Evaluation of selected hydrogeological parameters of weathered granite in the Strzegom area (Lower Silesia)
J. M. Gorecka 1  
,   H. Marszałek 2  
 
More details
Hide details
1
Instytut Górnictwa, Politechnika Wrocławska, Wrocław
2
Instytut Nauk Geologicznych, Uniwersytet Wrocławski, Wrocław
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2013;29(2):103–118
 
KEYWORDS
ABSTRACT
This paper presents the characteristics of lithology, thicknesses, and hydrogeological parameters of Strzegom weathered granites. Apart from the cognitive aspect, the study’s results also have practical applications, e.g. during reconnaissance work conducted before making successive layers of granite deposits accessible for exploitation. The study of the filtration parameters was carried out in the vicinity of quarries located in the Strzegom Hills area. The profile was divided into two types of weathering granite varying in granulometric composition, thickness, and filtration properties. In the upper part, clayey slope deposits occur with a maximum thickness of 1.6 m, of which 70% was composed of small fractions of <0.063 mm. Below this section occurs a layer of grus saprolite with a composition of 30–60% gravel and pebble fractions. The values of vertical permeability coefficients of the sub-surface weathered clayey slope deposits, estimated in the field, are low, ranging from 0.23–6.19 m/d (1.6 m/d on average). The lowest values of k (0.5–1.5 m/d) are found in the slope deposits in the Graniczna, Strzegom, Rogoźnica, and Goczałków quarries, while the highest (1.5–6 m/d) are near Kostrza and Zimnik. Values of porosity for the clayey cover range from 0.17 to 0.35 (0.28 on average). Porosity of the grus saprolite is higher in the upper part of the profile, having values in the range of 0.30–0.45 (0.38 on average) and in the bottom part between 0.38 and 0.46 (0.43 on average). Hydraulic conductivity k, which was measured in a laboratory, has a considerable spread of values. Only the values of this parameter for the clayey layer (0.70–71.5 m/d, 13.02 m/d on average) do not differ from the clayey slope cover of Karkonosze granite. Specific yield (gravitional drainage capacity) was determined only for the grus saprolite and was in the range of 0.17–0.24 (0.22 on average). The lowest values of the storage coefficient are found in weathered granite in the Strzegom and Kostrza area, and the highest in Graniczna and Borów. The grus saprolite layer constitutes the zone of transit for infiltrating waters to the saturation zone. The flow of water takes place in unsaturated rocks constituting a discontinuous piezometric surface. Clayey, weathered covers can create confined conditions for the first layer of porous-fissure groundwater occurring in the cracked zones of granites and their grus saprolite zones. They can also form an isolating zone protecting groundwater from the transport of pollutants from the surface. The values of the hydrogeological parameters for weathered Strzegom granites are similar to values obtained in the massif of Karkonosze granite. Thus the contaminant transport velocity will probably be similar (approximately 2 m/year). The storage capacity of weathered granites was estimated at about 110 mm based on average values of thickness and specific yield of clayey cover and grus saprolite.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Ocena wybranych parametrów hydrogeologicznych zwietrzelin granitu strzegomskiego (Dolny Śląsk)
parametry hydrogeologiczne, zwietrzelina, granit strzegomski, Dolny Śląsk
W artykule przedstawiono wykształcenie litologiczne, miąższości oraz charakterystykę parametrów hydrogeologicznych zwietrzelin granitu strzegomskiego. Wyniki przeprowadzonych badań oprócz aspektu poznawczego mają również znaczenie utylitarne, m.in. przy pracach rozpoznawczych przed udostępnieniem kolejnych partii złóż granitów do eksploatacji. Badania parametrów filtracyjnych zwietrzelin przeprowadzono w rejonie kamieniołomów zlokalizowanych w obszarze Wzgórz Strzegomskich. W profilu zwietrzelin wydzielono dwie ich odmiany różniące się składem granulometrycznym, miąższością i właściwościami filtracyjnymi. W górnej części występują gliniaste pokrywy stokowe o stwierdzonej maksymalnej miąższości 1,6 m, zawierające do 70% frakcji drobnej <0,063 mm. Poniżej występują zwietrzeliny ziarniste zawierające 30–60% frakcji żwirowej i kamienistej. Określone w warunkach polowych wartości współczynnika przepuszczalności pionowej k utworów przypowierzchniowych, odpowiadających w większości górnej, gliniastej warstwie zwietrzelin, są niskie i zawieraję się w przedziale od 0,23 do 6,19 m/d (średnio 1,6 m/d). Najniższe wartości k wystąpiły w kamieniołomach w Granicznej, Strzegomiu, Rogoźnicy i Goczałkowie (0,5–1,5 m/d), a najwyższe w rejonie Kostrzy i Zimnika (1,5–6 m/d). Wartości współczynnika porowatości dla pokryw gliniastych mieszczą się w granicach od 0,17 do 0,35 (średnio 0,28). Wartości współczynnika porowatości dla zwietrzelin ziarnistych są znacznie wyższe. W górnej części profilu wynoszą od 0,3 do 0, 45 (średnio 0,38), a w dolnej wahają się od 0,38 do 0,46 (średnio 0,43). Wartości współczynnika filtracji k od 0,7 do 71,5 m/d (średnio 13,02 m/d), określonego w warunkach laboratoryjnych dla gliniastych pokryw zwietrzelinowych, nie różnią się znacznie od wartości uzyskanych dla gliniastych pokryw stokowych granitu karkonoskiego. Odsączalność grawitacyjna została wyznaczona jedynie dla zwietrzeliny ziarnistej. Wynosi ona od 0,17 do 0,24 (średnio 0,22). Najniższymi wartościami cechują się zwietrzeliny w rejonie Strzegomia i Kostrzy, a najwyższymi w rejonie Granicznej i Borowa. Zwietrzeliny ziarniste stanowią strefę tranzytu wód infiltracyjnych do strefy saturacji. Przepływ odbywa się tu w nienasyconym ośrodku skalnym, wskutek czego powstaje nieciągła powierzchnia piezometryczna. Pokrywy zwietrzelin gliniastych mogą tworzyć warunki naporowe dla pierwszego od powierzchni terenu poziomu wód porowo-szczelinowych, które występują w strefie spękanego granitu i w zwietrzelinach ziarnistych. Mogą one stanowić także barierę ochronną przeciw zanieczyszczeniom z terenu. Wartości parametrów hydrogeologicznych zwietrzelin granitów strzegomskich są podobne do wartości zmierzonych na obszarze granitu karkonoskiego. Można więc przypuszczać, że prędkość migracji zanieczyszczeń będzie podobna (około 2 m/rok). Na podstawie średnich wartości miąższości i odsączalności zwietrzelin gliniastych i ziarnistych, oceniono pojemność wodną zwietrzelin na około 110 mm.
 
