Państwowy Instytut GeologicznyPaństwowy Instytut Geologiczny

Sfinansowano ze ÂrodkówŁNarodowego FunduszuŁOchrony ÂrodowiskaŁi Gospodarki Wodnej

Sfinansowano ze úrodkÛwNARODOWEGO FUNDUSZU

OCHRONY åRODOWISKAI GOSPODARKI WODNEJ

Hydrogeologia regionalna PolskiHydrogeologia regionalna Polski

Tom IITom II

ISBN 978-83-7538-169-6ISBN 978-83-7538-169-6

REDAKTORZY NAUKOWI:

Bronis³aw Paczyñski, Andrzej Sadurski

AUTORZY:

Józef Chowaniec – Pañstwowy Instytut Geologiczny, Oddzia³ Karpacki, ul. Skrzatów 1, 31-560 Kraków

Wojciech Ciê¿kowski – Politechnika Wroc³awska, Wydzia³ Geoin¿ynierii, Górnictwa i Geologii, Pl. Teatralny 2,

50-051 Wroc³aw

Jan Dowgia³³o – Polska Akademia Nauk, Instytut Nauk Geologicznych, ul. Twarda 51/55, 00-818 Warszawa

Mieczys³aw Kucharski – Krajowa Izba Gospodarcza „Przemys³ Rozlewniczy”, ul. ¯urawia 32/34, 00-515 Warszawa

Zbigniew Nowicki, Teresa Rudziñska-Zapaœnik, Andrzej Sadurski, Andrzej Soko³owski, Jakub Soko³owski,

Jan Szewczyk – Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

Andrzej Ró¿kowski – Uniwersytet Œl¹ski, Wydzia³ Nauk o Ziemi, ul. Bêdziñska 60, 41-200 Sosnowiec

Andrzej Szczepañski – Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydzia³ Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska,

al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Pod redakcjà Bronisława Paczyƒskiego i Andrzeja Sadurskiego

Ministerstwo ÂrodowiskaWykonano na zamówienie Ministra Ârodowiska za Êrodki finansowe wypłacone

przez Narodowy Fundusz Ochrony Ârodowiska i Gospodarki Wodnej

Sfinansowano ze ÂrodkówŁNarodowego FunduszuŁOchrony ÂrodowiskaŁi Gospodarki Wodnej

Sfinansowano ze úrodkÛwNARODOWEGO FUNDUSZU

OCHRONY åRODOWISKAI GOSPODARKI WODNEJ

Sfinansowano ze ÂrodkówŁNarodowego FunduszuŁOchrony ÂrodowiskaŁi Gospodarki Wodnej

Sfinansowano ze úrodkÛwNARODOWEGO FUNDUSZU

OCHRONY åRODOWISKAI GOSPODARKI WODNEJ

Paƒstwowy Instytut Geologiczny

Warszawa 2007

Redaktor wydawnictwa

Maria MOD£KOWSKA

Opiniodawcy:

Aleksandra MACIOSZCZYK, Jadwiga SZCZEPAÑSKA

Projekt graficzny ok³adki i stron dzia³owych

Magdalena SÊDEK

ISBN 978-83-7538-169-6

Akceptowa³ do druku dnia 19.09.2007 r.

Dyrektor Pañstwowego Instytutu Geologicznego

prof. dr hab. Tadeusz M. PERYT

© Copyright by Ministerstwo Œrodowiska, Warszawa 2007

Projekt i opracowanie typograficzne: Halina KAZIMIERCZUK-POGORZELSKA

Sk³ad i ³amanie: Halina KAZIMIERCZUK-POGORZELSKA

Pañstwowy Instytut Geologiczny

ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

Wydanie I. Nak³ad 1500 egz.

