Content uploaded by Slawomir Sitek
Author content
All content in this area was uploaded by Slawomir Sitek on Apr 09, 2016
Content may be subject to copyright.
BIULETYN PAÑSTWOWEGO INSTYTUTU GEOLOGICZNEGO 436: 463–468, 2009 R.
SZCZEGÓ£OWY MODEL STRUKTURY 3D ZBIORNIKA GZWP GLIWICE NR 330
HIGH-RESOLUTION 3D STRUCTURAL MODEL OF MAJOR GROUNDWATER BASIN (MGWB) GLIWICE NO 330
S
£AWOMIR SITEK
1
,ANDRZEJ KOWALCZYK
1
, ZBIGNIEW MA£OLEPSZY
1
Abstrakt. Tworzenie wielowarstwowych modeli numerycznych w systemach krasowo-szczelinowych napotyka na du¿e problemy
w wiarygodnym odwzorowaniu uk³adu kr¹¿enia wód podziemnych, ju¿ na etapie modelu koncepcyjnego. Sposób przedstawiania geometrii
oœrodka hydrogeologicznego w oparciu o dwuwymiarow¹ mapê geologiczn¹, wybrane przekroje i otwory geologiczne bez szczegó³owej in
-
terpretacji wg³êbnej, czêsto skomplikowanej budowy geologicznej, mo¿e byæ niewystarczaj¹cy. Zastosowanie nowoczesnych metod trójwy
-
miarowej kartografii do przedstawienia wg³êbnej budowy geologicznej, przy wykorzystaniu specjalistycznego oprogramowania typu Earth
Vision pozwala na lepsze jej odwzorowanie i zrozumienie. W pracy opisano wykonany model budowy geologicznej wielowarstwowego sys-
temu wodonoœnego, którego g³ównym elementem jest GZWP Gliwice, o powierzchni 392 km
2
, wyodrêbniony w wêglanowym kompleksie
wodonoœnym triasu. Mo¿liwoœæ odwzorowania struktury geologicznej zbiornika, w tym w szczególnoœci licznych rowów i zrêbów tekto-
nicznych, wp³ynie znacz¹co na poprawnoœæ dyskretyzacji oœrodka hydrogeologicznego w modelu przep³ywu wód podziemnych FeFlow.
S³owa kluczowe: modelowanie wód podziemnych, model geologiczny, wielowarstwowy model hydrogeologiczny, wizualizacja 3D.
Abstract. Construction of multilayer numerical models in a karst-fractured medium creates big difficulties in the correct and credible pre-
sentation of groundwater flow systems. Presentation of geometric groundwater medium using data from 2D geological maps, bore holes and
geological cross-sections can be insufficient without acute interpretation of deep geological structure. Applications of new techniques of
computer 3D geological modelling helps better mapping and understand deep geological structure. In the paper 3D geological model of
MGWB Gliwice is presented. Geological model has been developed using Earth Vision software. Possibility of presenting 3D
hydrogeological formation in geological structure model with many horsts and grabens separated by faults will be have significantly influ
-
enced on correctness digitizing hydrogeological medium structure in the flow model FeFlow.
Key words: groundwater modelling, geological model, multilayered aquifer, 3D visualization.
WSTÊP
Mimo ró¿norodnych techniki modelowania numeryczne
-
go w ska³ach litych (Jinga, Hudson, 2002) jego rezultaty w
z³o¿onych systemach wodonoœnych, nader czêsto bywaj¹
niezadowalaj¹ce. G³ówn¹ przyczyn¹ jest zbyt daleko posu
-
niêta generalizacja polegaj¹ca na nadmiernym uproszczeniu
przedstawienia sposobów filtracji i transportu zanieczysz
-
czeñ w skomplikowanych systemach wodonoœnych. W ni
-
niejszej pracy przedstawiono sposób zwiêkszenia wiarygod
-
noœci budowanych modeli hydrogeologicznych dziêki zasto
-
sowaniu metod wykorzystywanych w rozwijaj¹cej siê trój
-
wymiarowej kartografii geologicznej (Ma³olepszy, 2005) na
przyk³adzie krasowo-szczelinowo-porowego g³ównego
zbiornika wód podziemnych Gliwice nr 330.
