Środowisko hydrogeochemiczne karbonu produktywnego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Z notatki wydawniczej :

Praca jest monografią hydrogeochemiczną Górnośląskiego Zagłębia Węglowego.

Rozpoznane zostało w skali regionalnej środowisko hydrogeochemiczne utworów karbonu produktywnego zagłębia, kształtujące się w warunkach intensywnego drenażu górniczego. Aktualny skład chemiczny wód występujących w utworach karbonu produktywnego przedstawiono na tle budowy geologicznej, kształtowania się pola filtracji oraz działalności górniczej. Wyjaśniono prawidłowości rządzące formowaniem się składu chemicznego wód podziemnych w basenie sedymentacyjnym, na który wpływ wywiera eksploatacja górnicza. Udokumentowano pochodzenie i wiek wód występujących w utworach karbonu. Dokonane w pracy rozpoznanie środowiska hydrogeochemicznego umożliwiło przeprowadzenie rejonizacji hydrogeochemicznej zagłębia.

WSTĘP [fragmenty] :

Niniejsza monografia środowiska hydrogeochemicznego piętra wodonośnego karbonu górnego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) stanowi rezultat badań przeprowadzonych w ra­mach Projektu Badawczego Komitetu Badań Naukowych [...] Jest to praca zbio­rowa zespołu pracowników, a także magistrantów Katedry Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej Uniwersytetu Śląskiego w Sosnowcu, wykonana pod kierunkiem naukowym Profesora Andrzeja Różkowskiego, przy współudziale hydrogeolo­gów z Oddziału Górnośląskiego Państwowego Instytutu Geologicznego w Sosnowcu oraz Wydzia­łu Górnictwa i Geoinżynierii Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.Badaniami objęto obszar zagłębia o powierzchni ok. 5500 km2, położony na terenie Polski.

Publikacja stanowi oryginalną regionalną synte­zę hydrogeochemiczną, opartą na zebranym, prze­tworzonym i zinterpretowanym zbiorze 2392 archiwalnych analiz chemicznych wód podziem­nych, pobranych głównie z wyrobisk górniczych, podrzędnie z otworów wiertniczych. Dane hydrochemiczne, do których odwołują się autorzy, po­chodzą z 32 prac magisterskich, sporządzonych w Katedrze Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej, oraz z 12 najnowszych dokumentacji hydrogeolo­gicznych kopalń węgla kamiennego. Uwzględ­niono też tematyczną literaturę i archiwalne mo­nografie autorstwa hydrogeologów z Uniwer­sytetu Śląskiego,
Akademii Górniczo-Hutniczej, Głównego Instytutu Górnictwa oraz Państwowe­go Instytutu Geologicznego.

Celem przedsięwzięcia badawczego było roz­poznanie środowiska hydrogeochemicznego utworów karbonu produktywnego Górnośląskie­go Zagłębia Węglowego, z uwzględnieniem wpływu eksploatacji górniczej węgla kamien­nego.

Monografia składa się z części ogólnej i z części szczegółowej. Zadaniem części ogólnej (rozdz. 1-3) jest przedstawienie czynników geologicznych, hydrogeologicznych i górniczo-technicznych kształtujących chemizm wód w utworach karbonu produktywnego. Opisano w niej pozycję oraz budowę geologiczną i struk­turalną zapadliska górnośląskiego. Podano ogól­ną charakterystykę hydrogeologiczną zagłębia, z uwzględnieniem dynamiki wód podziemnych i warunków kształtowania się pola cieplnego w górotworze karbońskim. Szczegółowymi roz­ważaniami objęto piętro wodonośne karbonu gór­nego. Aby podkreślić wpływ czynnika antropogenicznego na formowanie się chemizmu wód podziemnych, omówiono też działalność górnic­twa węgla kamiennego.

