Degradacja ziemii.pdf

III. 1.1. D EGRADACJA POWIERZCHNI ZIEMI WRAZ Z OCENĄ STANU

REKULTYWACJI OBSZARÓW ZDEWASTOWANYCH

D EGRADACJA POWIERZCHNI ZIEMI

Przekształcenia powierzchni ziemi w województwie śląskim związane są przede

wszystkim z rozwojem przemysłu, zwłaszcza wydobywczego i przetwórczego oraz

postępującej na Górnym Śląsku w ciągu ostatnich 200 lat urbanizacji. Przekształcenia te

obejmują naturalną rzeźbę terenu oraz właściwości fizyko-chemiczne wierzchnich warstw

gleby. Przekształceniom podlegają także obszary rolnicze, zwłaszcza narażone na erozję.

Najważniejsze zmiany degradujące powierzchnię ziemi, to:

- zajmowanie terenów o naturalnej rzeźbie na potrzeby osadnictwa, infrastruktury

i przemysłu,

- przekształcanie powierzchni ziemi wskutek podziemnej i powierzchniowej

eksploatacji zasobów naturalnych,

- zajmowanie powierzchni pod składowanie odpadów komunalnych i przemysłowych,

- zanieczyszczenie gleby imisjami przemysłowymi,

- przekształcanie i erozja gleby na terenach użytkowanych rolniczo i leśnych.

O rozmiarze degradacji powierzchni ziemi w województwie śląskim informują poniższe

dane z roku 2001, zaczerpnięte z rocznika statystycznego (Ochrona środowiska, 2002.

GUS):

- 571 ha użytków rolnych zostało wyłączonych na cele nierolnicze, w tym 290 ha IV klasy

bonitacji; powierzchnia wyłączenia jest największa w Polsce,

- 28 ha gruntów leśnych zostało wyłączonych na cele nieleśne,

- 5863 ha zajmowały grunty zdegradowane i zdewastowane wymagające rekultywacji

i zagospodarowania; największa koncentracja tych terenów była zlokalizowana w powia-

tach: będzińskim, gliwickim, mikołowskim, pszczyńskim, raciborskim i wodzisławskim oraz

w miastach: Bytomiu, Dąbrowie Górniczej (780 ha), Jaworznie, Mysłowicach, Piekarach

Śląskich, Rybniku, Sosnowcu i Zabrzu; w ciągu roku 2001 zrekultywowano ogółem 270,75

ha, w tym 15,93 z przeznaczeniem na cele rolnicze a 199,65 na cele leśne. W tym samym

czasie zagospodarowano ogółem 159,33 ha, w tym 12,37 ha z przeznaczeniem na cele

rolnicze i 117,32 na cele leśne,

- 16326 ha gruntów zostało zaklasyfikowanych jako nieużytki,

- powierzchnia składowania odpadów wynosiła 2839,5 ha, w tym zrekultywowana w 2001

roku 129,8 ha,

- powierzchnia wysypisk czynnych zorganizowanych wynosiła 162,5 ha a zamkniętych 32,2

ha,

- na 1 km 2 było zgromadzonych 63592,8 ton odpadów przemysłowych.

DEGRADACJA POWIERZCHNI ZIEMI POWODOWANA PRZEZ GÓRNICTWO PODZIEMNE

Wielowiekowa działalności górnicza na Górnym Śląsku spowodowała nieodwracalne

zmiany powierzchni ziemi na znacznych obszarach. Wydobywaniu kopalin i ich przet-

wórstwu towarzyszą takie przekształcenia terenu, jak:

- osiadanie terenu (zapadliska i niecki osiadania),

- podtopienia i zalewiska,

- osuszanie nadkładu eksploatowanych złóż,

- wstrząsy górotworu,

- składowanie skały płonnej na hałdach.

148

Wymienione przekształcenia były przedmiotem analizy zespołu badawczego, który

pod kierunkiem Państwowego Instytutu Geologicznego dokonał waloryzacji i identyfikacji

zagrożeń środowiska przyrodniczego w województwie śląskim (Waloryzacja .... PIG).

Efektem tych analiz są mapy antropopresji i oddziaływania górnictwa podziemnego na

środowisko w rejonie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Poniżej scharakteryzowano

pokrótce wpływ górnictwa podziemnego na powierzchnię ziemi.