1
Uniwersytet Œl¹ski, Wydzia³ Nauk o Ziemi, ul Bêdziñska 60, 41-200 Sosnowiec; e-mail: slawomir.s.sitek@us.edu.pl
OPIS OBSZARU BADAÑ
G³ówny zbiornik wód podziemnych (GZWP) Gliwice nr
330, po³o¿ny jest w zachodnio-centralnej czêœci wojewódz
-
twa œl¹skiego (fig. 1), pomiêdzy Gliwicami na po³udniu, Za
-
brzem na wschodzie, Tarnowskimi Górami na pó³noc
-
nym-wschodzie oraz Toszkiem na pó³nocnym-zachodzie.
Granice zbiornika maj¹ charakter hydrodynamiczny na
pó³nocy i czêœciowo na wschodniej granicy gdzie GZWP
Gliwice s¹siaduje z innymi triasowymi GZWP, tj. GZWP
Lubliniec–Myszków i GZWP Bytom. W czêœci pó³nocno-
zachodniej i po³udniowej granice maj¹ charakter geologicz
-
no-strukturalny, natomiast pozosta³e maj¹ charakter umow
-
ny. GZWP Gliwice nr 330 zajmuje powierzchniê oko³o
392 km
2
.
BUDOWA GEOLOGICZNA
GZWP 330 po³o¿ony jest na styku dwóch jednostek
strukturalnych: zapadliska górnoœl¹skiego i na niewielkim
fragmencie jednostki œl¹sko-morawskiej na pó³nocnym-za
-
chodzie. Utwory podœcielaj¹ce osady triasowe s¹ wieku kar-
boñskiego, a w skrajnie pó³nocno-wschodniej czêœci wieku
permskiego (Kotlicki, 1980). W profilu triasu mo¿emy wy-
ró¿niæ trzy g³ówne formacje litostratygraficzne: terygenicz-
ne osady triasu dolnego, wêglanowe utwory retu i wapienia
muszlowego tworz¹ce zbiornik GZWP Gliwice, oraz nie-
liczne p³aty mu³owcowo-i³owcowego triasu górnego w
pó³nocnej czêœci badanego obszaru (Kotlicki, 1980; Kowal-
czyk, 2003). Utwory wêglanowe triasu ods³aniaj¹ siê na po
-
wierzchni terenu w pó³nocnej i wschodniej czêœci omawia
-
nego GZWP. Strop ich zapada na po³udniowy-zachód, gdzie
zosta³y przykryte m³odszymi osadami miocenu i czwartorzê
-
du. Rzêdne stropu triasu wêglanowego s¹ bardzo zró¿nico
-
wane od 317 m n.p.m. na wychodniach do 25 m n.p.m. w ro
-
wach tektonicznych. Maksymalna mi¹¿szoœæ zbiornika
osi¹ga 200 m (Ró¿kowski, Wilk, red., 1980; Kowalczyk,
2003). Osady miocenu przykrywaj¹ce ska³y zbiornikowe
wystêpuj¹ jedynie w zachodniej i po³udniowo-wschodniej
czêœci zbiornika. Ich mi¹¿szoœæ wzrasta do 150 m w rowie
tektonicznym Pyskowic (Kowalczyk, 2003 za Jur¹, 2001).
Osady czwartorzêdu wykazuj¹ du¿¹ zmiennoœæ litologiczn¹,
a ich mi¹¿szoœæ wzrasta w strefach wspó³czesnych i kopal
-
nych dolinach rzecznych maksymalnie do 40 m.
TEKTONIKA
Obszar GZWP nr 330 charakteryzuje siê tektonik¹ blo
-
kow¹. Obserwuje siê dwa systemy uskoków. Prawdopodob-
nie starszy z nich o przybli¿onym przebiegu N–S zwi¹zane
z orogenez¹ laramijsk¹ o amplitudzie zrzutu nieprzekra-
czaj¹cej kilkudziesiêciu metrów. Wiêksze zrzuty s¹ charak-
terystyczne dla uskoków o przebiegu zbli¿onym do równole-
¿nikowego. Rozcinaj¹ one p³ytê mezozoiczn¹ na rowy i zrê-
by tworz¹c skomplikowany uk³ad strukturalny (Ró¿kowski,
Wilk, red., 1980; Jura, 2001; Kowalczyk, 2003).
