 315 blokach obliczeniowych (3,4% bloków), na terenie o powierzchni około 0,8 km², natomiast na głębokości 1 – 2 m (ranga parametru 9) zwierciadło występuje w 1820 blokach obliczeniowych (19,9% bloków), na powierzchni około 4,4 km².

57 Wzrost głębokości występowania wód podziemnych następujący w miarę oddalania się od dolin cieków wiąŜe się ze spadkiem rangi parametru. Występowanie zwierciadła wody w przedziale głębokości 2 – 5 m (ranga parametru 8) stwierdzono w 1056 blokach obliczeniowych (11,5% bloków) na powierzchni około 2,6 km², w strefach przejściowych pomiędzy dolinami rzecznymi a wysoczyzną. Głębokość do zwierciadła w przedziale 5 – 10 m (ranga parametru 7) stwierdzono w 2620 blokach obliczeniowych (28,6 % bloków) na powierzchni około 6,3 km², głównie w południowo – wschodniej, północno – wschodniej i północno – zachodniej części terenu badań.

Na głębokości 10 – 20 m (ranga parametru 5) zwierciadło wody występuje w 1849 blokach obliczeniowych (20,2 % bloków) na obszarze około 4,6 km², w centralnej części terenu badań. Pod najwyŜszymi wzniesieniami i w południowo – zachodniej części terenu badań, na powierzchni około 3,6 km² w 1504 blokach obliczeniowych (16,4 % bloków) zwierciadło wody występuje na głębokości przekraczającej 20 m.

Wielkość zasilania infiltracyjnego wód podziemnych – parametr „R”

Ocenę wielkości zasilania infiltracyjnego wód podziemnych (Ie) w granicach obszaru górniczego byłej KWK „Grodziec” (Rys. 7.2) przeprowadzono powszechnie stosowaną metodą infiltracyjną. Spośród czynników wpływających na wielkość zasilania infiltracyjnego (oprócz wykształcenia litologicznego utworów przypowierzchniowych) w obliczeniach uwzględniono wyłącznie ograniczenie intensywności infiltracji na obszarach drenaŜowych o płytkim występowaniu wód podziemnych (wprowadzono odpowiedni współczynnik korekcyjny).

Obliczenia intensywności zasilania infiltracyjnego wód podziemnych przeprowadzono zgodnie z formułą:.

Ie = P · w · δ gdzie:

Ie – infiltracja efektywna opadów atmosferycznych [mm/rok], P – wielkość rocznych opadów atmosferycznych [mm/rok], W – wskaźnik infiltracji efektywnej [-],,

δ - współczynnik zaleŜny od głębokości występowania zwierciadła wód podziemnych [-]. Przyjęto: δ = 1 na obszarach o głębokości do zwierciadła większej niŜ 2 m, δ = 0,6 na obszarach o głębokości

do zwierciadła mniejszej niŜ 2 m (Duda, Witczak, śurek 2011).

Wartość wskaźnika infiltracji efektywnej wyznaczono na podstawie wyników rozpoznania wykształcenia litologicznego utworów strefy przypowierzchniowej. W tym celu wykonano mapę litologii utworów przypowierzchniowych (Rys. 7.2), na której wydzielono obszary naleŜące do poszczególnych klas infiltracji. Rozpoznanie utworów przypowierzchniowych oparte o mapy geologiczne w skali 1:25000 i 1:50000 (Doktorowicz – Hrebnicki 1935, Biernat 1955) uzupełniono badaniami własnymi obejmującymi rozpoznanie litologii strefy aeracji w 28 otworach badawczych. W wyniku rozpoznania stwierdzono,

Ŝe utwory przypowierzchniowe stanowią Ŝwiry i piaski o zmiennym uziarnieniu (od średnich po pylaste), skały węglanowe (wapienie i dolomity), które bezpośrednio na powierzchni odsłaniają się głównie w rejonie Góry Św. Doroty i Góry Kamionka (teren po eksploatacji surowców skalnych na potrzeby cementowni), a takŜe piaski gliniaste, pyły, gliny piaszczyste, lokalnie gliny zwałowe, oraz występujące w dolinach cieków namuły przewarstwiane piaskami.

58 Przyjęte na podstawie danych literaturowych (Pazdro 1983) wartości wskaźnika infiltracji efektywnej odpowiadające określonym warunkom litologicznym podłoŜa zestawiono w Tabeli 7.2.