Osiadanie terenu

W ostatnich latach eksploatacja węgla prowadzona jest głównie systemem ścia-

nowym z zawałem stropu. Ocenia się, że w niektórych rejonach centralnej, północnej i pół-

nocno-zachodniej części niecki węglowej wybrano pokłady węgla o łącznej grubości około

50-60 m (rejon Chorzowa, Bytomia, Siemianowic, Piekar Śląskich, Świętochłowic, Rudy

Śląskiej, Zabrza). Wartości dotychczasowych obniżeń mogą tu lokalnie przekraczać 30 m.

Obniżenia dochodzące do kilkunastu metrów, a lokalnie przekraczające 20 m, obejmują

obszary położone na wschód i zachód od wyżej wymienionych. Podobne wielkości stwier-

dzono także w północnej części ROW. Na pozostałych obszarach górniczych, w których

prace wydobywcze są wykonywane od co najmniej 25 lat, powierzchnia terenu ulegała

obniżeniu o około 5-10 m.

Podtopienia i zalewiska

Zalewiska są jednym z charakterystycznych elementów krajobrazu terenów objętych

wpływami podziemnej eksploatacji górniczej w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (GZW).

Przez termin „zalewisko” rozumie się nagromadzenie wody w partii terenu obniżonej w

wyniku podziemnej eksploatacji górniczej. „Podtopienie” oznacza zarówno proces

prowadzący do nadmiernego zawodnienia gruntu wymuszonego obniżaniem się terenu, jak

i stan będący wynikiem tego procesu. Podtopienie powoduje straty w uprawach rolnych

i leśnych, podmakanie budynków itp., ale nie musi ujawnić się na powierzchni w postaci

zalewiska.

O powstaniu zalewisk decydują z jednej strony wielkość i rozkład poeksplo-

atacyjnych obniżeń powierzchni, a z drugiej uwarunkowania naturalne układu i dynamiki

krążenia wód w strefie przypowierzchniowej związane z przepuszczalnością podłoża i uksz-

tałtowaniem terenu. Wśród zalewisk możemy wyróżnić zalewiska napływowe i wodo-

gruntowe oraz rozlewiska. Woda może wypełniać: leje i zapadliska poeksploatacyjne

powstałe w wyniku nieciągłych deformacji powierzchni terenu wywołanych płytką eksploatacją

górniczą, depresje terenowe powstałe w następstwie ciągłych deformacji powierzchni

(zbiorniki tego rodzaju stanowią większość zalewisk występujących w GZW) oraz zalewiska

przeobrażone, które genetycznie związane są z poeksploatacyjnymi deformacjami

powierzchni terenu, lecz ich zasięg i kształt zostały sztucznie zmienione w związku

z przystosowaniem do pełnienia określonych funkcji użytkowych (zbiorniki retencyjne,

osadniki, zbiorniki hodowlane, zbiorniki rekreacyjne).

Niezależnie od wymienionych wyżej czynników, wpływ na zawodnienie powierzchni

terenu mają także zabiegi hydrotechniczne, podejmowane przez kopalnie dla likwidacji

powstałych przekształceń, zmieniający się front robót eksploatacyjnych oraz zmienność

warunków meteorologicznych, które także wpływają na zasięg zalewisk i podtopień terenu,

szczególnie w przypadku zalewisk napływowych.

Obszarami najbardziej podatnymi na wystąpienie zawodnień terenu są doliny i pra-

doliny rzeczne. Z nimi przede wszystkim związane jest występowanie głównych zbiorników

wód podziemnych (GZWP) w utworach czwartorzędowych, gdzie zwierciadło wody

występuje na ogół płytko, a spadki hydrauliczne są niewielkie. Na obszarach tych są więc

najbardziej korzystne warunki dla zwiększenia retencji powierzchniowej, wymuszonej

obniżeniem powierzchni terenu. W ich granicach zlokalizowane są zalewiska o powierzchni

149

stanowiącej ponad 70% powierzchni wszystkich zalewisk w GZW. Największe skupienie

występuje w dolinach Kłodnicy i Bierawki, gdzie zajmują łącznie około 350 ha. W sumie w

roku 2000 stwierdzono 22 zalewiska, które zajmowały szacunkowo około 8-10 km 2 . Z

fragmentarycznych obserwacji wynika, że nadmierne zawodnienie profilu glebowego

zajmuje powierzchnię 3-4-krotnie większą od powierzchni zalewisk. Zatem można w

przybliżeniu założyć, że powierzchnia terenów podtopionych stanowi około 30 - 40 km 2 .