464 S³awomir Sitek, Andrzej Kowalczyk, Zbigniew Ma³olepszy
Fig. 1. Mapa hydroizohips wêglanowego kompleksu wodonoœnego GZWP Gliwice
Groundwater table map of carbonate aquifer MGWB Gliwice
WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE
Zbiornik GZWP Gliwice zosta³ wyodrêbniony w ska³ach
wêglanowych triasu. W nadk³adzie nad zbiornikiem zosta³y
rozpoznane wodonoœne utwory w obrêbie osadów plejstoce
-
nu i miocenu, które w czêœci zachodniej tworz¹ g³ówny po
-
ziom u¿ytkowy. W czêœci wschodniej poziom wodonoœny
plejstocenu jest znacznie mniejszej mi¹¿szoœci i rozciêty
wychodniami triasu. Osady neogenu w czêœci wschodniej
nie wystêpuj¹ poza skrajnie po³udniowo-wschodni¹ czêœci¹
GZWP Gliwice.
Poziomy wodonoœne wapienia muszlowego oraz retu s¹
zwi¹zane z wapieniami i dolomitami. Te dwa poziomy lo
-
kalnie pozostaj¹ w ³¹cznoœci hydraulicznej i dlatego w skali
regionalnej s¹ ³¹czone w jeden kompleks wodonoœny serii
wêglanowej triasu (Ró¿kowski, 1990). Jest to kompleks kra
-
sowo-szczelinowo-porowy. W zasiêgu tego kompleksu wy
-
odrêbniono GZWP Gliwice. W pó³nocno-wschodniej i œrod
-
kowej czêœci obszaru jest on odkryty, albo wystêpuje pod
przykryciem przepuszczalnych osadów czwartorzêdu, nie
-
wielkiej mi¹¿szoœci, jest zatem pozbawiony naturalnej izola
-
cji od powierzchni terenu.
W czêœci zachodniej wystêpuje pod nadk³adem izo-
luj¹cych osadów neogenu. Wspó³czynnik filtracji komplek-
su wodonoœnego zmieniaj¹ siê od 1 do 20 m/d, wspó³czynnik
przewodnictwa wodnego T – 100–1000 m
2
/d, a wydajnoϾ
potencjalna studni od 50 do ponad 120 m
3
/h (Kowalczyk,
2003; W³ostowski i in., 2005).
Zasilanie kompleksu wêglanowego triasu odbywa siê na
jego wychodniach, a w uk³adzie wielopoziomowym, na dro-
dze przes¹czania poprzez utwory przepuszczalne czwarto-
rzêdu. Zasilanie serii wêglanowej, pod przykryciem izo-
luj¹cej warstwy miocenu jest utrudnione i w zwi¹zku z tym
ma ono niewielkie znaczenie w odnawianiu zasobów tego
systemu. Dodatkowo poziom wodonoœny serii wêglanowej
triasu jest zasilany wodami infiltruj¹cymi z rzek p³yn¹cych
w obszarach wychodni tego poziomu, na przyk³ad przez
Dramê i jej dop³ywy.
Uk³ad kr¹¿enia wód podziemnych w ogólnym zarysie
jest ukszta³towany warunkami morfologicznymi i sieci¹ hy
-
drograficzn¹, oraz lokalnie przez wiêksze, wielootworowe
ujêcia studzienne oraz przez sztolnie kopalniane (fig. 1).
W tym uk³adzie zaznaczaj¹ siê dwa obszary: zachodni
i wschodni. W pierwszym rejonie jest wyraŸna dwudziel
-
noœæ w profilu pionowym, zwi¹zana z wystêpowaniem i roz
-
przestrzenieniem ilastej warstwy utworów miocenu, oddzie
-
laj¹cej poziom plejstocenu od ni¿ej wystêpuj¹cego komplek
-
su wodonoœnego triasu. W czêœci wschodniej, pierwszym
poziomem wodonoœnym jest poziom czwartorzêdu, albo se
-
rii wêglanowej triasu. Ten ostatni jest eksploatowany du¿y
-
mi ujêciami studziennymi. Generalny sp³yw wód w kom
-
pleksie wêglanowym triasu odbywa siê od dzia³u wód pod
-
ziemnych na pó³nocnym wschodzie w kierunku po³udnio
-
wym i po³udniowo-zachodnim do doliny Odry. Przep³yw ten
jest bardzo skomplikowany ze wzglêdu na charakter wodo-
noœca.
