Hydrogeological settings and origin of groundwater composition in the southern part of the Gorce Mts, Kowaniec Mały catchment

Żaczek, J.; Porowski, A.

doi:10.14241/asgp.2017.008

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Hydrogeological settings and origin of groundwater composition in the southern part of the Gorce Mts, Kowaniec Mały catchment

Autorzy

Żaczek J. , Porowski A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Zaczek_J_Hydrogeological_ASGP_Vol.87_No.2_2017.pdf

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.14241/asgp.2017.008

Warianty tytułu

Języki publikacji

Abstrakty

The Gorce Mts of southern Poland occur in a natural upland area that is viewed as valuable and is protected. It has an inadequate and irregular network of long-term monitoring points at the national level with regard to groundwater quality and vulnerability to contamination. The paper discusses the results of an investigation of groundwater in the Kowaniec Mały drainage basin, in the southern part of the Gorce Massif. It provides new hydrogeochemical data that shed light on the origin and evolution of groundwater chemistry in this region. On the basis of a hydrogeological survey of 33 natural springs, trends in the spatial and temporal variation of the physicochemical properties of the groundwater are presented. Three hydrochemical types of water were distinguished, namely HCO₃-Ca, HCO₃-Ca-Mg and HCO₃-SO₄-Ca. The detailed analysis of ionic ratios shows that the dissolution of carbonates (mainly calcite) and aluminosilicates (mainly albite) played a fundamental role in the formation of the chemical composition of the groundwater in the study area. These processes are responsible for the presence of the dominant ions, such as HCO₃- and Ca₂₊, as well as SiO₂ and in part Na⁺ and K⁺. Chloride–sodium mineralization is connected first of all with recharge by rain water and the direct dissolution of halite, contained in the aquifer rocks or formed during the evaporation of the water. The most probable sources of dissolved SO₄^2- are the atmospheric sulphates contained in recharge meteoric waters in the case of springs located at higher altitudes and the reduced inorganic sulphur compounds dispersed in fine-grained sedimentary rocks, mostly as pyrite, which undergoes oxidation during rock weathering. Ion exchange processes involving clay minerals also were present and affected mainly the concentrations of Na⁺ + K⁺ and Ca^2+.

Słowa kluczowe

groundwater chemical composition groundwater origin ionic ratios water-rock interaction recognition of source rocks

Wydawca

Polskie Towarzystwo Geologiczne

Czasopismo

Annales Societatis Geologorum Poloniae

Rocznik

2017

Tom

Vol. 87, No. 2

Strony

183--197

Opis fizyczny

Bibliogr. 55 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Żaczek J.

zaczekjoanna@wp.pl

Institute of Geological Sciences, Polish Academy of Sciences (ING PAN), Twarda 51/55, 00-818 Warsaw, Poland

autor

Porowski A.

adamp@twarda.pan.pl

Institute of Geological Sciences, Polish Academy of Sciences (ING PAN), Twarda 51/55, 00-818 Warsaw, Poland

