Zastosowanie metod znacznikowych na tle rozpoznania regionalnych warunków
hydrogeologicznych zbiornika Zakopane
Jerzy J. Ma³ecki
1The use of tracer methods in examining regional hydrogeological conditions of the Zakopane groundwater basin. Prz. Geol., 55: 1149–1161.
S u m m a r y. Among the groundwater basins identified within the Carpathian Massif, the Zakopane groundwater basin exhibits the greatest individuality. The basin has been chosen to test the problems referred to in the paper’s title. Recognition of hydrogeological conditions by using artificial tracers was the basis for characterization of groundwater categorized as subdivided into exsurgent springs, springs draining the carbonate Eocene and Sub-Flysch aquifers of the Podhale artesian basin. The subdivision finds its confirmation in both variable concen-tration of tritium and values of oxygen and hydrogen isotopes ratio expressed in ‰ asd18O andd2H.
Key words: tracer methods, groundwater isotopic composition, Zakopane groundwater basin
W badaniach hydrogeologicznych szczególnie wiele uwagi poœwiêca siê problematyce okreœlenia mo¿liwoœci eksploatacji s³odkich wód podziemnych stanowi¹cych cenne Ÿród³o zaopatrzenia ludnoœci i przemys³u w wodê. Okreœlenie tych mo¿liwoœci wymaga zawsze szczegó³owe-go rozpoznania regionalnych warunków hydrogeologicz-nych w zakresie zasilania, kr¹¿enia i drena¿u wód podziemnych oraz iloœciowej i jakoœciowej ich charaktery-styki.
Spoœród wielu metod badawczych stosowanych w hydrogeologii do rozpoznawania i interpretacji pra-wid³owoœci rz¹dz¹cych obiegiem wód podziemnych wykorzystywane s¹ równie¿ metody znacznikowe. Nie wnikaj¹c w ich szczegó³ow¹ klasyfikacjê, ogólnie dzieli siê je na dwie grupy:
metody znaczników sztucznych, wprowadzanych przez eksperymentatora do danego systemu wodonoœnego; metody znaczników œrodowiskowych oparte na obserwacjach stê¿eñ trytu, stosunków trwa³ych izotopów tlenu (18O/16O) i wodoru (2H/1H) w cz¹steczkach wody, datowaniach wód podziemnych metod¹ radiowêgla14C, a tak¿e stosunkach izotopowych innych pierwiastków oraz rozpuszczonych w wodzie gazów szlachetnych.
W po³udniowej czêœci zbiornika Zakopane, chronionej przez Tatrzañski Park Narodowy, stosowano g³ównie metody oparte na wykorzystaniu znaczników sztucznych. Znacznie rzadziej prowadzono badania oparte na znaczni-kach œrodowiskowych dotycz¹cych okreœlenia sk³adu izo-topowego wód kr¹¿¹cych w systemach wodonoœnych. Fakt ten spowodowany jest zarówno wysokimi kosztami ozna-czeñ analitycznych, jak i brakiem doœwiadozna-czeñ hydroge-ologów — praktyków w prawid³owej interpretacji danych. Artyku³ ten poœwiêcony jest wstêpnej interpretacji zebra-nego materia³u i stanowi pierwsz¹ z cyklu prac dotycz¹cych mo¿liwoœci wykorzystania wyników badañ izotopowych. Szybki rozwój tych badañ, spowodowany ulepszaniem analityki oznaczeñ i d¹¿eniem do mo¿liwie najdok³adniejszego odtworzenia dynamiki badanych sys-temów wodonoœnych na podstawie modelowania matema-tycznego, znalaz³ odzwierciedlenie w œwiatowej i polskiej
literaturze przedmiotu (zob. np. Zuber, 1986, 1999, 2007; Zuber i in., 1999; Dowgia³³o & Nowicki, 1999).
Spoœród wielu izotopów œrodowiskowych wykorzysty-wanych w badaniach hydrogeologicznych do najpow-szechniej stosowanych w kraju nale¿y: z grupy promieniotwórczych tryt 3H, a spoœród izotopów stabil-nych tlen18O i deuter2H.
Czêsto s¹ równie¿ stosowane oznaczenia stê¿eñ 14C oraz wartoœci13C w próbkach wód podziemnych ujmowa-nych otworami wiertniczymi, np. w niecce artezyjskiej Podhala (Nowicki, 1992; Chowaniec i in., 1997; Ma³ecka & Nowicki, 2002).
Okresem szczególnego nasilenia terenowych badañ hydrogeologicznych, uwzglêdniaj¹cych równie¿ opróbo-wania izotopowe, by³y lata 1986–1989. Wypracowana zosta³a wówczas koncepcja Mapy obszarów g³ównych zbiorników wód podziemnych (GZWP) w Polsce wyma-gaj¹cych szczególnej ochrony, wydanej pod redakcj¹ A.S. Kleczkowskiego (1990). Jej g³ównym celem by³o wydzielenie zbiorników wód podziemnych o okreœlonych mo¿liwoœciach eksploatacyjnych i dobrej jakoœci wód — chronionych dla przysz³ych pokoleñ. Zgodnie z przyjêtymi za³o¿eniami (Kleczkowski & Witczak, 1987; Kleczkow-ski, 1990) w obszarach deficytowych stosowane by³y indy-widualne kryteria iloœciowe pozwalaj¹ce na wydzielenie zbiorników o znaczeniu praktycznym, umo¿liwiaj¹cym zaspokojenie lokalnych potrzeb regionu (tab. 1). Do takich obszarów zosta³ zaliczony miêdzy innymi masyw karpacki o ³¹cznej powierzchni oko³o 20 000 km2.
Wybór poligonu doœwiadczalnego
Podczas wyboru poligonu doœwiadczalnego, który powinien charakteryzowaæ siê dobrym rozpoznaniem geo-logicznym i hydrogeogeo-logicznym oraz wystarczaj¹c¹ do interpretacji liczb¹ wyników badañ izotopowych, wytypo-wano masyw karpacki.
Na tle ogólnie ma³o korzystnych warunków hydroge-ologicznych w obrêbie ca³ego masywu karpackiego naj-wiêksz¹ indywidualnoœci¹ zarówno pod wzglêdem budowy geologicznej, jak i warunków hydrogeologicz-nych charakteryzuje siê wystêpuj¹cy w obrêbie subregionu Karpat wewnêtrznych zbiornik szczelinowo-krasowy Zakopane, który spe³nia wszelkie warunki do testowania zawartej w tytule problematyki.
1
Wydzia³ Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. ¯wirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa; Jerzy.Malecki@uw.edu.pl
Hydrogeologiczna charakterystyka g³ównego zbiornika wód podziemnych (GZWP) Zakopane nr 441 Zbiornik Zakopane obejmuje zawodnione utwory osa-dowych serii tatrzañskich i eocenu wêglanowego, z któ-rych s¹ zbudowane pó³nocne stoki Tatr i które zapadaj¹ pod flisz warstw zakopiañskich niecki artezyjskiej Podhala. Tego rodzaju uk³ad sprawia, ¿e mimo litologiczno-struktu-ralnych podobieñstw utworów wodonoœnych pod wzglêdem hydrogeologicznym wykazuje on wyraŸn¹ dwudzielnoœæ. W po³udniowej czêœci zbiornika, chronionej przez Tatrzañ-ski Park Narodowy, wody podziemne s¹ oddzielone od powierzchni terenu stref¹ aeracji, co decyduje o ich swo-bodnym charakterze, ¿ywej reakcji na opady atmosferycz-ne oraz podatnoœci na wp³ywy antropogeniczatmosferycz-ne.
Poni¿ej kontaktu serii tatrzañskich i eocenu wêglano-wego z warstwami zakopiañskimi ³upki i piaskowce fliszu podhalañskiego stanowi¹ naturalne zabezpieczenie podfli-szowych poziomów wodonoœnych przed negatywnym wp³ywem gospodarczej dzia³alnoœci cz³owieka (Ma³ecka, 1992). Po³udniow¹ granicê zbiornika wyznacza zasiêg wystêpowania serii osadowych Tatr, natomiast granica pó³nocna — wyznaczona na podstawie kryteriów hydrogeo-chemicznych i skorygowana w póŸniejszych badaniach — przebiega w odleg³oœci oko³o 4,5 km na pó³noc od strefy kontaktu orograficznej czêœci masywu z fliszem warstw zakopiañskich (ryc. 1). Zbiornik ten, o równole¿nikowym przebiegu na terenie Polski, obejmuje obszar 145 km2
i kontynuuje siê ku wschodowi i zachodowi poza granice pañstwa.
Do okreœlenia prawid³owoœci rz¹dz¹cych obiegiem wód w zlewniach tatrzañskich wykorzystano wyniki badañ monitoringowych, prowadzonych od lat 70. XX wieku przez zespó³ pracowników Wydzia³u Geologii Uniwersy-tetu Warszawskiego. Mo¿liwoœci eksploatacyjne i che-mizm wód podfliszowych poziomów wodonoœnych pó³nocnej czêœci zbiornika rozpoznano na podstawie infor-macji zawartych w dokumentacjach hydrogeologicznych studni i otworów badawczo-eksploatacyjnych niecki arte-zyjskiej Podhala, przygotowanych g³ównie przez Karpacki Oddzia³ Pañstwowego Instytutu Geologicznego oraz Polsk¹ Akademiê Nauk (Chowaniec i in., 1997; Kêpiñska, 1997; Ma³ecka, 2003). Nie wnikaj¹c w szczegó³ow¹ cha-rakterystykê zbiornika, nale¿y stwierdziæ, ¿e w wypadku jego czêœci tatrzañskiej najwiêksze znaczenie w kszta³towaniu warunków hydrogeologicznych odgrywaj¹ sprzyjaj¹ce warunki rozwoju zjawisk krasowych, szcze-gólnie intensywnie dzia³aj¹cych w strefie wystêpowania wapieni i dolomitów triasu œrodkowego, mimo i¿
kraso-wieniu podlegaj¹ równie¿ wapienie malmo-neokomu a tak¿e zlepieñce, wapienie i dolomity sp¹gowego ogniwa paleogenu Podhala (Ma³ecka & Roniewicz, 1997; Ma³ecka & Ma³ecki, 2000). Bez wzglêdu na pozycjê stratygraficzn¹ utworów mo¿liwoœci kolektorskie ska³ zbiornikowych uwarunkowane s¹ istnieniem wzajemnie skomunikowa-nych pró¿ni, tworz¹cych mniej lub bardziej zawi³y splot przewodów hydraulicznych, u³atwiaj¹cych kontaktowanie siê kr¹¿¹cych w masywie wód.