Wody tego kompleksu s¹ ujmowane na zaopatrzenie wo-
doci¹gów komunalnych i przemys³u. Najwiêksza koncentra-
cja ujêæ wystêpuje na pó³nocnym wschodzie i na po³udniu
zbiornika w rejonie Gliwic. Trwaj¹ca wieloletnia intensyw-
na eksploatacja wód spowodowa³a przeeksploatowanie tego
zbiornika i przeobra¿enie stosunków wodnych na obszarze
ca³ego GZWP (Kropka, 2001). Zmniejszenie poboru wód
podziemnych w ostatniej dekadzie spowodowa³o odbudowê
ciœnieñ hydrostatycznych w zbiorniku maksymalnie o oko
-
³o10 m.
CELE I METODY BADAWCZE
Strategiczne znaczenie zbiornika GZWP Gliwice w za
-
opatrzeniu w wodê mieszkañców pó³nocno-zachodniej czê
-
œci górnoœl¹skiej aglomeracji jest przyczyn¹, dla której pod
-
jêto badania zmierzaj¹ce do szczegó³owego rozpoznania
kr¹¿enia wód podziemnych w tym zbiorniku. W celu w³aœci
-
wego odzwierciedlania przep³ywu, w z³o¿onej strukturze
poziomów wodonoœnych, o charakterze krasowo-szczelino
-
wo-porowym zbudowano wielowarstwowy model nume
-
ryczny. Modelowanie w tego rodzaju skomplikowanych sys
-
temach wodonoœnych jest obecnie aktywnym obszarem ba
-
dañ naukowych (Schelling, Ross, 1989; Berkowitz, 2002;
Maryëka i in., 2008). Trudnoœci zwi¹zane z opisem kr¹¿enia
wód podziemnych uwarunkowane s¹ zespo³em cech litolo
-
gicznych i geologiczno-strukturalnych. NiejednorodnoϾ
zbiornika wodonoœnego GZWP Gliwice, tak jak i pozo
-
sta³ych zbiorników serii wêglanowej triasu œl¹sko-krakow
-
skiego, przejawia siê w warstwowaniu uwarunkowanym
zmiennoœci¹ litologiczn¹ ska³, uskokami, spêkaniami
i szczelinami oraz przestrzeni¹ porow¹ matrycy skalnej
i pustkami krasowymi (Witkowski i in., 1996; Motyka,
1998; Kowalczyk, 2003). NiejednorodnoϾ zbiornika spo
-
wodowana powy¿szymi cechami powoduje, ¿e wiarygodne
odwzorowanie uk³adu kr¹¿enia wód w systemach wodono
-
œnych krasowo-szczelinowo-porowych czêsto napotyka na
du¿e problemy ju¿ na etapie modelu koncepcyjnego. W ni
-
niejszej pracy zastosowano nowoczesne metody stosowane
w trójwymiarowej kartografii geologicznej wspomagaj¹ce
odwzorowanie geometrii wg³êbnych struktur geologicznych
wykazuj¹cych bezpoœredni wp³yw na przep³yw wód pod
-
ziemnych.
Szczegó³owy model struktury 3D zbiornika GZWP Gliwice nr 330 465
MODEL STRUKTURY GEOLOGICZNEJ GZWP GLIWICE
Do opracowania modelu wykorzystano liczne dane ze
Ÿróde³ archiwalnych.
W pierwszym etapie prowadzonych prac zebrano infor
-
macje geologiczne o obszarze badañ. Zinterpretowano infor
-
macje ³¹cznie z 365 otworów geologicznych i hydrogeolo
-
gicznych. Z 68% otworów uzyskano informacje o stropie,
a z 44% otworów informacje o sp¹gu wêglanowego komplek
-
su wodonoœnego. By unikn¹æ „efektów brzegowych” zosta³y
tak¿e u¿yte dane z poza obszaru badañ dotycz¹ce g³êbokoœci
i mi¹¿szoœci wystêpowania utworów triasu œrodkowego.