W części szczegółowej pracy (rozdz. 4-8) przedstawiono regionalną charakterystykę środo­wiska hydrochemicznego Górnośląskiego Zagłę­bia Węglowego, zwracając szczególną uwagę na piętro wodonośne karbonu produktywnego. W odniesieniu do tego piętra analizowano wła­ściwości chemiczne, główne i podrzędne skład­niki chemiczne wód podziemnych, skład gazowy wód oraz ich radioaktywność. Omówiono proce­sy formowania się strefowości hydrochemicznej w utworach karbonu produktywnego i ich związki z dynamiką wód podziemnych w warunkach zróżnicowanej budowy geologicznej zagłębia i -zmiennej w czasie - aktywności eksploatacji górniczej. Wyjaśniono pochodzenie wód w utworach karbonu górnego w świetle badań izotopowych i dokonanej analizy paleohydrogeologicznej zagłębia. Rozpatrując chemizm wód podziemnych obsza­rów górniczo zagospodarowanych, opisano źró­dła jego pochodzenia i zanalizowano zaobserwo­wane jego zróżnicowanie wraz z głębokością, a także scharakteryzowano zmiany w czasie. Ana­lizie statystycznej poddano skład chemiczny wód kopalnianych w odniesieniu do klasyfikacji gór­niczej. Dokonane w pracy rozpoznanie środowiska hydrogeologicznego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego umożliwiło przeprowadzenie rejonizacji hydrochemicznej piętra wodonośnego karbonu produktywnego. Wydzielenie jednostek hydrochemicznych oparto na kryteriach: geologiczno-strukturalnych, ogólnohydrogeologicznych, hydrogeochemicznych oraz górniczych. Na pod­stawie tych kryteriów wydzielono w zasięgu zagłębia 7 rejonów hydrochemicznych, które ze względu na całokształt warunków hydrogeolo­gicznych i górniczo-technicznych, a przede wszyst­kim swe charakterystyczne środowisko hydrogeochemiczne wyraźnie różnią się od siebie. Należy podkreślić również wartości praktycz­ne opracowania. Rozpoznane i udokumentowane zostało w nim według stanu na rok 1996 środo­wisko hydrogeochemiczne karbonu produktywne­go w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym, kształ­tujące się w warunkach intensywnego drenażu górniczego. Na przykładzie zagłębia przedstawio­no prawidłowości formowania się składu che­micznego wód i strefowości hydrochemicznej w typowym basenie sedymentacyjnym podległym wpływom intensywnego drenażu górniczego. Znajomość aktualnego układu pola hydrogeochemicznego i warunków jego kształtowania się w utworach karbonu produktywnego umożliwiła przeprowadzenie aktualnej rejonizacji i charakte­rystyki hydrochemicznej zagłębia. Wyniki owych badań i ich analiza powinny ułatwić stawianie prawidłowych, prognoz zmian środowiska hydro­chemicznego zagłębia w warunkach dokonującej się likwidacji kopalń węgla kamiennego.

W celu pełniejszego udokumentowania wyni­ków podstawowych badań zawarto w pracy liczne tabele, rysunki i mapy. Dla zwiększenia czytel­ności w tekście zamieszczono tylko podstawowe tabele, które mają numerację arabską, natomiast pozostałe tabele, opatrzone numeracją rzymską, ilustrujące głównie parametry statystyczne, znaj­dują się w końcowej części książki.

Istotną war­tością publikacji są oryginalne mapy.[...]

SPIS TREŚCI :

Wstęp   

1. Pozycja geologiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego i jego budowa

1.1. Stratygrafia i wykształcenie litologiczne utworów
1.1.1. Utwory podłoża karbonu produktywnego   
1.1.2. Utwory karbonu produktywnego
1.1.3. Utwory pokrywowe karbonu produktywnego
1.2. Tektonika

2. Eksploatacja górnicza a zawodnienie kopalń węgla kamiennego

2.1. Przebieg eksploatacji w kopalniach węgla kamiennego w 1996 roku
2.2. Projektowana restrukturyzacja górnictwa

3. Ogólna charakterystyka hydrogeologiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

3.1. Regionalizacja i profil hydrogeologiczny zagłębia
3.2. Piętra wodonośne nadkładu
3.3. Piętro wodonośne karbonu produktywnego
3.3.1. Kompleksy wodonośne
3.3.2. Właściwości hydrogeologiczne skał karbońskich kompleksów wodonośnych
3.3.3. Wodonośność
3.4. Dynamika wód podziemnych
3.4.1. Wielkoskalowe systemy przepływu w zapadlisku górnośląskim
3.4.2. Drenaż górniczy
3.4.3. Kształtowanie się ciśnień wód w utworach karbonu produktywnego
3.4.4. Pole filtracji w utworach karbonu produktywnego
3.5. Charakterystyka pola cieplnego górotworu karbońskiego i temperatur występujących w nim wód