Bibliografia

1. Appelo, C. A. J. & Postma, D., 1996 Geochemistry, Groundwater and Pollution, Second Edition. A.A. Balkema Publishers, Amsterdam, 536 pp.
2. Birkenmajer, K. & Oszczypko, N., 1989. Cretaceous and Palaeogene lithostratigraphic units of the Magura Nappe, Krynica Subunit, Carpathians. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 59: 145-181.
3. Bober, L. & Oszczypko, N., 1964. Relation of jointing to water contents in the Magura sandstone from Snieżnica (Beskid Wyspowy). Kwartalnik Geologiczny, 8: 626-642. [In Polish, with English summary.]
4. Burtan, J., Paul, Z. & Watycha, L., 1978a. Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski. Arkusz Mszana Górna (1033), 1: 50 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 5-10, 15-25, 49-59 pp. [In Polish.]
5. Burtan, J., Paul, Z. & Watycha, L., 1978b. Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski, 1: 50 000, arkusz Mszana Górna (1033).
6. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. [In Polish.] Carpenter, A. B., 1978. Origin and chemical evolution of brines in sedimentary basin. Oklahoma Geological Survey Circular, 79: 60-76.
7. Chemizm, 2016. Chemizm opadów atmosferycznych - stacje pomiarowe. http://powietrze.gios.gov.pl/gios/site/measuring-station/C. [In Polish: 08.04.2016.]
8. Chowaniec, J., 1991. Region karpacki. In: Malinowski J. (ed.), Budowa geologiczna Polski, t. VII - Hydrogeologia. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 204 pp. [In Polish.]
9. Chowaniec, J., 2009. Hydrogeology study of the western part of the Polish Carpathians. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, Hydrogeologia, 434: 27-29. [In Polish, with English summary.]
10. Chowaniec, J. & Witek, K., 1997. Objaśnienia do Mapy hydrogeologicznej Polski w skali 1: 50 000, arkusz Mszana Górna (1033). Państwowy Instytut Geologiczny. Oddział Karpacki, Warszawa, 5-13 pp. [In Polish.]
11. Cieszkowski, M., 2006a. Budowa geologiczna i rzeźba terenu. In: Różański W. (ed.), Gorczański Park Narodowy, 25 lat ochrony dziedzictwa przyrodniczego i kulturowego Gorców. Gorczański Park Narodowy, Poręba Wielka, pp. 47. [In Polish.]
12. Cieszkowski, M., 2006b. Scientific geological attractions of Gorce National Park and its surroundings. Ochrona Beskidów Zachodnich, 1: 45-57. [In Polish, with English summary.]
13. Cieszkowski, M. & Olszewska, B., 1986. Malcov Beds in Magura Nappe near Nowy Targ, Outer Carpathians, Poland. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 56: 53-71.
14. Cook, P. & Herczeg, A. L. (eds), 2000. Environmental tracers in subsurface hydrogeology. Kluwer Academic Publishers, USA, 529 pp.
15. Dostęp, 2013. Dostęp do danych geoprzestrzennych. http://www.gdos.gov.pl/dane-i-metadane. [In Polish; 08.04.2016.]
16. Drever J. I., 1997. The Geochemistry of Natural Waters: Surface and Groundwater Environments. Third Edition. Prentice Hall, Upper Saddle River, 262 pp.
17. Hem, J. D., 1989. Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water. Water-Supply Paper 2254. Department of the Interior. U.S. Geological Survey, Alexandria, 118, 190, 194 pp.
18. Hounslow, A., 1995. Water Quality Data: Analysis and Interpretation. Lewis Publishers, Boca Raton, 67, 77-85, 90, 99-100, 102-103, 105-106, 112-115 pp.
19. Kleczkowski, A., 1979. Hydrogeologia ziem wokół Polski. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 15, 137 pp. [In. Polish.]
20. Kleczkowski, A. S. (ed.), 1990. Mapa obszarów głównych zbiorników wód podziemnych (GZWP) w Polsce wymagających szczególnej ochrony, 1 : 500 000. Instytut Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej. Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków. [In Polish.]
21. Kondracki, J., 2009. Geografia regionalna Polski. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, pp. 314-334. [In Polish.]
22. Langer, M., 1985. Hydrografia górnej części doliny Poniczanki. Studia Naturae, Seria A, 29: 85-96. [In Polish, with English summary.]
23. Macioszczyk, A., 1987. Hydrogeochemia. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 324 pp. [In Polish.]
24. Macioszczyk, A. & Dobrzyński, D., 2007. Hydrogeochemia strefy aktywnej wymiany wód podziemnych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 448 pp. [In Polish.]
25. Malecka, D., Chowaniec, J. & Malecki J. J., 2007. Region górnej Wisły. In: Paczyński B. & Sadurski A. (eds), Hydrogeologia regionalna Polski, tom I. Wody słodkie. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, pp. 112, 136. [In Polish.]
26. Malecka, D. & Murzynowski, W., 1978. Rejonizacja hydrogeologiczna Karpat fliszowych. Biblioteczka Wiadomości Instytutu Melioracji i Użytków Zielonych, 56: 7-35. Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Warszawa. [In Polish.]
27. Mapa, 2002. Mapa topograficzna Polski. Arkusz Nowy Targ - Oleksówki (M-34-89-A-c-4), 1: 10 000, Główny Urząd Geodezji i Kartografii. Urząd Marszałkowski województwa małopolskiego, Kraków. [In Polish.]
28. Marsland, T., Wheeler, A. F., Hinsby, K., Schutten, J., Craig, M., Petitta, M. & Prchalova, H., 2015. Technical Report on Groundwater Associated Aquatic Ecosystems. Report No. 9. European Commission, Brussels, pp. 10-14.
29. Michalik, A., 1965. Wodonośność warstw magurskich w okolicy Rabki. Kwartalnik Geologiczny, 8: 446-447. [In Polish, with English summary.]