Tatry z racji najwy¿szych w kraju opadów atmosfe-rycznych i równole¿nikowej orientacji jednostek litolo-giczno-strukturalnych, z prostopadle do nich rozwiniêt¹ sieci¹ hydrograficzn¹, stanowi¹ obszar szczególnie nadaj¹cy siê do œledzenia wp³ywu meteorycznego zasilania na kszta³towanie siê dynamiki i sk³adu chemicznego wód podziemnych (Ma³ecki, 1998; Rzychoñ, 1998; Ma³ecka & Ma³ecki, 2005). Wody szczelinowe krystaliniku i piaskow-ców najni¿szego triasu (seisu) w znacznej mierze dzie-dzicz¹ cechy wód opadowych (ryc. 2). Mimo i¿ szczytowe partie masywu tatrzañskiego nie wchodz¹ w sk³ad zbiorni-ka Zakopane, odgrywaj¹ wa¿n¹ rolê zarówno w jego zasi-laniu, jak i w kszta³towaniu chemicznych typów wód. Œwiadczy o tym konsekwentny wzrost ogólnej mineraliza-cji, pocz¹wszy od szczytowych partii Tatr do ich podnó¿a. Analiza badañ monitoringowych Ÿróde³ i wywierzysk tatrzañskich wykaza³a, ¿e mimo zró¿nicowanych wydajno-œci zachowuj¹ one identyczn¹ zmiennoœæ sezonow¹. Mini-ma notowane w okresie poprzedzaj¹cym wiosenne topnienie pokrywy œnie¿nej œwiadcz¹ o mo¿liwoœciach retencyjnych obszaru, natomiast letnie maksima zwi¹zane z obfitymi opadami deszczu s¹ wynikiem przenoszenia panuj¹cego w górotworze ciœnienia.
W kr¹¿eniu wód szczelinowo krasowych i krasowych Tatr mo¿na wyró¿niæ dwa dominuj¹ce kierunki przep³ywu: równole¿nikowy, poprzeczny w stosunku do powierzchniowych dzia³ów wodnych, uwarunkowany roz-ci¹g³oœci¹ pasm strukturalnych;
po³udnikowy, zgodny z sekwencj¹ zapadania serii tatrzañskich i eocenu wêglanowego pod osady fliszu Pod-hala (Ma³ecka & Ma³ecki, 1996).
W pierwszym wypadku zasilanie, kr¹¿enie i drena¿ wód wi¹¿e siê z orograficzn¹ czêœci¹ masywu, w drugim obszarem zasilania s¹ Tatry, ale drogi kr¹¿enia wykraczaj¹ daleko poza obrêb Tatr, a¿ po pieniñski pas ska³kowy (ryc. 1). W obrêbie niecki artezyjskiej Podhala o warunkach hydro-geologicznych i chemizmie wód decyduje nie tyle wykszta³cenie litologiczne i wiek wodonoœca, co odleg³oœæ od obszaru zasilania, warunkuj¹ca czas kontaktu woda-ska³a oraz dro¿noœæ systemów szczelinowo-kraso-Tab. 1. Charakterystyka zbiornika wód podziemnych Zakopane wg A.S. Kleczkowskiego (1990), zmieniona
Table 1. Characteristics of the Zakopane groundwater basin, after A.S. Kleczkowski (1990), modified
Nr GZWP Major Groundwater Basin number Nazwa zbiornika Basin name Typ zbiornika Basin type Wiek utw. wodonoœnych Aquifer age Powierzchnia GZWP Groundwater area [km2] Œr. g³êbokoœæ ujêæ
Average intake depth
[m]
Szacunkowe zasoby dyspozycyjne
Estimated disposable resources
zasoby total resources [103m3/d] modu³ coefficient [l/(s´km2)] 1 2 3 4 5 6 7 8
Subregion Karpat wewnêtrznych Inner Carpathians Subregion
441 zbiornik Zakopane Zakopane groundwater basin szczelinowo--krasowy fracture-karst Pg-T2 145 800 9,6 0,77
wych warunkuj¹cych szybkoœæ przep³ywu wód. Komplek-sowe badania eksperymentalne prowadzone na terenie ca³ej niecki wykaza³y, ¿e prêdkoœæ przep³ywu tych wód w strefie przytatrzañskiej jest rzêdu kilkudziesiêciu metrów
na rok, natomiast w pobli¿u pieniñskiego pasa ska³kowego zmniejsza siê do kilku metrów na rok (Chowaniec i in., 1997). Zmienia siê kierunek przep³ywu. Pocz¹tkowo jest on zgodny z zapadaniem serii tatrzañskich ku pó³nocy, a po natrafieniu na nieprzepuszczalny ekran utworów pieniñskiego pasa ska³kowego wody rozp³ywaj¹ siê wachlarzowato ku zachodowi i wschodowi poza granice pañstwa (Ma³ecka, 1993).
Profile studni wierconych i otworów badawczo-eksploatacyj-nych w pe³ni potwierdzaj¹, i¿ pod-paleogeñskie pod³o¿e stanowi przed³u¿enie elementów geolo-giczno-strukturalnych Tatr, a eocen wêglanowy i mezozoiczne serie tatrzañskie z hydrogeologicz-nego punktu widzenia stanowi¹ po³¹czone hydraulicznie komplek-sy wodonoœne. 0 50 100 150 200 wody opadowe rainwater wody powierzchniowe surface water wody podziemne groundwater mineralizacja [mg/dm ]3 mineralization [mg/dm ]3
Ryc. 2. Mineralizacja wód odwadniaj¹cych pó³nocne stoki Tatr; wartoœci uœrednione z lat
1971–1985, n = 988 (Ma³ecka & Ma³ecki, 2000)
Fig. 2. Groundwater mineralization from northern slopes of the Tatra Mountains; averaged
values from 1971–1985 period, n = 988 (Ma³ecka & Ma³ecki, 2000)
Czarny Dunajec C ho ch o ³o wski P. K o s P œcie liki . Bys tra Ryb i P. Por oniec Bia³ka B j i a a ³yD un ec Bia³ka £apszanka RogoŸ nik Ja w or o w y P. Przyporniak Koziarczyska Barany Baptyœci ujêcie Kiry Pod Capkami Zakopane IG-1 Zazadnia IG-1 Zakopane-2 Skocznia IG-1 Hruby Regiel IG-2
Staników ¯leb Chocho³ow PIG-1
Poronin PAN-1 Furmanowa PIG-1
Bia³y Dunajec PAN-1 Bañska IG-1 W. Chocho³owskie W. Lodowe W. Goryczkowe W. Bystrej W. Olczyskie W. Waksmundzkie P I E N I Ñ S K I S K A £ K O W Y PA S Z A C H O D N I E T A T R Y W Y S O K I E T A T R Y P O D H A L A N I E C K A A R T E Z Y J S K A 0 5km POLSKA POLAND wywierzysko exsurgent spring Ÿród³o spring otwór wiertniczy well
kierunek przep³ywu wód krasowych stwierdzony eksperymentalnie karst water flow direction identified by experiments
granica GZWP 441 Zakopane boundary of GZWP 441 granica pañstwa state border krystalinik crystalline rocks
ska³y osadowe serii wierchowej High-Tatric Series sedimentary rocks ska³y osadowe serii reglowej Sub-Tatric Series sedimentary rocks
eocen wêglanowy carbonate Eocene flisz Podhala Podhale Flysch
ska³y osadowe pieniñskiego pasa ska³kowego Pieniny Klippen Belt sedimentary rocks aluwia dolin rzecznych i osady fluwioglacjalne river valley alluvia and glaciofluvial deposits
Ryc. 1. Granice zbiornika Zakopane na tle sytuacji geostrukturalnej niecki artezyjskiej Podhala
Oprócz tempa wymiany wód w obecnie trwaj¹cym eta-pie infiltracyjnym na kszta³towanie siê sk³adu chemiczne-go podfliszowych poziomów wodonoœnych wp³ywaj¹ równie¿ warunki utleniaj¹co-redukcyjne, zmiany ciœnienia i temperatury, dzia³anie mikroorganizmów kontroluj¹cych procesy geochemiczne oraz interakcyjne oddzia³ywanie wielu czynników œrodowiskowych. Jak to zilustrowano na rycinie 3, w miarê oddalania siê od strefy intensywnego zasilania zmianie ulega ogólna mineralizacja oraz hydro-chemiczne typy wód. Granica oddzielaj¹ca zbiornik Zako-pane od pozosta³ej czêœci niecki artezyjskiej Podhala przebiega w pobli¿u otworu Furmanowa PIG-1, gdzie na g³êbokoœci 2003–2324 m nawiercono wody typu HCO3 --Na-Ca o charakterze akratopegów. Natomiast w sk³ad zbiornika Zakopane zaliczono podfliszowe poziomy wodonoœne charakteryzuj¹ce siê wystêpowaniem dobrej jakoœci wód s³odkich o ciœnieniu artezyjskim lub
sub-artezyjskim, które podobnie jak wszystkie szczelinowo--krasowe poziomy wodonoœne odznaczaj¹ siê zró¿nico-wan¹ wydajnoœci¹, w tym wypadku od kilku do powy¿ej 100 m3/h.
Nale¿y podkreœliæ, ¿e podfliszowe poziomy wodonoœ-ne zbiornika Zakopawodonoœ-ne na Mapie hydrogeologiczwodonoœ-nej Polski w skali 1 : 50 000 zosta³y zakwalifikowane do g³ównego poziomu u¿ytkowego, spe³niaj¹cego wszelkie wymagania stawiane wodom pitnym (Ma³ecka i in., 2002a, b).
Najpe³niejszych informacji na temat chemizmu wód dostarczy³y otwory odwiercone na zachodnim zboczu wyniesienia Anta³ówki w Zakopanem. W wypadku otworu Zakopane IG-1 dysponowano 50 analizami z okresu 1964–2001, a z otworu Zakopane-2 33 analizami z lat 1975–2001. W pocz¹tkowym okresie obserwacji oznacze-nia wykonywa³o Laboratorium Balneoprojektu, a nastêp-nie Centralne Laboratorium Chemiczne Pañstwowego
Instytutu Geologicznego w Warszawie.