Tabela 7.2. Wskaźnik infiltracji wg Z. Pazdry (1983)

Litologia utworów przypowierzchniowych

Wskaźnik infiltracji efektywnej [-] piaski i Ŝwiry rzeczne i fluwioglacjalne

wapienie i dolomity spękane i skrasowiałe ^0,3 piaski średnie, piaski drobne, piaski pylaste 0,25 gliny piaszczyste, piaski gliniaste, pyły 0,2

namuły, namuły piaszczyste 0,15

gliny zwałowe 0,05

Do obliczeń infiltracji efektywnej przyjęto uśrednioną dla obszaru kopalni wielkość opadów atmosferycznych równą 700 mm/rok. Dane o wielkości opadów atmosferycznych na tym terenie pochodziły z posterunków opadowych Targoszyce, Brynica, Czeladź, Katowice i Sosnowiec, w których średnie roczne sumy opadów atmosferycznych w roku normalnym obliczone dla wielolecia 1961 – 2000 zmieniały się w zakresie od 675 mm w posterunku Targoszyce do 750 mm w posterunku Sosnowiec (Dodatek nr 3 do dokumentacji hydrogeologicznej Rejonu „Grodziec” CZOK).

Rys. 7.2. Ocena podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia. Mapa zmienności zasilania infiltracyjnego

59 Wielkość zasilania infiltracyjnego wód podziemnych na badanym terenie zmienia się w zakresie od 21 mm/rok do 210 mm/rok w zaleŜności od wykształcenia litologicznego utworów przypowierzchniowych i głębokości występowania wód podziemnych.

Obliczone wartości infiltracji efektywnej mieszczą się w 5 przedziałach (Tabela 7.3), które po modyfikacji przyjęto z metody DRASTIC. Modyfikacja polegająca na zmniejszeniu rozpiętości wybranych przedziałów (100-180 mm/rok i 180-250 mm/rok) i wydzielenie z ich części wspólnej dodatkowego przedziału (100-150 mm/rok) pozwoliła na dokładniejsze odwzorowanie zmienności infiltracji na badanym terenie.

Tabela 7.3. Ranga i waga parametru „R” (wielkość zasilania infiltracyjnego wód podziemnych)

Parametr ^Zakres [mm/rok] Ranga RR Waga RW < 50 1 50 - 100 3 100 – 150 6 150 – 200 7 R – wielkość zasilania infiltracyjnego 200 – 250 8 4

Największe wartości infiltracji (przedział 200-250 mm/rok - ranga 8) występują na obszarach, gdzie utwory przypowierzchniowe stanowią piaski i Ŝwiry pochodzenia rzecznego i fluwioglacjalnego lub spękane skały węglanowe. Wartość infiltracji z przedziału 200-250 mm/rok występuje w 2212 blokach obliczeniowych (24,1% bloków), na powierzchni około 5,4 km².

Wartość infiltracji w przedziale 150-200 mm/rok (ranga 7) przyjęto dla 1555 bloków obliczeniowych (17% bloków), na obszarze występowania utworów piaszczystych (głównie piasków średnich, drobnych i miejscami pylastych), na powierzchni około 3,7 km².

Wartość infiltracji efektywnej z przedziału 100-150 mm/rok (ranga 6) przyjęto dla 4432 bloków obliczeniowych (48,4 % bloków), na powierzchni około 10,9 km², na obszarach występowania utworów drobnoziarnistych (piasków gliniastych, glin piaszczystych i pyłów), oraz w części dolin rzecznych, gdzie zwierciadło wód podziemnych występuje na głębokości mniejszej niŜ 2 m.

Przedział wielkości infiltracji w zakresie 50-100 mm (ranga 3) wyróŜniono w 584 blokach obliczeniowych (6,4 % bloków), na powierzchni około 1,4 km², przewaŜnie w najbliŜszym sąsiedztwie koryt cieków, gdzie utwory przypowierzchniowe stanowią głównie słaboprzepuszczalne namuły.

NajniŜsze wartości infiltracji w przedziale 0-50 mm/rok (ranga 1) przyjęto dla 379 bloków obliczeniowych (4,1% bloków), na powierzchni około 0,9 km², na obszarze występowania glin zwałowych.

