Hydrogeohazards in post-mining areas : the phenomenon of uncontrolled groundwater outflows in wetlands

• Autorzy: Potrykus Dawid , Lidzbarski Mirosław , Tarnawska Ewa

Identyfikatory

DOI

10.7306 / gq .1641

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aquifers formed in the wetland area around the closed lacustrine chalk mine at Mierzyno (northern Poland) are distinguished by a specific groundwater flow system, the main component of which is lateral flow and ascent seepage from the deep aquifer to the ground surface. In investigating the origin of the uncontrolled groundwater outflows and the phenomenon of progressing spring pools, field and laboratory work, as well as model studies of groundwater flow, allowed assessment of damage to the soil and aqueous environment. These occurred due to defective reclamation of post-mining areas, as a result of which the natural hydrodynamic balance in the groundwater was disturbed. Artesian pressure in the deep aquifer caused layer interruption at the boundary of the lacustrine chalk deposit. In consequence, strong uncontrolled outflow of groundwater occurred, and the accompanying spring pools are changing their position as a result of headward erosion. So far, the amount of washed-out carbonate sediment exceeds 5,600 m³.

Słowa kluczowe

EN

groundwater; spring pools; lacustrine chalk; post-mining area; wetlands

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Geological Quarterly
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 66, No. 1
• Strony: art. no. 9
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., fot., map., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Potrykus Dawid

• Polish Geological Institute – National Research Institute, Marine Geology Branch, Kościerska 5, 80-328 Gdańsk, Poland

autor

Lidzbarski Mirosław

• Polish Geological Institute – National Research Institute, Marine Geology Branch, Kościerska 5, 80-328 Gdańsk, Poland

autor

Tarnawska Ewa

• Polish Geological Institute – National Research Institute, Marine Geology Branch, Kościerska 5, 80-328 Gdańsk, Poland