Miller Druk sp. z o.o.ul. Jagielloñska 82, 03-301 Warszawa

SPIS TREŒCI

S³owo wstêpne – Bronis³aw Paczyñski i Andrzej Sadurski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Czêœæ pierwsza

Wody mineralne

1. Zagadnienia prawne i terminologiczne – Jan Dowgia³³o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2. Strumieñ cieplny a temperatura i mineralizacja wód podziemnych – Jan Szewczyk . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.1. Wstêp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.2. Strumieñ cieplny Ziemi i temperatury wód podziemnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.2.1. Strumieñ cieplny na obszarze Polski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2.2. Temperatury wód podziemnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3. Warstwy wodonoœne w utworach mezozoicznych i paleozoicznych na Ni¿u Polskim . . . . . . . . . . . . . . . 20

3. Przegl¹d regionalny wód zmineralizowanych, termalnych oraz uznanych za lecznicze – Jan Dowgia³³o . . . . . . 25

3.1. Wody mineralne, zmineralizowane i termalne a wody lecznicze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.2. Wystêpowanie wód zmineralizowanych a budowa geologiczna Polski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.3. Prowincja platformy prekambryjskiej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.4. Prowincja platformy paleozoicznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.5. Prowincja sudecka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.6. Prowincja karpacka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.6.1. Region zapadliska przedkarpackiego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.6.2. Region Karpat zewnêtrznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.6.3. Region Karpat wewnêtrznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4. Prowincja platformy prekambryjskiej – Jan Dowgia³³o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.1. Wstêp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.2. Szczegó³owa charakterystyka wystêpowania wód zmineralizowanych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.2.1. Wody uznane za lecznicze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.2.2. Inne wody zmineralizowane i/lub termalne o potencjalnym zastosowaniu leczniczym . . . . . . . . . . . 37

5. Prowincja platformy paleozoicznej – Jan Dowgia³³o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.1. Zagadnienia ogólne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

5.1.1. Wody zmineralizowane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5.1.2. Wody termalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

5

5.2. Szczegó³owa charakterystyka wystêpowania wód zmineralizowanych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

5.2.1. Zapadlisko górnoœl¹skie – Andrzej Ró¿kowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

5.2.2. Monoklina przedsudecka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.2.3. Synklinorium szczeciñskie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.2.4. Synklinorium mogileñsko-³ódzkie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5.2.5. Antyklinorium pomorskie i kujawskie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.2.6. Synklinorium brze¿ne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

6. Prowincja sudecka – Jan Dowgia³³o, Józef Fistek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

6.1. Wstêp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

6.2. Ogólne problemy wystêpowania wód zmineralizowanych i termalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

6.3. Szczegó³owa charakterystyka wystêpowania wód . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

6.3.1. Sudety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

6.3.2. Blok przedsudecki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

7. Prowincja karpacka – Józef Chowaniec, Andrzej Zuber, Wojciech Ciê¿kowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

7.1. Ogólna charakterystyka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

7.2. Zarys budowy geologicznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

7.3. Geneza wód . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

7.4. Charakterystyka wód . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

7.4.1. Wody mineralne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

7.4.2. Wody termalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

8. Obszary perspektywiczne dla ujmowania wód przydatnych w lecznictwie i ciep³ownictwie oraz mog¹cychstanowiæ Ÿród³o surowców chemicznych – Jan Dowgia³³o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

