Newsletter Państwowej Służby Geologicznej nr 3/2020 (22 maja 2020). Wody podziemne zaliczone do kopalin

Drodzy Czytelnicy,

Trzeci numer Newslettera Państwowej Służby Geologicznej poświęcamy w wodom leczniczym, termalnym i solankom.


Jakie są zasoby dyspozycyjne wód leczniczych Buska-Zdroju i Solca-Zdroju?

Busko–Zdrój i Solec–Zdrój to chętnie odwiedzane uzdrowiska. Od niemal 200 lat wyjątkowe właściwości lecznicze ujmowanych w nich wód siarczkowych sprawiają, że są one wykorzystywane w leczeniu licznych chorób, głównie układu ruchu i układu oddechowego. Lecznicze wody siarczkowe charakteryzują się stałością składu chemicznego i mineralizacją ogólną od 6 g/dm3 do 37 g/dm3. Zawartość H2S wynosi w nich od ok. 13,6 mg/dm3 aż do ok. 731 mg/dm3. Występują one zazwyczaj w utworach kredy górnej (piaski i piaskowce cenomanu, margle), ale również w wapieniach górnojurajskich. Unikalny skład chemiczny tych wód sprawia, że oprócz kuracjuszy są nimi zainteresowani przedstawiciele dynamicznie rozwijającej się w tym regionie branży uzdrowiskowej. Mając świadomość znaczenia ujmowanych wód dla rozwoju regionu konieczne jest ich racjonalne wykorzystywanie i podejmowanie działań zmierzających do ochrony ich zasobów. Aby jednak móc korzystać z nich w sposób zrównoważony, konieczne było szczegółowe rozpoznanie warunków hydrogeologicznych oraz określenie ich zasobów dyspozycyjnych. Tego nieszablonowego zadania podjął się Państwowy Instytut Geologiczny-PIB, w ramach wypełniania zadań państwowej służby geologicznej.

Zakres przeprowadzonych prac i badań był bardzo szeroki i obejmował przede wszystkim analizę materiałów archiwalnych, prace terenowe, w tym badania grawimetryczne, badania laboratoryjne, a także opracowanie modelu hydrogeologicznego. Jednak szczególnie istotne dla realizacji zadania były przeprowadzone prace wiertnicze, których nie wykonuje się standardowo w realizacji tego typu zadań.

Badania geofizyczne, kartowanie hydrogeologiczne (badaniami objęto 419 studni kopanych oraz 20 źródeł) oraz sozologiczne były prowadzone na znacznym obszarze (ok. 560 km2) - od Pińczowa poprzez Busko-Zdrój do Solca-Zdroju. Jednocześnie zgodnie z projektem robót geologicznych wykonano sześć hydrogeologicznych otworów wiertniczych (o łącznym metrażu 3000 m), z których pobrano łącznie 706 mb rdzeni wiertniczych. W otworach, które wykonano w miejscowościach Las Winiarski, Wełecz, Pęczelice, Łatanice, Budzyń i Gacki przeprowadzono badania pozwalające określić parametry hydrogeologiczne poziomów wodonośnych, skład fizykochemiczny wód zwykłych i leczniczych oraz skład izotopowy wód leczniczych cenomańskiego poziomu wodonośnego. Szczegółowym badaniom paleontologicznym poddano próbki rdzeni wiertniczych. Podczas badań laboratoryjnych wód podziemnych wykonano oznaczenia izotopów trwałych tlenu (δ18O) i wodoru (δ2H), trytu oraz parametrów fizykochemicznych, które pozwoliły na dokładniejsze rozpoznanie genezy oraz warunków krążenia wód.

nl1 nl2

Badania geofizyczne wykonywane w otworach wiertniczych. Na zdjęciu widoczny jest próbnik geofizyczny przed zapuszczeniem go do otworu. 

Wyniki badań, w tym m.in. badań izotopowych i próbnych pompowań jednoznacznie wskazały, że złoża wód siarczkowych na badanym obszarze, nie są jak wcześniej sądzono od siebie izolowane, ale są w łączności hydraulicznej. Mimo, że występują w różnych strukturach geologicznych stanowią jedno złoże i możliwy jest przepływ wód pomiędzy poszczególnymi strukturami nawet w przypadku różnic w położeniu stropu cenomanu dochodzących do ponad 200 m. Oznacza to, że eksploatacja wód siarczkowych przez poszczególne ujęcia ma wpływ na układ hydrodynamiczny w całym badanym rejonie. Jednocześnie wskazano, że z uwagi na bardzo skomplikowany model warunków geologicznych i hydrogeologicznych złoża oraz niedostateczną znajomość parametrów decydujących o przepływie wód leczniczych, a zwłaszcza roli uskoków nie jest obecnie możliwe dokładne i jednoznaczne określenie zasięgu oddziaływania poszczególnych ujęć.

Kolejnym etapem badań było określenie zasobów wód leczniczych. Na badanym obszarze wydzielono 5 obszarów bilansowych. Podstawą do ustalenia ich granic była analiza danych geologicznych, tektonicznych, hydrogeologicznych, izotopowych oraz fizykochemicznych.