Dane otworowe pochodzi³y z Centralnego Archiwum Geolo
-
gicznego, Oddzia³u Górnoœl¹skiego Pañstwowego Instytutu
Geologicznego, Banku Hydro, dokumentacji górniczych
i Urzêdu Marsza³kowskiego w Katowicach. Drugim podsta
-
wowym Ÿród³em informacji by³y liczne mapy geologiczne
z obszaru badañ (Doktorowicz-Hrebnicki, 1954; Kotlicki,
red., 1979). Mapy wykorzystano do digitalizacji wybranych
elementów niezbêdnych do stworzenia modelu. W celu ujed
-
nolicenia uk³adów wspó³rzêdnych oraz systemów odwzoro
-
wañ na mapach wykorzystano programy w systemie GIS do
georeferncji map w uk³adzie 1992/19. Usystematyzowane
dane z map dygitalizowano w programie Geographix Di-
scovery. W programie tym dziêki mo¿liwoœci szybkiego wy-
kreœlenia map strukturalnych dokonano tak¿e pierwszej
wstêpnej krytycznej analizy danych wejœciowych w celu usu-
niêcia lub poprawienia punktów z b³êdnymi danymi.
Proces budowy trójwymiarowej struktury geologicznej
modelu GZWP Gliwice wykonano przy u¿yciu oprogramo-
wania EarthVision amerykañskiej firmy Dynamic Graphics,
Inc. Wymagane dane wejœciowe o budowie geologicznej
musia³y sk³adaæ siê z trzech wartoœci. S¹ to wspó³rzêdne
geograficzne zebrane w jednym dowolnym uk³adzie
wspó³rzêdnych oraz rzêdna stropu wybranych warstw geolo
-
gicznych. Dziêki wymianie rozszerzeñ plików pomiêdzy
programami EarthVision i Geographix dostarczenie wyma
-
ganych danych wejœciowych ze zbudowanej bazy danych
znacznie przyœpieszy³o budowê modelu.
Sekwencje geologiczne tworzone by³y przy u¿yciu na
-
rzêdzia Geologic Structure Builder. W module tym ustalano
kolejnoœæ warstw oraz budowê drzewa uskokowego. Zale¿
-
noœæ warstw w programie mo¿e byæ odwzorowana na trzy
sposoby:
–
depozycja (deposition) – wprowadzana warstwa
odk³ada siê tylko ponad warstwami po³o¿onymi po
-
ni¿ej,
–
niezgodnoœæ (uncorformity) – warstwa odk³ada siê po
-
nad, oraz wycina warstwy po³o¿one poni¿ej,
–
erozja kana³owa (channel erosion) – warstwa wycina
warstwy po³o¿one poni¿ej.
Na modelu odwzorowano tak¿e uskoki, licznie wystê
-
puj¹ce na obszarze GZWP Gliwice. Przebieg g³ównych usko-
ków zosta³ odwzorowany i ponownie zinterpretowany na
podstawie map geologicznych bez utworów czwartorzêdo-
wych w skali 1:50 000 i 1:25 000. W niektórych przypadkach
dodatkowo wspomagano siê regionalnymi przekrojami. Od-
tworzone uskoki z map w Geographix zosta³y eksportowane
do EarthVision jako seria punktów o okreœlonych wspó³rzêd-
nychXiY.Dlaka¿dego uskoku zosta³ stworzony oddzielny
plik. Z tych danych zosta³y wymodelowane nastêpnie po-
wierzchnie uskokowe w trójwymiarowej przestrzeni modelu.
466 S³awomir Sitek, Andrzej Kowalczyk, Zbigniew Ma³olepszy
Fig. 2. Trójwymiarowy model zbiornika wêglanowego w utworach triasu pod pokryw¹ osadów miocenu i czwartorzêdu
3D model of Triassic aquifer covered with Miocene and Quaternary deposit
W celu usprawnienia kalibracji modelu w programie
istnieje mo¿liwoœæ w³¹czania i wy³¹czania poszczególnych
izopowierzchni, ustawiania ich przezroczystoœci, wyœwie
-
tlania otworów geologicznych i tworzenia przekrojów geo
-
logicznych oraz map œciêcia poziomego wzd³u¿ linii siatki.
