Permeability of Muschelkalk rocks (Middle Triassic) of the Krakow–Silesian Monocline in Tarnów Opolski area (South Poland)

• Autorzy: Wąsik Mirosław

Identyfikatory

DOI

10.24425/gsm.2020.133934

Warianty tytułu

PL

Przepuszczalność skał wapienia muszlowego (trias środkowy) monokliny śląsko-krakowskiej w rejonie Tarnowa Opolskiego (Południowa Polska)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of hydrogeological parameters determination carried out in the area of the Muschelkalk outcrop (Middle Triassic) near Tarnów Opolski. The studies consisted of a short pumping test in 16 piezometers and then their flooding and observation of water table recovery after the stopping of the pumping. The test allowed the values of hydraulic conductivity and specific capacity of Muschelkalk layers ranging from 8.5 • 10^–8 m/s to 3.63 • 10^–3 m/s and from 0.0075 to 128 m³/h/1mS, respectively, to be calculated. The wide range of values is related to the fact of studying the layers characterized by high permeability and water-bearing capacity (Karchowice Beds, Diplopora Beds and Górażdże Beds) as well as layers with low permeability (Gogolin Beds). The dense network of the research points made it possible to demonstrate the surface variability of rocks permeability and water-bearing capacity, determined mostly by the direction of outcrops of individual layers. The results of the conducted studies show that the most water-bearing zone of the area is related to the carbonate rocks of the Karchowice, Diplopora and Górażdże Beds, characterized by the highest values of hydraulic conductivity k (above 2 • 10^–4 m/s) and specific capacity q (above 15 m³/h/1mS), in the belt stretching latitudinally through Kosorowice–Otmice. The studied area can be considered a Polish limestone-concrete field where several mines exploiting Muschelkalk carbonate rocks operate. The results of the conducted studies may be useful for the correct prognosis of the groundwater inflow either to already existing quarries or newly designed mines within the Major Groundwater Basins.

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań parametrów hydrogeologicznych przeprowadzonych na obszarze wychodni warstw wapienia muszlowego (trias środkowy) w okolicach Tarnowa Opolskiego. Badania polegały na przeprowadzeniu w 16 piezometrach krótkotrwałych pompowań, zalewań badawczych otworu oraz obserwacji wzniosu zwierciadła wody po zaprzestaniu pompowania. Na podstawie przeprowadzonych badań obliczono wartości współczynnika filtracji k oraz wydatku jednostkowego q skał węglanowych warstw wapienia muszlowego w zakresie odpowiednio od 8,56 • 10^–8 m/s do 3,63 • 10^–3 m/s i od 0,0075 do 128 m³/h/1mS. Duża rozpiętość uzyskanych wartości wynika z faktu objęcia badaniami skał warstw karchowickich, diploporowych i górażdżańskich charakteryzujących się dobrą przepuszczalnością oraz zawodnieniem jak i słabo przepuszczalnych warstw gogolińskich. Liczna sieć punktów badawczych umożliwiła przedstawienie powierzchniowej zmienności przepuszczalności skał oraz ich zawodnienia, w dużej mierze zdeterminowanej biegiem wychodni poszczególnych warstw. Wyniki wykonanych badań wskazują, że na badanym obszarze strefa o największym zawodnieniu związana jest z występowaniem skał węglanowych warstw karchowickich i diploporowych oraz górażdżańskich, charakteryzujących się najwyższymi wartościami k (powyżej 2 • 10^–4 m/s) i q ( powyżej 15 m³/h/1mS), w pasie biegnącym równoleżnikowo przez miejscowości Kosorowice–Otmice. Omawiany obszar stanowi zagłębie wapienniczo-cementowe Polski, na którym funkcjonuje kilka kopalń eksploatujących skały węglanowe warstw wapienia muszlowego. Wyniki prezentowanych badań mogą być pomocne w prawidłowej ocenie prognoz dopływów wód podziemnych do odkrywek kopalni już istniejących, czy też projektowanych, leżących w większości w granicach głównych zbiorników wód podziemnych.

Słowa kluczowe

EN

hydrogeological parameters; pumping test; Krakow–Silesian Monocline

PL

parametry hydrogeologiczne; pompowanie próbne; monoklina śląsko-krakowska

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 36, z. 3
• Strony: 167--184
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wąsik Mirosław