Litologia warstwy wodonośnej – parametr „A”

Obszar górniczy byłej KWK Grodziec charakteryzuje się zmiennością wykształcenia litologicznego pierwszego poziomu wodonośnego wynikającą z zaangaŜowania tektonicznego obszaru i procesów erozyjno – akumulacyjnych związanych głównie z działalnością rzek. Litologię utworów wodonośnych rozpoznano na podstawie archiwalnych map geologicznych i hydrogeologicznych oraz interpretacji profili otworów wiertniczych.

60 W dolinach głównych cieków występują osady rzeczne i wodnolodowcowe w postaci piasków i Ŝwirów z przewarstwieniami glin i namułów, tworzące ośrodek hydrogeologiczny o charakterze porowym. Południowa i zachodnia część terenu badań zdominowana jest przez wapienie i dolomity dolnego i środkowego triasu (retu i wapienia muszlowego) o charakterze szczelinowo – krasowym. Wodonośne utwory karbonu produktywnego tworzące ośrodek szczelinowo – porowy stanowią ławice piaskowców izolowane warstwami iłowców i mułowców. Wychodnie utworów karbonu produktywnego występują głównie w centralnej i północnej części terenu badań (Rys. 7.3).

Rys. 7.3. Ocena podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia. Mapa zmienności litologii warstwy

wodonośnej (parametr „A”)

Na potrzeby oceny podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia wyróŜniono trzy klasy wartości parametru „A” (Tabela 7.4), które przyjęto bez modyfikacji z metody DRASTIC (Aller et al. 1987).

Tabela 7.4. Ranga i waga parametru „A” (litologia warstwy wodonośnej)

Parametr ^{Rodzaj warstwy} wodonośnej

Ranga AR

Waga AW wapienie i dolomity spękane

i skrasowiałe ¹⁰

piaski i Ŝwiry rzeczne

i wodnolodowcowe ⁸

A – litologia warstwy wodonośnej

sekwencje skał osadowych:

piaskowce, iłowce, mułowce ⁶

61 Z uwagi na brak szczegółowego rozpoznania zmienności wykształcenia litologicznego w obrębie trzech wymienionych typów ośrodka hydrogeologicznego przyjęte rangi stanowią wartości typowe, zgodnie z propozycją autorów metody DRASTIC.

NajwyŜszą wartość punktową parametru (rangę) równą 10 wyróŜniono w 3865 blokach obliczeniowych (42,2% bloków), na powierzchni około 9,3 km², na obszarze występowania skał węglanowych triasu. Ranga równa 8 wyróŜniona w 2518 blokach obliczeniowych (27,5% bloków) odpowiada piaskom i Ŝwirom czwartorzędu w dolinach rzecznych, które występują na powierzchni około 6,1 km². Rangę równą 6 wyróŜniono w 2781 blokach obliczeniowych (30,3% bloków), na obszarze występowania utworów karbonu produktywnego, które zajmują powierzchnię około 6,9 km².

Właściwości gleby – parametr „S”

Gatunki gleb występujące w granicach obszaru górniczego byłej KWK „Grodziec” to gleby gliniaste (głównie gliny lekkie, gliny średnie, rzadziej gliny cięŜkie), gleby piaskowe (głównie piaski gliniaste lekkie, piaski gliniaste mocne, rzadziej piaski słabo gliniaste, jedynie lokalnie piaski luźne), rędziny (lekkie i średnie, rzadziej cięŜkie). Wymienione gatunki naleŜą do następujących typów gleb: gleby brunatne właściwe, gleby brunatne, gleby bielicowe i pseudobielicowe, rędziny brunatne, rędziny próchnicze (czarnoziemy i szare) oraz gleby mułowcowo – torfowe i mady (Rys. 7.4).

Rys. 7.4. Ocena podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia. Mapa zmienności pokrywy glebowej

(parametr „S”)

Ponadto wyróŜniono występujące na terenach zabudowanych gleby o niewykształconym profilu. W rejonie góry Kamionka (teren zdegradowany wskutek

62 eksploatacji surowców skalnych) wyróŜniono obszar, na którym pokrywa glebowa jest bardzo cienka lub nie występuje.

Tabela 7.5. Ranga i waga parametru „S” (właściwości gleby)

Parametr Typy gleb ^Ranga

SR

Waga SW bardzo cienka lub brak pokrywy glebowej 10

gleby bielicowe i pseudobielicowe 9 gleby brunatne wyługowane; gleby mułowo

– torfowe ⁸

gleby brunatne właściwe, rędziny brunatne, rędziny próchnicze; gleby terenów

zabudowanych – gleby o niewykształconym profilu 6 S – właściwości gleby mady 5 2

Dla potrzeb oceny podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia wyróŜniono 5 klas wartości parametru „S” (Tabela 7.5). NajwyŜszą wartość punktową parametru (ranga 10) wyróŜnioną w 201 blokach obliczeniowych (2,2% bloków) otrzymuje obszar o powierzchni około 0,5 km², na którym pokrywa glebowa jest bardzo cienka lub nie występuje.