W obecnym stadium restrukturyzacji górnictwa węglowego nie jest możliwe

przedstawienie prognozy przyszłych wpływów eksploatacji górniczej na stosunki wodne na

powierzchni. Jedynym wiarygodnym dokumentem określającym zakres eksploatacji danej

kopalni jest plan ruchu zakładu górniczego. Plany te przygotowuje się dla okresów 2-3

letnich. Obecnie można przewidzieć, że na terenach likwidowanych kopalń, w których

prowadzone jest jedynie odwadnianie podziemnych wyrobisk górniczych, nie będzie miał

miejsca dalszy rozwój zawodnień powierzchni. Dotyczy to ponad 20 kopalń zlokalizowanych

głównie w północno-wschodniej i północnej części GZW. Nie powstaną więc nowe

zalewiska w granicach administracyjnych miast: Dąbrowa Górnicza, Będzin, Czeladź,

Wojkowice, Sosnowiec (z wyjątkiem części wschodniej), Chorzów, Świętochłowice i czę-

ściowo Bytom i Piekary Śląskie

Problem zagrożenia wystąpieniem zawodnień powierzchni terenów likwidowanych

kopalń wystąpi ponownie, po wyłączeniu systemów odwadniania ich wyrobisk podziemnych.

Obecnie, ze względu na bezpieczeństwo czynnych kopalń, w likwidowanych kopalniach

utrzymuje się pompownie odwadniające wyrobiska górnicze. Po zlikwidowaniu wszystkich

kopalń wchodzących w skład zespołu połączonych kopalń, może nastąpić wyłączenie

systemów drenażu podziemnego. W konsekwencji odbudowy leja depresji może dojść

w przyszłości do zatopienia fragmentów terenu na obszarach, które obecnie poddane są

drenującemu oddziaływaniu kopalń.

Odnośnie terenów górniczych kopalń czynnych można założyć, że dalszy rozwój

zalewisk i podtopień terenów będzie mieć miejsce na terenach leśnych, położonych na

południe od miasta Knurowa, gdzie już obecnie zjawiska te zachodzą na dużą skalę.

Wzrostu zawodnienia powierzchni należy się spodziewać także w obszarze kompleksu

leśnego otaczającego Katowice od południa, a także w obszarze leśnym położonym między

Katowicami, Mikołowem i Rudą Śląską. Powiększenie się istniejących zalewisk może

wystąpić również na terenach położonych między miejscowościami Jastrzębie Zdrój

i Pawłowice, w południowej części GZW.

Negatywne skutki zawodnienia powierzchni terenu wyrażają się głównie: degradacją

gleb i obniżaniem jej produkcyjności, stratami w plonach i drzewostanach, wyłączaniem

gruntów spod leśnego i rolniczego użytkowania, uszkadzaniem naturalnych zbiorowisk

roślinnych. Najbardziej niekorzystna sytuacja występuje obecnie na terenach leśnych, gdzie

prowadzona jest nieskrępowana eksploatacja górnicza i gdzie najsłabiej kontrolowane są jej

wpływy na powierzchnię. Skutki zawodnienia gruntów leśnych są bardzo długotrwałe.

Rekultywacja wymaga wielu dziesięcioleci i praktycznie nigdy nie nastąpi przywrócenie

drzewostanów do stanu pierwotnego, do czego zobowiązują regulacje prawne.

Powstanie zalewisk może mieć także pozytywne znaczenie. Nie należą bowiem do

wyjątków przypadki, gdy utworzone przed laty zalewisko staje się trwałym elementem

krajobrazu, a próby jego likwidacji napotykają protest ze strony ekologów, którzy znajdują w

formującej się niszy ekologicznej wartości przyrodnicze. Często proponuje się objąć

istniejące zalewiska ochroną w formie użytków ekologicznych lub zespołów przyrodniczo-

krajobrazowych.

Zalewiska mogą także stanowić alternatywne źródła zaopatrzenia w wodę dla celów

przemysłowych lub przeciwpożarowych. Retencjonują one łącznie około 13-15 mln m 3 wody.

150

W świetle przeprowadzonego rozpoznania (Staszewski i inni, 1993), dla zaopatrzenia

zakładów przemysłowych (głównie kopalń), odpompowywana jest woda z zalewisk w ilości

ponad 10 000 m 3 /d. Najwięcej przez kopalnie: Sośnica, Knurów i Szczygłowice, a w

mniejszym stopniu przez Wieczorek i Piast. Zalewiska tworzą też zbiorniki dla celów

przeciwpożarowych. Zalewisko Moczury na obszarze górniczym kopalni Knurów stanowiło

jedno ze źródeł dostawy wody przy gaszeniu tragicznego pożaru lasu w rejonie Rud

Raciborskich w 1992 r.

