wody termalne w polsce -...
TRANSCRIPT
dr hab. inż. Arkadiusz Krawiec
Katedra Geologii i Hydrogeologii WNoZi UMK
ul. Lwowska 1, 87-100 Toruń, tel. 56 611 2594;
e-mail: [email protected]
Wody termalne
w Polsce
Wody termalne* temperatura na wypływie ma co najmniej 20 0C (woda geotermalna)
*Ustawa z dn. 9.06.2011 r. Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. Nr 163, poz. 981, z późniejszymi zmianami)
Woda uznana za termalną i leczniczą traktowana
jest w polskim prawodawstwie jako kopalina, a
jej wydobywanie i ochrona podlegają przepisom
Prawa geologicznego i górniczego.
Wodą termalną jest woda podziemna, która na
wypływie z ujęcia ma temperaturę co najmniej
20°C. W Polsce zasoby wód termalnych
(geotermalnych) występują głównie na Niżu
Polskim, w Karpatach oraz w Sudetach. Szereg
nowych ujęć wód termalnych zostało
udokumentowanych w ostatnich kilkunastu
latach.
Wody termalne i lecznicze mogą wypływać na powierzchnię terenu w różny sposób.
Niekiedy wydostają się na powierzchnię jako źródła, np. Cieplice Śląskie czy Lądek-Zdrój.
Zdecydowanie częściej wody termalne są eksploatowane z ujęć wierconych – odwiertów
o głębokości kilkuset i więcej metrów. Najgłębszym obecnie odwiertem wody leczniczej
w Polsce jest odwiert C-1 w Cieplicach Śląskich-Zdroju o głębokość 2002,5 m, natomiast
w Chochołowie wody termalne eksploatuje się z ponad 3200 m.
Białka Tatrzańska GT-1 fot. A. Krawiec
Toruń, wiercenie otworu TG-1 o głęb. 2925 (2336) fot. A. Krawiec
Roboty geologiczne mogą być prowadzone na
podstawie zatwierdzonego projektu prac
geologicznych, który został wykonany zgodnie z
wymogami zawartymi w rozporządzeniu Ministra
Środowiska w sprawie szczegółowych wymagań
dotyczących projektów robót geologicznych ….
(2015). W szczególnych przypadkach, gdy np.
projektowany otwór wiertniczy znajduje się w
obrębie pasa nadmorskiego, organem właściwym
do jego zatwierdzenia jest Minister Środowiska.
Gdy projektowany otwór zlokalizowany jest na
terenie już istniejącego obszaru górniczego lub
jego głębokość przekracza 100 m, to prace
wiertnicze należy prowadzić w oparciu o plan
ruchu zakładu górniczego.
Wyniki poszukiwania i rozpoznawania przedstawia się w dokumentacji hydrogeologicznej
ustalającej zasoby eksploatacyjne wód termalnych. Na jej podstawie sporządzany jest
projekt zagospodarowania złoża, w którym wyznacza się obszar i teren górniczy.
Wody termalne* temperatura na wypływie ma co najmniej 20 0C (woda geotermalna)
Złoże wód termalnych, obszar i teren górniczy
• obszarem górniczym jest przestrzeń, w granicach której przedsiębiorca jest uprawniony
do wydobywania kopaliny, podziemnego bezzbiornikowego magazynowania substancji,
podziemnego składowania odpadów oraz prowadzenia robót górniczych niezbędnych do
wykonywania koncesji;
Stargard – obszar i teren górniczy (Ciężkowski, Kapuściński, 2011)
• terenem górniczym
jest przestrzeń objęta
przewidywanymi
szkodliwymi
wpływami robót
górniczych zakładu
górniczego.
Stargard – otwory geotermalne
Stargard – przekrój geologiczny (Ciężkowski, Kapuściński, 2011)
Stargard, otwór eksploatacyjny GT-1 oraz chłonny GT-2 fot. A. Krawiec
Odrębne struktur geologiczne tworzą cokoły
proterozoicznej platformy wschodnioeuropejskiej oraz
paleozoicznej platformy zachodnioeuropejskiej. Za
granicę pomiędzy platformami przyjmuje się zespół
uskoków zrzutowych, obniżających krystaliczny cokół
platformy wschodnioeuropejskiej i wyznaczający NE
granicę szwu transeuropejskiego – TESZ (ang. Trans-
European Suture Zone) o przebiegu NW-SE.