Niewielkiemu obszarowi występowania gleb bielicowych (około 0,03 km²) odpowiada ranga parametru równa 9, którą wyróŜniono w 12 blokach obliczeniowych (0,1% bloków). Nieco niŜszą wartość punktową równą 8 wyróŜniono w 246 blokach obliczeniowych (2,7% bloków), na obszarach występowania gleb brunatnych wyługowanych (około 0,5 km²) i gleb mułowo – torfowych (około 0,12 km²) występujących w dolinie Brynicy.

Największą powierzchnię zajmuje obszar występowania gleb brunatnych właściwych, rędzin brunatnych i próchniczych oraz gleb na terenach zabudowanych (łączna powierzchnia około 20,5 km²), którym odpowiada ranga parametru równa 6, wyróŜniona w 8474 blokach obliczeniowych (92,5% bloków).

NajniŜszą wartość rangi równą 5, którą wyróŜniono w 231 blokach obliczeniowych (2,5% bloków) otrzymują występujące w dolinie Brynicy i Wielonki mady rzeczne, zajmujące powierzchnię około 0,56 km².

Nachylenie powierzchni terenu – parametr „T”

Nachylenie powierzchni terenu wpływa na wielkość odpływu powierzchniowego, intensywność infiltracji opadów oraz stopień wykształcenia i miąŜszość pokrywy glebowej. Wzrost nachylenia powierzchni terenu ogranicza infiltrację wód opadowych na korzyść odpływu powierzchniowego, co skutkuje spadkiem podatności wód podziemnych na zanieczyszczenie. Jednocześnie redukcji ulega miąŜszość pokrywy glebowej.

Obliczenia spadków przeprowadzono na podstawie numerycznego modelu terenu (NMT) w skali 1:10 000. Numeryczny model terenu stanowi zbiór punktów powierzchni terenu określonych współrzędnymi X, Y, Z wraz z algorytmem interpolacyjnym, który pozwala na określenie kształtu powierzchni terenu lub określenia wysokości pojedynczych punktów.

63

Rys. 7.5. Ocena podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia. Mapa zmienności nachylenia powierzchni

terenu (parametr „T”)

ZróŜnicowanie nachylenia powierzchni terenu (Rys. 7.5) związane jest z budową geologiczną obszaru kopalni, obniŜeniami dolinnymi oraz przekształceniami antropogenicznymi. Na niektórych obszarach ukształtowanie powierzchni terenu jest skutkiem działalności górnictwa, w tym eksploatacji pokładów węgla.

Pomimo, Ŝe zaistniałe zmiany ukształtowania powierzchni terenu są typowym skutkiem działalności górnictwa, parametr „T” przyjęto bez modyfikacji, zgodnie z zaleceniami autorów metody DRASTIC. Przyjęto załoŜenie, Ŝe zaistniałe zmiany ukształtowania powierzchni wpływają na warunki infiltracji wód opadowych, ale nie w sposób odmienny od naturalnego.

Na potrzeby oceny podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia wyróŜniono 5 klas wartości parametru „T” (Tabela 7.6), które przyjęto bez modyfikacji zgodnie z propozycją autorów metody DRASTIC.

Tabela 7.6. Ranga i waga parametru „T” (nachylenie powierzchni terenu)

Parametr Zakres ^Ranga

T_R Waga T_W 0 – 2 10 2 – 6 9 6 – 12 5 12 – 18 3 T – nachylenie powierzchni terenu [%] >18 1 1

64 Na przewaŜającej części obszaru byłej kopalni dominują wysokie wartości punktowe parametru. Spadkom w przedziale 0 – 2 % odpowiada ranga 10, którą wyróŜniono w 3379 blokach obliczeniowych (36,9% bloków). Nachyleniu terenu w przedziale 2 – 6 % odpowiada ranga 9, którą wyróŜniono w 4250 blokach obliczeniowych (46,4 % bloków). Wartości pośrednie (ranga 5) występują głównie na zewnętrznych częściach stoków, gdzie spadki powierzchni terenu zawierają się w przedziale 6 – 12 %. Ranę równą 5 wyróŜniono w 1309 blokach obliczeniowych (14,3% bloków). Największe spadki z przedziałów 12 – 18 % i powyŜej 18 % (ranga 3 i 1) występują na niewielkich obszarach, głównie na stokach niektórych wzniesień oraz na terenach przekształconych antropogenicznie. Rangę równą 3 wyróŜniono w 120 blokach obliczeniowych (1,3% bloków), natomiast ranga równa 1 odpowiada 106 blokom obliczeniowym (1,1% bloków).