4. Metody rozpoznawania środowiska hydrogeochemicznego piętra wodonośnego karbonu górnego

5. Regionalna charakterystyka chemizmu wód podziemnych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

5.1. Czynniki kształtujące chemizm wód podziemnych   
5.1.1. Czynniki geologiczne i hydrogeologiczne
5.1.2. Czynniki antropogeniczne
5.2. Chemizm wód podziemnych utworów nadkładu
5.3. Chemizm wód podziemnych piętra wodonośnego karbonu górnego
5.3.1. Ogólna charakterystyka składu chemicznego wód
5.3.1.1. Właściwości fizyczne, chemiczne i główne składniki wód podziemnych
5.3.1.2. Mikroskładniki
5.3.1.3. Skład gazowy wód
5.3.1.4. Radioaktywność wód
5.3.2. Przestrzenne zróżnicowanie mineralizacji wód w utworach karbonu górnego
5.4. Chemizm wód kompleksów wodonośnych karbonu górnego
5.4.1. Kompleks wodonośny krakowskiej serii piaskowcowej
5.4.2. Kompleks wodonośny serii mułowcowej
5.4.3. Kompleks wodonośny górnośląskiej serii piaskowcowej
5.4.4. Kompleks wodonośny serii paralicznej
5.5. Strefowość mineralizacji i składu chemicznego wód w utworach karbonu
5.5.1. Formowanie się strefowości hydrochemicznej w zagłębiu
5.5.2. Strefowość hydrochemiczna w karbońskich kompleksach wodonośnych
5.5.2.1.    Kompleks wodonośny krakowskiej serii piaskowcowej
5.5.2.2.    Kompleks wodonośny serii mułowcowej
5.5.2.3.    Kompleks wodonośny górnośląskiej serii piaskowcowej
5.5.2.4.    Kompleks wodonośny serii paralicznej

6. Pochodzenie wód w utworach karbonu górnego w świetle badań izotopowych i analizy paleohydrogeologicznej zapadliska górnośląskiego

6.1. Pochodzenie wód podziemnych w świetle badań izotopowych
6.2. Rozwój paleohydrogeologiczny górnośląskiego basenu sedymentacyjnego

7. Chemizm wód obszarów górniczo zagospodarowanych

7.1. Chemizm wód kopalnianych i źródła jego pochodzenia
7.1.1. Chemizm wód dopływających do wyrobisk górniczych
7.1.2. Chemizm wód zrobów górniczych
7.2. Chemizm wód kopalnianych w świetle klasyfikacji górniczej
7.3. Analiza statystyczna składu chemicznego wód kopalnianych
7.3.1. Wody zwykłe (słodkie) o mineralizacji do 1 g/dm3
7.3.2. Wody przemysłowe o mineralizacji od 1 g/dm3 do 3 g/dm3
7.3.3. Wody miernie zasolone o mineralizacji od 3 g/dm3 do 70 g/dm3
7.3.4. Solanki o mineralizacji powyżej 70 g/dm3
7.4. Zmienność czasowa składu chemicznego wód kopalnianych
7.5. Mapy chemizmu wód kopalnianych GZW w cięciach głębokościowych
7.6. Kształtowanie się chemizmu wód kopalnianych w świetle badań izotopowych

8. Rejony hydrochemiczne obszarów górniczo zagospodarowanych i ich charakterystyka

8.1. Rejonizacja hydrochemiczna i jej kryteria
8.2. Charakterystyka rejonów hydrochemicznych

9. Podsumowanie

Piśmiennictwo   

Tabele statystyczne.   

Summary   
Zusammenfassung   

Spis załączników  



SPIS BARWNYCH MAP I PRZEKROJÓW :