Zebrane materia³y analizowano w podziale na kilka subpopulacji. Okres pierwszy (1964–1977) obejmowa³ lata od udostêpnienia otworów do eks-ploatacji do czasu opracowania dokumentacji otworu Zakopane-2. Drugi okres (1978–1980) reprezentowa³ trzyletni cykl badañ prowadzonych w czasie eksploatacji obu otworów w wysokoœci zatwierdzonych zasobów eksploatacyjnych z wydajnoœci¹ 50 m3/h w otworze Zakopane IG-1 i 80 m3/h w otworze Zakopane-2. W trzecim okresie (1981–1988) eksploatacja by³a prowadzona wy³¹cznie na potrzeby k¹pieliska. W nastêpnych latach próbki by³y pobierane znacznie rzadziej, w 1992, 1996, 1999 i ostatnie w 2001 r. Z porównania ogólnej mineralizacji wynika, ¿e pomimo nieco ni¿szej sumy rozpuszczonych sk³adników sta³ych w wodach termalnych z otworu Zakopane-2 reak-cja obu otworów na zasilanie meteoryczne jest nie-mal identyczna (ryc. 4). Ró¿nice s¹ zawarte w granicach od 32 do 50 mg/dm3. W obu otworach 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 odleg³oœæ od Tatr [m]
distance from the Tatra Mts [m] Zbiornik Zakopane
Zakopane groundwater basin
Centralna i pó³nocna czêœæ niecki
Central and northern part of the trough
mineralizacja [mg/dm ] 3 mineralization [mg/dm ] 3 Poronin PAN-1 SO -HCO -Cl-Na-Ca4 3 Chocho³ów PIG-1 SO -Ca-Na4 Bañska IG-1 SO -Cl-Na-Ca4
Bia³y Dunajec PAN-1 SO -Cl-Na-Ca4
Furmanowa PIG-1 HCO -Na-Ca3
Skocznia IG-1 HCO -Ca-Mg3
Hruby Regiel IG-2 HCO -Ca-Mg3
Staników ¯leb HCO -Ca-Mg3
Ryc. 3. Mineralizacja i typy chemiczne wód niecki artezyjskiej Podhala
Fig. 3. Mineralization and chemical types of groundwater from the Podhale artesian basin
ogólna mineralizacja wód [mg/dm ] 3 total dissolved solids [mg/dm ] 3 lata years Zakopane IG-1 Zakopane-2 100 150 200 250 300 350 400 1964-1977 1978-1980 1981-1988 1992 1996 1999 2001
Ryc. 4. Porównanie ogólnej mineralizacji wód ujmowanych na Anta³ówce w
Zakopanem
Fig. 4. Comparison of TDS (total dissolved solids) from Anta³ówka intake in
maksymaln¹ wartoœæ mineralizacji zanotowano w 1996 r., natomiast najni¿sze wartoœci, nienotowane na przestrzeni analizowanego wielolecia, stwierdzono w próbkach pobra-nych w 2001 r., co nale¿y wi¹zaæ z reakcj¹ otworów na ano-malnie wysokie opady. W czerwcu i lipcu w szczytowych partiach Tatr na Kasprowym Wierchu spad³o 2534 mm, a w Zakopanem 1429 mm opadu. Zbli¿one trendy zmian noto-wane s¹ równie¿ w sk³adzie jonowym wód. Wody z obu otworów na przestrzeni wielu lat reprezentuj¹ te same typy — wodorowêglanowo-wapniowo-magnezowe w eocenie wêglanowym i wodorowêglanowo-siarczanowo-wapnio-wo-magnezowe w seriach tatrzañskich. Tak wiêc zarówno badania eksperymentalne, jak i monitoringowe wykaza³y, ¿e w obu wypadkach mamy do czynienia z wodami pochodze-nia meteorycznego, wyraŸnie reaguj¹cymi na czynniki kli-matyczne, o stabilnym sk³adzie chemicznym i temperaturze wód (Ma³ecki, 1995; Ma³ecka, 1995; Ma³ecka & Ma³ecki, 1998). Wykaza³y równie¿, ¿e pomimo niemal 500-metrowej ró¿nicy stropu ujmowanych poziomów wodonoœnych eks-ploatacja któregokolwiek z tych otworów z wolnym wyp³ywem jest niemal bezpoœrednio rejestrowana w otwo-rze s¹siednim i zaburza stan równowagi hydrodynamicznej nie tylko ujmowanych na Anta³ówce podfliszowych pozio-mów wodonoœnych, ale i Ÿróde³ drenuj¹cych utwory eocenu wêglanowego u podnó¿a Tatr (Ma³ecka & Ma³ecki, 2005).
Hydrogeologiczne podstawy typowania wód do badañ znacznikowych
W rozpoznaniu specyfiki warunków hydrogeologicznych Tatr poza ogólnie stosowanymi badaniami terenowymi wykorzystywano równie¿ metody znaczników sztucznych (fluoresceiny lub uraniny) pozwalaj¹ce na wykrycie ewen-tualnych kontaktów hydraulicznych kr¹¿¹cych w masywie wód. Poza tym aby okreœliæ prêdkoœæ przep³ywu, stosowa-no metodê „elektrolitycznego pomiaru rozcieñczenia por-cji wskaŸnika” z u¿yciem NaCl.
Stosowane metody pozwoli³y nie tylko na stwierdzenie po³¹czeñ hydraulicznych miêdzy ponorem a badanym wywierzyskiem, ale równie¿ na okreœlenie prêdkoœci przep³ywu. Zró¿nicowane w³aœciwoœci kolektorskie spra-wiaj¹, ¿e kr¹¿¹ce w masywie wody mog¹ byæ przechwyty-wane przez oœrodek krasowy i odprowadzane poza obrêb zlewni hydrograficznej. W wywierzyskach objêtych bada-niami izotopowymi (tab. 2) tego rodzaju niezgodnoœæ powierzchniowych i podziemnych dzia³ów wodnych stwierdzono w trzech wywierzyskach — Goryczkowego i Olczyskiego zasilanych z terenu zlewni Suchej Wody oraz Lodowego, do którego dop³ywaj¹ wody z górnych partii zlewni Ma³ej £¹ki (D¹browski & Rudnicki, 1967; Bar-czyk, 1994). Warto tu przytoczyæ wyniki badañ ekspery-mentalnych (prowadzonych przez zespó³ badawczy Tab. 2. Wywierzyska objête badaniami izotopowymi
Table 2. Exsurgent springs analysed for isotopic composition
Nazwa wywierzyska
Exsurgent spring
Lokalizacja i typ drenowanych utworów
Location and type of rocks drained
Rzêdna wyp³ywu [m n.p.m.] Exsurgence altitude [m a.s.l.] Typ wyp³ywu i wskaŸnik zmiennoœci
Spring nature and variability index Chocho³owskie u podnó¿a stromych zboczy ograniczaj¹cych od wschodu dolinê Potoku
Chocho³owskiego, wyp³ywa z dolomitów triasu œrodkowego (anizyk, ladyn) serii reglowej
close to step slopes bounding the Chocho³owski Stream valley to E, Middle Triassic (Anisian, Ladinian) of the Sub-Tatric Series
984,8 ascenzyjny, Ÿród³o ma³o zmienne i zmienne
ascending flow, low variable and variable Lodowe wyp³ywa po wschodniej stronie Potoku Koœcieliskiego, w strefie kontaktu
serii wierchowej i reglowej, z wapieni i dolomitów triasu œrodkowego (anizyk, ladyn) i malmo-neokomu serii wierchowej
eastern side of the Koœcieliski Stream, at the High-Tatric/Sub-Tatric Series contact, Middle Triassic (Anisian, Ladinian) limestones and dolomites, and Malm-Neocomian deposits of the High-Tatric Series
973,8 ascenzyjny, Ÿród³o bardzo zmienne ascending flow, very variable
Bystrej wyp³ywa ze zbocza Kalackiej Turni, poni¿ej niebieskiego szlaku z Kalatówek na Halê Kondratow¹. G³ówne wyp³ywy oddalone od siebie ok. 15 m drenuj¹ wapienie triasu œrodkowego i malmo-neokomu serii wierchowej
Kalacka Turnia slope, beneath the blue marked tourist router from Kalatówki to Hala Kondratowa. Major springs are located abort 15 m apart and drain Middle Triassic and Malm-Neocomian limestones
1160 descenzyjny, Ÿród³o zmienne
descending flow, variable
Goryczkowe wyp³ywa w dolinie Potoku Goryczkowego (dop³yw Bystrej) u podnó¿a Myœlenickich Turni z misy erozyjnej wype³nionej rumoszem skalnym i osadami morenowymi pokrywaj¹cymi silnie skrasowia³e pod³o¿e — wapienie i dolomity triasowe (anizyk, ladyn) serii wierchowej in the Goryczkowy Stream valley (Bystra River tributary) at the foot of Myœlenickie Turnie. In an erosional trough filled with rock derbis and morainic deposits covering strongly karst-modified Triassic (Anisian, Ladinian) basement of High-Tatric limestones and dolomites
1175,8 ascenzyjny, Ÿród³o zmienne i bardzo zmienne
ascending flow, very variable and variable
Olczyskie wyp³ywa z owalnej niszy wype³nionej rumoszem skalnym zalegaj¹cym na wapieniach i dolomitach triasu serii reglowej. Daje pocz¹tek Potokowi Olczyskiemu
in an oval trough filled with rock derbis overlying Triassic limestones and dolomites of the Sub-Tatric Series. Gives rise to the Olczyski Stream
1042,0 ascenzyjny, Ÿród³o zmienne ascending flow, variable Waksmundzkie woda wyp³ywa w 3 punktach, z niewysokiej skarpy ograniczaj¹cej od
pó³nocy koryto Potoku Waksmundzkiego, z pokrywy morenowej zalêgaj¹cej na wapieniach i dolomitach (anizyk, ladyn) serii reglowej
water flow from 3 springs in a low escarpment bounding the Waksmundzki Stream chanel to the N, from a morainic cover overlying Anisian and Ladinian limestones and dolomites of the Sub-Tatric Series
1075,0 descenzyjny, Ÿród³o zmienne
descending flow, variable
Instytutu Hydrogeologii i Geologii In¿ynierskiej UW) dotycz¹cych dwu wymienionych wywierzysk.