Litologia strefy aeracji – parametr ”I”

Wykształcenie litologiczne utworów strefy aeracji wpływa na rodzaj i intensywność zachodzących w jej obrębie procesów prowadzących do opóźnienia migracji zanieczyszczeń rozpuszczonych w infiltrujących wodach opadowych. Główne procesy mające miejsce w strefie aeracji to adwekcja, dyfuzja, dyspersja hydrodynamiczna, sorpcja oraz reakcje fizykochemiczne i biochemiczne.

Litologia utworów budujących strefę aeracji w granicach OG byłej KWK „Grodziec” (Rys. 7.6) jest jednym z najlepiej rozpoznanych parametrów systemu DRASTIC. Do tego celu posłuŜyły wyniki analizy map geologicznych, profili otworów wiertniczych, w tym ujęć wód podziemnych („Przełajka”, „Rozkówka”), profile otworów badawczych zestawione przez Doktorowicz – Hrebnickiego (1935) oraz wyniki badań bezpośrednich wykonanych przez autora, w wyniku których profil strefy aeracji rozpoznano do głębokości maksymalnie 5,2 m.

Na przewaŜającej części terenu badań utwory karbonu produktywnego i triasu pokryte są osadami czwartorzędu o zmiennym wykształceniu litologicznym. Poza dolinami cieków wśród utworów pokrywowych dominują osady drobnoklastyczne w postaci pyłów, piasków gliniastych, glin piaszczystych, rzadziej piasków średnich i drobnych oraz glin pylastych, o miąŜszości dochodzącej najczęściej do kilku metrów. Osady dolin rzecznych to głównie piaski przewarstwiane glinami i namułami. MiąŜszość utworów czwartorzędu w dolinach rzecznych moŜe dochodzić do kilkudziesięciu metrów.

65

Rys. 7.6. Ocena podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia. Mapa zmienności wykształcenia

litologicznego strefy aeracji (parametr „I”)

Z uwagi na znaczne zróŜnicowanie budowy geologicznej, w granicach terenu badań wyróŜniono 7 obszarów (Rys. 7.6) o zbliŜonym wykształceniu (profilu) litologicznym strefy aeracji (Rys. 7.7). Głównym kryterium podziału była litologia utworów dominujących w strefie aeracji oraz, jako kryterium dodatkowe - budowa i miąŜszość utworów pokrywowych na obszarach występowania utworów triasu i karbonu.

Rys. 7.7. Profile strefy aeracji na wydzielonych obszarach

Na potrzeby oceny podatności metodą DRASTIC wyróŜniono 7 klas wartości parametru „I”, które odzwierciedlają właściwości ochronne profilu strefy aeracji (Tabela 7.7).

66

Tabela 7.7. Ranga i waga parametru „I” (litologia strefy aeracji)

Parametr Litologia utworów strefy aeracji ^Ranga I_R

Waga I_W wapienie i dolomity (występujące bezpośrednio na

powierzchni terenu lub pokryte cienką warstwą gleby - profil 1

10 wapienie i dolomity (pod warstwą piasków

i Ŝwirów osiągających miąŜszość do kilku metrów) - profil 2

9 wapienie i dolomity (pod warstwą utworów słabo

przepuszczalnych: glin piaszczystych, piasków gliniastych, pyłów o miąŜszości do około 2 – 3 m) - profil 3

8

piaski rzeczne i fluwioglacjalne (lokalnie

przewarstwiane glinami i namułami) - profil 4 ⁸ piaskowce, mułowce, łupki (pod warstwą piasków i

Ŝwirów o miąŜszości do kilku metrów - profil 5

6 piaskowce, mułowce, łupki (pod warstwą glin

piaszczystych i pylastych lub pyłów i lokalnie piasków drobnych i pylastych, o łącznej miąŜszości do kilku metrów - profil 6

5 I – litologia

strefy aeracji

gliny zwałowe (pylaste, piaszczyste) - profil 7 2

5

NajwyŜsza wartość punktowa parametru (ranga 10) wyróŜniona w 1859 blokach obliczeniowych (20,3% bloków) odpowiada obszarom, na którym spękane i skrasowiałe skały węglanowe triasu występują pod cienką warstwą gleby lub bezpośrednio na powierzchni terenu (powierzchnia około 4,42 km²).