Z innych form zagospodarowania zalewisk wymienić należy przekształcenie ich

w osadniki wód popłuczkowych lub dołowych. Ponadto, około 40 zalewisk o powierzchni

120 ha zostało zagospodarowane na stawy rybne. Jest to zasługą aktywnie działających

w wielu kopalniach - Kół Polskiego Związku Wędkarskiego. Kilkanaście zalewisk

zaadaptowano na zbiorniki rekreacyjne. Do najbardziej znanych należą: zbiorniki wodne

w Dolinie Trzech Stawów w Katowicach, w Parku Chorzowskim i w Dolinie Górnika

w Chorzowie, w Ośrodku „Skałka” w Świętochłowicach oraz „Wesoła Fala” w Mysłowicach –

Wesołej.

Powódź z 1997 r. uzmysłowiła zaniedbania i błędy w zagospodarowaniu dolin

rzecznych, w których likwidowane są poldery i starorzecza łagodzące falę powodziową.

Jednym z niekorzystnych działań z punktu widzenia zagrożenia powodziowego jest

likwidacja zalewisk poprzez zasypywanie ich skałą płonną. Dla miejscowości położonych

w dolinach rzecznych, na przykład dla miasta Gliwice, skutki stosowania takich praktyk

powinny być szczegółowo przeanalizowane i zweryfikowane.

Odwadnianie górotworu w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym

Odmienne warunki eksploatacji górniczej w poszczególnych rejonach Górnośląskiego

Zagłębia Węglowego powodują, że zasięgi drenażu górniczego i skutki odwadniania

w poszczególnych rejonach są różne. Do całkowitego osuszenia górotworu dochodzi

najczęściej w bezpośrednim otoczeniu wyrobisk górniczych. W wyżej ległych warstwach

wodonośnych oraz w blokach sąsiadujących następuje co najwyżej obniżenie ciśnień

hydrostatycznych, wynikające z dodatkowego zasilania stref bezpośrednio naruszonych

eksploatacją górniczą. Tylko lokalnie, gdzie wodonośne utwory czwartorzędowe zalegają

bezpośrednio nad wychodniami piaskowców lub uskoków wodonośnych, może następować

drenaż przypowierzchniowych warstw wodonośnych. Nawet wówczas nie następuje

całkowite osuszenie tych poziomów, lecz tylko obniżenie w nich ciśnień hydrostatycznych.

Do całkowitego osuszenia górotworu dochodziło tylko lokalnie, najczęściej w rejonach

płytkiej eksploatacji węglowej (głównie w rejonie siodła głównego) lub rudnej (w niecce

bytomskiej i chrzanowskiej), w rejonach wychodni szczelin uskokowych, drenowanych

wyrobiskami górniczymi oraz w rejonach intensywnej eksploatacji wielopokładowej,

w których strefy zawałowe kolejnych pokładów nakładają się na siebie i dochodzą aż do

powierzchni terenu.

Na mapie oddziaływań górnictwa na środowisko (mapa III. 1.1/4) zaznaczono 2 leje

depresyjne w utworach triasu i 5 lejów w utworach karbonu. Największy z nich występuje

w części północnej GZW.

Drenaż rejonu siodła głównego

W rejonie tym warstwy karbonu występują pod cienkim nadkładem osadów

czwartorzędowych. Warstwy górnośląskiej serii piaskowcowej są tu zasilane przez infiltrację

wód z opadów atmosferycznych bezpośrednio lub przez przepuszczalne utwory

czwartorzędowe. Infiltrację wód w głąb górotworu ułatwia sieć dyslokacji tektonicznych

i spękań spowodowanych prowadzoną od początku ubiegłego wieku eksploatacją pokładów

węgla, początkowo w partiach przywychodniowych, a następnie na coraz większych

głębokościach. Dopływy do kopalń eksploatujących w tym rejonie od dłuższego czasu są

151

ustabilizowane. Wynika to ze sczerpania zasobów statycznych w trakcie długoletniego

drenażu górotworu oraz braku możliwości zwiększenia powierzchni eksploatacyjnej

poszczególnych kopalń. Kopalnie eksploatujące pokłady w antyklinalnym, wododziałowym

rejonie wyniesień karbonu w strefie siodła głównego, charakteryzują się stosunkowo dużymi

dopływami wody, dochodzącymi do 10 m 3 /min (kopalnia „Katowice-Kleofas”).

