Z notatki wydawniczej :
W prezentowanej pracy przedstawiono charakterystykę regionalną środowiska hydrogeologicznego węglanowych utworów jury górnej w południowej części Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej.
Specyfiką obszaru badań jest kras rozwijający się w masywie wapieni jury górnej. Środowisko krasowe Jury Krakowskiej, wrażliwe na bodźce zewnętrzne, jest narażone na przestrzenne oddziaływanie miejscowego rolnictwa i sąsiednich aglomeracji miejsko-przemysłowych Krakowa i Górnego Śląska.
W pracy uwypuklono następujące zagadnienia:
warunki krążenia i czas przebywania wód w zbiorniku skał węglanowych, bilans i odnawialność wód podziemnych, zmiany składu chemicznego wód infiltrujących do masywu wapiennego, ocenę zagrożenia wód podziemnych.
WPROWADZENIE [fragment] :
Wody podziemne odgrywają ważną rolę w rozwoju gospodarczym obszarów krasowych, zwłaszcza ze względu na specyficzne dla tych obszarów ubóstwo wód powierzchniowych. Są one niezbędne do zaopatrywania ludności w wodę pitną i na potrzeby przemysłu. W Polsce, kraju o znacznym deficycie wód, wykorzystywanie wód szczelinowo-krasowych ma istotne znaczenie [...] W obszarze monokliny śląsko-krakowskiej oprócz intensywnie użytkowanych głównych zbiorników wód podziemnych (GZWP) serii węglanowej triasu, z których w 2000 roku pobierano 326 mln m3 wody rocznie, występuje przeważnie ekstensywnie eksploatowany poziom wodonośny górnojurajski [...]
Trwała modyfikacja naturalnego systemu krążenia i bilansu wód podziemnych w obrębie tego wodonośca zaznacza się dotychczas lokalnie — w rejonie Częstochowy (ujęcia komunalne) i Olkusza (odwadnianie kopalń rud Zn—Pb). W badanym obszarze wodonośny poziom górnojurajski występuje w największym w kraju obszarze krasowym — na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej [...] Obszar ten jest doskonałym przykładem krasu wyżynnego, przeważnie nagiego i zielonego, charakteryzującego się wydłużonym czasem retencji wód infiltracyjnych w zbiorniku wodonośnym [...] Trzeba go uznać za system drenażu rozproszonego w ujęciu W.B. White'A (1988), który nie podlega znaczącym przeobrażeniom antropogenicznym (rozdz. 8.1). Z tych względów można go traktować jako reprezentatywny obiekt badawczy w swej kategorii (rozdz. 2).
Specyfiką Jury Krakowskiej, będącej obiektem badań autora, jest kras rozwijający się w środowisku skał węglanowych jury górnej. Kras ten na tle sąsiadujących obszarów krasowych (trias śląski) i niekrasowych (kreda miechowska) wyróżnia się odmiennością. Wielokrotnie modyfikowany i odnawiany od okresu kredowego uzyskał specyficzny kształt po neogeńskich ruchach tektonicznych. Rozwój krasu w części południowej ograniczyło powstanie w obrębie zapadliska przedkarpackiego szeregu rowów tektonicznych wypełnionych miąższym nadkładem ilastych utworów miocenu. W wyniku zaangażowania tektonicznego obszar krasowy został rozbity na liczne bloki, co odzwierciedla rzeźba terenu w postaci m.in. głębokich dolinek podkrakowskich oraz obecność zrębów tektonicznych w obszarze Bramy Krakowskiej. Konsekwencją silnego rozcięcia wodonośca krasowego jest występowanie strefy wadycznej o dużej miąższości oraz płytkiej strefy freatycznej, przy braku głębokiej strefy freatycznej. Jednocześnie rolniczy obszar krasowy Jury Krakowskiej, zagospodarowany ekstensywnie (częściowa ochrona legislacyjna), jest narażony na pośrednie oddziaływanie dwóch sąsiednich dużych aglomeracji miejsko-przemysłowych Krakowa i Górnego Śląska.
Odzwierciedleniem złożonych oddziaływań antropogenicznych jest hydrosfera podziemna pełniąca nie tylko funkcje użytkowe (eksploatacja wód podziemnych), lecz głównie przyrodnicze (źródło życia, zjawisk i procesów naturalnych).
Celem zrealizowanych i opisanych w niniejszej pracy badań jest charakterystyka regionalna wód poziomu górnojurajskiego w południowej części Jury Krakowsko-Częstochowskiej (tzw. Jury Krakowskiej), z wyeksponowaniem specyfiki wodonośca szczelinowo-krasowego.
Obszar badań swym zasięgiem obejmuje południową część Głównego Zbiornika Wód Podziemnych Częstochowa E (326) o powierzchni około 850 km2, w tym obszar badań modelowych, gdzie były dobrze zdefiniowane warunki brzegowe, o powierzchni 652 km2. Specyfika wodonośca przejawia się w jego skomplikowanej strukturze hydraulicznej, warunkach krążenia wód, podatności na zanieczyszczenie, w przestrzennym i czasowym zróżnicowaniu chemizmu wód infiltracyjnych. Wszystko to pociąga za sobą odmienność problemów ochrony wód podziemnych.