wg. Żelaźniewicza i in., 2011 Jednostki tektoniczne
Lokalizacja udokumentowanych złóż wód leczniczych i termalnych w Polsce
(Krawiec, Ciężkowski, 2017)
Prowincja platformy prekambryjskiej (A)
Platforma prekambryjska to duża i zróżnicowana jednostka geologiczno-strukturalna,
położona po wschodniej stronie tzw. linii tektonicznej Teisseyre'a. Cechy
charakterystyczne prowincji:
• obszar najpłytszego występowania utworów podłoża krystalicznego na Niżu Polskim;
• charakterystyczna jest tu redukcja utworów mezozoiku. Na wyniesieniu mazursko-
suwalskim i w lubelskiej części prowincji brak jest również utworów cechsztynu;
• w najbardziej wydźwigniętych częściach płyty, np. w rejonie augustowskim (a), w całym
profilu utworów osadowych brak jest wód mineralnych.
• obecność wychłodzonych skał podłoża krystalicznego, wpływ zlodowaceń oraz procesy
infiltracyjnego przemywania serii osadowych sprzyjały głębokiemu wysłodzeniu i
obniżeniu temperatury wód podziemnych. Generalnie prowincja ta jest uboga w wody
termalne i lecznicze.
Prowincja platformy prekambryjskiej (A)
Sopot - z głębokości około 800 m ujęto solankę (ujęcie zwane Zdrojem Św. Wojciecha)
Woda lecznicza: 4,47 % woda chlorkowo-sodowa-magnezowa, jodkowa – ok. 18 oC
W obszarze tym znajduje się ponadto:
Lidzbark Warmiński (GT-1 o głęb. 1035 m, J lias;
M=21 g/L; temp. ok. 20 oC; Cl-Na)
Gołdap - otwory eksploatacyjne GZ-1 i GZ-2
o głębokości 646 i 426 m, ujmujące wody
odpowiednio z utworów jury i kredy górnej
Woda lecznicza: 0,63 % Cl-Na , T (22 oC) oraz
0,14% Cl-HCO3-Na, F (temp. 18,7-19,4 oC)
Sopot, fot. A. Krawiec
Ustka - ujęcie IGH-1 o głębokości 730 m; Perm;
M=34 g/L; temp. ok. 21 oC; Cl-Na, I
(ujęcie po wieloletnim postoju uruchomione w 2017 r.)
Prowincja platformy paleozoicznej (B)
• Jest to obszar dużych głębokości do podłoża krystalicznego (do 9 km);
• Przeważały tu procesy akumulacji osadów w wodach morskich; solonośne utwory cechsztynu
wpływały na kształtowanie się wód mineralnych;
• Główne poziomy wodonośne z wodami mineralnymi i termalnymi występują w utworach
mezozoicznych. Utwory paleozoiczne mają znacznie gorsze właściwości zbiornikowe;
• Wody termalne i mineralne występują w strukturach geologicznych, o osi NW – SE (synklinoria,
antyklinorium), przy czym największy zasięg i znaczenie mają utwory kredy dolnej i jury.
to największa z wydzielonych prowincji, obejmująca NE i centralną część Polski.
(Górecki, 2006)
Prowincja platformy paleozoicznej (B)
• W porównaniu z prowincją A, jest tutaj korzystniejszy gradient geotermiczny;
• Charakterystyczne są płytkie wystąpienia wód mineralnych, co miało istotny wpływ na
powstanie, już w dalekiej przeszłości uzdrowisk użytkujących te wody;
• Wody termalne rozpoznano w licznych otworach. Eksploatowane są: Pyrzyce, Stargard,
Poddębice, Uniejów, Mszczonów, Trzęsacz, Ciechocinek, (Grudziądz, Konstancin, Tarnowo P.)
Otwór Piła IG-1 w Kotuniu, fot A. Krawiec
• Główne uzdrowiska:
Świnoujście, Kołobrzeg,
Kamień Pomorski,
Połczyn-Zdrój,
Ciechocinek,
Inowrocław, Wieniec-
Zdrój, Konstancin czy
Uniejów.
Kołobrzeg, źródło solankowe, fot A. Krawiec
• Wody mineralne i
termalne są głównie
typu Cl-Na;
Grudziądz - do celów leczniczych
wykorzystywana jest solanka - 7,9% woda
chlorkowo-sodowa, jodkowa, żelazista.
Ujęcie IG-1 ma głębokość 1630 m, J lias.
Temperatura na wypływie wynosi 40,5 0C.
Przy niewielkim codziennym poborze solanki
jej temperatura nie przekracza 14-16 0C.
Konstancin-Jeziorna (IG-1 o głęb. 1750 m; J
lias; M=75 g/L; Cl-Na, I, Fe; temp. ok. 35 oC;
(zazwyczaj nie przekracza 14-16 0C).