8.1. Wstêp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

8.2. Prowincja platformy prekambryjskiej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

8.3. Prowincja platformy paleozoicznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

8.4. Prowincja sudecka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

8.5. Prowincja karpacka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

8.5.1. Region zapadliska przedkarpackiego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

8.5.2. Region Karpat zewnêtrznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

8.5.3. Region Karpat wewnêtrznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

9. Wykorzystanie wód leczniczych w rozlewnictwie – Mieczys³aw Kucharski, Jakub Soko³owski . . . . . . . . . . . 103

9.1. Historia rozlewnictwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

9.2. Definicje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

9.3. Katalog butelkowanych wód leczniczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

9.3.1. Karpaty i zapadlisko przedkarpackie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

9.3.2. Sudety i blok przedsudecki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

9.3.3. Platforma paleozoiczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

9.4. Sole, szlamy i ³ugi lecznicze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

6

Spis treœci

10. Zagro¿enia i ochrona wód leczniczych i termalnych – Andrzej Sadurski, Zbigniew Nowicki, Andrzej Soko³owski . . 120

10.1. Wstêp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

10.2. Zasoby wód termalnych i leczniczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

10.3. Z³o¿a wód leczniczych i termalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

10.4. Strefy ochronne ujêæ wód leczniczych i termalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

10.5. Zagro¿enia zasobów wód termalnych i leczniczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

10.6. Obszary i tereny górnicze z³ó¿ wód termalnych i leczniczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

10.7. Koncesje i pozwolenia wodnoprawne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

10.8. Zalecenia w zakresie gospodarowania, monitoringu i ochrony wód leczniczych . . . . . . . . . . . . . . . . 130

10.9. Dzia³ania in¿ynierskie dotycz¹ce ochrony zasobów. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Literatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

Czêœæ druga

Wody kopalniane

11. Wody kopalniane w obszarach intensywnej eksploatacji górniczej – Andrzej Szczepañski, Andrzej Ró¿kowski . . . 146

11.1. Wody kopalniane w górnictwie wêgla kamiennego – Andrzej Ró¿kowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

11.1.1. Górnoœl¹skie Zag³êbie Wêglowe – Andrzej Szczepañski, Andrzej Ró¿kowski . . . . . . . . . . . . . . 148

11.1.2. Lubelskie Zag³êbie Wêglowe – Andrzej Ró¿kowski, Teresa Rudziñska-Zapaœnik . . . . . . . . . . . . 153

11.1.3. Dolnoœl¹skie Zag³êbie Wêglowe – Andrzej Szczepañski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

11.2. Wody kopalniane w górnictwie wêgla brunatnego – Andrzej Szczepañski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

11.2.1. Wielkopolskie Zag³êbie Wêgla Brunatnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

11.2.2. Zag³êbie Be³chatowskie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

11.2.3. Zag³êbie Turoszowskie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

11.3. Wody kopalniane w górnictwie rudnym – Andrzej Szczepañski, Andrzej Ró¿kowski . . . . . . . . . . . . . . 165

11.3.1. Z³o¿a rud cynku i o³owiu – Andrzej Szczepañski, Andrzej Ró¿kowski . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

11.3.2. Z³o¿a rud miedzi – Andrzej Szczepañski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

11.3.3. Czêstochowsko-K³obuckie Zag³êbie Rudonoœne – Andrzej Szczepañski . . . . . . . . . . . . . . . . 171

11.4. Wody kopalniane w górnictwie surowców chemicznych – Andrzej Szczepañski . . . . . . . . . . . . . . . . 172

11.4.1. Z³o¿a siarki – Tarnobrzeski Okrêg Siarkowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

11.4.2. Z³o¿a soli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

11.4.3. Z³o¿a gipsu i anhydrytu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

11.4.4. Z³o¿a barytu i fosforytów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

11.5. Wody kopalniane w górnictwie surowców skalnych – Andrzej Szczepañski . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

11.6. Zmiany œrodowiska wodnego w rejonach eksploatacji górniczej – Andrzej Szczepañski . . . . . . . . . . . . 178

12. Wykorzystanie wód kopalnianych – Andrzej Ró¿kowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

13. Wp³yw zrzutu wód kopalnianych na œrodowisko wodne – Andrzej Ró¿kowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

14. Prognozy zmian w rejonach zlikwidowanej eksploatacji górniczej – Andrzej Szczepañski . . . . . . . . . . . . 183

Literatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

Indeks rzeczowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

7

Spis treœci

S³owo wstêpne

Wody mineralne, lecznicze i termalne stanowi¹ oddzielny przedmiot badañ w hydrogeologii. Nale¿¹ one

do kopalin podstawowych i podlegaj¹ przepisom ustawy Prawo geologiczne i górnicze. Od wód s³odkich