Wywierzysko Goryczkowe. W czasie badañ ekspery
-mentalnych barwnik wprowadzony do ponoru na Hali G¹sienicowej pojawi³ siê w wywierzysku po 23 godzinach (Pachla & Zaczkiewicz, 1985; Ma³ecka, 1985). Przy b³êd-nym z koniecznoœci za³o¿eniu prostolinijnoœci przep³ywu na drodze 2,75 km i ró¿nicy rzêdnych pomiêdzy miejscem wprowadzenia i pojawienia siê barwnika wynosz¹cej 434 m prêdkoœæ przep³ywu wynios³a 0,033 m/s. W czasie obfi-tych opadów deszczu i topnienia pokrywy œnie¿nej poza dop³ywem wód krasowych z terenu zlewni Suchej Wody wywierzysko jest zasilane dodatkowo wodami p³ytkiego kr¹¿enia z obszaru macierzystej zlewni, po³o¿onego powy-¿ej jego bazy drena¿owej.
Obserwacje stanu wód podczas okresowej kontroli objêtoœci przep³ywu (prowadzone od 1977 r.) wykaza³y, ¿e rytmika wahañ wydatku wywierzyska oraz przep³ywu wód powierzchniowych wykazuje identyczny przebieg. W obu wypadkach najlepiej udokumentowane s¹ stany niskie i œrednie. W stanach wysokich zarówno wywierzysko, jak i Potok Goryczkowy prowadz¹ tak olbrzymie masy wód i z tak¹ burzliwoœci¹, ¿e wykonanie pomiaru jest niemo¿liwe. W tej sytuacji okreœlenie wydajnoœci wywierzyska mo¿li-we jest tylko na podstawie obserwowanych stanów i inter-pretacji krzywej konsumpcyjnej. Z przebiegu izohiet reprezentuj¹cych 25-letni cykl obserwacji wynika, ¿e w rejonie Wywierzyska Goryczkowego œredni roczny opad wynosi 1350 mm, a w szczytowych partiach zlewni Suchej Wody i Bystrej wzrasta do 1700 mm.
W Wywierzysku Olczyskim o istnieniu podziemnego systemu korytarzy i pró¿ni krasowych umo¿liwiaj¹cych przep³yw wód w kierunku wywierzyska pisa³ ju¿ w roku 1933 A. Wrzosek. Fakt ten jako pierwsi potwierdzili ekspe-rymentalnie D¹browski i G³azek (1968), a nastêpnie zespó³ badawczy Uniwersytetu Warszawskiego. Barwnik wpro-wadzany do ponoru w dnie Potoku Pañszczyckiego (dop³yw Suchej Wody) pojawia siê w wywierzysku po 40–50 godzinach (Ma³ecka & Humnicki, 1989). Odleg³oœæ pomiêdzy ponorem a wywierzyskiem wynosi 3,4 km, a ró¿nica wysokoœci 388 m, prêdkoœæ przep³ywu w zale¿no-œci od stopnia zawodnienia masywu zmienia siê w
niewiel-kich granicach. Jeœli stan na wodowskazie olczyskim wynosi 520 cm, a wydajnoœci wywierzyska 700 l/s, to prêd-koœæ przep³ywu równa siê 0,0197 m/s; stan 522,5 cm i wydajnoœci 850 l/s oznacza wzrost prêdkoœci do 0,0236 m/s. Obserwacje wodowskazowe i pomiary objêtoœci przep³ywu metod¹ rozcieñczenia porcji wskaŸnika wyka-za³y, ¿e w okresie zimowym i wczesnowiosennym, poprze-dzaj¹cym topnienie pokrywy œnie¿nej, wydajnoœæ wywierzyska i objêtoœæ prowadzonych przez Potok Olczy-ski wód s¹ niemal jednakowe. Ró¿nice ujawniaj¹ siê do-piero w wysokich stanach. Z analizy przebiegu izohiet reprezentuj¹cych rozk³ad œrednich rocznych sum opadów z wielolecia wynika, ¿e wywierzysko pozostaje pod wp³ywem opadów, które zawieraj¹ siê w granicach od 1400 mm do 1700 mm.
Wszystkie wywierzyska krasowe ¿ywo reaguj¹ na wp³yw czynników klimatycznych, wykazuj¹ szybk¹ reak-cjê na opady atmosferyczne. Ka¿dy nawalny deszcz powo-duje gwa³towny, krótkotrwa³y wzrost oraz szybk¹ regresjê wydatku. Bez wzglêdu na wydajnoœæ, rzêdn¹ i rodzaj wyp³ywu (tab. 2) rytmika wahañ w skali roku wykazuje zbli¿one tendencje.
W czasie g³êbokich ni¿ówek ³¹czna wydajnoœæ wywie-rzysk oscyluje na granicy 500 l/s. Poza tym wyniki monito-ringu z okresu 1971–1985 oraz z lat 1998 i 2001 wskazuj¹, ¿e s¹ to wody ultras³odkie typu HCO3-Ca i HCO3-Ca-Mg, o temperaturze wahaj¹cej siê w granicach 4,0–5,5°C. Zale-¿noœæ sumy rozpuszczonych sk³adników sta³ych od rzêd-nej wyp³ywu zilustrowano na przyk³adzie danych z czerwca 2001 r. (ryc. 5).
Jak widaæ, najni¿sz¹ mineralizacj¹ charakteryzuj¹ siê Wywierzyska Bystrej i Goryczkowego, które wystêpuj¹ w bliskim s¹siedztwie ska³ krystalicznych (ryc. 1). Natomiast najni¿ej po³o¿one wywierzyska w dolinach Potoku Koœcie-liskiego i Chocho³owskiego s¹ zasilane g³ównie przez wody szczelinowo-krasowe osadowych serii tatrzañskich. St¹d te¿ ich mineralizacja przekracza 100 mg/dm3. Daleko id¹ce podobieñstwa w zasilaniu i w wykszta³ceniu litolo-gicznym wodonoœca da³y podstawê, aby w interpretacji wyników opróbowañ wody drenowane przez wywierzyska analizowaæ ³¹cznie.
Jako nastêpn¹, odrêbn¹ grupê potraktowano wyniki opróbowañ Ÿróde³ wyp³ywaj¹cych w strefie kontaktu eoce-900 950 1000 1050 1100 1150 1200 0 20 40 60 80 100 120 140 rzêdna wyp³ywu [m n.p.m.] spring altitude [m a.s.l.] Waksmundzkie M – 92 T – 5,1 C° Goryczkowe M – 49 T – 4,9 C° Olczyskie M – 74 T – 4,3 C° Bystrej M – 54 T – 4,5 C° Lodowe M – 116 T – 4,5 C° Chocho³owskie M – 126 T – 5,4 C° mineralizacja [mg/dm ]3 mineralization [mg/dm ]3
Ryc. 5. Mineralizacja (M) i temperatura
(T) wód na tle hipsometrycznego po³o¿enia wywierzysk
Fig. 5. Groundwater mineralization (M)
and temperature (T) vs. hypsometric position of exsurgent springs
nu wêglanowego z fliszem warstw zakopiañskich (tab. 3). Podczas gdy wywierzyska charakteryzuj¹ siê g³ównie ascenzyjnym wyp³ywem, a obszarem ich zasilania s¹ górne partie masywu o rocznych sumach opadu przekraczaj¹cych 1400 mm, Ÿród³a eocenu wêglanowego nale¿¹ prawie wy³¹cznie do descenzyjnych, pozostaj¹cych pod wp³ywem zawodnienia ca³ego masywu. Ich lokalizacja w strefie kon-taktu eocenu wêglanowego z fliszem warstw zakopia-ñskich sprawia, ¿e rzêdne wyp³ywu s¹ ujednolicone, a Ÿród³a mimo zró¿nicowanej wydajnoœci — poza ujêciem Pod Capkami — nale¿¹ do ma³o zmiennych. Do najbar-dziej wydajnych, nazywanych niekiedy wywierzyskami, nale¿¹ Ÿród³a Koziarczyska i Przyporniak.W stanach ni-¿ówkowych ³¹czna wydajnoœæ kszta³tuje siê w granicach 27–30 l/s. S¹ to wody s³odkie typu HCO3-Ca-Mg, o œred-niej mineralizacji rzêdu 130–160 mg/dm3
i temperaturze 6,0–6,8°C. Z uwagi na podobny typ i temperaturê wy-nosz¹c¹ oko³o 9,0°C do tej populacji zaliczono równie¿ wody ujmowane otworem wiertniczym Staników ¯leb zlo-kalizowanym u podnó¿a Tatr.
¯eby przybli¿yæ charakterystykê tego typu Ÿróde³ pos³u¿ono siê przyk³adem najd³u¿ej obserwowanego
ujê-cia Pod Capkami. Wyniki prowadzonego od 1972 r. moni-toringu dynamiki i chemizmu wód wykaza³y, ¿e œrednia wydajnoœæ Ÿród³a okreœlona na 21 l/s jest czterokrotnie ni¿-sza od wartoœci notowanej w czerwcu 2001 r. Nale¿y pod-kreœliæ, ¿e analiza wartoœci dekadowych, jak i miesiêcznych sum opadów oscyluj¹cych wokó³ œredniej z wielolecia, nie wykazuje wzrostu lub obni¿ania siê opadów na przestrzeni ostatniego pó³wiecza. Lata z nadmiarem i niedoborem opadów w stosunku do wartoœci œrednich rów-nowa¿¹ siê (ryc. 6). Nale¿y dodaæ, ¿e wody wszystkich Ÿróde³ typowanych do opróbowañ izotopowych nale¿¹ do wód s³odkich o œredniej mineralizacji rzêdu 180 mg/dm3i temperaturze 6 do 6,8°C. Wed³ug klasyfikacji Prik³oñskie-go-Szczukariewa (Pazdro & Kozerski, 1990) reprezentuj¹ one typ HCO3-Ca-Mg. Poza ujêciem Pod Capkami nale¿¹ do Ÿróde³ ma³o zmiennych, a wydajnoœæ ich odzwierciedla reakcjê ca³ego masywu na opady atmosferyczne.
W obrêbie pó³nocnej czêœci zbiornika Zakopane, roz-poznanej na podstawie wierceñ, wody podfliszowych poziomów wodonoœnych rozpatrywano w podziale na dwie grupy.