Mszczonów (IG-1; K dolna; głęb. 1602-1790
m; wody termalne słodkie o mineralizacji ok.
0,5 g/L ; HCO3-Cl-Na-Ca; T=40,5 0C).
Wody termalne rozpoznano także otworami
Wilga, Celejów, Toruń (obecnie nie
eksploatowane)
Synklinorium brzeżne (kościerzyńsko-puławskie)
Toruń, TG-1, fot. A. Krawiec
Celejów, fot. A. Krawiec
Dominują tutaj wody typu Cl–Na, a mineralizacja
wód wzrasta wraz z głębokością.
Antyklinorium kujawsko-pomorskie (śródpolskie)
W obszarze tym znajdują się uzdrowiska: Kołobrzeg,
Kamień Pomorski (wraz z Dziwnówkiem i
Międzywodziem), Połczyn-Zdrój, Ciechocinek,
Inowrocław oraz Wieniec-Zdrój. Wody termalne
eksploatuje się otworem w Trzęsaczu (hodowla ryb).
Ciechocinek – fontanna „Grzyb” oraz ujęcie solankowe 11, fot. A. Krawiec
Inowrocław – tężnie solankowe, fot. A. Krawiec fot. W. Ciężkowski
Inowrocław, wiercenie otworu IL-1 (źródło solankowe) o głęb. 507 m
Synklinorium szczecińsko-miechowskie
to jeden z ważniejszych obszarów, gdzie występują termalne wody o zasobach, składzie i
temperaturze uzasadniające możliwość ich użytkowania. Przykłady:
wg. Janos i in., 2012
Tarnowo Podgórne (GT-1;
J1; głęb.1200 m; T= ok.
430C; M= 81 g/L ; Cl-Na);
Kleszczów, 0,25-0,8% Cl-
Na, T = 46-52°C
czy ujęcia nie
eksploatowane: Ślesin,
Konin ( 97,5oC M= 150
g/L), Koło, Pobiedziska.
Uniejów (PIG-AGH1 i 2, IGH-1, J1; głęb. 1950-2085 m; T= ok. 670C; M= 6,8 g/L ; Cl-Na);
Pyrzyce (5 otworów; J1; głęb.1563-1632 m; T= ok. 62,50C; M= 116-121 g/L; Cl-Na,Fe,I);
Stargard (GT-1 – GT-4; J1; głęb. 2772-3056 m; T= ok. 690C; M= 120 g/L ; Cl-Na, I);
Poznań (Swarzędz IGH-1, J1; głęb. 1089-1306 m; T= ok. 370C; M= 15 g/L ; Cl-Na);
Poddębice (GT-2; K1; głęb. 2101 m ; T= ok. 710C; M= 0,4 g/L ; HCO3-Cl-Na-Ca).
Geotermia Stargard oraz Pyrzyce fot. A. Krawiec
monoklina przedsudecka, region górnośląski
Region monokliny przedsudeckiej Najmłodszymi utworami, w których występują wody mineralne i termalne są piaskowce jury
dolnej. W omawianym regionie wody mineralne i termalne nie są użytkowane (najczęściej
temperatura wynosi około 21 oC). Rozpoznano je np. w Trzebicy, Łagowie czy Wołczynie
(planowane do wykorzystania do zasilania tężni).
Region górnośląski - wody mineralne występują nie tylko w osadach karbonu, lecz również w warstwach miocenu.
To obszar gdzie zaznacza
się znaczne przeobrażenie
naturalnej strefowości
hydrochemicznej,
wywołane drenażem
kopalnianym.
Istnieje tu także
możliwość dalszych
przeobrażeń, w tym w
obrębie wód mineralnych,
wynikająca ze stopniowej
likwidacji kopalń.
Prowincja sudecka (C)
Wody mineralne i termalne są tu użytkowane od wielu wieków. Kryteria geologiczne
i hydrogeologiczne stały się podstawą wydzielenia bloku przedsudeckiego i Sudetów.
Zaznacza się tutaj duża rola stref tektonicznych w przepływie wód i powstawaniu źródeł
(w tym termalnych).
wg. Ciężkowski i in., 2010
Na obszarze regionu
sudeckiego
występują trzy
podstawowe rodzaje
wód mineralnych i
swoistych:
- wody termalne,
- szczawy,
- wody radoczynne.