REFERENCES (38)
1.
Borkowska M., Czerwiński J., 1973 – On some mineralogical and textural features of granite regoliths in the Karkonosze Massif. Studia Geographica 33.
 
2.
Depciuch T., 1971 –Wiek bezwzględny granitoidów strzegomskich określany metodą K-Ar. Kwart. Geol., 15, 4, 863–870.
 
3.
Domańska-Siuda J., 2007 – The granitoid Variscan Strzegom-Sobótka massif. In: Granitoids in Poland, AM Monograph No. 1, Eds. A. Kozłowski, J.Wiszniewska, Publ. by KNMPAN-WGUW,Warszawa, 179–191.
 
4.
Dowgiałło i in., red. 2002 – Dowgiałło J., Kleczkowski A., Macioszczyk T., Różkowski A., red., 2002 – Słownik hydrogeologiczny. PIG Warszawa.
 
5.
Dziedzic i in. 1979 – Dziedzic K., Kozłowski S., Majerowicz A., Sawicki L. (red.), 1979 – Surowce mineralne Dolnego Śląska. Ossolineum Wrocław.
 
6.
Herbich i in. 2008 – Herbich P., Ćwiertniewska Z., Fert M., i inni, 2008 – Wskazania metodyczne do opracowania warstw informacyjnych bazy danych GIS Mapy hydrogeologicznej Polski 1: 50 000 „Pierwszy poziom wodonośny – wrażliwość na zanieczyszczenia i jakość wód”. PIG Warszawa.
 
7.
Jahn A.,1965 – Formy i procesy stokowe w Karkonoszach. Opera Corcontica 2.
 
8.
Jahn i in. 2000 – Jahn A., Chodak T., Migoń P., August C., 2000 – Utwory zwietrzelinowe Dolnego Śląska. Nowe stanowiska, wiek i znaczenie geomorfologiczne. [W:] Acta Univ.Wrtaisl., 2238, Stud. Geogr. LXXII, Wyd. Uniw. Wrocł., Wrocław.
 
9.
Janeczek J., 2007 – Intragranitic pegmatites of the Strzegom-Sobótka massif – an overview. In: Granitoids in Poland, AM Monograph No. 1, Eds. A. Kozłowski, J. Wiszniewska, Publ. by KNM PAN-WG UW, Warszawa, 191–201.
 
10.
Kowalski S., 1987 – Drenaż wody w warunkach laboratoryjnych na przykładzie wybranych utworów kenozoicznych Sudetów i ich przedpola. Geologia Sudetica 22, 1/2, 57–61, Ossolineum, Wrocław.
 
11.
Kowalski S., 1992 – Czynniki naturalne warunkujące występowanie wód podziemnych w regionie sudeckim. Prace Geol.-Min., 25, Wyd. Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław.
 
12.
Kozłowski S., 1986 – Surowce skalne Polski. Wyd. Geol., Warszawa.
 
13.
Kryza H., Kryza J., 1983 – Hydrogeologiczna rola zwietrzelin granitu na przykładzie zlewni górnej Kamiennej (Karkonosze). Mat. II Ogólnopolskiego Sympozjum „Współczesne Problemy hydrogeologii regionalnej”. Wyd. Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław.
 
14.
Kural S., 1979 – Geologiczne warunki występowania kaolinów w zachodniej części masywu strzegomskiego. Biuletyn Instytutu Geologicznego 313: 9–68.
 