Tab. 3. ród³a objête badaniami izotopowymi
Table 3. Springs analysed for isotopic composition
Nazwa Ÿród³a
Spring
Lokalizacja i typ drenowanych utworów
Location and type of rocks drained
Rzêdna wyp³ywu [m n.p.m.] Exsurgence altitude [m a.s.l.] Typ wyp³ywu i wskaŸnik zmiennoœci
Spring nature and variability index Ujêcie Kiry Ÿród³o wyp³ywa u podnó¿a zbocza Przedniej Kopy — zlewni Potoku
Koœcieliskiego ze spêkanych wapieni i zlepieñców eocenu wêglanowego w strefie kontaktu serii tatrzañskich z fliszem Podhala
spring located at the foot of Przednia Kopa slope — the Koœcieliski Stream drainage basin, in fractured limestones and conglomerates of the carbonate Eocene, within a contact zone of the Tatric Series and Podhale Flysch
920,0 descenzyjny, ma³o zmienne
descending flow, low variable
Ujecie Pod Capkami
Ÿród³o wyp³ywa u podnó¿a masywu tatrzañskiego, w bezpoœrednim s¹siedztwie skoczni w Zakopanem, w strefie kontaktu wapieni numulitowych eocenu z fliszem Podhala. Stanowi jedno z ujêæ wspomagaj¹cych wodoci¹g miejski spring located at the foot of the Tatra Massif, just close to the Zakopane ski jump, within a contact zone of the Eocene nummulitic limestones and Podhale Flysch. One of the springs recharging the municipal water supply system
915,0 descenzyjne, zmienne i bardzo zmienne descending flow, very variable and variable
Barany--Jaszczurówka
powy¿ej kapliczki Witkiewicza woda wyp³ywa 4 szczelinami u podnó¿a blokowiska wapieni eoceñskich, powy¿ej którego znajduje siê Jaskinia Jaszczurowska zasilaj¹ca wody ujmowane dla Zakopanego
above the Witkiewicz shrine, flows by 4 fractures at the foot of block debris composed of Eocene limestones. Above is the Jaszczurówka cave recharging water for Zakopane
919,0 descenzyjny, ma³o zmienne
descending flow, low variable
Baptyœci--Jaszczurówka
poni¿ej kapliczki Witkiewicza wyp³ywa punktowo z niewielkiej niszy po³o¿onej u podnó¿a 3-metrowej skarpy, na kontakcie silnie zaburzonych wapieni eocenu i fliszu ³upkowego warstw zakopiañskich. Ujête w celu pokrycia niedoborów gospodarki wodnej Zakopanego
beneath the Witkiewicz shrine, water spring in a small niche at the foot of a 3-m high escarpment at the contact of strongly deformed Eocene limestones and shale flysch of the Zakopane Beds. Groundwater extracted to compensate water deficiency for Zakopane
915,0 ascenzyjny, ma³o zmienne
ascending flow, low variable
Koziarczyska u podnó¿a wzgórza Koziarczysk na terenie zlewni Suchej Wody, g³ówny wyp³yw skoncentrowany jest na 5-metrowym odcinku tworz¹cym niszê, z której wyp³ywa woda. Wystêpuje w strefie kontaktu wapieni numulitowych z fliszem Podhala
at the foot of the Koziarczyska Hill, the Sucha Woda drainage basin. The main outflow is concentrated along a 5-m long section forming a niche. At the contact zone of the nummulitic limestones and Podhale Flysch
941,6 ascenzyjny, ma³o zmienne
ascending flow, low variable
Przyporniak u podnó¿a Œredniego Wierchu, w zlewni Suchej Wody. Drenuje Ÿród³a inicjalne potoku Przyporniak w strefie kontaktu wapieni numulitowych eocenu z fliszem Podhala
at the foot of Œredni Wierch, the Sucha Woda drainage basin. It drains initial springs of the Przyporniak Stream at the contact zone of the nummulitic limestones and Podhale Flysch
950,0 descenzyjny, ma³o zmienne
descending flow, low variable
Ujêcie Staników ¯leb
p³ytki otwór u podnó¿a Tatr ujmuj¹cy wody z wapieni dolomitycznych i dolomitów eocenu
a shallow well at the foot of the Tatra Mts, drilled for groundwater from Eocene dolomitic limestones and dolomites
967,0 — rzêdna terenu 967,0 — ground altiude
Do pierwszej zaliczono wody szczelinowo-krasowe eocenu wêglanowego, do drugiej wody serii tatrzañskich eksploatowanych otworami wiertniczymi (tab. 4).
Zró¿nicowanie rzêdnych stropu ujmowanych kom-pleksów wodonoœnych znajduje odzwierciedlenie w tem-peraturze kwalifikuj¹cej wody do zwyk³ych lub termalnych, natomiast ich charakterystyka hydrochemicz-na nie ró¿ni siê istotnie. W obu wypadkach s¹ to wody s³odkie, wysokiej jakoœci, z dominacj¹ jonów wodoro-wêglanowych, wapniowych i magnezowych typu
HCO3-Ca-Mg lub HCO3-SO4-Ca-Mg (ryc. 3). Nale¿y dodaæ, ¿e wody te pod wzglêdem sk³adu chemicznego nie odbiegaj¹ w szczególny sposób od wód drenowanych przez wywierzyska tatrzañskie i Ÿród³a eocenu wêgla-nowego. Wspólny obszar zasilania obu typów oraz inten-sywna infiltracja wód opadowych zachodz¹ca w strefie kontaktu Tatr z fliszem warstw zakopiañskich sprawia, ¿e najœciœlejsze pokrewieñstwo hydrochemiczne wykazuj¹ Ÿród³a i otwory wiertnicze ujmuj¹ce wody eocenu wêgla-nowego.
Tab. 4. Otwory badawczo-eksploatacyjne ujmuj¹ce podfliszowe poziomy wodonoœne
Table 4. Test and exploitation boreholes of Sub–Flysch aquifers Nazwa i symbol
otworu
Borehole name and symbol
Opis i lokalizacja otworu
Borehole description and location
Rzêdna stropu ujêtego poziomu wodonoœnego
[m n.p.m.]
Depth to top of aquifer [m a.s.l.]
Wody szczelinowo-krasowe eocenu wêglanowego Fracture-karst water of the carbonate Eocene
Hruby Regiel IG-2 Otwór g³. 707,1 m, zlokalizowany 525 m od Tatr. Warstwa wodonoœna — wapienie numulitowe i dolomity ujête na g³. 400–630 m. Temperatura wyp³ywaj¹cej wody — 10,0°C Well depth 707.1 m, 525 m from the Tatra Mts. Aquifer composed of nummulitic limestones and dolomites at depths of 400–630 m. Outflow water temperature — 10.0°C
535,0
Zakopane-2 Otwór g³. 1113,0 m zlokalizowany 1600 m od Tatr. Warstwa wodonoœna — wapienie organodetrytyczne, zlepieñce i dolomity ujête na g³. 1064,0–1111,0 m. Temperatura wyp³ywaj¹cej wody — 26,4°C
Well depth 1113.0 m, 1600 m from the Tatra Mts. Aquifer composed of organodetrital limestones, conglomerates and dolomites at depths of 1064.0–1111.0 m. Outflow water temperature — 26.4°C
-196,3
Zazadnia IG-1 Otwór g³. 680 m, zlokalizowany 1550 m od Tatr. Warstwa wodonoœna — wapienie, w stropowej czêœci z faun¹, w sp¹gu detrytyczne, ujête na g³. 653,5–674,5 m. Temperatura wyp³ywaj¹cej wody — 22°C
Well depth 680 m, 1550 m from the Tatra Mts. Aquifer composed of limestones (with fauna at top, detrital at base) at depths of 653.5–674.5 m. Outflow water temperature — 22°C
-201,7
Wody szczelinowo-krasowe serii tatrzañskich Fracture-karst water of the Tatric Series
Zakopane IG-1 Otwór g³. 3073,2 m, zlokalizowany 1680 m od Tatr. Ujmuje wody z margli i wapieni marglistych z rogowcami jury dolnej z g³. 1540–1620 m. Temperatura wyp³ywaj¹cej wody — 35,5°C
Well depth 3073.2 m, 1680 m from the Tatra Mts. Groundwater from Lower Jurassic marls and marly limestones with hornstones at depths of 1540–1620 m. Outflow water temperature 35.5°C
-675,1
Skocznia IG-1 Otwór g³. 700,0 m, zlokalizowany 720 m od Tatr. Ujmuje wody z dolomitów i wapieni dolomitycznych — zbrekcjonowanych, z g³. 554,2–624,7 m. Temperatura wyp³ywaj¹cej wody — 16.8°C
Well depth 700.0 m, 720 m from the Tatra Mts. Groundwater from brecciated dolomites and dolomitic limestones at depths of 554.2–624.7 m. Outflow water temperature — 16.8°C
329,0 Stacja - Kasprowy Wierch (1991 m n.p.m)
Kasprowy Wierch Station (1991 m a.s.l.)
0 500 1000 1500 2000 2500 1774 1782 1712 1899 1784 1649 lata hydrologiczne hydrological years 1951 1953 1955 1957 1959 1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 opad [mm] precipitation [mm]
Ryc. 6. Rozk³ad rocznych, œrednich dekadowych oraz œredniej z lat 1951–2003 sum opadów w uk³adzie lat
hydrologicznych (opracowano na podstawie danych IMiGW)
Fig. 6. Annual, decade precipitation and average for 1951–2003 period, calculated for hydrological years (based on the
W charakterystyce wód szczelinowo-krasowych serii tatrzañskich zapadaj¹cych pod utwory fliszu Podhala wykorzystano g³ównie wyniki badañ prowadzonych w otworze Zakopane IG-1 odwierconym w 1963 r. Eksplo-atowane tu wody termalne nale¿¹ do wód czterojonowych typu HCO3-SO4-Ca-Mg o œredniej mineralizacji 360 mg/dm
3 . Zbli¿on¹ sum¹ rozpuszczonych sk³adników sta³ych cha-rakteryzuj¹ siê równie¿ wody z otworu Skocznia IG-1 odwierconego ponad 20 lat póŸniej. Podobnie jak na tere-nie masywu tatrzañskiego wody podfliszowych poziomów wodonoœnych, mimo i¿ reprezentuj¹ ró¿ne wiekowo kom-pleksy wodonoœne, pozostaj¹ w wiêzi hydraulicznej. Z przeprowadzonej analizy wynika, ¿e mimo wielu analogii w kszta³towaniu warunków hydrogeologicznych zbiornika Zakopane podzia³ analizowanych wód na cztery subpopu-lacje (tab. 5) znajduje pe³ne uzasadnienie.