Wody termalne uznano za lecznicze w Cieplicach Śląskich-Zdroju i Lądku-Zdroju, w których początki wykorzystania wód sięgają XII-XIII w. Wody Cieplic mają mineralizację około 0,6 g/L (typ SO4-HCO3-Na). W otworze C-1 na głęb. 2002,5 m ujęto wodę o temp. 87,6 oC. Ujmowane są też źródła (16 do 43 oC): Marysieńka, Sobieski, Nowe, Basenowe, Antoni.
Wody Lądka wypływają w obrębie gnejsów metamorfiku Lądka-Śnieżnika. Mają niewielką mineralizację (0,2 g/dm3) i typ HCO3-F-Na. Zawartość radonu ponad 1350 Bq/ dm3. Źródła mają temp. 20-29 oC, a odwiertem Z-1 o głębokości 700 m ujęto wodę o temp. 45 oC. W prowincji sudeckiej wody termalne ujęto też w innych miejscach, np. Karpniki (KT-1 o gł. 1997 m, temp. 51,4oC) czy: Bogatynia, Grabin, Staniszów (nie są one jeszcze wykorzystywane).
Zdrój Wojciech (Lądek-Zdrój), fot. A.Krawiec
W 2002 r. w Dusznikach-Zdroju ujęto otworem o głębokości 1695 m szczawę termalną o
temperaturze 36 oC i wydajności 24 m3/h.
Prowincja sudecka (C)
Erupcja szczawy z odwiertu Jan Kazimierz w Dusznikach-Zdroju podczas prac rekonstrukcyjnych w 1969 r. , fot. W. Marcinkiewicz
Prowincja sudecka (C)
Lądek-Zdrój – Zakład Przyrodoleczniczy Wojciech z 1680 r.
fot. A.Krawiec
Do prowincji tej należą: zapadlisko przedkarpackie, Karpaty zewnętrzne i Karpaty wewnętrzne.
wg.
Cię
zko
wsk
iego
i in
. 20
10
Prowincja karpacka (D)
wg. Chowaniec, 2009
• Długie tradycje w użytkowaniu wód mineralnych do celów leczniczych. • Powszechne występowanie wód mineralnych i termalnych, choć nie na całym jej obszarze (brak na obszarze Tatr i PPS).
Prowincja karpacka (D)
zapadlisko przedkarpackie
W otworze C-1 w Busku-Zdroju ujęto wody Cl-
Na-Ca, H2S o temperaturze 24 oC.
Ostatnio, na terenie gminy Kazimierza Wielka,
w Cudzynowicach na głębokości 670-750 m
także rozpoznano wody termalne (ok. 28 oC) o
mineralizacji ponad 13 g/dm3.
Głowica otworu C-1 w Busku-Zdroju, fot. A.Krawiec W północno-środkowej części zapadliska
(Busko -Zdrój; Solec - Zdrój; Dobrowoda,
Wełnin), na głębokościach do kilkuset m
występują lecznicze wody siarczkowe i solanki
typów Cl-Na+S, Cl-SO4-Na, H2S, Cl-Na, I i
mineralizacji od kilku do 40 g/dm3.
Region zewnętrznokarpacki
Karpaty zewnętrzne, tzw. fliszowe, budują jednostki tektoniczne ponasuwane na siebie i silnie zaburzone zwane płaszczowinami. Poszczególne jednostki są zbudowane z piaskowców i łupków fliszowych.
We fliszu Karpat zewnętrznych występują szczawy, wody siarczanowe i siarkowodorowe, wody słone i solanki (niekiedy także termalne)
Polańczyk IG-1 (1144 m głębokości; HCO3-Ca , I; 2,4 g/L (fot.A. Krawiec)
Region zewnętrznokarpacki
Największe nagromadzenie szczaw występuje wzdłuż
doliny Popradu: Krynica Zdrój, Tylicz, Muszyna, Żegiestów,
Wierchomla, Piwniczna czy Złockie. Szczawy zwykłe
wykorzystywane są tu do produkcji wód mineralnych, a
obszar ten można określić największym „zagłębiem
rozlewniczym” wód w Polsce.
W Porębie Wielkiej rozpoznano solanki termalne (42 oC
na wypływie z głęb. ok. 1800 m).
Rymanów
Wody mineralne wschodniej części Karpat fliszowych (Iwonicz-Zdrój, Rymanów-Zdrój,
Krosno) związane są ze złożami ropy naftowej. W pobliżu Iwonicz-Zdroju znajduje się znane
od średniowiecza źródło Bełkotka, w ujęciu którego wydobywający się metan często ulegał
samozapłonowi.