• University of Wrocław, Wrocław, Poland; ORCID iD: 0000-0003-0894-1553

Bibliografia

• [1] Dąbrowski, S. and Przybyłek, J. 2005. Pumping test in documentation of groundwater resources. Methodological guide (Metodyka próbnych pompowań w dokumentowaniu zasobów wód podziemnych. Poradnik metodyczny). Warszawa: Ministerstwo Środowiska, 292 pp. (in Polish).
• [2] Dowgiałło et al. eds. 2002 – Dowgiałło, J., Kleczkowski, A.S., Macioszczyk, T. and Różkowski, A. eds. 2002. Hydrogeological Dictionary (Słownik hydrogeologiczny). Ed. 2. Warszawa: Ministerstwo Środowiska and PIG, 461 pp. (in Polish).
• [3] Kondracki, J. 2009. Regional geography of Poland (Geografia regionalna Polski). Ed. 3. Warszawa: Wyd. Nauk. PWN, 441 pp. (in Polish).
• [4] Kowalczyk et al. 1997 – Kowalczyk, A., Kropka, J. and Rubin, K., 1997. Groundwater resources of the Gliwice Triassic aquifer as the result of mathematical modelling (Zasoby wód podziemnych zbiornika triasowego (GZWP) Gliwice na podstawie badań modelowych). [In:] Górski, J. and Liszkowska, E. eds. Współczesne problemy hydrogeologii, Tom 8. Wrocław: WIND, pp. 85–90 (in Polish).
• [5] Kruseman, G.P. and De Ridder, N.A. 1994. Analysis and Evaluation of Pumping Test Data. Ed. 2. Wageningen: International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), 377 pp.
• [6] Kryza, J. 1994. Hydrogeological assessment of groundwater resources in the lower Triassic aquifer of Foresudetic Monocline. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej 248, pp. 181–191.
• [7] Kryza, J. and Staśko, S. 2000. Groundwater flow rate and contaminant migration in fissure-karstic aquifer of Opole Triassic system southwest Poland. Environmental Geology 39(3), pp. 384–389.
• [8] La Moreaoux, PE. 1991. Environmental effect to overexploitation in karst terrain. Proc XXIII Int Congress Aquifer Overexploition. T. G. Arte, Juberias & CIA, Granada, pp. 103–115.
• [9] Motyka, J. and Wilk, Z. 1976. Vertical differentiation in the water permeability of carbonate Triassic rocks in the light of a statistical analysis of the results of pumping tests (Silesia-Krakow Monocline) (Pionowe zróżnicowanie wodoprzepuszczalności węglanowych skał triasowych w świetle statystycznej analizy wyników próbnych pompowań (monoklina śląsko-krakowska)). Kwartalnik Geologiczny 20(2), pp. 381–399 (in Polish).
• [10] Pazdro, Z. and Kozerski, B. 1990. General hydrogeology (Hydrogeologia ogólna). Ed. 4. Warszawa: Wyd. Geol., 624 pp. (in Polish).
• [11] Przybyłek, J., Brylska, E. and Dąbrowski, S. 1971. Calculation rules of indetermined filtration according to Theis and Hantush equations (Zasady obliczeń filtracji nieustalonej według wzorów Theisa i Hantusha). Warszawa: Wyd. Geol., 54 pp. (in Polish).
• [12] Senkowiczowa, H. 1998. Triassic of the north-eastern margin of the Upper Silesian Basin (Trias północno-wschodniego obrzeżenia Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). Biul. PIG 378, pp. 5–66 (in Polish).
• [13] Stanienda, K. 2014. Mineral phases in carbonate rocks of the Gogolin Beds from the area of Opole Silesia (Fazy mineralne w skałach węglanowych warstw gogolińskich obszaru Śląska Opolskiego). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 30(3), pp. 17–42 (in Polish).
• [14] Stanienda, K. 2016. Mineral phases in carbonate rocks of the Górażdże Beds from the area of Opole Silesia (Fazy mineralne w skałach węglanowych warstw górażdżańskich obszaru Śląska Opolskiego). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 32(3), pp. 67–92 (in Polish).
• [15] Staśko, S. 1992. Grounwater in carbonate Triassic rocks in Opole region, SW Poland (Wody podziemne w węglanowych utworach triasu opolskiego). Prace Geologiczno-Mineralogiczne XXXII, 74 pp. (in Polish).
• [16] Szczygieł et al. 2006 – Szczygieł, I., Kryza, J. and Fic, A. 2006. Aquitard conductivity calibration of the Triassic aquifer numerical model of the Strzelce Opolskie area (Kalibrowanie parametrów filtracyjnych warstw słabo przepuszczalnych na modelu numerycznym zbiornika triasowego w rejonie Strzelec Opolskich). Geologos 10, pp. 271–283 (in Polish).
• [17] Wieczysty, A. 1970. Engineering hydrogeology (Hydrogeologia inżynierska). Warszawa–Kraków: PWN, 815 pp. (in Polish).
• [18] Wilk et al. 1985 – Wilk, Z., Motyka, J., Borczak, S. and Makowski, Z. 1985. Microhydraulic properties of the Muschelkalk and Rhoethian rocks of the southern section of the Krakow–Silesian Monocline (Poland) (Własności mikrohydrauliczne utworów wapienia muszlowego i retu południowej części monokliny śląsko-krakowskiej). Rocznik Pol. Tow. Geol. 55(3–4), pp. 485–508 (in Polish).
• [19] Woś, A. 1999. Climate of Poland (Klimat Polski). Warszawa: Wyd. Nauk. PWN, 302 pp. (in Polish).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).