Wpływ tektoniki na deformacje terenu wywołane działalnością górniczą w północno-wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

PSInSAR, Zagłębie Dąbrowskie, deformacja terenu, uskok

Celem pracy była zbadanie wpływu tektoniki na deformacje terenu wywołane działalnością górniczą. Obszar badań opisany w artykule obejmuje tereny górnicze wybranych kopalń Zagłębia Dąbrowskiego. Ze względu na prowadzoną w tym rejonie od lat eksploatację węgla kamiennego oraz skomplikowaną budowę tektoniczną rejon ten zagrożony jest występowaniem pionowych przemieszczeń terenu. Na obszarze badań pomierzone zostały niewielkie, długookresowe deformacje terenu, dzięki wykorzystaniu techniki PSInSAR. Technika ta polega na przetwarzaniu zestawu satelitarnych obrazów radarowych i dostarcza informacje o przemieszczeniach terenu w punktach PS. Punkty PS to stabilne reflektory odbijające promieniowanie mikrofalowe, odpowiadające takim obiektom terenu jak budynki, mosty, wiadukty, wychodnie skał itp. Szczegółowo zbadane zostały wartości przemieszczeń terenu w punktach PS w zależności od ich położenia względem głównych jednostek tektonicznych. Zagłębie Dąbrowskie charakteryzuje się występowaniem gęstej sieci uskoków. Główną dyslokacją tego terenu jest uskok będziński o rozciągłości NW-SE. Uskok ten przecięty jest licznymi uskokami o rozciągłości południkowej. Do analizy wybrane zostały jedynie największe uskoki, których wartości zrzutów przekraczają 50 m. Analiza danych PSInSAR obejmowała trzy etapy. Pierwszy z nich polegał na interpolacji średnich szybkości terenu w punktach nie objętych techniką PSInSAR. Zadanie to zostało wykonane z zastosowaniem metody odwrotnych odległości. Zbadane zostały wartości deformacji terenu w kierunku prostopadłym do linii uskoku będzińskiego. Następnie wykonana została analiza trendu, dla wszystkich wykorzystanych w pracy, danych PSInSAR. W drugim etapie badań wykonana została jednoczynnikowa analiza wariancji mająca na celu sprawdzenie, czy różnica pomiędzy średnią wartością deformacji terenu dla skrzydła zrzuconego i wiszącego jest statystycznie istotna. Analiza wariancji została wykonana osobno dla uskoku będzińskiego i uskoków o przebiegu południkowym. W trzecim etapie analizy zbadana została struktura zmienności średnich szybkości deformacji terenu względem uskoku będzińskiego. Zadanie zrealizowano poprzez obliczenie i analizę semiwariogramów kierunkowych. Badanie struktury zmienności parametru zostało przeprowadzone dla uskoku będzińskiego osobno dla skrzydła zrzuconego i wiszącego. Empiryczne semiwariogramy w obu przypadkach zostały obliczone, dla kierunków: N, NE, E, SE, tak aby zbadać wzajemną korelację deformacji terenu osobno w kierunku prostopadłym i równoległym do linii uskoku. Wykonana w pracy mapa deformacji terenu pozwoliła na wstępną ocenę wartości przemieszczeń terenu względem głównych uskoków rejonu badań. Analiza deformacji terenu w kierunku prostopadłym do linii uskoku będzińskiego wykazała różnicę w wartościach przemieszczeń terenu w skrzydle wiszącym i zrzuconym tego uskoku. Stwierdzono występowanie trendu średnich szybkości deformacji terenu w kierunku SW-NE. W wyniku przeprowadzonej analizy wykazano, iż pomimo faktu, że wszystkie uskoki uwzględnione w pracy charakteryzują się podobnymi wartościami zrzutów to jedynie dla uskoku będzińskiego stwierdzona została statystycznie istotna różnica między średnimi deformacjami terenu w skrzydle wiszącym i zrzuconym. W odniesieniu do tego uskoku stwierdzono również różnicę w strukturze zmienności analizowanego parametru dla obu jego skrzydeł. Ponadto wykazano brak korelacji pomiędzy wartościami deformacji terenu a odległością punktów pomiarowych od linii uskoku.