Bibliografia

• 1. Anibas, C., Verbeiren, B., Buis, K., Chormański, J., De Doncker, L., Okruszko, T., Meire, P., Batelaan, O., 2012. A hierarchical approach on groundwater-surface water interaction in wetlands along the upper Biebrza River, Poland. Hydrology and Earth System Sciences, 16: 2329-2346.
• 2. Carter, J.M., Driscoll, D.G., Hamade, G.H., Jarrell, G.J., 2001. Hydrologic Budgets for the Madison and Minnelusa Aquifers, Black Hills of South Dakota and Wyoming, Water Years 1987-96. Water-Resources Investigations report 01-4119, USGS.
• 3. Dobak, P., Wyrwicki, R., 2000. Impermeable properties of lacus - trine chalk (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 48: 412-415.
• 4. Döll, P., Schneider, W., 1994. Comparison of laboratory and field measurements of the vertical hydraulic conductivity of clayey silts. Proceedings of the Groundwater Quality Management, IAHS Publications, 220: 129-139.
• 5. Gawlikowska, E., Seifert, K., Bojakowska, I., Pasieczna, A., Kwecko, P., Tomassi-Morawiec, H., Król, J., 2009. Objaśnienia do mapy geośrodowiskowej Polski w skali 1:50 000, arkusz Choczewo (4) (in Polish). Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
• 6. Gruszczyński, T., Krogulec, E., 2012. Variant selection of wetland areas restoration in the Kampinos National Park based on hydrodynamic modelling research (in Polish with English summary). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 451: 45-52.
• 7. Grygoruk, M., Batelaan, O., Okruszko, T., Mirosław-Świątek, D., Chormański, J., Rycharski, M., 2011. Groundwater modelling and hydrological system analysis of wetlands in the Middle Biebrza Basin. In: Modelling of Hydrological Processes in the Nares Catchment (eds. D. Mirosław-Świątek and T. Okruszko): 89-109. Springer, .
• 8. Harbaugh, A.W., 2005. MODFLOW-2005, the U.S. Geological Survey modular ground-water model - the Ground-Water Flow Process: U.S. Geological Survey Techniques and Methods 6-A16.
• 9. Johansen, O.M., Jensen, J.B., Pedersen, M.L., 2014. From groundwater abstraction to vegetative response in fen ecosystems. Hydrological Processes, 28: 2396-2410.
• 10. Jurys, L., 2005. Naturalne spłycanie się wyrobisk po eksploatacji kredy jeziornej - podstawy teoretyczne i praktyczne przykłady (in Polish). Miesięcznik WUG, 7: 22-26.
• 11. Jurys, L., Lidzbarski, M., Sadurski, A., 2018. Hydrogeological aspects of documentation and exploitation of sand and gravel deposits (in Polish with English summary). Górnictwo Odkrywkowe, (3): 38-46.
• 12. Kachnic, M., Krawiec, A., 2008. Influence of the sand and gravel open pit at Ińsko (Poland) on water environment - a numerical model (in Polish with English summary). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 431: 67-74.
• 13. Karmakar, H.N., Das, P.K., 1991. Impact of Mining on Ground and Surface Waters. International Mine Water Association IMWA: Ljubljana-Portschach, Slovenia.
• 14. Kellner, E., 2007. Effects of variations in hydraulic conductivity and flow conditions on groundwater flow and solute transport in peatlands. SKB Rapport R-07-41.
• 15. Krogulec, E., Zabłocki, S., 2015. Relationship between the environmental and hydrogeological elements characterizing groundwater-dependent ecosystems in central Poland. Hydrogeology Journal, 23: 1587-1602.
• 16. Lidzbarski, M., 2000. Mapa hydrogeologiczna Polski w skali 1:50 000, arkusz Choczewo (4) z objaśnieniami (in Polish). Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• 17. Low, R., Farr, G., Clarke, D., Mould, D., 2018. Hydrological Assessment and Monitoring of Wetlands. In: The Wetland Book (eds. Finlayson C. Max et al.): 1-19. Springer.
• 18. Macioszczyk, A., Dobrzyński, D., 2007. Hydrogeochemia strefy aktywnej wymiany wód podziemnych (in Polish). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• 19. Marciniak, M., Przybyłek, J., Szczepańska, J., Herzig, J., 1999. The results of the in situ and laboratory investigations of the filtration coefficient of the aquitard formations on the example of quaternary clays and tertiary silts from in the vicinity of Poznań (in Polish with English summary). Proceedings of the IX Współczesne Problemy Hydrogeologii, 9: 223-230.
• 20. Martinez-Santos, P., Diaz-Alcaide, S., Castano-Castano, S., Hernandez-Espriu, A., 2014. Modelling discharge through artesian springs based on a highresolution piezometric network. Hydrological Processes, 28: 2251-2261.
• 21. Matuszewski, A., 1997. Dokumentacja geologiczna w kategorii C1 złoża kredy jeziornej i gytii wapiennej „ŁĘTOWO” miejsc. Mierzyno, gm. Gniewino (in Polish). Narodowe Archiwum Geologiczne, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, archive no. 1099/1997.
