Występowanie niżówki hydrogeologicznej w Polsce. Wywiad z ekspertką PIG - PIB

Pomimo tego, że w ostatnich dniach w niektórych częściach kraju pojawiły się opady deszczu, sytuacja hydrologiczna i hydrogeologiczna w wielu rejonach kraju nadal nie jest dobra. O ile każdy z łatwością może dostrzec skutki braku opadów w postaci niskich stanów wody w rzekach czy przesuszenia gleby i ściółki leśnej, to już trudniej dostrzec nam wpływ braku opadów na wody podziemne. O sytuacji związanej z występowaniem niżówki hydrogeologicznej z Agnieszką Kowalczyk z Zakładu Rozpoznawania i Ochrony Wód Podziemnych PIG - PIB rozmawiała Anna Bagińska, kierownik Biura Promocji i Komunikacji PIG - PIB.

Anna Bagińska: Dwa dni temu państwowa służba hydrogeologiczna wydała ostrzeżenie przed niżówką hydrogeologiczną. Co oznacza to zjawisko?

Agnieszka Kowalczyk: Najprościej można powiedzieć, że niżówka hydrogeologiczna to niskie stany wód podziemnych występujące po okresie deficytu opadów. Zwierciadło wód podziemnych obniża się i kiedy przekroczy ono stany niskie ostrzegawcze, mamy właśnie do czynienia z niżówką hydrogeologiczną. Nie oznacza to oczywiście, że wówczas w warstwach wodonośnych nie ma wody, tylko na skutek ograniczonego zasilania zmniejsza się strefa nasycenia wodą. Niżówka hydrogeologiczna to zjawisko okresowe, naturalne zawsze związane z niedoborem opadów atmosferycznych.

A.B.: Na podstawie jakich pomiarów i obliczeń stwierdzamy, że obserwowane niższe stany zwierciadła wód podziemnych to już niżówka hydrogeologiczna?

A.K: By móc wskazać, że w danym regionie mamy do czynienia z niżówką hydrogeologiczną konieczne jest dysponowanie wieloletnimi pomiarami zwierciadła wód podziemnych. Na podstawie tych danych dla poszczególnych punktów sieci obserwacyjno-badawczej wód podziemnych określane są wartości graniczne niżówki, czyli tzw. stany niskie ostrzegawcze (SNO). Jeśli zostaną one przekroczone, mamy wówczas do czynienia z niżówką hydrogeologiczną. Konieczny jest jednak jeszcze jeden warunek - obniżenie zwierciadła wody poniżej stanu SNO powinno mieć charakter regionalny, a nie wyłącznie lokalny. Pojedynczy punkt pomiarowy nie świadczy o niżówce hydrogeologicznej, czy zagrożeniu hydrogeologicznym.

Obecnie sieć obserwacyjno-badawcza wód podziemnych (SOBWP) liczy 1260 punktów badawczych, rozmieszczonych na terenie całego kraju, z których część służy monitorowaniu sytuacji hydrogeologicznej i prognozowaniu jej zmian. Zazwyczaj są to piezometry, czyli specjalne otwory hydrogeologiczne, w których prowadzone są pomiary położenia zwierciadła wód podziemnych. Obecnie w ponad połowie punktów SOBWP pomiary zwierciadła są wykonywane automatycznie i są przesyłane na serwery Państwowego Instytutu Geologicznego. To znacznie ułatwia i przyspiesza dostęp do wyników pomiarów.

Otwory hydrogeologiczne stacji hydrogeologicznej PIG-PIB (I/640/1-4) w Straduniu (fot. W. Komorowski)

Otwory hydrogeologiczne stacji hydrogeologicznej PIG-PIB (I/640/1-4) w Straduniu (fot. W. Komorowski)

A.B.: W których poziomach wodonośnych obserwujemy stan niżówki hydrogeologicznej?

A. K: Niżówki hydrogeologiczne dotyczą najpłycej występujących wód podziemnych, zwanych potocznie wodami gruntowymi. Poziom wód gruntowych w języku hydrogeologicznym to pierwszy poziom wód podziemnych o swobodnym charakterze zwierciadła wody. To znaczy, że jest to poziom występujący pod utworami przepuszczalnymi, przez które w dogodnych warunkach względnie łatwo może dochodzić do infiltracji wód opadowych do warstwy wodonośnej. Z tego powodu poziom wód gruntowych jako pierwszy poziom wodonośny jest najbardziej wrażliwy na zanieczyszczenia migrujące z powierzchni terenu a także na zmiany warunków meteorologicznych i suszę. Poniżej poziomu wód gruntowych występują głębsze poziomy wodonośne, izolowane od powierzchni terenu utworami słabo przepuszczalnymi.

