Inwersja wieku i warunki zasilania wód poziomów kredowych wybranego fragmentu niecki łódzkiej w świetle nowych danych znacznikowych

• Autorzy: Kotowski Tomasz , Styrkowiec Ewa , Ziułkiewicz Maciej , Najman Joanna

Identyfikatory

DOI

10.7306/bpig.37

Warianty tytułu

EN

Inversion of the groundwater age, and conditions of recharging groundwater of a selected part of the Łódź Basin in the light of new tracer data

• Konferencja: Współczesne problemy hydrogeologii = Current challenges in hydrogeology : XIX Sympozjum
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na temat warunków hydrogeologicznych niecki łódzkiej występują odmienne poglądy, szczególnie dotyczące warunków zasilania tego systemu wodonośnego w rejonie aglomeracji łódzkiej. Badania zmienności stężeń znaczników środowiskowych migrujących do systemu wodonośnego z „góry” i z „dołu” pozwoliły na wprowadzenie do dyskusji nowych wyników i weryfikację dotychczasowych koncepcji warunków krążenia wód w tej strukturze wodonośnej. Wiek wód podziemnych w poziomie K2 kształtuje się w zakresie 4600−12 100 lat, w zależności od głębokości opróbowanej studni i jej położenia w granicach strukturalnych niecki. Skład izotopowy wód w tym poziomie jest najprawdopodobniej warunkowany procesami wymiany izotopowej, dyfuzji i napływem wód ze stref o utrudnionym przepływie. Wiek wód w poziomie K1 zmienia się w zakresie ok. 300−2600 lat, w zależności od odległości od stref zasilania. Uzyskane rezultaty wskazują, że w obrębie badanego systemu wodonośnego występują zróżnicowane warunki krążenia w poziomach wodonośnych K1 i K2. Pomiary stężeń CFC, SF6 i gazów szlachetnych wnoszą istotne informacje, dotyczące systemu krążenia wód, w tym lokalizacji stref zasilania, nawet jako surowe dane – niezależnie od wykorzystania ich do określenia wieku wód.

EN

There are different views on the hydrogeological conditions of the Łódź Basin, especially regarding the conditions of recharging this structure within the Łódź agglomeration area. Studies on the variability of concentrations of environmental tracers migrating to the aquifer from both the “top” and the “bottom” allowed introducing new results into the discussion and verification of the existing concepts of groundwater circulation conditions in this aquifer system. Residence time of groundwater in the K2 aquifer is in the range of 4,600−12,100 years, depending on the depth of the tested well and its position within the structural limits of the basin. The isotopic composition of water in this aquifer is probably conditioned by the isotopic exchange, diffusion and inflow of groundwater from the low-permeability flow zones. The ages of groundwater in the K1 aquifer vary between ca. 300 and 2,600 years depending on the distance from the recharge area. The obtained results indicate that there are various circulating conditions in the analyzed aquifers of the Upper and Lower Cretaceous. The measurements of concentrations of CFC, SF6 and noble gases bring important information about the groundwater circulation system (including the location of recharge areas) even as raw data – regardless of their use to determine the ages of groundwater.

Słowa kluczowe

PL

niecka łódzka; datowanie izotopowe; gazy szlachetne; freony

EN

Łódź Basin; groundwater dating; noble gases; CFC

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 476, Hydrogeologia z. 17
• Strony: 63--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., tab.

Twórcy

autor

Kotowski Tomasz

• Uniwersytet Rolniczy, Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Styrkowiec Ewa

• Zakład Wodociągów i Kanalizacji w Łodzi, ul. Wierzbowa 52, 90-133 Łódź

autor

Ziułkiewicz Maciej

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych, ul. Narutowicza 88, 90-139 Łódź

autor

Najman Joanna

• Instytut Fizyki Jądrowej PAN, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków
• Instytut Nauk Geologicznych PAN, ul. Senacka 1, 31-002 Kraków