Analizuj¹c poprawnoœæ przebiegu warstw mo¿na dodatko
-
wo na wygenerowanych powierzchniach zrzutowaæ obrazy
rastrowe, wektorowe i nak³adaæ mapy izoliniowe.
W pracy wykonano model budowy geologicznej wielo
-
warstwowego systemu wodonoœnego. G³ównym elementem
jest GZWP Gliwice, o powierzchni 392 km
2
, wyodrêbniony
w wêglanowym kompleksie wodonoœnym triasu œrodkowego
i dolnego (fig. 2). Powierzchnia topograficzna terenu, jednost
-
ki litostratygraficzne czwartorzêdu, neogenu, triasu, karbonu
i permu oraz uskoki by³y modelowane w trzech wymiarach.
Powierzchnia terenu oraz pozosta³e wydzielenia zosta³y od
-
zwierciedlone na modelu jako powierzchnie niezgodnoœci,
poza powierzchni¹ karbonu – powierzchnia depozycji.
Uzyskane wyniki z modelowania struktury geologicznej
GZWP Gliwice zostan¹ wykorzystane do stworzenia modelu
przep³ywu wód podziemnych w oprogramowaniu FeFlow.
Program ten oparty jest na metodzie elementów skoñczo
-
nych (finite-element). Umo¿liwia precyzyjne odwzorowanie
anizotropii i niejednorodnoœci oœrodka hydrogeologicznego
oraz wa¿nych elementów hydrostrukturalnych (uskoki, sys
-
temy spêkañ) odpowiedzialnych za sposób kr¹¿enia wód
w systemach krasowo-szczelinowo-porowych.
WERYFIKACJA STRUKTURY GEOLOGICZNEJ MODELU
Pierwszym sposobem oceny poprawnoœci wykonanego
modelu by³o porównywanie opublikowanych map z modelem
badanego obszaru. Proces weryfikacji modelu, dziêki mo¿li
-
woœci dokonywania nieograniczonych iloœci przekrojów
wzd³u¿ trzech kierunków X, Y i Z w programie oraz swobod-
nego nak³adania i zdejmowania stworzonych warstw litolo-
gicznych reprezentowanych jako bry³y ograniczone po-
wierzchniami stropu i sp¹gu przebiega stosunkowo szybko.
JakoϾ wykonanego modelu struktury geologicznej GZWP
Gliwice zosta³a zweryfikowana tak¿e poprzez porównanie
przekrojów wygenerowanych z modelu z przekrojami regio-
nalnymi publikowanymi na mapach geologicznych i w ró¿nych
opracowaniach geologicznych i hydrogeologicznych z obszaru
badañ. Uzyskane podobieñstwo pomiêdzy przekrojami œwiad
-
czy o poprawnym odwzorowaniu geologii GZWP Gliwice na
modelu. Dodatkowo dziêki zebranej znacznej iloœci danych
z otworów geologicznych i hydrogeologicznych mo¿na by³o
zweryfikowaæ i dokonaæ bardziej szczegó³owej interpretacji
wg³êbnej budowy geologicznej zbiornika gliwickiego ni¿ wy-
korzystuj¹c tylko informacje z map geologicznych. Kierunki
zrzutów warstw na uskokach zosta³y porównane z danymi
z map geologicznych, a ich wielkoϾ z danymi z literatury.
PODSUMOWANIE
Zastosowana w opracowaniu metodyka opiera siê na wy
-
korzystaniu nowoczesnej, trójwymiarowej kartografii geolo
-
gicznej. Modele geologiczny 3D znalaz³y ju¿ swoje zastoso
-
wanie w hydrogeologii (Pantea, Cole, 2004, Turner i in.,
2007). S¹ obecnie wykorzystywane do lepszego poznania
struktury geometrycznej zbiorników wód podziemnych. Po
-
winny byæ koniecznie tworzone przy systemach wodono
-
œnych o skomplikowanej budowie geologicznej, jak np. kra
-
sowo-szczelinowo-porowy zbiornik GZWP Gliwice. Zasto
-
sowanie modeli 3D pozwala ³atwiej zrozumieæ i okreœliæ spe
-
cyficzny uk³adu kr¹¿enia wód w wybranym oœrodku geolo
-
gicznym.