Piezometr obserwacyjny sieci monitoringu PIG-PIB (I/1000/1) w Besku (fot. W. Komorowski)

Piezometr obserwacyjny sieci monitoringu PIG-PIB (I/1000/1) w Besku (fot. W. Komorowski)

Warto w tym miejscu zaznaczyć, że ujmowanie na potrzeby bytowo-socjalne wód gruntowych, jako pierwszego, nieizolowanego - w języku hydrogeologicznym, poziomu wodonośnego, bywa niekorzystne nie tylko ze względu na zwiększoną podatność tego poziomu na suszę, ale także na zdecydowanie większe ryzyko zanieczyszczenia eksploatowanej wody. W dobie chemicznych nawozów, środków ochrony roślin i farmaceutyków, których część np. z odchodami zwierząt migruje z wodami opadowymi do płytkich warstw wodonośnych, problem jakości wody jest wyjątkowo istotny.

A.B.: Czy to znaczy, że stan zagrożenia związany z niżówką hydrogeologiczną praktycznie nigdy nie dotyczy głębszych poziomów wodonośnych, które stanowią główne źródło zaopatrzenia i są eksploatowane przez ujęcia komunalne i przemysłowe?

A.K: Jeżeli chodzi o zagrożenia związane z trudnościami w eksploatowaniu wód podziemnych, rzeczywiście zjawisko niżówki hydrogeologicznej może stanowić głownie problem w przypadku indywidulanych studni gospodarskich ujmujących płytko występujące wody podziemne. I to też nie zawsze i nie dla każdej studni. Rozstrzygające w tym względzie będą lokalne warunki hydrogeologiczne, w tym miąższość warstwy wodonośnej, a także aspekty techniczne samej studni. Wyobraźmy sobie taką sytuację – mimo, że warstwa wodonośna, którą eksploatuje studnia, jest dużej miąższości i zasobna w wodę – studnia jest bardzo płytka i ujmuje tylko przystropową część zawodnionych utworów. Przy obniżeniu zwierciadła wody w stropowej części warstwy wodonośnej w studni brakuje wody, mimo że reszta warstwy jest nadal w nią zasobna. W tym przypadku aspekt techniczny – głębokość studni odgrywa kluczowa rolę. Na szczęście mieszkańcy naszego kraju coraz mniej są uzależnieni od tego rodzaju studni.

W tym miejscu należy podkreślić, że służące celom komunalnym ujęcia wód podziemnych, pod warunkiem, że są dobrze zaprojektowane i ich otwory studzienne oraz infrastruktura przesyłowa utrzymywane są w należytej sprawności technicznej, nie powinny swoimi wydajnościami w istotny sposób reagować na naturalne okresowe wahania ciśnienia w warstwie wodonośnej. Po pierwsze – najczęściej eksploatują one głębsze poziomy wodonośne w naturalny sposób lepiej zabezpieczone przez suszą, po drugie ich zasoby eksploatacyjne są ustalane przy uwzględnieniu warunków hydrogeologicznych. Sytuacje typu, że „zabrakło wody w kranie” w Polsce najczęściej związane są ze stanem technicznych ujęć. Tego rodzaju zdarzenie miało miejsce w Skierniewicach w 2019 r., gdzie studnie ujęcia miały niską sprawność hydrauliczną, co spowodowało w czasie zwiększonego poboru w okresie suszy wyłączenie się pompy. Natomiast przyczyną nie był niedobór zasobów wód podziemnych, tak jak przedstawiono to w tym czasie w prasie.

Badania wód podziemnych w piezometrach sieci obserwacyjno-badawczej PIG-PIB (fot. W. Komorowski, R. Majewski)

Badania wód podziemnych w piezometrach sieci obserwacyjno-badawczej PIG-PIB (fot. W. Komorowski)

A.B.: Jakich obszarów naszego kraju dotyczy wydane ostrzeżenie i czy wiąże się ono z realnym brakiem wody?

A..K: Obecne ostrzeżenie wydane jest na podstawie prognozy wystąpienia zjawiska niżówki hydrogeologicznej w zachodniej Polsce. Dotyczy województw wielkopolskiego i pomorskiego oraz wschodniej części województwa zachodniopomorskiego i północno-wschodniej części województwa dolnośląskiego. Tym samym nie stwierdzono jeszcze występowania zjawiska niżówki na wymienionych terenach, ale oceniono, że istnieje wysokie prawdopodobieństwo, że może ono wystąpić w najbliższych tygodniach.

