Wpływ likwidacji kopalń odkrywkowych siarki na zmiany stosunków wodnych w ich otoczeniu

• Autorzy: Kania J.

Warianty tytułu

EN

The influence of surface sulphur mine liquidation to changes in the water relations of the area

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawowym celem pracy jest ocena wpływu wybranego sposobu likwidacji wyrobisk posiarkowych w rejonie Tarnobrzega na zmiany stosunków wodnych w ich otoczeniu. Długoletnia działalność górnicza prowadzona w tym rejonie doprowadziła do radykalnych zmian pierwotnych stosunków wodnych. Pod wpływem działania systemów odwadniających w obrębie czwartorzędowego i trzeciorzędowego piętra wodonośnego wytworzyły się rozległe leje depresji obejmujące dziesiątki kilometrów kwadratowych. Wybrany do realizacji sposób likwidacji odkrywek zakłada utworzenie w ich miejscu zbiorników wodnych o charakterze rekreacyjnym. Prognoza zmian warunków hydrodynamicznych i hydrogeochemicznych w skali regionalnej na skutek likwidacji wyrobisk poeksploatacyjnych jest możliwa wyłącznie przy wykorzystaniu metod modelowania numerycznego. Zbudowane modele hydrodynamiczny i hydrogeochemiczny stanowią stałą bazę, która może być wykorzystana do dalszych rozwiązań i prognoz, np. w sytuacji zmiany decyzji likwidacyjnych. Wyniki uzyskane z badań modelowych stanowiły podstawę wykonania projektów technicznych likwidacji wyrobisk poeksploatacyjnych. Wypracowano nowy sposób oceny tła hydrogeochemicznego na podstawie metody modelowania geostatystycznego i analizy wykresów prawdopodobieństwa.

EN

The primary aim of the present work is to estimate the influence of the selected method of liquidating post-exploitation sulphur mining excavations in the Tarnobrzeg region to the changes in the water relations in their surrounds. The long term mining activities in this region have lead to radical changes to the initial water relations. Under the influence of mine dewatering a drawdown cone spanning an area of tens of kilometers has formed in the Quaternary and Tertiary aquifer formations. The chosen method for liquidating mining excavations assumes the formation of recreational water reservoirs in their place. Prognosing the changes to the hydrodynamic and hydrogeochemical conditions on a regional scale as a result of liquidating post-exploitation excavations is possible by utilising numerical modelling methods. Constructed hydrodynamic and hydrogeochemical models represent a stable base upon which future solutions and prognosis can be carried out e.g. in the case that liquidation decisions change. The results obtained from modelling studies are elementary to the execution of technical projects liquidating post-exploitation excavations. A new method for the estimation of the hydrogeochemical background based on geostatistical modelling methods and analysis of probability curves has been developed.

Słowa kluczowe

PL

likwidacja kopalń; modelowanie hydrodynamiczne; modelowanie hydrogeochemiczne; tło hydrogeochemiczne; geostatystyka

EN

mine liquidation; hydrodynamic and hydrogeochemical modelling; hydrogeochemical background; geostatistics