W ramach problematyki regionalnej uwypuklono następujące zagadnienia szczegółowe:
— strukturę hydrauliczną ośrodka skał węglanowych szczelinowo-krasowo-porową i jej ocenę ilościową;
— model naturalnych warunków hydrogeologicznych;
— odnawialność wód podziemnych w świetle numerycznych badań modelowych;
— pionową i regionalną zmienność składu chemicznego wód szczelinowo-krasowych;
— procesy ługowania skał węglanowych w świetle modelowania hydrogeochemicznego;
— ocenę naturalnej podatności i zagrożenia poziomu wodonośnego na zanieczyszczenie antropogeniczne;
— strategię ochrony wód szczelinowo-krasowych.
Regionalny charakter pracy warunkuje przyjęcie zróżnicowanej metodyki badań. W celu scharakteryzowania środowiska hydrogeologicznego w utworach węglanowych jury górnej wykonano badania terenowe szczelinowatości i skrasowienia wapieni, a także badania laboratoryjne porowatości skał zbiornikowych, ponadto przeprowadzono kartowanie hydrologiczne, badania hydrometryczne i modelowe. Chemizm i jakość wód podziemnych opracowano na podstawie kompleksowych badań hydrochemicznych — terenowych i laboratoryjnych, procesy ługowania skał węglanowych przybliżono, opierając się na modelowaniu hydrogeochemicznym specjacyjnym. Aby ocenić naturalną podatność wodonośca na zanieczyszczenie, skorzystano z metod parametrycznych i rangowych. Opierano się na publikowanych i archiwalnych wynikach badań własnych oraz wykonanych ze współautorami ...
SPIS TREŚCI :
1. Wprowadzenie
2. Występowanie wód szczelinowo-krasowych w masywie skał węglanowych
3. Charakterystyka fizycznogeograficzna Jury Krakowskiej
3.1. Położenie geograficzne i rzeźba terenu
3.2. Warunki klimatyczne i hydrografia
4. Zarys budowy geologicznej
4.1. Stratygrafia i litologia
4.2. Tektonika
4.3. Zjawiska krasowe
5. Środowisko hydrogeologiczne poziomu jury górnej
5.1. Charakterystyka hydrogeologiczna pięter wodonośnych w subregionie jurajskim
5.2. Struktura hydrauliczna skał węglanowych Jury Krakowskiej
5.3. Model przyrodniczy warunków hydrogeologicznych
5.3.1. Warunki występowania i parametry hydrogeologiczne poziomu jury górnej
5.3.2. Warunki zasilania, przepływu i drenażu
5.3.3. Rola cieków w drenażu i zasilaniu poziomu wodonośnego
5.3.4. Badania krenologiczne w aspekcie oceny reżimu poziomu wodonośnego
5.4. Odnawialność i zasoby wód podziemnych poziomu górnojurajskiego
w świetle numerycznych badań modelowych
5.4.1. Koncepcja i struktura numerycznego modelu systemu wodonośnego
5.4.2. Identyfikacja i weryfikacja modelu
5.4.3. Układ krążenia i bilans wód podziemnych
5.4.4. Odnawialność zasobów wód podziemnych
6. Chemizm wód podziemnych w utworach węglanowych jury górnej
6.1. Metodyka przeprowadzonych badań hydrochemicznych
6.2. Chemizm wód w strefie wadycznej
6.3. Chemizm wód w strefie freatycznej
6.4. Procesy hydrochemiczne formujące skład chemiczny wód podziemnych w środowisku skał węglanowych
6.5. Pionowa i regionalna zmienność składu chemicznego wód
6.6. Jakość wód podziemnych i czynniki je degradujące
7. Zróżnicowanie chemizmu wód zachodzące w warunkach umiarkowanej antropopresji
7.1. Procesy ługowania skał węglanowych Jury Krakowskiej w świetle modelowania hydrogeochemicznego specjacyjnego
7.2. Krasowa denudacja chemiczna
7.3. Zanieczyszczenia w hydrosferze Jury Krakowskiej
8. Ocena stopnia zagrożenia wód podziemnych
8.1. Zagospodarowanie powierzchni terenu i antropogeniczne ogniska zanieczyszczeń
8.2. Ocena naturalnej podatności poziomu wodonośnego na zanieczyszczenia antropogeniczne
8.2.1. Ogólne uwagi metodyczne
8.2.2. Ocena naturalnej podatności szczelinowo-krasowego poziomu wodonośnego na zanieczyszczenie
9. Strategia ochrony wód szczelinowo-krasowych Jury Krakowskiej
9.1. Ochrona wód szczelinowo-krasowych
9.2. Dotychczasowe działania w zakresie ochrony wód podziemnych Jury Krakowskiej
9.3. Propozycje dalszych badań hydrogeologicznych w zakresie ochrony wód podziemnych
10. Podsumowanie i wnioski
Literatura
Summary
Resume