Zaznaczyć należy, że jest to prognoza według tzw. scenariusza „pesymistycznego” dla gospodarki wodnej, czyli przy założeniu deficytu opadów w nadchodzącym miesiącu i prognoza ta nie musi się sprawdzić. Ostrzeżenie wydaje się głównie jako informację dla osób zaopatrujących się w wodę z indywidulanych płytkich studni o tym, że w sytuacji niekorzystnych warunków meteorologicznych w nadchodzących tygodniach może dojść do rozwoju niżówki hydrogeologicznej i trudności w ujmowaniu płytkich wód podziemnych. Tym samym informacja zawarta w ostrzeżeniu jest kierowana szczególnie do ludności zamieszkującej obszary niezwodociągowane oraz do innych osób korzystających z różnego typu płytkich studni, w tym np. na cele rolnicze w wymienionych województwach.

Studnie kopane (fot. M. Woźnicka, D. Węglarz)

Badania wód podziemnych w piezometrach sieci obserwacyjno-badawczej PIG-PIB (fot. R. Majewski)

Woda podziemna „widziana” w wiejskiej studni kopanej (fot. D. Węglarz)

Badania wód podziemnych w piezometrach sieci obserwacyjno-badawczej PIG-PIB (fot. R. Majewski)

A.B.: Czy można powiedzieć, że pewne obszary naszego kraju ze względu na budowę geologiczną i warunki hydrogeologiczne są szczególnie podatne na występowanie niżówki hydrogeologicznej?

A.K.: Tak, będą to obszary o płytkim występowaniu pierwszej warstwy wodonośnej i jednocześnie o niskiej wartości jej przewodności. Innym jeszcze dodatkowym czynnikiem jest specyfika wahań zwierciadła wody i tu cechą zwiększająca podatność danego obszaru na potencjalne negatywne skutki niżówki hydrogeologicznej będzie charakter wahań z tendencją do utrzymywania się niskich stanów wód podziemnych przez długie okresy. Wiadomo, że im dłużej utrzymuje się jakieś niekorzystne zjawisko, tym większe mogą być jego niekorzystne skutki. W szczególnych przypadkach te długie okresy niskich stanów wód mogą być wieloletnie. W wyniku badań na danych z lat 1981—2015 zidentyfikowano pewne obszary ponad pięcioletnich ciągłych okresów niżówkowych w Polsce – m.in. w południowo-wschodniej części subregionu wyżynnego Warty i w centralnej części subregionu wyżynnego regionu środkowej Wisły.

Należy także podkreślić, iż skutki niżówki hydrogeologicznej, która jest zjawiskiem naturalnym, często w istotny sposób są potęgowane działalnością człowieka. Taka sytuacja ma miejsce np. w Wielkopolsce, która z uwagi na warunki klimatyczne (ujemny bilans wodny) oraz budowę geologiczną i warunki hydrogeologiczne (strefa wododziałowa) jest obszarem naturalnie predysponowanym do większej częstotliwości występowania susz, a jednocześnie jest obszarem prowadzonej eksploatacji złóż węgla brunatnego metodą odkrywkową, co wymaga prowadzenia odwadniania.

Duży wpływ na stan wód podziemnych ma także gospodarka przestrzenna. Znaczne uszczelnienie powierzchni terenu na wielu obszarach (zwarta zabudowa, brak powierzchni biologicznie czynnych) sprawia, że wody opadowe nie mogą infiltrować w głąb ziemi i dominuje spływ powierzchniowy. W takich sytuacjach skutki zarówno suszy, jak i powodzi potęgują się.

A. B.: I ostatnie pytanie. Jeśli prognoza według „scenariusza niekorzystnego”, na podstawie którego wydano ostrzeżenie, się nie sprawdzi, kiedy najwcześniej będzie odwołany stan zagrożenia hydrogeologicznego dla objętych nim województw?

AK: Decyzja o utrzymaniu lub odwołaniu ostrzeżenia podjęta będzie na podstawie analizy dostępnych danych o położeniu zwierciadła wód podziemnych pod koniec czerwca 2022 r.

A.B. Dziękuję za rozmowę!

 agnieszka kowalczyk removebg preview

MGR AGNIESZKA KOWALCZYK - Główny specjalista ds. hydrogeologii w Zakładzie Rozpoznawania i Ochrony Wód Podziemnych
Zajmuje się analizą wahań wód podziemnych, w tym prognozą i oceną zagrożenia hydrogeologicznego w kraju. Współautorka metodyki oceny stanu jednolitych części wód podziemnych w zakresie badania relacji między wodami powierzchniowymi i podziemnymi, a także analizy położenia zwierciadła wód podziemnych. Ekspert do spraw suszy w wielu zespołach międzyinstytucjonalnych oraz międzynarodowych. Autorka publikacji dotyczących zjawiska wahań zwierciadła wód podziemnych i niżówki hydrogeologicznej.

 

 

warning sign 30915 1280

 

Zobacz: Ostrzeżenie dotyczące sytuacji hydrogeologicznej w kraju