W węglanowych utworach dewonu i piaskowcach
karbonu podłoża zewnętrznych Karpat fliszowych
występują stare solanki typu Cl-Na-Ca+I, o mineralizacji
od ok. 30 do ok. 150 g/dm3 (Ustroń; Kęty; Jaworze) i
temp. ok. 32 oC.
Region wewnętrznokarpacki
Region ten stanowi
niewielką część
prowincji karpackiej, ale
bardzo ważną ze
względu na
występowanie wód
termalnych. Do regionu
tego należą: pieniński
pas skałkowy, niecka
podhalańska oraz
Tatry.
(wg T. Szklarczyka)
Niecka podhalańska to basen artezyjski, w którym w skrasowiałych utworach węglanowych eocenu i triasu, na głębokości od 680 do ponad 5000 m, udokumentowano wody termalne. Przepływ tych wód zachodzi od Tatr aż do nieprzepuszczalnej bariery pienińskiego pasa skałkowego, gdzie głównie rozpływają się na zachód i wschód, a następnie na południe.
Region wewnętrznokarpacki
Temperatury wynoszą od około 20 oC w otworach blisko wychodni w rejonie Tatr do około 85 oC w głębi niecki podhalańskiej, przy mineralizacji od około 0,3 do 3 g/dm3. Są one wykorzystane do rekreacji (Bukowina, Białka, Zakopane, Biały Dunajec, Chochołów) i celów grzewczych.
wg. Chowaniec, 2009
Wody termalne niecki podhalańskiej, fot A. Krawiec
Bukowina Tatrzańska
Bańska Niżna
Bukowina Tatrzańska
Uwarunkowania formalno-prawne poszukiwania i wydobywania wód
podziemnych zaliczonych do kopalin (Sokołowski, Socha 2015)
Literatura:
1. Chowaniec J., 2009. Studium hydrogeologii zachodniej części Karpat polskich. Biul. PIG-PIB, 434, Hydrogeol. VIII. 2. Ciężkowski W., Kapuściński J. 2011 - Wyznaczanie granic obszaru i terenu górniczego dla złóż wód podziemnych
uznanych za kopaliny. MŚ, Warszawa. 3. Ciężkowski W., Chowaniec J., Górecki W., Krawiec A., Rajchel L., Zuber A., 2010. Mineral and thermal waters of
Poland. Przegląd Geologiczny, vol. 58, nr 9/1: 762-773. 4. Felter A., Skrzypczyk L., Socha M., Sokołowski J., Stożek J., Gryczko-Gostyńska A., 2015. Mapa zagospodarowania
wód zaliczonych do kopalin w Polsce. PIG-PIB Warszawa. 5. Górecki W. (red.), 2006. Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim. AGH, Kraków. 6. Krawiec A., 2002. Studium hydrogeologiczne wód leczniczych antyklinorium kujawsko-pomorskiego. Praca
doktorska. Wydział Biologii i Nauk o Ziemii, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń (niepublikowane). 7. Krawiec A., 2012. Therapeutic waters as geotourism values of the Polish Baltic sea coast (Wody lecznicze jako
walory geoturystyczne polskiego wybrzeża Bałtyku) Geoturystyka. 1-2 (28-29): 3-12 Kraków. 8. Krawiec A., Sobiech M., Wysota W., 2017. Zasoby wód podziemnych i złoża kopalin. W: Radzimiński A. (red.).
Dzieje regionu kujawsko-pomorskiego. 9. Krawiec A., Ciężkowski W., 2017. Geologia i górnictwo wód leczniczych i peloidów w Polsce. s. 103-130. W:
Ponikowska I., Kochański J.W. (red.). Wielka Księga Balneologii, Medycyny Fizykalnej i Uzdrowiskowej. Tom I. Część ogólna. 1-836. Wyd. Aluna.
10.Paczyński B. (red.), 2002. Ocena zasobów dyspozycyjnych wód leczniczych i potencjalnie leczniczych. Poradnik metodyczny. PIG, Warszawa, ss. 100.
11.Paczyński B., Płochniewski Z., 1996. Wody mineralne i lecznicze Polski. Państw. Inst. Geol. Warszawa. 12.Paczyński B., Sadurski A. (red.), 2007. Hydrogeologia regionalna Polski, t. II - Wody mineralne, lecznicze i
termalne oraz kopalniane. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. 13.Rajchel L., 2012. Szczawy i wody kwasowęglowe Karpat polskich. Wyd. Nauk. AGH, Kraków: 1-144. 14.Szuflicki M., Malon A., Tymiński M. (red.), 2017. Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce według stanu na dzień
31.12.2016 r., PIG-PIB Warszawa.
Dziękuję Państwu
za uwagę