Zbudowany model geologiczny pozwoli³ na wnikliw¹
interpretacje wg³êbnej geologii obszaru badañ, ze szcze
-
gólnym uwzglêdnieniem kompleksu wêglanowego triasu.
Mo¿liwoœæ odwzorowania struktury geologicznej zbiorni
-
ka, w tym w szczególnoœci licznych rowów i zrêbów tek
-
tonicznych, wp³ynie znacz¹co na poprawnoœæ dyskretyza
-
cji oœrodka hydrogeologicznego w modelu przep³ywu
wód podziemnych. Wnioski z interpretacji wyników trój
-
wymiarowego modelu bêd¹ tak¿e pomocne przy opraco
-
waniu prawid³owego modelu koncepcyjnego kr¹¿enia
wód podziemnych w wêglanowym systemie wodonoœnym
triasu gliwickiego.
Wygenerowane w modelu powierzchnie kontaktu po
-
szczególnych warstw zostan¹ przeniesione do oprogramowa
-
nia s³u¿¹cego do budowy numerycznych modeli hydrogeolo
-
gicznych FeFlow. Program EarthVision w po³¹czeniu z opro
-
gramowaniem FeFlow umo¿liwiaj¹cym modelowanie
przep³ywu wód podziemnych w systemach szczelinowych
wp³ynie w przysz³oœci na zwiêkszenie wiarygodnoœci wyko
-
nanych modeli, oraz da wiêksz¹ pewnoœæ przy wykonywaniu
symulacji prognostycznych na obszarze g³ównego zbiornika
wód podziemnych Gliwice.
Badania prowadzono w ramach projektu badawczego Mi
-
nisterstwa Nauki i Szkolnictwa Wy¿szego nr N N525 410535
pt. Wp³yw terenów miejsko-przemys³owych na zasoby i eks
-
ploatacjê wód podziemnych na przyk³adzie miast Tarnowskie
Góry i Tarnów.
Prezentowane w artykule badania zosta³y w czêœci prze
-
prowadzone z wykorzystaniem oprogramowania Geogra
-
phix Discovery uzyskanego w ramach grantu uniwersytec
-
kiego firmy Landmark.
Szczegó³owy model struktury 3D zbiornika GZWP Gliwice nr 330 467
LITERATURA
BERKOWITZ B., 2002 – Characterizing flow and transport in frac
-
tured geological media: a review. Adv. Water Res., 25, 8–12:
861–884.
DOKTOROWICZ-HREBNICKI S., 1954 – Mapa geologiczna
GZW 1:50 000. Inst. Geol., Warszawa.
JINGA L., HUDSON J.A., 2002 – Numerical methods in rock me
-
chanics. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 39: 409–427.
JURA D., 2001 – Morfotektonika i ewolucja ró¿nowiekowej niezgod
-
noœci w stropie utworów karbonu Górnoœl¹skiego Zag³êbia Wê
-
glowego. Pr. Nauk. UŒl., 1952: 176.
KOTLICKI S., (red.), 1979 – Mapy podstawowe bez utworów
czwartorzêdowych 1:50 000 do mapy geologicznej Polski
1:200 000, ark. Gliwice. Wyd. Geol., Warszawa.
KOTLICKI S., 1980 – Ogólna charakterystyka geologiczna. W:Wa
-
runki hydrogeologiczne z³ó¿ rud cynku i o³owiu regionu
œl¹sko-krakowskiego (red. A. Ró¿kowski i in.): 319. Wyd.
Geol., Warszawa.
KOWALCZYK A., 2003 – Formowanie siê zasobów wód podziem
-
nych w utworach wêglanowych triasu œl¹sko-krakowskiego
w warunkach antropopresji. Pr. Nauk. UŒ, 215: 196.