• 22. Matuszewski, A., 2000. Uproszczona dokumentacja geologiczna w kategorii C1 złoża kredy jeziornej i torfu „PERLINO” miejsc. Perlino, gm. Gniewino (in Polish). Narodowe Archiwum Geologiczne, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, archive no. 1660/2000.
• 23. Matuszewski, A., 2002. Dokumentacja geologiczna złoża kredy jeziornej i torfu „ŁĘTOWO II” w kategorii C1 miejsc. Łętowo, gm. Choczewo (in Polish). Narodowe Archiwum Geologiczne, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, archive no. 2964/2002.
• 24. Matuszewski, A., 2007. Dodatek nr 1 do dokumentacji geologicznej złoża kredy jeziornej i torfu „ŁĘTOWO II” w kategorii C1 miejsc. Łętowo, gm. Choczewo (in Polish). Narodowe Archiwum Geologiczne, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, archive no. 1626/2007.
• 25. Matuszewski, A., 2009. Dodatek nr 1 do dokumentacji geologicznej złoża kredy jeziornej i torfu „ŁĘTOWO” w kategorii C1 miejsc. Mierzyno, gm. Gniewino (in Polish). Narodowe Archiwum Geologiczne, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, archive no. 1723/2009.
• 26. Mazurek, M., 2017. The role of seepage erosion in the initiation and development of drainage system (in Polish with English summary). Przegląd Geograficzny, 89: 87-110.
• 27. Olszewski, J., 1988. Sprawozdanie ze zwiadu generalnego w poszukiwaniu złóż kredy jeziornej w północnej części woj. Gdańskiego (in Polish). Narodowe Archiwum Geologiczne, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, archive no. 17138.
• 28. Rybicki, S., Żurek-Pysz, U., 1989. Geologic-engineering charac¬teristic of lacustrine chalk and gytija in the middle Pomerania deposits (in Polish with English summary). Kwartalnik Geologiczny, 33 (2): 313-328.
• 29. Schumann, R.R., Zielinski, R.A., Otton, J.K., Pantea, M.P., Orem, W.H., 2017. Uranium delivery and uptake in a montane wetland, north-central Colorado, USA. Applied Geochemistry, 78: 363-379.
• 30. Seifert, K., 2017. Mapa geośrodowiskowa Polski w skali 1:50 000, arkusz Choczewo (4) (reambulacja) (in Polish). Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
• 31. Sierżęga, P., Majewska, A., Nerkowski, P., 2006. Baza danych GIS mapy hydrogeologicznej Polski 1:50 000, pierwszy poziom wodonośny - występowanie i hydrodynamika, arkusz Choczewo (4) z objaśnieniami (in Polish). Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• 32. Skompski, S., 1982. Szczegółowa mapa geologiczna Polski w skali 1:50 000, arkusz Choczewo (4) z objaśnieniami (in Polish). Instytut Geologiczny, Warszawa.
• 33. Solon, J., Borzyszkowski, J., Bidłasik, M., Richling, A., Badora, K., Balon, J., Brzezińska-Wójcik, T., Chabudziński, Ł., Dobrowolski, R., Grzegorczyk, I., Jodłowski, M., Kistowski, M., Kot, R., Krąż, P., Lechnio, J., Macias, A., Majchrowska, A., Malinowska, E., Migoń, P., Myga-Piątek, U., Nita, J., Papińska, E., Rodzik, J., Strzyż, M., Terpiłowski, S., Ziaja, W., 2018. Physico-geographical mesoregions of Poland: verification and adjustment of boundaries on the basis of contemporary spatial data. Geographia Polonica, 91: 143-170.
• 34. van Loon, A.H., Schot, P.P., Griffioen, J., Bierkens, M.F.P., Batelaan, O., Wassen, M.J., 2009a. Throughflow as a determining factor for habitat contiguity in a near-natural fen. Journal of Hydrology, 379: 30-40.
• 35. van Loon, A.H., Schot, P.P., Bierkens, M.F.P., Griffioen, J., Wassen, M.J., 2009b. Local and regional impact of anthropogenic drainage on fen contiguity. Hydrology and Earth System Sciences, 13: 1837-1848.
• 36. Wiłun, Z., 1976. Zarys geotechniki (in Polish). Wydawnictwa Komunikacji i £ączności, Warszawa.
• 37. Witczak, S., Kania, J., Kmiecik, E., 2013. Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania (in Polish). Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa.
• 38. Wyrwicki, R., 2003. Has lacustrine chalk origi nated in freshwater environment? (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 51: 483-488.
• 39. Zhao, L., Ren, T., Wang, N., 2017. Groundwater impact of open cut coal mine and an assessment methodology: a case study in NSW. International Journal of Mining Science and Technology, 27: 861-866.
• 40. Żurek-Pysz, U., 1989. Geologic-engineering characteristic of lacustrine chalk and gytija from Grabowo, Marcelin and Prostynia in the middle Pomerania deposits (in Polish with English summary). Ph.D. thesis. Archiwum Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków, archive no. R.8401.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).