15.
Kural S., 1982 – Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Sudetów w skali 1:25 000, arkusz Strzegom. Wyd. Geol.,Warszawa.
 
16.
Kural S., Teisseyre H., 1975 – Szczegółowa Mapa Geologiczna Sudetów w skali 1: 25 000, arkusz Roztoka. Wyd. Geol., Warszawa.
 
17.
Kural S., Teisseyre H., 1978 – Objaśnienia do Szczegółowej Mapy Geologicznej Sudetów w skali 1: 25 000, arkusz Roztoka. Wyd. Geol., Warszawa.
 
18.
Majerowicz A., 1972 – Masyw granitowy Strzegom-Sobótka. Geologia Sudetica 6: 7–96.
 
19.
Majerowicz A., 1979 – Granitoidy masywu Strzegom-Sobótka. [W:] Dziedzic K., Kozłowski S., Majerowicz A., Sawicki L., 1979. Surowce mineralne Dolnego Śląska. Ossolineum Wrocław.
 
20.
Marszałek H., 1996 – Hydrogeologia górnej części zlewni Kamiennej w Sudetach Zachodnich. Prace Geol-Min., 54, Wyd. Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław.
 
21.
Marszałek H., 2007 – Kształtowanie zasobów wód podziemnych w rejonie Kotliny Jeleniogórskiej” Acta Universitatis Wratislaviensis No 2993, seria: Hydrogeologia.Wyd. UniwersytetuWrocławskiego,Wrocław, pp. 234.
 
22.
Marszałek i in. 2011 – Marszałek H., Chudy K., Wysoki B., 2011 – Zdolność infiltracyjna zwietrzelin gnejsowych masywu Wielkiej Sowy (Sudety Środkowe). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego Nr 445 (2011), s. 383–390, Seria: Hydrogeologia, z. XII/1: Współczesne Problemy Hydrogeologii.
 
23.
Mazur i in. 2007 – Mazur S., Aleksandrowski P., Turniak K., Awdankiewicz M., 2007 – Geology, tectonic evolution and Late Palaeozoic magmatism of Sudetes – an overview. In: Granitoids in Poland, AM Monograph No. 1, Eds. A. Kozłowski, J. Wiszniewska, Publ. by KNM PAN-WG UW, Warszawa, 59–87.
 
24.
Orzeczenie o jakości surowca, 2001a – Złoże Borów, Kamieniołom nr 49a w Kostrzy. Mat. Arch. Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej.
 
25.
Orzeczenie o jakości surowca, 2001b – Złoże Żbik w Strzegomiu. Mat. Arch. Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej.
 
26.
Orzeczenie o jakości surowca, 2005 – Złoże granitu Graniczna II. Mat. Arch. Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej.
 
27.
Orzeczenie o jakości surowca, 2006 – Złoże granitu z wyrobiska Żółkiewka – Wiatrak Mat. Arch. Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej.
 
28.
Pazdro Z., Kozerski B.,1990 – Hydrogeologia ogólna. Wyd. Geol., Warszawa.
 
29.
PKN-CEN ISO/TS 17892-4, 2009, Badania geotechniczne. Badania laboratoryjne gruntów. Część 4: Oznaczanie składu granulometrycznego. PKN, Warszawa.
 
30.
Pleczyński J., 1981 – Odnawialność zasobów wód podziemnych. Wyd. Geol., Warszawa.
 
31.
PN-EN ISO 14688-2, 2006, Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Część 2: Zasady klasyfikowania. PKN, Warszawa.
 
32.
Puziewicz J., 1990 – Masyw granitowy Strzegom-Sobótka. Aktualny stan badań. Arch. Mineral., 45, 1/2, 135–154, Wyd. Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław.
 
33.
Rembiś M., 2011 – Mineralno-teksturalna zmienność wybranych skał bazaltowych Dolnego Śląska i jej rola w kształtowaniu fizyczno-mechanicznych właściwości produkowanych kruszyw. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 27, z. 3, s. 29–49.
 
34.
Rembiś M., Smoleńska A., 2010 – Odporność wybranych piaskowców karpackich na krystalizację soli i zmiany ich mikrostruktur. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 26, z. 1, s. 37–59.
 
35.
Sikora W., Stoch L., 1972 –Mineral forming processes in weathering crusts of acid magmatic and methamorfic rocks of Lower Silesia. Mineral. Pol., 3, 39–51, Pol. Tow Geol, Wyd. Geol. Warszawa.
 
36.
Tomaszewski J.T., 1979 – Przepuszczalność wodna karkonoskich gruntów. Problemy Zagospodarowania Ziem Górskich z. 20.
 
37.
Wąsik M., 2003 – Zdolność infiltracyjna utworów przypowierzchniowych z zasilanie wód podziemnych. Acta Universitatis Wratislaviensis No 2591, seria: Hydrogeologia.Wyd. UniwersytetuWrocławskiego,Wrocław, pp. 92.
 
38.
Wojtkowiak A., 1997 – Mapa hydrogeologiczna Polski w skali 1:50 000, arkusz Świdnica (798) wraz z objaśnieniami. PIG Warszawa.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953