Drenaż rejonu niecki bytomskiej

Kopalnie zlokalizowane pod wodonośnym nadkładem triasowym w niecce bytomskiej

charakteryzują się bardzo zróżnicowanymi dopływami. Natężenie dopływów jest związane

ze stopniem kontaktu hydraulicznego wyrobisk górniczych z triasowym poziomem

wodonośnym. W kopalniach, gdzie ten kontakt jest ograniczony, dopływy są niewielkie i nie

przekraczają 5 m 3 /min (kopalnie: „Powstańców Śląskich”, „Julian”, „Andaluzja” „Jowisz”,

„Grodziec”). Natomiast w kopalniach, w których eksploatacja pokładów węgla spowodowała

kontakty hydrauliczne i drenaż triasowego poziomu wodonośnego, miały miejsce wypływy

o dużym natężeniu, często utrzymujące się (pomimo zaprzestania eksploatacji górniczej) na

stosunkowo wysokim poziomie, np. zlikwidowane kopalnie „Siemianowice” (około

20 m 3 /min.) i „Saturn”(ponad 35 m 3 /min.). W byłej kopalni „Saturn” zawałowa eksploatacja

pokładów 501, 506 i 510 w ich partiach przywychodniowych spowodowała załamanie

warstw w spągu serii węglanowej triasu i wylewy do wyrobisk górniczych o natężeniu do

około 5 m 3 /min. Aktualny dopływ wód z poziomu triasowego do wyrobisk zlikwidowanej

kopalni wynosi łącznie około 15 m 3 /min. Dopływ ten ma charakter dynamiczny przy

ustalonym zasięgu drenażu, ponieważ eksploatacja pokładów węgla została już

zakończona. Załamanie skał stropowych miało również miejsce w latach 50-tych przy

eksploatacji pokładów 501 i 510 w likwidowanej kopalni „Siemianowice”. Nastąpił wówczas

gwałtowny wypływ wody z warstw retu do wyrobisk górniczych o natężeniu około 3 m 3 /min.

W następstwie długotrwałego drenażu poziomu pstrego piaskowca przez górnictwo

węglowe nastąpiło systematyczne obniżanie się zwierciadła wody tego poziomu. Pierwotnie

stanowił on zbiornik wód o zwierciadle napiętym na obszarze całej niecki bytomskiej.

W końcu lat sześćdziesiątych zwierciadło to znajdowało się na rzędnych od +102 do +115

m, w 1977 r. w obszarze kopalni „Rozbark” - na rzędnej +110 m, a w 1983 r. stwierdzone

zostało na rzędnych od +85 m (KWK „Dymitrow”) do +95 m (KWK „Rozbark”).

Po likwidacji kopalń rudnych w niecce bytomskiej, drenaż dolomitów diploporowych

i kruszconośnych jest kontynuowany przez pompownię przy szybie „Bolko”. Łączny dopływ

do tej pompowni ze starych wyrobisk rudnych oraz dodatkowych wyrobisk odwadniających

zmniejszył się do poziomu poniżej 20 m 3 /min. Jakość tych wód (zawartość jonu SO 4 2- od 1,0

do 1,7 g/dm 3 ) uniemożliwia ich zagospodarowanie.

Drenaż rejonu wschodniego obrzeżenia niecki bytomskiej

W północno-wschodniej części zagłębia w nadkładzie karbonu występują lokalnie płaty

utworów triasowych oraz osady czwartorzędowe o zmiennej miąższości. Decydujący wpływ

na zawodnienie zlokalizowanych tu kopalń ma infiltracja wód atmosferycznych w rejonie

starej, płytkiej eksploatacji pokładów węgla oraz wód z piętra czwartorzędowego w strefach

silnie zawodnionych pradolin rzecznych. Natężenie dopływów do kopalń wynosi najczęściej

od 5 do 15 m 3 /min. (kopalnie: „Paryż”, „Porąbka-Klimontów”, „Sosnowiec”, „Kazimierz-

Juliusz”, „Niwka-Modrzejów”). Największym dopływem w tym rejonie, około 26 m 3 /min.,

charakteryzowała się kopalnia „Paryż” w latach 60-tych, co było spowodowane drenażem

silnie zawodnionych piaskowców górnośląskiej serii piaskowcowej (nadredenowskich),

zasilanych przez infiltrację z pradoliny Czarnej Przemszy. W miarę ograniczania zasięgu

eksploatacji dopływ zmniejszył się o około 45%, a obecnie kopalnia ta jest zlikwidowana

i odwadniana jedynie częściowo ze względu na bezpieczeństwo kopalń sąsiednich.

152

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: