(f. ex. study on filtration, on processes of water mi-neralization, detection of the contacts of water-bea-ring horizons a. o.).
As auxiliary investigations in the above mentio-ned directions there are here methodical studies on application of geophysical, hydrochemical and ther-mal observations, and others. As concerns areas of intense exploitation of ground waters, the efforts are made to draw hydrogeological prognoses based on the continual observations.
Р Е З Ю М Е Решением гидрогеологических проблем Геологи-ческий институт занимался с самого начала своей деятельности. Проблематикой исследований охва-тываются актуальные народнохозяйственные во-просы, с соблюдением необходимой последователь-ности тематики, позволяющей производить обоб-щения результатов. В последнее время определи-лись следующие направления гидрогеологических исследований. 1. Региональные исследования гидрогеологичес-ких единиц различного порядка; результатом этих работ являются, чаще всего, подсчеты запасов. 2. Картографические работы — серийные к а р т ы (обзорные для всей страны и детальные д л я опре-деленных районов) и специальные карты. 3. Гидрогеологические исследования горных р а йонов, главным образом перспективных или н а -ходящихся в стадии разработки; горные районы охватываются, кроме того, двумя первыми направ-лениями исследований. 4. Работы в районах или точках, характерных в гидрогеологическом отношении, как зоны источ-ников, места проявления минеральных вод, райо-ны со сложрайо-ными условиями водоснабжения, ин-тересные гидрогеологические скважины и т.п. 5. Определенные проблемы общей гидрогеологии, изучаемые в конкретных районах (работы из об-ласти фильтрации, процессов минерализации вод, выявление контактов водоносных горизонтов и др.). В дополнение к вышеперечисленным направле-ниям производятся методические исследования по производству геофизических, гидрохимических, тер-мических и других наблюдений. В районах с ин-тенсивной эксплуатацией подземных вод начинают составляться периодические гидрогеологические прогнозы, основывающиеся на систематических н а -блюдениях. ANDRZEJ RÓŻKOWSKI I n s t y t u t G e o l o g i c z n y
CHARAKTERYSTYKA HYDROGEOLOGICZNA
GÓRNOŚLĄSKIEGO ZAGŁĘBIA WĘGLOWEGO*
HISTORIA geologiczna Górnośląskiego ZagłębiaWęglowego wiąże się z ruchami górotwórczymi star-szego paleozoiku, które doprowadziły do sfałdowania tego regionu. W późniejszym okresie obszar ten pod-d a n y był pod-długotrwałym procesom pod-denupod-dacji oraz wielokrotnym zalewom morskim. Wpływ orogenezy alpejskiej zaznaczył się głównie w postaci dysloka-cji dysjunktywnych oraz wydźwignięciu całego Ob-szaru. Działalność tektoniczna spowodowała wytwo-rzenie szeregu struktur wpływających w zasadniczy siposób n a kształtowanie się dynamiki chemizimu wód wgłębnych. Struktury t e stanowią dzięki temu przeważnie odrębne jednostki hydrogeologiczne. Roz-przestrzenienie, miąższości i własności kolektorskie skał różnych formacji geologicznych, budujących te struktury wpływają n a zasobność i zawodnienie po-szczególnych jednostek hydrogeologicznych.
Zagłębie górnośląskie zlbudowane jest głównie z utworów ikarbonu górnego. W podłożu występują utwory ikarbonu dolnego i dewonu, odsłaniające się na jego obrzeżeniach (ryc.). Pod względem litologicz-nym karbon górny wykształcony jest jako kompleks naprzemian leżących skał ilastych i piaskowców oraz pokładów węgla. Przepuszczalność poszczególnych ogniw tej formacji jest jednak zmienna. Utwory per-mu, ze względu na swe niewielkie rozprzestrzenienie i słabą przepuszczalność nie mają większej roli w stosunkach wodnych zagłębia.
W północnej i wschodniej części regionu na utwo-rach paleozoicznych występuje mezozoik. Reprezen-tują go głównie utwory triasu, którego wapienno--dotamityczne ogniwa charakteryzują się wysoką przepuszczalnością. Wapienno-margliste utwory jury i kredy występują marginesowo we wschodniej czę-ści zagłębia, stanowiąc zwarty kompleks dopiero na jego obrzeżeniu. Ilasto-piaszczyste utwory trzecio-rzędu występują bezpośrednio na utworach karboń-skich w południowej i południowo-zachodniej części
*) R e f e r a t w y g ł o s z o n y n a 46 U r o c z y s t e j S e s j i N a u k o w e j I n s t y t u t u G e o l o g i c z n e g o , ma t e m a t z a g a d n i e ń h y d r o g e o l o g i i w P o l s c e , a o r g a n i a o w a i i e j z o k a z j i 60-lecia p r a c y n a u k o w e j p r o f , d r F e l i k s a R u t k o w s k i e g o .
opisywanego regionu. Ze względu na swe litologicz-ne wykształcenie izolują utwory karbońskie od in-filtracji wód atmosferycznych, wpływając przez t o w sposób decydujący na kształtowanie się zawod-nienia i mineralizacji wód w t e j formacji.
Osady czwartorzędowe pokrywają płaszczem zmien-nej miąższości cały obszar Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wykształcenie litologiczne, rozprzestrze-nienie i własności gromadzenia się wód w tych osa-dach mają duży wpływ na zawodnienie niżej leżą-cych utworów. Obszar zagłębia należy uważać za dość dobrze, lecz bardzo nierównomiernie rozpozna-ny hydrogeologicznie. Na podkreślenie zasługuje fakt, iż problematyka wodna już od stuleci odgrywa waż-ną rolę w rozwoju gospodarczym tego regionu. Pre-kursorem badań hydrogeologicznych był St. Staszic, który opracował projekt odwodnienia zatopionych w XVII w. kopalń kruszcowych w Olkuszu.
Burzliwy rozwój górnictwa węglowego i rudnego z końca X)IX w., prowadzenie eksploatacji n a coraz to większych głębokościach powodują konieczność lepszego rozpoznania stosunków wodnych złóż. Zwią-zany z rozwojem przemysłu wzrost ludności pociąga za sobą zwiększenie zapotrzebowania na wodę, za-równo do celów pitnych jak i przemysłowych. Wy-suwają się w związku z tym d w a podstawowe za-gadnienia:
1. Dostarczenie przemysłowi i ludności wody, którą do 1922 r. praktycznie pobierano wyłącznie z ujęć wgłębnych,
2. Zwalczanie dopływu wód do kopalń r u d i wę-gla.
Marginesowo zajmowano się również badaniem wód mineralnych w przypadku nawiercenia ich pod-czas prowadzenia wierceń złożowych. Problemy t e przewijają się w pierwszych publikowanych pracach geologów: R. Carnalla (1850), O. Kruga (1856), S. Zaręcznego (1894), R. Michaela (1904—1913), V. Zir-kuscha (1910). W okresie międzywojennym i wojen-nym problemami hydrogeologiczwojen-nymi opisywanego regionu zajmują się: P. Assman, R. Behagel, L. Ko-walski, W. Łuczkow, R. Rosłoński, F. Rutkowski. Na
uwagę zasługuje opracowana w tym okresie przez S. Czarnockiego monografia Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, w k t ó r e j naświetlony został również pro-blem badań hydrogeologicznych.
Podkreślić należy także duży wkład pracy geolo-gów Państwowego Instytutu Geologicznego: R. Rosłońskiego i F. Rutkowskiego w rozpoznawaniu w a -r u n k ó w wodnych gó-rnośląskiego -regionu. R. Rosłoń-ski p u b l i k u j e szereg interesujących prac, m a j ą c y c h na celu szczegółowe rozpoznanie warunków hydro-geologicznych obszaru zagłębia węglowego oraz te-renów przyległych. Badania te dotyczyły: zaopatrze-nia w wodę Górnego Śląska, zawodniezaopatrze-nia retu w niecce_szc7.akowsko-chrzanowskiej, odpływu powierzch-niowego i podziemnego Przemszy oraz zanikania i infiltracji rzeczki Brynicy w rowie triasowym by-tomskcHbędzińskim, jak również charakterystyki so-lanek Goczałkowic i Jastrzębia oraz wód artezyj-skich okolic Myszkowa.