Wstêpna interpretacja wyników badañ izotopowych Pe³ne wykorzystanie wyników badañ izotopowych pozwalaj¹ce na mo¿liwie najdok³adniejsze odtworzenie warunków panuj¹cych w analizowanych systemach wodo-noœnych wymaga stosowania odpowiednich modeli obli-czeniowych. Ich matematyczn¹ podstawê stanowi¹ równania bilansu masy wody i analizowanego znacznika, uwzglêdniaj¹ce teoriê przep³ywu w oœrodku szczelino-wo-krasowym i transportu rozpuszczonych w wodzie sub-stancji (Ma³oszewski & Zuber, 1993, 1996, 1997; Zuber, 1999, 2007).
Podlegaj¹ce zmianom w czasie stê¿enie trytu w wodach opadowych i podziemnych pozwala na okreœlenie wieku wód — czasu, który up³yn¹³ od momentu infiltracji wody opadowej do pobrania próbki wód podziemnych z typowanego do badañ Ÿród³a lub otworu wiertniczego. Interpretacja wieków trytowych wód podziemnych z zasto-sowaniem odpowiednich modeli matematycznych wyma-ga znajomoœci zmian w sk³adzie izotopowym wód opadowych — stanowi¹cych funkcjê wejœcia oraz stê¿eñ mierzonych w analizowanych punktach hydrogeologicz-nych — traktowahydrogeologicz-nych jako funkcja wyjœcia.
Doceniaj¹c w pe³ni mo¿liwoœci interpretacyjne wyni-ków badañ izotopowych z zastosowaniem modeli
matema-tycznych, podjêto próbê wstêpnej interpretacji danych opartej wy³¹cznie na wynikach oznaczeñ sk³adu izotopo-wego wód podziemnych. Aby przekonaæ siê, na ile podzia³ wód podziemnych na podstawie rozpoznania hydrogeolo-gicznego znajduje potwierdzenie w wynikach badañ izoto-powych, poddano analizie dane z lat 1986–1988 oraz wyniki opróbowania przeprowadzonego po up³ywie 12 lat w czerwcu 2001 r. £¹cznie dysponowano 120 rezultatami analiz izotopowych, z czego 63 dotyczy izotopów stabil-nychd18O id2H, a pozosta³e 57 oznaczeñ trytu. Porówny-walnoœæ tych wyników zapewnia fakt, i¿ wszystkie analizy wykonywane by³y w tym samym laboratorium Instytutu Fizyki i Techniki J¹drowej AGH w Krakowie, maj¹cym wieloletnie doœwiadczenie w dziedzinie badañ izotopo-wych. Na terenie masywu tatrzañskiego spoœród wielu czynników maj¹cych wp³yw na interpretacjê rezultatów oznaczeñ analitycznych znaczenie maj¹ efekt wysokoœcio-wy i sezonowysokoœcio-wy — pochodne efektu temperaturowego.
W polskiej czêœci Tatr ponad 50% obszaru jest zawarte w granicach 1000–1500 m n.p.m., a maksymalna wyso-koœæ wynosi 2499 m n.p.m. w Tatrach Wysokich. Œrednia roczna temperatura powietrza na Kasprowym Wierchu, reprezentuj¹cym w podziale Hessa (1965) piêtro umiarko-wanie zimne, wynosi -0,7°C, a u podnó¿a masywu w Za-kopanem 4,9°C. Hipsometryczny gradient temperaturowy okreœlony jest na oko³o 0,5°C na 100 m wzniesienia (Kon-èek, 1974). Œrednia roczna suma opadów z okresu 1951–2003 zawiera siê od 1113 mm w Zakopanem do 1774 mm na Kasprowym Wierchu, a powy¿ej Morskiego Oka przekracza 2000 mm. Bez wzglêdu na hipsometryczne po³o¿enie stacji rozk³ad opadów w skali roku wykazuje jednakow¹ tendencjê. Ponad 60% sumy rocznej przypada na okres od maja do wrzeœnia, a najubo¿sze w opady s¹ miesi¹ce zimowe. Tego rodzaju sezonowa zmiennoœæ znaj-duje równie¿ potwierdzenie w sk³adzie izotopowym wód opadowych, co wykaza³y badania Ró¿añskiego i Duliñ-skiego (1988) prowadzone na Hali Ornak w latach 1984–1985.
Izotopy tlenu i wodoru wchodz¹ce w sk³ad cz¹steczki wody nale¿¹ do znaczników idealnych, niewykazuj¹cych strat w wyniku oddzia³ywania interakcyjnego ze œrodowi-Tab. 5. Sk³ad izotopowy wód szczelinowo-krasowych zbiornika Zakopane
Table 5. Isotopic composition of fracture-karst water of the Zakopane groundwater basin
Zbiornik Zakopane Zakopane groundwater basin LiczebnoϾ zbioru Number of measurements
Opróbowane kompleksy wodonoœne
Aquifers sampled d18 O ‰ d2H ‰ Opróbowanie* Sampling* 1986–88 2001 1986–88 2001 Czêœæ po³udniowa — tatrzañska Southern area — Tatra Mts
n = 19 osadowe serie tatrzañskie drenowane przez wywierzyska w przedziale 970–1175 m n.p.m.
sedimentary Tatric Series drained by exsurgent springs at altitudes of 970–1175 m a.s.l.
-11,68 -11,51 -80,4 -79,4
n = 23 eocen wêglanowy drenowany przez Ÿród³a w przedziale 915–950 m n.p.m.
carbonate Eocene drained by springs at altitudes of 915-950 m a.s.l. -11,06 -10,91 -75,3 -75,1 Czêœæ pó³nocna — podfliszowe poziomy wodonoœne Northern area — Sub-Flysch aquifers
n = 13 otwory wiertnicze ujmuj¹ce wody z eocenu wêglanowego w przedziale g³. 650–1111 m
boreholes drilled for groundwater from carbonate Eocene at depths of 650–1111 m
-11,17 -11,10 -74,8 -75,5
n = 8 otwory wiertnicze ujmuj¹cy wody serii tatrzañskich w przedziale g³. 550–1620 m
boreholes drilled for Tatric Series groundwater at depths of 550–1620 m
-10,79 -10,91 -72,9 -74,4
skiem skalnym. Stosunki tych izotopów (tlenu 18O/16O i wodoru2H/1H) wyra¿one w ‰ jakod18O id2H s¹ bardzo przydatne w rozpoznaniu genezy wód.
Sk³ady izotopowe reprezentuj¹ce ró¿ne pory roku wskazuj¹, ¿e wody szczelinowo-krasowe masywu tatrzañ-skiego i podfliszowych poziomów wodonoœnych zbiornika Zakopane le¿¹ powy¿ej œwiatowej linii opadów, opisuj¹cej korelacjê miêdzyd18O id2H (tab. 5; ryc. 7).
Poza tym wyniki poszczególnych opróbowañ oraz œrednie sk³ady izotopowe analizowanych subpopulacji
wskazuj¹, ¿e w wypadku wód drenowanych przez wywie-rzyska na wykresie jest widoczne wyraŸne przesuniêcie w kierunku bardziej ujemnych wartoœci, co nale¿y t³umaczyæ efektem wysokoœciowym w ich zasilaniu.
Wraz ze wzrostem wysokoœci opady s¹ coraz bardziej ubogie w izotopy ciê¿kie tlenu i wodoru, a obszarem zasi-lania wywierzysk s¹ górne partie masywu. Najwiêkszym rozrzutem oznaczeñ charakteryzuj¹ siê wody szczelino-wo-krasowe eocenu wêglanowego, drenowane przez Ÿród³a oraz ujmowane wierceniami. Sk³ady izotopowe obu
0% 0% 10% 10% 20% 20% 30% 30% 40% 40% 50% 50% 60% 60% 70% 70% 80% 80% 90% 90% 100% 100%
Orograficzna czêœæ masywu tatrzañskiego ( = 42)n
Orographic part of the Tatra Massif (n = 42) wywierzyska tatrzañskie exsurgent springs of the Tatra Mts Ÿród³a i ujêcia eocenu wêglanowego springs and catchments of the carbonate Eocene
Podfliszowe poziomy wodonoœne ujmowane otworami wiertniczymi ( = 21)n
Sub-Flysch aquifers penetrated by drawing wells (n = 21) wody eocenu wêglanowego
carbonate Eocene groundwaters wody serii tatrzañskich Tatra Series groundwaters
-12,30 -12,10 -11,90 -11,70 -11,50 -11,30 -11,10 -10,90 -10,70 -10,50 -81,0 -79,0 -77,0 -75,0 -73,0 -71,0
d18O [‰] d2H [‰]
Ryc. 8. Krzywe kumulacyjne sk³adów izotopowych wód podziemnych zbiornika Zakopane Fig. 8. Cumulative curves of isotopic composition of groundwater from the Zakopane basin
Orograficzna czêœæ masywu tatrzañskiego: Orographic part of the Tatra Massif:
osadowe serie tatrzañskie drenowane przez wywierzyska ( = 19)n
exsurgent-drained sedimentary series of the Tatra Mts (n = 19)
eocen wêglanowy drenowany przez Ÿród³a i ujêcia komunalne ( = 23)n
carbonate Eocene drained by springs and municipal groundwater wells (n = 23)
Podfliszowe poziomy wodonoœne ujmowane otworami wiertniczymi: Sub-Flysch aquifers penetrated by drawing wells:
wody szczelinowo-krasowe eocenu wêglanowego ( = 13)n
fracture-karst waters of the carbonate Eocene (n = 13)
wody serii tatrzañskich ( = 8)n
Tatra Series groundwaters (n = 8)
-90 -85 -80 -75 -70 -65 -12,5 -12,0 -11,5 d -11,0 -10,5 -10,0 18 O [‰] d2 H [‰] d2 d 18 H =8 O +10
dane z poszczególnych pomiarów data from individual measurements Œredni sk³ad izotopowy:
Mean isotopic composition: z lat 1986–1988 years 1986–1988 z roku 2001 year 2001
Ryc. 7. Sk³ad izotopów stabilnych w wodach podziemnych zbiornika Zakopane Fig. 7. Stable isotopes in groundwater from the Zakopane basin
tych populacji ograniczaj¹ wartoœci: -11,70 do -10,58 dla d18
O i -79,2 do -71,8 dlad2H. Do najciê¿szych izotopowo, w analizowanym zbiorze danych nale¿¹ wody serii tatrzañ-skich wystêpuj¹cych pod mi¹¿szym kompleksem fliszu podhalañskiego. W tym wypadkud18O zawarta jest w gra-nicach -10,99 do -10,55, ad2H od -71,9 do -4,6. Potwier-dzeniem tego zró¿nicowania s¹ wykresy krzywych kumulacyjnych (ryc. 8). Najbardziej przesuniêta w kierun-ku wartoœci ujemnych jest krzywa obrazuj¹ca sk³ady izo-topowe wód reprezentuj¹cych wywierzyska, a w kierunku wartoœci dodatnich krzywa sk³adów izotopowych wód serii tatrzañskich podfliszowych poziomów wodonoœnych. Omówione w rozdziale Hydrogeologiczne podstawy ty-powania wód do badañ znacznikowych pokrewieñstwo hydrochemiczne Ÿróde³ i otworów wiertniczych ujmuj¹-cych wody eocenu wêglanowego znajduje równie¿ wyraŸ-ne potwierdzenie w przebiegu krzywych kumulacyjnych.