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2002
• Tom: nr 403
• Strony: 5--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 50 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kania J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Zakład Hydrogeologii i Ochrony Wód, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] ANDERSON M.P., WOESSNER W. W., 1992 — Applied groundwater modeling: simulation of flow and advcctivc transport. Academic Press, San Diego-New York.
• [2] BURCHARD Т., KIREJCZYK J., PANTULA Z., 2000 — Ekologiczne aspekty likwidacji kopalń siarki. W: Doświadczenia z likwidacji zakładów górniczych: 43—18. SITG, Baranów Sandomierski.
• [3] CALVETE F.J.S., RAMIREZ J.C., 1996 — Gcocstadistica. Aplicacioncs a lahidrogeologia subtcrranca. CIMNE, Barcelona.
• [4] CHIANG W-H., KINZELBACH W., 1998 — Procesing modflow, a simulation system for modeling groundwater flow and pollution. Version 5.0. Hamburg-Zurich.
• [5] DEROUANE J., DASSARGUES A., 1998 — Delineation of groundwater protection zones based on tracer tests and transport modeling in alluvial sediments. Environ. Geol. 36, 1-2: 607-615.
• [6] DUDA R., 1996 — Prognozowanie migracji substancji chemicznych w wodach podziemnych metodą modelowania numerycznego na przykładzie zbiornika odpadów „Żelazny Most". Arch. AGH, Kraków.
• [7] ENGLUND E., SPARKS A., 1991 — Geostatistical environmental assessment software. User's guide. U.S. EPA, Las Vegas.
• [8] GELHAR L.W., WELTY C., REHFELDT K.R., 1992 — A critical review of data on field-scale dispersion in aquifers. Water Resources Research 28, 7: 1955-1974.
• [9] GMURCZYK T., NOWICKI Z., 1998 — Rekonstrukcja typowych cech fizyczno-chemicznych wód podziemnych w piętrach trzeciorzędowym i czwartorzędowym oraz ich rejonizacja. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• [10] GOODE D. J., KONIKOW L.F., 1991 — Testing a method of characteristics model of three-dimensional solute transport in ground water. W: G.P. Lcnnon [Ed.], Symposium on ground water. Proceedings of the International Symposium, Nashville: 21-27. ASCE, New York.
• [11] HAŁADUS A., KULMA R., 1996 — Aktualizacja wyników dotychczas wykonanych badań modelowych dla wyrobisk poeksploatacyjnych Machów i Piaseczno z uwzględnieniem harmonogramu skojarzonej ich likwidacji. Arch. ZHiOW AGH, Kraków.
• [12] HARBAUGH A.W., McDONALD M.G., 1996 — User's documentation for MODFLOW-96, an update to the U.S. Geological Survey modular finitc-diffcrcnce ground-water flow model. U.S. Geological Survey Open-File Report: 96-485. Washington.
• [13] KANIA J., 1998 — Aktualne i prognozowane stosunki wodne w czwartorzędowym poziomic wodonośnym na obszarze likwidowanej kopalni siarki Machów. Spraw, z Pos. Komis. Nauk. PAN 41, 1: 213-216.
• [14] KANIA J., 2000 — Hydrogcochcmical background in the region of liquidated open cast sulphur mines on the basis of geostatistical modelling and probability curves. Gosp. Sur. Miner. 16, 4: 107-123.
• [15] KINZELBACH W., 1986 — Groundwater modelling, an introduction with sample programs in BASIC. Elsevier, Amsterdam.
• [16] KIREJCZYK J., MATUSZEWSKI J., RYBICKI S., SZCZEPAŃSKI A., UBERMAN R. i inni, 1996 — Oferta na opracowanie projektu skojarzonej likwidacji Kopalni Siarki Machów i wyrobiska po byłej Kopalni Siarki Piaseczno oraz zagospodarowania likwidowanych obiektów tych kopalń. Arch. OBR PS „Siarkopol", Tarnobrzeg.
• [17] KIREJCZYK J., PANTULA Z., 1997 — Aktualizacja programu likwidacji wyrobiska górniczego w Piasecznic w skojarzeniu z zaktualizowanym programem likwidacji Kopalni Siarki Machów. Arch. OBR PS „Siarkopol", Tarnobrzeg.
• [18] KLECZKOWSKI A.S., JORDAN H P., SILAR J., SZESTAKOW W.M., WITCZAK S., 1984 — Ochrona wód podziemnych. Wyd. Geol., Warszawa.
• [19] KLECZKOWSKI A.S., RÓŻKOWSKI A. [red.], 1997 — Słownik hydrogeologiczny. Wyd. Trio, Warszawa.
• [20] KONDRACKI J., 1998 — Geografia regionalna Polski. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
• [21] KOPEĆ J. i in., 1993 — Projekt techniczny likwidacji wyrobiska górniczego Kopalni Siarki Machów. Arch. OBR PS „Siarkopol", Tarnobrzeg.
• [22] KRASNY J., 1993 — Classification of transmissivity magnitude and variation. Ground Water 31,2: 230-236.
• [23] KULMA R., 1995 — Podstawy obliczeń filtracji wód podziemnych. Wyd. AGH, Kraków.
• [24] KULMA R., HAŁADUS A., KIREJCZYK J., KANIA J., 1997 — Wpływ projektowanego zbiornika wodnego w wyrobisku poeksploatacyjnym siarki w Machowie k.Tarnobrzcga na wody podziemne. Gosp. Sur. Miner. 13, 2: 263-272.