Bibliografia

• 1. BIERKOWSKA M., FILAS T., SZADKOWSKA M, BŁASZCZYK J., 1990 – Regionalna dokumentacja hydrogeologiczna (I etap prac) wraz z projektem badań modelowych na ustalenie zasobów wód podziemnych niecki łódzkiej (II etap prac). POLGEOL Warszawa, Zakład w Łodzi, Łódź [mat. niepubl.].
• 2. DULIŃSKI M., RÓŻAŃSKI K., GORCZYCA Z., 2018 – Badania izotopowe wód podziemnych rejonu Łodzi wraz z omówieniem wyników. Tow. Bad. Przem. Środ. GEOSFERA [mat. niepubl.].
• 3. HARNISCH J., EISENHAUER A., 1998 – Natural CF4 and SF6 on Earth. Geophys. Res. Lett., 25: 2401–2404.
• 4. HORNEMAN A., STUTE M., SCHLOSSER P., SMETHIE W., SANTELLA N., HO D.T., MAILLOUX B., GORMAN E., ZHENG Y., van GEEN A., 2008 – Degradation rates of CFC-11, CFC-12 and CFC-113 in anoxic shallow aquifers of Araihazar, Bangladesh. J. Contam. Hydrol., 97: 27–41.
• 5. KASJAŃSKI F., MIKUŁA E., BIERKOWSKA M., FILAS T., 1972 – Wykorzystanie wód podziemnych w łódzkim systemie wodnym. Przed. Geol. w Łodzi [mat. niepubl.].
• 6. KOH D.C., PLUMMER L.N., BUSENBERG E., KIM Y., 2007 – Evidence for terrigenic SF6 in groundwater from basaltic aquifers, Jeju Island, Korea: implications for groundwater dating. J. Hydrol., 339: 93–104.
• 7. KOTOWSKI T., NAJMAN J., 2015 – Results of the determination of He in Cenozoic aquifers using the GC method. Groundwater, 53: 47–55.
• 8. KULONGOSKI J.T., HILTON D.R., IZBICKI J.A., 2005 – Source and movement of helium in the eastern Morongo groundwater Basin: the influence of regional tectonics on crustal and mantle helium fluxes. Geochim. et Cosmochim. Acta, 69: 3857–3872.
• 9. LUPTON J., EVANS L., 2013 – Changes in the atmospheric helium isotope ratio over the past 40 years. Geophys. Res. Lett., 40, 23: 6271–6275.
• 10. MABRY J., LAN T., BURNARD P., MARTY B., 2013 – High-precision helium isotope measurements in air. J. Anal. At. Spectrom., 28, 12: 1903–1910.
• 11. MAŁECKI J., POROWSKA D., STYRKOWIEC E., ZIUŁKIEWICZ M., 2017 – Stan chemiczny wód podziemnych aglomeracji łódzkiej. Prz. Geol., 65, 11: 1329–1333.
• 12. MAŁOSZEWSKI P., ZUBER A., 1991 –Influence of matrix diffusion and exchange reactions on radiocarbon ages in fissured carbonate rocks. Water Resour. Res., 27, 8: 1937–1945.
• 13. NAJMAN J., ŚLIWKA I., 201-The cryogenic enrichment system in chromatographic analysis of noble gases in groundwater. Acta Phys. Pol. A, 130: 737–742.
• 14. d’OBYRN K., GRABCZAK J., ZUBER A., 1997 – Mapy składów izotopowych infiltracji holoceńskiej na obszarze Polski. W: VIII Sympozjum „Współczesne problemy hydrogeologii” (red. J. Górski, E. Liszkowska). Kiekrz, 4–6.09. 1997 r.: 331–333. WIND, Wrocław.
• 15. OSTER H., SONNTAG C., MÜNICH K.O., 1996 – Groundwater age dating with chlorofluorocarbons. Water Resour. Res., 37: 2989–3001.
• 16. OXBURGH E.R., O’NIONS R.K., HILL R.I., 1986 – Helium isotopes in sedimentary basins. Nature, 324, 18: 632–635.
• 17. PLEWA M., PLEWA S., 1992 – Petrofizyka. Wydaw. Geol., Warszawa.
• 18. RODZOCH A., KARWACKA K., 2015 – Inwersja hydrochemiczna i wiekowa wód podziemnych na obszarze GZWP nr 401 (Zbiornik Niecka Łódzka). Prz. Geol., 63, 10: 1033–1036.
• 19. RODZOCH A., PAZIO-URBANOWICZ K., 2015 – Zasilanie i drenaż wód podziemnych GZWP nr 401 (Zbiornik Niecka Łódzka) w świetle badań modelowych. Prz. Geol., 63, 10: 1037–1041.
• 20. SEBOL L.A., ROBERTSON W.D., BUSENBERG E., PLUMMER L.N., RYAN M.C., SCHIFF S.L., 2007 – Evidence of CFC degradation in groundwater under pyrite-oxidizing conditions. J. Hydrol., 347: 1–12.
• 21. SKŁODOWSKI Z., 1971 – Zależność zmian depresji i składu chemicznego wód z utworów kredowych w rejonie m. Łodzi od ich eksploatacji. Inst. Geol., Zakł. Hydrogeol., Warszawa [mat. niepubl.].
• 22. SOLECKI A.T., 1997 – Radioaktywność środowiska geologicznego. Acta. Univ. Wratisl. Pr. Geol.-Miner., 1937: 1–69.
• 23. TORGERSEN T., IVEY G.N., 1985 – Helium accumulation in groundwaters II: A model for the crustal 4He degassing flux. Geochim. et Cosmochim. Acta, 49, 2425–2452.
• 24. WLAZIANIEC Z., IWAN I., 1962 – Koncepcja zaopatrzenia w wodę miast Łódzkiego Okręgu Przemysłowego, cz. I/II, Studium hydrogeologiczne. Biuro Projektów Budownictwa Komunalnego, Łódź [mat. niepubl.].
• 25. ZIUŁKIEWICZ M., 2003 –Pionowa strefowość hydrochemiczna wód podziemnych na obszarze aglomeracji łódzkiej. Acta Geogr. Lodz., 85, Łódz. Tow. Nauk., Łódź.
• 26. ZUBER A., 2007 – Datowanie wód podziemnych metoda helową. W: XIII Sympozjum „Współczesne problemy hydrogeologii” (red. A. Szczepański i in.). Kraków-Krynica, 21–23.06.2007 r.: 381–388. Wydaw. AGH, Kraków.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).