Z hydrogeologicznego punktu widzenia niezwykle istotn¹ informacjê stanowi okreœlenie czasu przebywania wód w œrodowisku skalnym. Dotychczasowe rozpoznanie wskazuje, ¿e w wypadku wód podziemnych zbiornika
Zakopane mamy do czynienia z wodami m³odymi, których obszarem zasilania s¹ Tatry. St¹d te¿ w badaniach sk³adu izotopowego wód poza wykorzystaniem rezultatów ozna-czeñ izotopów stabilnych tlenu i wodoru okreœlano rów-nie¿ stê¿enia trytu — najlepszego znacznika wieku m³odych wód. Zdaniem wielu autorów badania trytowe stanowi¹ jedn¹ z podstawowych metod hydrogeologii izo-topowej. Nawet pojedyncze oznaczenia dostarczaj¹ wa¿nych informacji o wspó³czesnym zasilaniu wód. Nato-miast do okreœlenia zmian w czasie — czasu przebywania wód w oœrodku skalnym — niezbêdne jest dysponowanie wieloma oznaczeniami. W tym wypadku przyjête do inter-pretacji dane z lat 1986, 1987 i 1988 oraz wyniki badañ kontrolnych z 2001 r. wskazuj¹ na sukcesywne obni¿anie siê koncentracji trytu we wszystkich analizowanych popu-lacjach (ryc. 9). Do roku 1990 obserwuje siê wyraŸny spa-dek tzw. krzywej trytowej, a nastêpnie stopniowe obni¿anie siê jej do wartoœci zbli¿onych do poziomu natu-ralnego.
Z porównania œrednich rocznych stê¿eñ trytu (tab. 6) wynika, ¿e najwiêksze ró¿nice miêdzy pocz¹tkiem i Tab. 6. Zmiany œrednich rocznych stê¿eñ trytu w wodach szczelinowo-krasowych zbiornika Zakopane
Table 6. Variations in average annual tritium concentration in fracture-karst waters of the Zakopane groundwater basin Zbiornik Zakopane Zakopane groundwater basin LiczebnoϾ zbioru Number of measurements
Opróbowane kompleksy wodonoœne
Aquifers sampled
Stê¿enie trytu w jednostkach TU
Tritium concentration in TU units
1986 1987 1988 2001
Czêœæ po³udniowa — tatrzañska
Southern area — Tatra Mts
n = 19 osadowe serie tatrzañskie drenowane przez wywierzyska Sedimentary Tatric Series drained by exsurgent springs
43.0 29.3 25.1 12.0 n = 23 Ÿród³a drenuj¹ce eocen wêglanowy
Springs draining the carbonate Eocene
50.1 41.2 37.0 13.1 Czêœæ pó³nocna — podfliszowe poziomy wodonoœne Northern area — Sub-Flysch aquifers
n = 13 otwory wiertnicze ujmuj¹ce wody eocenu wêglanowego Boreholes drilled for groundwater from carbonate Eocene
57.4 48.7 45.7 16.9
n = 8 otwory wiertnicze ujmuj¹cy wody serii tatrzañskich Boreholes drilled for Tatric Series groundwater
23.4 22.1 20.3 10.6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 lata years stê¿enie tr ytu [T u] tritium concentration [T u]
Orograficzna czêœæ masywu tatrzañskiego ( = 37)n
Orographic part of the Tatra Massif (n = 37)
Osadowe serie tatrzañskie: wapienie, dolomity, margle i ³upki margliste oraz piaskowce i zlepieñce drenowane przez wywierzyska w przedziale wysokoœci 970–1175 m n.p.m.
Sedimentary series of the Tatra Mts: limestones, dolomites, marls and marly shales, sandstones and conglomerates drained by exsurgent springs at altitudes of 970–1175 m a.s.l.
Eocen wêglanowy: zlepieñce, dolomity, wapienie organodetrytyczne i margliste drenowane przez Ÿród³a w przedziale wysokoœci 915–950 m n.p.m.
Carbonate Eocene: conglomerates, dolomites, organodetrital and marly limestones drained by springs at altitudes of 915–950 m a.s.l.
Podfliszowe poziomy wodonoœne ujmowane otworami wiertniczymi ( = 20)n
Sub-Flysch aquifers penetrated by drawing wells (n = 20)
Eocen wêglanowy: wapienie detrytyczne, zlepieñce i dolomity ujête w przedziale g³êbokoœci 650–1111 m Carbonate Eocene: detrital limestones, conglomerates and dolomites from depth interval of 650–1111 m Serie tatrzañskie: margle i wapienie margliste z rogowcami jury dolnej ujête w przedziale g³êbokoœci 1540–1620 m Tatra Series: Upper Jurassic marls and marly limestones with hornstones from depth interval of 1540–1620 m 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Ryc. 9. Zmiany stê¿eñ trytu w
wodach podziemnych zbiorni-ka Zakopane
Fig. 9. Variations in tritium
concentration in groundwater of the Zakopane basin
koñcem analizowanego piêtnastolecia — 40,5 TU — dotycz¹ wód eocenu wêglanowego, ujmowanych otwora-mi wiertniczyotwora-mi. Natootwora-miast wody serii tatrzañskich ujête w przedziale g³êbokoœci 1540–1620 m w tym samym czasie wykaza³y ponad trzykrotnie mniejsze ró¿nice — 12,8 TU.
Poddaj¹c analizie wydzielone subpopulacje w nawi¹zaniu do litologii i wieku wodonoœca, bez wzglêdu na to, czy bêd¹ to wody masywu tatrzañskiego, czy wody podfliszowych poziomów wodonoœnych niecki artezyj-skiej Podhala, stwierdzono nastêpuj¹ce tendencje (ryc. 10). Wody serii tatrzañskich, ujmowanych otworami wiert-niczymi, w porównaniu z wodami drenowanymi przez wywierzyska charakteryzuj¹ siê ni¿szymi stê¿eniami trytu, podczas gdy utwory eocenu wêglanowego w stosunku do Ÿróde³ wykazuj¹ odwrotn¹ zale¿noœæ. Z porównania warto-œci reprezentuj¹cych dwukrotne opróbowanie z 1987 r. oraz dane z 2001 r. wynika, ¿e w obu okresach zachowane s¹ podobne tendencje. Maksymalne stê¿enia trytu s¹ notowane w podfliszowych poziomach wodonoœnych, reprezentuj¹cych wody szczelinowo-krasowe eocenu wêglanowego, najni¿sze zaœ w wodach serii tatrzañskich eksploatowanych otworami wiertniczymi. Obecnoœæ trytu w wodach ujmowanych na g³êbokoœci poni¿ej 1500 m sugeruje szybki przep³yw i ma³¹ objêtoœæ sytemu wodonoœ-nego, co nie znajduje jednak potwierdzenia w wydajnoœci otworu, mo¿e to byæ równie¿ spowodowane mieszaniem siê starych wód beztrytowych z wodami m³odymi zawie-raj¹cymi tryt.
Zagadnienie to oraz istnienie du¿ych ró¿nic w zawar-toœci trytu w obrêbie analizowanych populacji wymaga kolejnych wnikliwych badañ z zastosowaniem w oblicze-niach modeli matematycznych, uwzglêdniaj¹cych równie¿ sk³ady izotopowe wód opadowych z obszaru zasilania. Dalsza interpretacja wyników zebranego materia³u z wykorzystaniem obliczeñ modelowych bêdzie tematem odrêbnego artyku³u, podobnie jak porównanie sk³adów izotopowych (d18O, d2
H) w wodach podziemnych
zbiorni-ka Zakopane z danymi zwyk³ych wód podziem-nych Beskidu S¹deckiego (Ciê¿kowski & Zuber, 1997), opadów atmosferycznych z Hali Ornak (Ró¿añski & Duliñski, 1988) oraz innych regionów Karpat (Chowaniec i in., 1997; Ma³ecka & Nowicki, 2002).
Wnioski
Rozpoznanie warunków hydrogeologicz-nych zbiornika Zakopane pozwoli³o na podzia³ wód podziemnych na cztery subpopulacje, który znalaz³ potwierdzenie we wstêpnej interpretacji analizowanych sk³adów izotopowych.
Ocena wyników kilkukrotnego opróbowa-nia izotopów trwa³ych wód, w tych samych punktach badawczych, w ró¿nych porach roku, przy zdecydowanej przewadze infiltracji letniej i niewielkich zmianach sezonowych, da³y pod-stawê do analizy uzyskanych rezultatów badañ na podstawie wartoœci œrednich.
Wp³yw efektu wysokoœciowego manife-stuj¹cy siê ni¿sz¹ zawartoœci¹ ciê¿kich izoto-pów tlenu i wodoru najwyraŸniej zaznaczy³ siê w wodach drenowanych przez wywierzyska.
Analiza wyników badañ wykaza³a, ¿e suk-cesywne obni¿anie siê krzywej trytowej, obrazuj¹cej pro-dukcjê antropogeniczn¹ tego izotopu pod koniec analizowanego 15-lecia, doprowadzi³o do uzyskania war-toœci zbli¿onych do poziomu naturalnego.
Metody znaczników œrodowiskowych i w³aœciwa ich interpretacja stanowi¹ wa¿ny element w rozpoznaniu regionalnych warunków hydrogeologicznych.
Literatura
BARCZYK G. 1994 — Wody szczelinowo-krasowe Tatr Zachodnich i problemy ich ochrony. Arch. Wydz. Geol UW.
CHOWANIEC J., D£UGOSZ P., DROZDOWSKI B., NAGY S., POPRAWA D., WITCZAK S. & WITEK K. 1997 — Dokumentacja hydrogeologiczna wód termalnych Niecki Podhalañskiej. PIG, Kraków. CIʯKOWSKI W. & ZUBER A. 1997 — Wstêpne dane o wodach gla-cjalnych w niektórych ujêciach wód leczniczych Beskidu S¹deckiego. [W:] Mat. Symp. Wspó³czesne problemy hydrogeologii, t. VIII, Kiekrz k. Poznania. Wyd. Wind, Wroc³aw: 327–329.