KROPKA J., 2001 – Wybrane ekonomiczno-techniczne aspekty in
-
tensywnej eksploatacji triasowego zbiornika wód podziemnych
Gliwice. W: Wspó³czesne Problemy Hydrogeologii, t. 10, cz.
1–2: 103-109. UWroc., Wroc³aw.
MA£OLEPSZY Z., 2005 – Three-dimensional geological maps. w:
the current role of geological mapping in geosciences (red.
S. Ostaficzuk): 215–224. NATO Sciences Series, 56.
MARYŠKA J., SEVERÝN O., TAUCHMAN M., TONDOR D.,
2008 – Modelling of processes in fractured rock using
FEM/FVM on multidimensional domains. J. Comput. Appl.
Math., 215: 495–502.
MOTYKA J., 1998 – A conceptual model of hydraulic networks
in carbonate rocks, illustrated by examples from Poland. Hy
-
drogeol. J., 6: 469–482.
PANTEA M. P., COLE J.C., 2004 – Three-dimensional geologic
framework modelling of faulted hydrostratigraphic units within
the Edwards aquifer, Northen Bexar County, Texas. U.S. Geol.
Surv., Scientific Investigations Report 2004-5226.
RÓ¯KOWSKI A., 1990 – Szczelinowo-krasowe zbiorniki wód pod
-
ziemnych monokliny œl¹sko-krakowskiej i problemy ich ochro
-
ny. CPBP 04.10.09. Z.57. Wyd. SGGW-AR, Warszawa.
RÓ¯KOWSKI A., WILK Z., (red.), 1980 – Warunki hydrogeolo
-
giczne z³ó¿ rud cynku i o³owiu regionu œl¹sko-krakowskiego.
Wyd. Geol., Warszawa.
SCHELLING S. G., ROSS R. R.,1989 – Contaminant transport in
fractured media: models for decision makers. Environmental
Protection Agency, United States.
TURNER K. J., HUDSON M. R., MURRAY K. E., MOTT D. N,
2007 – Three-dimensional geologic framework model for
a karst aquifer system, Hasty and Western Grove Quadrangles,
Northen Arkansas. U.S. Geol. Surv., Scientific Investigations
Report 2007-5095.
WITKOWSKI A. i inni, 1996 – Badania struktury hydraulicznej
szczelinowo-krasowych masywów ska³ wêglanowych. Pro-
jekt badawczy KBN nr 9 S602 002 06. Arch. KHiGI UŒ, Sos-
nowiec.
W£OSTOWSKI J., OFIJALSKA H., KRAWCZYÑSKI J., KRAW-
CZYÑSKA B., PIETRZAK M., RODZOCH A., MUTER K.,
2005 – Dokumentacja hydrogeologiczna okreœlaj¹ca warunki
hydrogeologiczne dla ustanowienia obszaru ochronnego zbior-
nika wód podziemnych Gliwice GZWP nr 330. Arch. Urz.
Marsz., Katowice.
SUMMARY
Development of multilayer numerical models in a
karst-fracture-porous medium very often causes relatively
serious problems in the accurate and consistent modelling
of groundwater flow systems. The present paper shows
new techniques of computer 3D geological modelling
sub-surface finding application in hydrogeology. 3D geolog
-
ical model should be constructed for every complicated
hydrogeological system in order to get to know better the
geological framework of aquifer. Application of 3D geologi
-
cal models helps better mapping and understanding deep
geological structure.
Constructed 3D geological model allowed to acute inter
-
pretation of deep geological structure with special focus on
carbonated aquifer MGWB Gliwice. Possibility of present
-
ing 3D hydrogeological formation in geological structure
model with many horsts and grabens separated by faults will
significantly influence the correctness of digitizing the
hydrogeological medium structure in the flow model. Con
-
clusions from interpretation of 3D geological model will af
-
fect the creation of conceptual flow model development.
The sub-surface of 3D geological model generated in Earth
-
Vision will be transfered to FeFlow.
The project shows that application of modern 3D
geological mapping increases the accuracy of producing
viable groundwater flow models and makes prognostic
simulations on the models much probable.
468 S³awomir Sitek, Andrzej Kowalczyk, Zbigniew Ma³olepszy