F. Rutkowski w y k o r z y s t u j e swe długoletnie do-świadczenie stratygrafia i tektonika regionu śląskie-go przy rozwiązywaniu skomplikowanych problemów geologiczno-hydrogeologicznych. Prowad'ził on bada-nia dotyczące rozpoznabada-nia stosunków geologicznohydrogeologicznych obszaru przeznaczonego dla u j ę -cia i spiętrzenia wód powierzchniowych w rejonie Bielska, dokonał oryginalnego rozwiązania problemu odprowadzania zanieczyszczonych wód papierni Klu-cze o r a z opracował p r o j e k t u j ę c i a wód dla wodocią-gów Chrzanowa.
W latach <powojen»nych, wskutek zmiany w a r u n k ó w polityczno-soсjalny eh, n a s t ą p i ł znaczny rozwój badań hydrogeologicznych. Szczególnie t r u d n y był pierwszy okres powojenny, w k t ó r y m gwałtowny rozwój go-spodarki n a r o d o w e j w y m a g a ł intensywnych i wszech-stronnych badań hydrogeologicznych, przy czym ba-dania te mogły być realizowane tylko przez nielicz-ną wówczas g r u p ę f a c h o w c ó w zatrudnionych głów-nie w Instytucie Geologicznym. Wyniki tych żmud-nych prac, n i e j e d n o k r o t n i e bardzo interesujących, są dziś niestety t r u d n o dostępne i m a ł o znane, gdyż wykonano je przeważnie w formie niepublikowanych ekspertyz i orzeczeń. Z poważniejszych badań na-leży tu wymienić p r a c e F. Rutkowskiego, dotyczące możliwości zaopatrzenia w wodę pitną rejonu r y b -nickiego o r a z k o p a l ń K n u r ó w i Dębieńsko. Cenny dorobek tego badacza, k t ó r y sprawował wówczas kierownicze stanowisko w Wydziale Hydrogeologii w Instytucie Geologicznym i kierował ówczesnymi badaniami hydrogeologicznymi na terenie Śląska, zo-stał u j ę t y przez niego w syntetycznych opracowa-niach pt.: „Wody wgłębne Górnego Śląska" oraz „Za-rys hydrogeologii Górnośląskiego Okręgu Przemysło-wego" (195.3). Z dużym uznaniem należy przywitać fakt opublikowania tych prac w najbliższym okresie.
Dużą wartość gospodarczą m a j ą , pochodzące rów-nież z tego okresu, prace J. Gołąba dotyczące pro-blemów: zaniku wód w studniach n a obszarze Gór Luszowskich, charakterystyki źródeł rejonu Krzeszo-wic związanych z p r o j e k t e m ujęcia dla wodociągów Krzeszowic, regionalne badania J u r y Krakowsko--Częstochowskiej o r a z inne. J. Gołąb i R. Krajewski zajmują się również problematyką wodną górnictwa węglowego. Zagadnienie zaopatrzenia w wodę Gór-nośląskiego Zagłębia Węglowego p rzejm uj e z czasem Górnośląska Stacja Terenowa IG.
Charakter b a d a ń i opracowań hydrogeologicznych uległ zmianom z chwilą powstania specjalistycznych przedsiębiorstw geologicznych. Przedsiębiorstwa te przejęły w y k o n a w s t w o robót hydrogeologicznych, n a -tomiast instytucje naukowe: Główny Instytut Gór-nictwa w Katowicach, Zakład1 Geologii Kopalnianej AGH o r a z Górnośląska Stacja Terenowa IG w Sos-nowcu przystąpiły d o wykonywania syntetycznych opracowań hydrogeologicznych. Przykładem tego są wykonane w ostatnich latach przez Pracownię Hy-drogeologii Górnośląskiej Stacji Terenowej IG re-gionalne opracowania hydrogeologiczne czwartorzę-du, trzeciorzęczwartorzę-du, jury, triasu i karbonu zagłębia. Po-n a d t o w y k o Po-n a Po-n o szereg syPo-ntetyczPo-nych opracowań
dotyczących głównie problemów hydrochemicznych. Prace te pozwoliły n a wykonanie mapy Hydrogeolo-gicznej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, stano-więcej syntetyczny obraz stosunków wodnych re-gionu.