D¥BROWSKI T. & G£AZEK J. 1968 — Badania przep³ywów kra-sowych na wschodniej czêœci Tatr Polskich. Speleologia, t. III, z. 2: 85–95.
D¥BROWSKI T. & RUDNICKI J. 1967 — Wyniki badañ przep³ywów krasowych w masywie Czerwonych Wierchów. Speleologia, t. III, z. 1: 31–33.
DOWGIA££O J. & NOWICKI Z. 1999 — Ocena wieku wód podziem-nych na podstawie wybrapodziem-nych metod izotopowych. Biul. Pañstw. Inst. Geol, 388: 61–79.
HESS M. 1965 — Piêtra klimatyczne w polskich Karpatach Zachod-nich. Zesz. Nauk. UJ, Pr. Geogr., 12.
KÊPIÑSKA B. 1997 — Model geologiczno-geotermalny niecki podha-lañskiej. Studia, rozprawy, monografie. Wyd. Centrum PPGSMiE PAN, Kraków, 48.
KLECZKOWSKI A.S. (red.) 1990 — Mapa obszarów g³ównych zbior-ników wód podziemnych (GZWP) w Polsce wymagaj¹cych szczegól-nej ochrony (1 : 500 000). Wyd. AGH, Kraków.
KLECZKOWSKI A.S. & WITCZAK S. 1987 — Za³o¿enia i wstêpne rezultaty podprogramu CPBP 04.10.09 „Strategia ochrony wód pod-ziemnych w Polsce”. [W:] Mat. VII Symp. „Problemy wykorzystania wód podziemnych w gospodarce komunalnej”. Wyd. PZITS, Czêsto-chowa: 1–14.
KONÈEK M. 1974 — Klimat Tatier. Wyd. Vydavatelstvo Slovenskiej Akademie VIED, Bratislava.
lata years wywierzyska exsurgent springs otw. badawczo--eksploatacyjne exploratory--production wells Ÿród³a springs 2001 1987 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
serie tatrzañskie mezozoiku Mesozoic Tatric Series
eocen wêglanowy carbonate Eocene otw. badawczo--eksploatacyjne exploratory--production wells stê¿enie tr ytu [T u] tritium concentration [T u]
Ryc. 10. Œrednie stê¿enia trytu w nawi¹zaniu do litologii i wieku wodonoœca —
wody podziemne zbiornika Zakopane (n = 33)
Fig. 10. Average tritium concentration with reference to lithology and age of
MA£ECKA D. 1985 — Znaczenie badañ stacjonarnych w rozpoznaniu re¿imu hydrogeologicznego Ÿróde³ i wywierzysk krasowych w Tatrach. [W:] Symp. „Aktualne Problemy Hydrogeologii”, Kraków-Karniowice, 28–30.05.1985. Wyd. AGH, Kraków: 119–131.
MA£ECKA D. 1992 — G³ówne zbiorniki wód podziemnych Tatr i Podhala. [W:] W s³u¿bie polskiej geologii. Mat. Sesji Nauk. poœwiêco-nej jubileuszowi prof. A.S. Kleczkowskiego. Wyd. AGH, Kraków: 61–69.
MA£ECKA D. 1993 — Hydrogeologia krasu tatrzañskiego. Jaskinie Tatrzañskiego Parku Narodowego, t. III. Wyd. Polskiego Towarzystwa Przyjació³ Nauk o Ziemi, TPN: 11–35.
MA£ECKA D. 1995 — Fizyko-chemiczna charakterystyka wód ter-malnych Anta³ówki w œwietle badañ stacjonarnych, cz. I — Rozk³ad temperatury wód w cyklu rocznym i wieloletnim. [W:] Mat. Symp. Wspó³czesne problemy hydrogeologii, t. VII, cz. 1. Kraków-Krynica. Wyd?, miasto?: 299–306.
MA£ECKA D. 2003 — The thermal waters of Podhale, southern Poland: history of research, genesis and utility. Geol. Quart., 47, 2: 1195–1210.
MA£ECKA D. & HUMNICKI W. 1989 — Rola warunków hydrodyna-micznych w kszta³towaniu re¿imu wywierzyska Olczyskiego. Prz. Geol., 2: 78–84.
MA£ECKA D., HUMNICKI W. & BARCZYK G. 2002a — Mapa hydrogeologiczna Polski w skali 1 : 50 000 (arkusz Tatry Zachodnie) wraz z objaœnieniami. PIG, Warszawa.
MA£ECKA D., HUMNICKI W. & MA£ECKI J.J. 2002b — Mapa hydrogeologiczna Polski w skali 1 : 50 000 (arkusz Tatry Wysokie) wraz z objaœnieniami. PIG, Warszawa.
MA£ECKA D. & MA£ECKI J.J. 1996 — The Tatras — a reservoir of groundwaters of high quality. International conference on “Karst-frac-tured aquifers — vulnerability and sustainability”. Wyd. UŒl, Katowice: 116–127.
MA£ECKA D. & MA£ECKI J.J. 1998 — Monitoring wód podziem-nych w rozpoznaniu regionalpodziem-nych warunków hydrogeologiczpodziem-nych oko-lic Zakopanego. [W:] II Forum In¿ynierii Ekologicznej. Wyd. Eko-in¿ynieria, Na³êczów: 383–392.
MA£ECKA D. & MA£ECKI J.J. 2000 — Udzia³ opadów atmosferycz-nych w kszta³towaniu chemizmu wód strefy hipergenicznej. [W:] Stan i antropogeniczne zmiany jakoœci wód w Polsce. Wyd. U£, £ódŸ: 71–87. MA£ECKA D. & MA£ECKI J.J. 2005 — Hydrogeologiczna charakte-rystyka wód szczelinowo krasowych eocenu numulitowego Tatr i niec-ki artezyjsniec-kiej Podhala. [W:] Wspó³czesne problemy hydrogeologii, t. XII. Wyd. UMK, Toruñ: 477–484.
MA£ECKA D. & NOWICKI Z. 2002 — Sk³ad izotopowy wód pod-ziemnych Tatr i Podhala. Biul. Pañstw. Inst. Geol., 404: 67–84. MA£ECKA D. & RONIEWICZ P. 1997 — Sedymentacja eocenu wêglanowego i jego znaczenie w kszta³towaniu warunków hydrogeolo-gicznych strefy kontaktu Tatr z fliszem Podhala. [W:] Przew. 68. Zjaz-du Polskiego Towarzystwa Geologicznego. Zakopane 2–4.10.1997. PTG, Warszawa: 73–92.
MA£ECKI J.J. 1995 — Fizyko-chemiczna charakterystyka wód ter-malnych Anta³ówki w œwietle badañ stacjonarnych, cz. II — Charakte-rystyka hydrogeochemiczna. [W:] Mat. Symp. Wspó³czesne problemy hydrogeologii, Kraków-Krynica, VII (1). Wyd. Profil, Kraków: 307–315.
MA£ECKI J.J. 1998 — Rola strefy aeracji w kszta³towaniu sk³adu chemicznego p³ytkich wód podziemnych wybranych œrodowisk hydro-geochemicznych. Biul. Pañstw. Inst. Geol., 38.
MA£OSZEWSKI P. & ZUBER A. 1993 — Principles and practice of calibration and validation of mathematical models for the interpretation of environmental tracer data in aquifers. Adv. Water Resour., 16: 173–190.
MA£OSZEWSKI P. & ZUBER A. 1996 — Lumped parameter models for the interpretation tracer data. Manual and Mathematical Models in Isotope Hydrology. IAEA-TECDOC-910, Vienna: 9–58.
MA£OSZEWSKI P. & ZUBER A. 1997 — Modele matematyczne i program komputerowy do interpretacji zale¿noœci czasowych stê¿eñ trytu i innych znaczników w wodach podziemnych. [W:] Wspó³czesne problemy hydrogeologii, VIII Mat. Symp. Kiekrz k. Poznania. Wyd. Wind., Wroc³aw: 471–473.
NOWICKI Z. 1992 — Geneza i wiek wód geotermalnych pochodz¹cych z otworu Bañska IG-1. Arch. OBRTG, Warszawa. PACHLA J. & ZACZKIEWICZ W. 1985 — Drogi kr¹¿enia wód kraso-wych na przyk³adzie zlewni potoku Sucha Woda. Gacek, z. 2, nr 20/41. Materia³y Sekcji Taternictwa Jaskiniowego Klubu Wysokogórskiego. Kraków: 39–44.
PAZDRO Z. & KOZERSKI B. 1990 — Hydrogeologia ogólna. Wyd. Geol, Warszawa.
RÓ¯AÑSKI K. & DULIÑSKI M. 1988 — A reconnaissance isotope study of waters in the karst of the western Tatry Mountains. Catena Verlag, 15: 289–301.
RZYCHOÑ D. 1998 — Wp³yw opadów kwaœnych na zakwaszenie jezior Tatr Wysokich. Wyd. UŒl, Katowice.
WRZOSEK A. 1933 — Z badañ nad zjawiskami krasowymi Tatr pol-skich. Wiad. S³u¿by Geoger. (Biuletyn Serii Geograficznej), z. 7, Kraków: 235–273.
ZUBER A. 1986 — Mathematical models for the interpretation of environmental radioisotopes in groundwater systems. [In]: Fritz P. & Fontes J.Ch. (ed) Handbook of Environmental Isotope Geochemistry, 2. Elsevier, Amsterdam: 1–60.
ZUBER A. 1999 — Interpretacja wieków trytowych wód podziemnych prostymi metodami matematycznymi. Prz. Geol., 47, 6: 571–573. ZUBER A. (red.) 2007 — Metody znacznikowe w badaniach hydroge-ologicznych. Ofic. Wyd. PWr, Wroc³aw.
ZUBER A., CIʯKOWSKI W., GRABCZAK J. & DULIÑSKI M. 1999 — Wiek i po³o¿enie obszarów zasilania wód mineralnych Kryni-cy oszacowany ze zmian czasowych stê¿eñ trytu oraz wartoœcid18O i dD. Prz. Geol., 47: 574–583.
Praca wp³ynê³a do redakcji 18.4.2007 r. Akceptowano od druku 29.10.2007 r.