Mapa 1. Szkic geologiczny karbonu produktywnego
Mapa 2. Szkic obszarów górniczych kopalń węgla kamiennego
Mapa 3. Zasięg i głębokość drenażu górniczego kompleksu wodonośnego serii mułowcowej
Mapa 4. Mineralizacja i jakość wód w utworach karbonu na głębokości 100 m p.p.t.
Mapa 5. Mineralizacja i jakość wód w utworach karbonu na głębokości 300 m p.p.t.
Mapa 6. Mineralizacja i jakość wód w utworach karbonu na głębokości 500 m p.p.t.
Mapa 7. Mineralizacja i jakość wód w utworach karbonu na głębokości 700 m p.p.t.
Mapa 8. Mineralizacja i jakość wód w utworach karbonu na głębokości 900 m p.p.t.
Mapa przepuszczalności ogniw nadkładu karbonu produktywnego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego [rozkładana mapa załącznikowa]
Przekroje geologiczne I — V [załącznikowe rozkładane przekroje geologiczne - szt. 5]
Charakterystyka hydrogeologiczna ogniw nadkładu na stropie karbonu górnego Gór­nośląskiego Zagłębia Węglowego [rozkładana mapa załącznikowa]
Mapa dynamiki karbońskiego piętra wodonośnego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego [rozkładana mapa załącznikowa]
Mapa hydrochemiczna krakowskiej serii piaskowcowej (KSP) [rozkładana mapa załącznikowa]
Mapa hydrochemiczna serii mułowcowej (SM) [rozkładana mapa załącznikowa]
Mapa hydrochemiczna górnośląskiej serii piaskowcowej (GSP) [rozkładana mapa załącznikowa]
Mapa hydrochemiczna serii paralicznej (SP) [rozkładana mapa załącznikowa]
Mapa rejonów hydrochemicznych obszarów górniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego [rozkładana mapa załącznikowa]


Ponadto jako załącznik 10 umieszczono :

Zestawienie numerów i nazw obszarów górniczych kopalń węgla kamiennego
przedstawionych na mapach i na załącznikach.
W załączniku tym podano następujące nazwy  :
 
1 — Kopalnia „ Pstrowski "
2 — Kopalnia „ Miechowice "
3 — Kopalnia „Bobrek "
4 — Kopalnia „ Powstańców Śląskich "
5 — Kopalnia „ Centrum-Szombierki"
6 — Kopalnia „ Julian"
7 — Kopalnia „ Rozbark "
8 — Kopalnia „ Andaluzja "
9 — Kopalnia „ Jowisz "
10 — Kopalnia „ Siemianowice "
11 — Kopalnia „ Grodziec "
12 — Kopalnia „ Saturn "
13 — Kopalnia „ Paryż "
14 — Kopalnia „ Sosnowiec "
15 — Kopalnia „ Porąbka-Klimontów "
16 — Kopalnia „ Kazimierz-Juliusz "
17 — Kopalnia „ Gliwice "
18 — Kopalnia „ Sośnica "
19 — Kopalnia „ Makoszowy "
20 — Kopalnia „ Zabrze-Bielszowice "
21 — Kopalnia „ Pokój "
22 — Kopalnia „ Śląsk-Matylda"
23 — Kopalnia „ Halemba "
24 — Kopalnia „ Polska-Wirek"
25 — Kopalnia „ Śląsk "
26 — Kopalnia „ Barbara-Chorzów"
27 — Kopalnia „ Katowice-Kleofas"
28 — Kopalnia „ Wujek "
29 — Kopalnia „ Staszic"
30 — Kopalnia „ Wieczorek "
31 — Kopalnia „ Mysłowice"
32 — Kopalnia „ Wesoła "
33 — Kopalnia „ Niwka-Modrzejów "
34 — Kopalnia „ Jan Kanty "
35 — Kopalnia „ Jaworzno "
36 — Kopalnia „ Siersza "
37 — Kopalnia „ Knurów "
38 — Kopalnia „ Szczygłowice "
39 — Kopalnia „ Dębieńsko "
40 — Kopalnia „ Budryk "
41 — Kopalnia „ Bolesław Śmiały "
42 — Kopalnia „ Barbara GIG "
43 — Kopalnia „ Murcki "
44 — Kopalnia „ Ziemowit "
45 — Kopalnia „ Janina "
46 — Kopalnia „ Piast "
47 — Kopalnia „ Czeczot "
48 — Kopalnia „ Brzeszcze "
49 — Kopalnia „ Silesia "
50 — Kopalnia „ Rydułtowy "
51 — Kopalnia „ Rymer "
52 — Kopalnia „ Chwałowice "
53 — Kopalnia „ Krupiński "
54 — Kopalnia „ Anna "
55 — Kopalnia „ Marcel "
56 — Kopalnia „ Jankowice "
57 — Kopalnia „ Borynia"
58 — Kopalnia „ Żory "
59 — Kopalnia „ Pniówek "
60 — Kopalnia „ Jas-Mos"
61 — Kopalnia „ Zofiówka "
62 — Kopalnia „ Morcinek "