Na podstawie dotychczasowego stanu rozpoznania zagłębia oraz jego obrzeżenia w zasięgu obszaru objętego mapą geologiczną S. Doktorowicza-Hrebnic-kiego, wydzielono 18 podstawowych jednostek hydro-geologicznych (ryc.). J a k o k r y t e r i u m ich wyznaczenia przyjęto n a s t ę p u j ą c e elementy: budowę strukturalną obszaru, wykształcenie litologiczne i miąższości skał należących do różnych ogniw stratygraficznych oraz różnice reżimu wód podziemnych.
W zasięgu utworów trzeciorzędowych zaznaczają się 3 jednostki leżące n a różnowiekowym podłożu, różniące się zasadniczo 'budową strukturalną, a tak-że warunkami sedymentacyjnego i facjalnego wy-kształcenia wpływającego na kształtowanie się wo-donośności i chemizmu wód podziemnych. Pierwsza jednostka o b e j m u j e s w y m zasięgiem północno-za-chodni obszar występowania rtortonu oraz przede wszystkim silniej zawodnionego dolnego sarmatu. Druga jednostka z a j m u j e obszar położony na północ od garbu Rybnika, łącznie z zapadliskiem „rowu Za-wady", ograniczony od północy i zachodu linią wy-stępowania osadów serii Chemicznej dolnego tortonu. Utwory te wpływają zasadniczo' n a kształtowanie się chemizmu wód, określając t y m samym zasięg pro-wincji wód siarczanowych w utworach trzeciorzę-dowych. Trzecia jednostka o b e j m u j e południową część obszaru "występowania utworów trzeciorzędo-wych. Występują tu silnie zmineralizowane wody typu Cl—— Na- i Cl— — N a — C a - - .
Jako oddzielną jednostkę (IV) potraktowano wystę-powanie t rzec i orzędo wo-fk red owy с h utworów fliszu karpackiego z charakterystyczną swoistą budową strukturalną i reżimem wód. W utworach jurajskich wschodlniego obrzeżenia zagłębia wydzielono 3 pod-stawowe jednostki hydrogeologiczne (V—VII). Pod-kreślono przy tym odrębny reżim wód jurajskich w obszarze rowu krzeszowickiego (VI).
W utworach triasu śląsko^krakowskiego wydzielono 4 jednostki określane jako trias: „chrzanowski (VIII), „północno-wschodniego obrzeżenia" (IX), „gliwicki" (X) i „bytomski" (XI). Granice między jednostkami triasowymi zostały określone z uwzględnieniem natu-ralnych granic geologicznych, przebiegu wododziałów podziemnych oraz zmienności wodoprzepuszczalności utworów tej formacji.
W utworach górnego karbonu, w obecnym stanie rozpoznania hydrogeologicznego, wydzielono 6 jedno-stek hydrogeologicznych (XII—XVI). Ich poszczególne odrębności zaznaczają się zarówno w budowie struk-turalnej jak i zmiennościaćh wodoprzewodności skał karbońskich.
Oddzielne jednostki hydrogeologiczne o charakte-rystycznych reżimach wód stanowią obszary występo-wania słabo zawodnionych utworów kulmu (XVII) w północnym obrzeżeniu zagłębia oraz wapieni i do-lomitów dewonu i dolnego karbonu w obrzeżeniu wschodnim (XVIII). Zawodnienie tych ostatnich utwo-rów wiąże się ze stopniem spękania i szczelinowatości górotworu. W związku z tym wodonośnosć tych skał jest bardzo zmienna. Bardzo istotną, a w utworach szeregu formacji geologicznych zagłębia decydującą rolę w kształtowaniu się obecnego reżimu wód ma działalność górnictwa. Jeden z poziomów wodonoś-nych w rejonie Chrzanowa, Bytomia oraz Olkusza i Bolesławia jest intensywnie osuszany wskutek od-w a d n i a j ą c e j działalności kopalń r u d cynkood-wo-ołood-wio- cynkowo-ołowio-wych.
Największe zmiany w reżimie wodnym Górnoślą-skiego Zagłębia Węglowego w y w a r ł a jednak eksplo-a t eksplo-a c j eksplo-a węgleksplo-a proweksplo-adzoneksplo-a w utworeksplo-ach keksplo-arbonu pro-duktywnego. Wskutek olbrzymiej ilości wód pompo-wanych przez kopalnie węglowe, znaczny obszar występowania utworów karbońskich o r a z częścio-w o nadkładu znalazł się pod o d częścio-w a d n i a j ą c y m częścio- wpły-wem górnictwa. Objęta jest nim niecka bytomska,
Map a hydrogeologiczny. Górnośląskiego Zagłębia
Wę-glowego.