Obszar bilansowy Powierzchnia obszaru bilansowego Utwory wodonośne (dominujące) Zasoby dyspozycyjne m3/d Zasoby dyspozycyjne m3/rok
Rejon Buska-Zdroju, Lasu Winiarskiego i Dobrowody 63,0 km2 piaski i piaskowce cenomanu 912,64 m3/d 141 500 m3/rok
Rejon Solca-Zdroju 3,3 km2 piaskowce i margle kredy górnej 23,04 m3/d 8 409,6 m3/rok
Rejon Wełnina 2,8 km2 wapienie jury górnej 72,0 m3/d 26 280 m3/rok
Rejon Piestrzca 2,5 km2 margle kredy górnej 26,4 m3/d 9 636 m3/rok
Rejon Konstantynowa 1,0 km2 margle i wapienie margliste kredy górnej 12,0 m3/d 4 380 m3/rok

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Najintensywniej eksploatowany jest obecnie Rejon Buska-Zdroju, Lasu Winiarskiego i Dobrowody. Na stosunkowo niewielkiej przestrzeni koncesję na eksploatację posiadają trzy podmioty gospodarcze. Z tego też względu konieczny okazał się podział tego obszaru bilansowego na mniejsze tj. jednostki bilansowe, tak aby zabezpieczyć warunki eksploatacji działającym tu koncesjobiorcom. To właśnie woda siarczkowa z tego obszaru zasila buskie uzdrowiskowa i sanatoria. Ponieważ są to zasoby nieodnawialne pod względem chemicznym, przez co ich ilość jest ograniczona, wymagają one szczególnej ochrony.

Przeprowadzone szczegółowe analizy danych wielkości wydobycia i położenia zwierciadła wody w ujęciach wód leczniczych, siarczkowych w tym rejonie bilansowym pozwoliły na określenie maksymalnych dopuszczanych rzędnych dynamicznego zwierciadła wód dla całego obszaru wydzielonych jednostek bilansowych. Ustalone wielkości zasobów dyspozycyjnych w obrębie wydzielonych obszarów bilansowych nie dają jednak możliwości eksploatacji tych wód przez nowych koncesjobiorców. Jedynym rozwiązaniem jest poszukiwanie wód siarczkowych w rejonie od Buska-Zdroju po Solec-Zdrój ale poza obecnie wyznaczonymi obszarami bilansowymi.

nl4

Wybrane rdzenie z otworu w Budzyniu

W dokumentacji przedstawiono szereg wytycznych i zaleceń dotyczących przyszłej, bezpiecznej eksploatacji wód podziemnych w badanym rejonie. Zalecenia państwowej służby geologicznej:

  • Z uwagi na skomplikowaną budowę geologiczną i warunki hydrodynamiczne obszaru badań, zaleca się aby po upływie 10 lat, tj. około 2029 r., dokonać aktualizacji dokumentacji, w której zostanie przeprowadzona szczegółowa analiza przebiegu kolejnych lat eksploatacji. 
  • Dokonanie przez podmioty użytkujące ujęcia wód leczniczych uzupełnień w Projektach Zagospodarowania Złoża oraz Planach Ruchu Zakładów Górniczych o zalecenia dotyczące prowadzenia pomiarów położenia quasistatycznego zwierciadła wody, a w szczególności o wnioskowane do zatwierdzenia dopuszczalne rzędne dynamicznego zwierciadła wody ustalone w trakcie prac badawczych. 
  • Bezwzględne przestrzeganie nieprzekraczania wnioskowanych rzędnych dynamicznego zwierciadła wody w jednostkach bilansowych oraz wielkości rocznego poboru wód.

Wskazano także na konieczność rozbudowy sieci monitoringu wód leczniczych poprzez wykonanie otworów obserwacyjnych. Otwory te powinny ująć wody lecznicze, siarczkowe cenomańskiego poziomu wodonośnego i sięgnąć stropu utworów jury, który zalegać może na głębokościach od około 100 m p.p.t. do ponad 600 m p.p.t..

W dokumentacji wskazano także na konieczność kontynuowania prac badawczych w rejonie Buska-Zdroju. Każdy nowy otwór i każda nowa informacja o hydrodynamice wód w powiązaniu z przebiegiem eksploatacji na tym obszarze może być podstawą do weryfikacji stawianych tez, w tym również poglądów na temat łączności hydraulicznej wydzielonych geostruktur.

Wykonana dokumentacja hydrogeologiczna stanowi narzędzie dla organów administracji geologicznej niezbędne w celu prowadzenia racjonalnej gospodarki wodami leczniczymi, siarczkowymi oraz przedsiębiorców prowadzących lub zamierzających prowadzić działalność koncesyjną opartą na zasobach wód leczniczych występujących w rejonie Buska-Zdroju i Solca-Zdroju. Całościowe opracowanie znajduje się w Narodowym Archiwum Geologicznym w Warszawie.

Dokumentacja została zatwierdzona przez Ministra właściwego do spraw środowiska. Wykonawcą dokumentacji był Oddział Karpacki Państwowego Instytutu Geologicznego – Państwowego Instytutu Badawczego w Krakowie, ul. Skrzatów 1, 31-560 Kraków. Prace nad dokumentacją prowadzone były na podstawie umowy dotacji nr 873/2013/Wn-07/FG-HG-DN/D z dnia: 06.12.2013 r. między dotowanym tj. Państwowym Instytutem Geologicznym - Państwowym Instytutem Badawczym i dotującym tj. Narodowym Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Nadzorującym wykonanie zadania było Ministerstwo Środowiska.

nl6

Profil geologiczny otworów OB-I i OB-II - wynik profilowania makropaleontologicznego i litologicznego rdzeni wiertniczych wraz z zaznaczeniem stwierdzonej fauny i flory

Tekst: Tomasz Gągulski, Anna Bagińska
Współpraca: Michał Zieliński