• [25] MACIOSZCZYK A., 1987 — Hydrogeochemia. Wyd. Geol., Warszawa.
• [26] MACIOSZCZYK A., 1991 — Tło i anomalie hydrogeochemiczne. Metody badania, oceny i interpretacji. Wyd. SGGW-AR, Warszawa.
• [27] MACIOSZCZYK A., WITCZAK S.L., 1999 — Współczesne problemy hydrogeochemii. Biul. Państw. Inst. Geol. 388: 39-156.
• [28] MACIOSZCZYK Т., 1999 — Matematyczne podstawy opisu ruchu i migracji wód podziemnych dla modelowania i sterowania ich zasobami. Biul. Państw. Inst. Geol. 388: 157-178.
• [29] MALINOWSKI J., PEREK M., WITKOWSKA В., 1991 — Warunki hydrogeologiczne rejonu złóż siarki Baranów Sandomierski-Skopanie-Tarnobrzcg-Jcziórko-Jamnica. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• [30] MATHERON G, 1962-63 —Traite dc geostatistique appliqucc. Memoires du BRGM. Technip, Paris. Tłum. ros.: Osnowy prikładnoj gieostatistiki. Mir, Moskwa, 1968.
• [31] McDONALD M.G., HARBAUGH A. W., 1988 — A modular three-dimensional finite-difference ground-water flow model. U.S. Geological Survey Techniques of Water-Resources Investigations. Washington.
• [32] MUCHA J., 1994 — Metody geostatystyczne w dokumentowaniu złóż. Wyd. AGH, Kraków.
• [33] PAWŁOWSKI S., PAWŁOWSKA K., KUBICA В., 1985 — Budowa geologiczna tarnobrzeskiego złoża siarki rodzimej. Pr. Inst. Geol. 114: 109 s.
• [34] PEREK M., 1995 — Stan degradacji czwartorzędowych wód podziemnych w zachodnim obszarze tarnobrzeskiego przemysłu siarkowego. Prz. Geol. 43, 11: 945-948.
• [35] ROMANEK A., 1988 — Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski I: 50 000, arkusz Tarnobrzeg. Wyd. Geol., Warszawa.
• [36] SMUSZKIEWICZ A.M., SMUSZKIEWICZ К., 1965 — Charakterystyka hydrogeologiczna rejonu Machowa. Przew. 38. Zjazdu Pol. Tow. Geol.: 104-108. Warszawa.
• [37] SPITZ K., MORENO J., 1996 — A practical guide to groundwater and solute transport modeling. John Wiley & Sons Inc., New York.
• [38] STEPHENS D.B., HSU K.-Ch., PRIEKSAT M.A., ANKENY M.D., BLANDFORD N., ROTH T.L., KELSEY J.A., WHITWORTH J.R., 1998 — A comparison of estimated and calculated effective porosity. Hydrogeol. J.: 156-165.
• [39] STUPNICKA E., 1989 — Geologia regionalna Polski. Wyd. Geol., Warszawa.
• [40] SZCZEPAŃSKI A., HAŁADUS A., KULMA R., KANIA J., 1996 — Model hydrogeologiczny czwartorzędowej warstwy wodonośnej rejonu Tarnobrzega. Arch. PU-C GEA sp. z o.o., Kraków.
• [41] SZCZEPAŃSKI A., KULMA R., HAŁADUS A., JAROSZ Z., 1993a — Określenie warunków i sposobu odwadniania wyrobiska Machów w poszczególnych fazach likwidacji. Arch. ZHiOW AGH, Kraków.
• [42] SZCZEPAŃSKI A, KULMA R., HAŁADUS A., KANIA J., 1997 — Prognoza zmian stosunków wodnych w rejonie wyrobiska poeksploatacyjnego byłej Kopalni Siarki Piaseczno. Arch. ZHiOW AGH, Kraków.
• [43] SZCZEPAŃSKI A., WITCZAK S., HAŁADUS A., SZKLARCZYK Т., JAROSZ Z., 1993b — Analiza warunków i prognoza transportu zanieczyszczeń ze składowiska Piaseczno do wód podziemnych. Arch. T-ESP „Ekspert", Kraków.
• [44] TUREK S., 1963 — Warunki hydrogeologiczne pierwszego od powierzchni poziomu wodonośnego na obszarze mapy 1:50 000, ark. Tarnobrzeg (M-34-44-0). Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• [45] TUREK S., 1965 — Charakterystyka hydrochemiczna wód poziomu trzeciorzędowego w rejonie Tarnobrzega na tle środkowej części zapadliska przcdkarpackicgo. Przcw. 38. Zjazdu Pol. Tow. Geol.: 76-96. Warszawa.
• [46] TUREK S., 1978 — Ciśnienie oraz własności fizyczne i chemiczne wód mioceńskiego poziomu wodonośnego w rejonie Tarnobrzega przed eksploatacją złoża siarki. Biul. Inst. Geol. 309: 189-209.
• [47] WANG X., 1997 — Conceptual design of a system for selecting appropriate groundwater models in groundwater protection programs. Environ. Management 21, 4: 607-615.
• [48] WITCZAK S., ADAMCZYK A., 1994 — Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania. Т. I. Biblioteka Monitoringu Środowiska. Wyd. PIOŚ, Warszawa.
• [49] WITCZAK S., ADAMCZYK A., 1995 — Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania. T II. Biblioteka Monitoringu Środowiska. Wyd. PIOŚ, Warszawa.
• [50] ZENGH C., WANG P.P., 1998 — MT3DMS, a modular three-dimensional multispccies transport model for simulation of advection, dispersion and chemical reactions of contaminants in groundwater systems. Documentation and user's guide. Departments of Geology and Mathematics, University of Alabama.