Obszarom, na którym skały węglanowe występują pod pokrywą piasków i Ŝwirów odpowiada ranga parametru równa 9, wyróŜniona w 1439 blokach obliczeniowych (15,7% bloków).

Rangę równą 8 wyróŜniono w 2738 blokach obliczeniowych (29,9% bloków) na obszarze występowania skał węglanowych przykrytych utworami słabo przepuszczalnymi oraz piasków i Ŝwirów rzecznych i wodnolodowcowych w dolinach cieków (łączna powierzchnia około 6,64 km²).

Rangę równą 6 wyróŜniono w 82 blokach obliczeniowych (0,9% bloków) na obszarze występowania skał karbońskich (seria paraliczna) pokrytych utworami piaszczystymi (powierzchnia około 0,2 km²). Ranga 5 wyróŜniona w 2699 blokach obliczeniowych (29,4% bloków) odpowiada obszarowi występowania skał serii paralicznej pokrytych osadami o słabej przepuszczalności (powierzchnia około 6,68 km²).

Rangę równą 2 wyróŜniono w 347 blokach obliczeniowych (3,8% bloków) na obszarze występowania glin zwałowych, o powierzchni około 0,83 km².

Współczynnik filtracji warstwy wodonośnej – parametr „C”

Wartość współczynnika filtracji utworów wodonośnych na terenie byłej KWK „Grodziec” (Rys. 7.8) jest słabo rozpoznana. Dotychczas szczegółowe badania umoŜliwiające ocenę tego parametru (pompowania pomiarowe w studniach) przeprowadzono jedynie na ujęciach wód podziemnych z utworów triasowych „Rozkówka” i „Przełajka”, które

67 zlokalizowane są w południowo – zachodniej części badanego terenu. Uzyskane w wyniku próbnych pompowań wartości współczynnika filtracji wynoszą odpowiednio 6,01 · 10^-5 m/s (5,2 m/d) i 6,13 · 10^-5 m/s (5,3 m/d). Na obszarach występowania utworów czwartorzędowych i karbońskich badań umoŜliwiających ustalenie wartości współczynnika filtracji warstwy wodonośnej nie prowadzono.

Rys. 7.8. Ocena podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia. Mapa zmienności współczynnika filtracji

warstwy wodonośnej (parametr „C”)

Z uwagi na brak szczegółowego rozpoznania dla warstw wodonośnych PPW w utworach czwartorzędu przyjęto średnią wartość współczynnika filtracji równą 4,16 · 10^-4 m/s, tzn. 35,9 m/d, ustaloną dla jedenastu czwartorzędowych GZWP znajdujących się w granicach GZW (RóŜkowski, Chmura, Siemiński red. 1997).

Dla wodonośnych utworów triasu przyjęto średnie wartości współczynnika filtracji ustalone dla jednostek hydrogeologicznych nr 7 i 11 wyróŜnionych na Mapie hydrogeologicznej Polski w skali 1:50 000, ark. Wojkowice (Wagner, Chmura, Siemiński 1997). Dla obszaru objętego zasięgiem jednostki nr 7, która zajmuje całą południową i południowo zachodnią część terenu badań, gdzie główny uŜytkowy poziom wodonośny (toŜsamy z PPW) wydzielono w utworach wapienia muszlowego przyjęto średnią wartość współczynnika filtracji równą 6,07 · 10^-5 m/s, tzn. 5,25 m/d. Na obszarze występowania jednostki nr 11 (GUPW = PPW) wydzielonej w utworach retu w zachodniej i północno - zachodniej części terenu badań, przyjęta średnia wartość współczynnika filtracji wynosi 1,5 · 10^-5 m/s, tzn. 1,3 m/d. Ta sama wartość współczynnika filtracji odpowiada utworom PPW (w utworach retu) w rejonie Góry Św. Doroty, Góry Kamionka oraz Góry Parcina w centralnej części terenu badań.

W dokumencie Index of /rozprawy2/10598 (Stron 56-74)