(zwyk³ych) ró¿ni¹ siê chemizmem, czêsto genez¹ oraz œrodowiskiem wystêpowania. Wed³ug ogólnych klasy-

fikacji nale¿¹ g³ównie do wód wg³êbnych lub g³êbinowych strefy utrudnionej wymiany. D³ugi czas przebywa-

nia w oœrodku skalnym wp³ywa bezpoœrednio na ich mineralizacjê, wzbogacenie w sk³adniki pochodz¹ce

z procesów ³ugowania, sorpcji i wymiany jonowej na drodze kontaktu woda–oœrodek skalny. Poni¿ej g³êbo-

koœci 1000 m zaczynaj¹ siê przemiany fazowe minera³ów, podczas których uwalniana jest woda chemicznie

i fizycznie zwi¹zana. Wody uwalniane w wyniku kompakcji i kolejnych etapów diagenezy wzbogacaj¹ wody

reliktowe lub infiltracyjne systemu g³êbokiego (powolnego) kr¹¿enia. Zachodzi w nich zmiana pierwotnego

sk³adu chemicznego w nastêpstwie procesów nazywanych dawniej metamorfizmem wód. Wody te wyka-

zuj¹ silniejszy ni¿ wody s³odkie zwi¹zek z oœrodkiem skalnym i dlatego ich regionalizacja wymaga przyjêcia

odmiennych kryteriów podzia³u. Nie mog¹ byæ do nich bezpoœrednio odnoszone zlewnie rzek i jednolite

czêœci wód podziemnych (JCWPd). Dlatego regionalizacja hydrogeologiczna wód g³êbinowych odnoszona

jest do struktur geologicznych.

Wody kopalniane pochodz¹ce z g³êbokiego drena¿u wyrobisk górniczych oraz towarzysz¹ce kopalinom

s¹, z wyj¹tkiem p³ytkich kopalñ wêgla brunatnego lub zak³adów górniczych surowców skalnych, wodami

mineralnymi i maj¹ bardzo zmieniony sk³ad chemiczny w porównaniu do wód s³odkich. Do ich charaktery-

styki zastosowano podzia³ uwzglêdniaj¹cy specyfikê wydobycia poszczególnych kopalin, st¹d te¿ oddziel-

nie zosta³y opisane wody w zag³êbiach górniczych w Polsce.

Zgodnie z aktualn¹ problematyk¹ ochrony œrodowiska i proekologiczn¹ polityk¹ pañstwa równie¿ w tym

tomie dyskutowane s¹ zagadnienia zagro¿eñ oraz ochrony wód leczniczych i termalnych. Postêpuj¹ce

ograniczanie liczby kopalñ, a nawet likwidacja ca³ych zag³êbi, powoduje liczne problemy œrodowiskowe

zwi¹zane z uwalnianiem kwaœnych wód kopalnianych do przypowierzchniowych warstw wodonoœnych

oraz wzrost ciœnieñ piezometrycznych wód podziemnych prowadz¹cy do lokalnych podtopieñ terenu.

Prezentowane pogl¹dy Autorów oparte s¹ na gromadzonych od 35 lat wynikach oznaczeñ sk³adu izoto-

pów œrodowiskowych trwa³ych i promireniotwórczych. Zarówno geneza oraz czas przebywania wód

w oœrodku skalnym, jak i identyfikacja procesów, którym podlegaj¹ wody od czasu wejœcia do systemu wo-

donoœnego, mog³y zostaæ wyjaœnione w skali regionalnej Polski dopiero obecnie, po wprowadzeniu do

praktyki hydrogeologicznej badañ izotopowych i metod modelowania matematycznego, dotycz¹cych opi-

su transportu masy i energii. Zastosowanie nowoczesnej metodyki badawczej w polskiej hydrogeologii pozwo-

li³o wyjaœniæ wiele wczeœniejszych przypuszczeñ i hipotez oraz wskazaæ zwi¹zek miêdzy dynamik¹ i chemizmem

wód wg³êbnych i g³êbinowych.

Warszawa, wrzesieñ 2007 r. Bronis³aw Paczyñski i Andrzej Sadurski