1 — g r a n i c a z a s i ę g u k a r b o n u p r o d u k t y w n e g o , 2 — g r a n i c e j e d n o s t e k h y d r o g e o l o g i c z n y c h , С — k a r b o n , M — m i o c e n , T — p e r m o ^ t r i a s , J — j u r a , К — f l i s z k a r p a c k i ( k r e d a ) .
siodło główne i północna część niecki głównej oraz częściowo niecka chwałowicka i jejkowicka. Na tych obszarach leje depresyjne poszczególnych kopalń za-zębiają się, tworząc jeden obszar obniżonego ciśnie-nia wód. W pozostałej części zagłębia leje depresyjne kopalń są przeważnie niezależne od siebie.
Przeprowadzone przez Górnośląską Stację Tereno-wą badania wykazały, iż ilości pompowanych wód przez kopalnie węglowe są zależne .nie tylko od prze-puszczalności utworów fcarbońskich, lecz również często w sposób zasadniczy, od zawodnienia nad-kładu. Występowanie w stropie karbonu praktycznie nieprzepuszczalnych utworów trzeciorzędowych po-woduje redukcję dopływu wód do kopalń; odwrot-nie — występowaodwrot-nie na wychodniach karbońsfcich silnie zawodnionych utworów czwartorzędowych wpływa na maksymalne zawodnienie wyrobisk. Do-bre na ogół r o z p o z n a n i e hydrogeologiczne zagłębia pozwala na wyciągnięcie wniosków co do kształto-wania się chemizmu wód w tym regionie. Zaobser-wowano, iż główny wpływ na formowanie siię mi-neralizacji wód podziemnych wywiera budowa struk-turalna oraz wykształcenie litologiczne utworów.
Zasięg występowania stref hydrodynamicznych określa głębokość kształtowania się stref hydroche-micznych. Podstawowa strefa a k t y w n e j wymliany wód, charakteryzująca się występowaniem wód o mi-neralizacji poniżej 1 g/l występuje w opisywanym regionie na różnych .głębokościach zależnie od prze-puszczalności utworów oraz głębokości występowa-nia bazy erozyjnej. W utworach trzeciorzędowych kształtuje się zazwyczaj na głębokości kilkudzie-sięciu metrów, gdy np. w dobrze przepuszczalnych utworach karbonu, w rejonie ich wychodni osiąga głębokość kilkuset metrów.
Hydrogeological map of the Upper Silesian Coal Basin
1 — b o u n d a r y of e x t e n t of t h e p r o d u c t i v e C a r b o n i f e r o u s , 2 — b o u n d a r i e s of h y d r o g e o l o g i c a l u n i t s , С — C a r b o n i f e -r o u s , M — M i o c e n e , T — P e -r m i a n - T -r i a s s i c , J — J u -r a s s i c ,
К — C a r p a t h i a n P l y s c h ( C i r e t a c e o u s ) .
S U M M A R Y
The hydrogeological problems play a great part in economical development of t h e Upper Silesian Coal Basin. The area under consideration should be regarded as a sufficiently recognized one, ho-wever, not uniformly, from the hydrogeological point
of view. The study on complicated hydrogeological conditions has been carried on still before the war. However, a considerable development of the stu-dies has been observed only a f t e r t h e war. Most important results have been obtained here by F. Rut-kowski, J. Gołąb, R. Krajewski and others.
The article presents a chronological review of hy-drogeological investigations which have been con-ducted in the area of the Upper Silesian Coal Basin.
Р Е З Ю М Е Гидрогеологическая проблематика имеет очень важное значение в экономическом развитии Верх-несилезского угольного бассейна. Этот район в гид-рогеологическом отношении изучен детально, но неравномерно. Работы по решению сложных гид-рогеологических проблем этого района проводились еще до войны, но значительного развития они до-стигли в послевоенные годы. Большие заслуги в этой области имеют Ф. Рутковски, Я. Голомб, Р. Краевски и др. Настоящая статья представляет хронологический, обзор гидрогеологических исследований на площади Верхнесилезского угольного бассейна.