30. Miczyński, J., 2006. Klimat. In: Różański, W. (ed.), Gorczański Park Narodowy, 25 lat ochrony dziedzictwa przyrodniczego i kulturowego Gorców. Gorczański Park Narodowy, Poręba Wielka, pp. 35, 37. [In Polish.]
31. Monitoring, 2016. Monitoring jakości wód podziemnych. http://www.krakow.pios.gov.pl/monitoring/podziemne.php [In Polish; 08.04.2016.]
32. Niedzielski, H., 1974. Wodochłonność skał fliszowych w wybranych rejonach Karpat. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 44: 115-139. [In Polish, with English summary.]
33. Nowicki, Z., 2009. Zadania Państwowej Służby Hydrogeologicznej w 2009 r. Zadanie 28: Charakterystyka geologiczna i hydrogeologiczna zweryfikowanych JCWPd. Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, 4 pp. [In Polish.]
34. Oszczypko, N., 1966a. Water pressure tests of flysch rocks in selected areas of the Carpathians. Kwartalnik Geologiczny, 10: 820-831. [In Polish, with English summary.]
35. Oszczypko, N., 1966b. Water kontent of the Magura sandstones in the Northern part of the Nowy Sącz map sweet. Kwartalnik Geologiczny, 10: 1158-1159. [In Polish, with English summary.]
36. Oszczypko, N., Chowaniec, J. & Koncewicz, A., 1981. Water pressure tests of the Magura sandstones. Annales Societatis Geologorum Poloniae. 51: 273-302. [In Polish, with English summary.]
37. Oszczypko, N., Lefeld, J. & Żytko, K., 2008. Paleogen i neogen, kreda. In: Wagner R. (ed.), Tabela stratygraficzna Polski. Karpaty. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. [In Polish.]
38. Paczyński, B., 2007. Podstawy regionalizacji hydrogeologicznej. In: Paczyński B. & Sadurski A. (eds), Hydrogeologia regionalna Polski, tom I. Wody słodkie. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, pp. 62-63. [In Polish.]
39. Porowski, A., 2001. Chemical composition and origin of ionic ratios in the Iwonicz Anticline mineralized groundwater. Annales Societatis Geologorum Poloniae. 71: 125-134.
40. Porowski, A., 2006. Origin of mineralized waters in the Central Carpathian Synclinorium, SE Poland. In: Dowgiałło, J. (ed.), Hydrogeology and Hydrogeochemistry. Part I. Studia Geologica Polonica, 125: 5-66.
41. Razowska, L., 1999. Wskaźniki hydrochemiczne - mało przydatne czy niedoceniane? In: Sadurski A. (ed.), Współczesne problemy hydrogeologii, tom IX. Państwowy Instytut Geologiczny, Kielce, pp. 307-313. [In Polish, with English summary.]
42. Rubinkiewicz, J., 2012. Objaśnienia do Mapy osuwisk i terenów zagrożonych ruchami masowymi. Gmina Nowy Targ (wiejska), 1: 10 000. Państwowy Instytut Geologiczny- Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, 13 pp. [In Polish.]
43. Satora, S., Bugajski, P. & Satora, P., 2010. Changeability of the selected springs’ regime in the area of Gorce and Beskid Wyspowy Mountains. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Polska Akademia Nauk - Oddział w Krakowie. Komisja Techniczna Infrastruktury Wsi, 14 [for 2010]: 195-206. Kraków. [In Polish, with English summary.]
44. Satora, S. & Tylek, W., 1992. Źródła w rejonach górskich Polski Południowej - zlewnia potoku Mszanka. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. 9: 213-216. Wydawnictwo SIGMA-NOT, Warszawa. [In Polish.]
45. Schutten, J., Verweij, W., Hall, A., Scheidleder, A., 2011. Technical Report on Groundwater Dependent Terrestrial Ecosystems. Report No. 6. European Commission, Brussels, pp. 7-8.
46. Stacja, 2016. Stacja Meteo na Suhorze. http://www.as.up.krakow.pl/main/weather.html?lang=pl [In Polish; 08.04.2016.].
47. Stępień, M. & Stożek, J., 2013. Importance of springs researches for identification of hydrogeological conditions based on the example of Olszowy Potok and Turbacz Catchment (Gorce). In: Krogulec, E., Małecki, J. & Skrzypczyk, L. (eds), Współczesne Problemy Hydrogeologii. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 456: 569-574. [In Polish, with English summary.]
48. Stupnicka, E., 1997. Geologia regionalna Polski. Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 273 pp. [In Polish.]
49. System, 2016a. System przetwarzania danych Państwowej Służby Hydrogeologicznej. http://spdpsh.pgi.gov.pl/PSHv7/ [In Polish, 08.04.2016.]
50. System, 2016b. System Osłony Przeciwosuwiskowej SOPO Etap I. http://geoportal.pgi.gov.pl/portal/page/portal/SOPO/zakres/etap1 [In Polish, 11.12.2016.]
51. Watycha, L., 1963. Magura flysch of the southern part of Gorce Mts. Przegląd Geologiczny, 8: 371-378. [In Polish, with English summary.]
52. Wiszniewski, W. & Chełchowski, W., 1987. Regiony klimatyczne. Plansza 9, 1 : 1 500 000. In: Stachý, J. (ed.), Atlas hydrologiczny Polski. Tom I. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa. [In Polish.]
53. Wyszukaj, 2016. Wyszukaj. http://geoportal.pgi.gov.pl/portal/page/portal/SOPO/Wyszukaj3 [In Polish; 11.12.2016.]
54. Ziemońska, Z., 1973. Hydrographie conditions in the Polish West Carpathians. Prace Geograficzne, 103: 30-31. [In Polish, with English summary.]
55. Żelaźniewicz, A., Aleksandrowski, P., Buła, Z., Karnkowski, P. H., Konon, A., Oszczypko, N., Ślączka, A., Żaba, J., Żytko, K., 2011. Regionalizacja tektoniczna Polski. Komitet Nauk Geologicznych PAN, Wrocław, pp. 39-41. [In Polish.]

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-0672c1bf-09dd-457b-8dae-ea96ca248404