Przyczyny powstawania zapadlisk i podtopień
Przyczyny powstawania zapadlisk i podtopień
Zjawiska zapadlisk i podtopień w rejonach pogórniczych są wynikiem nakładania się wielu czynników geologicznych, hydrologicznych i historycznych. Ich występowanie jest szczególnie widoczne na terenach, gdzie przez dziesięciolecia prowadzono intensywną eksploatację surowców, a następnie zaprzestano odwadniania wyrobisk.
Dziedzictwo działalności górniczej
Podstawową przyczyną powstawania zapadlisk są dawne, często płytkie wyrobiska górnicze (tzw. płytka eksploatacja - do 100 m pod powierzchnią terenu), w tym także historyczne „biedaszyby”. W wielu przypadkach ich lokalizacja nie była dokładnie dokumentowana. Pozostawione pustki w górotworze z czasem tracą stabilność, co prowadzi do zapadania się powierzchni.
W rejonie olkuskim dodatkowym czynnikiem jest wielowiekowa eksploatacja rud cynku i ołowiu, prowadzona już od średniowiecza, która pozostawiła rozległą sieć podziemnych pustek.
Warunki geologiczne
Istotne znaczenie ma budowa geologiczna. Występowanie luźnych utworów czwartorzędowych (piaski, żwiry, gliny) sprzyja przemieszczaniu się materiału skalnego i powstawaniu tzw. sufozji, czyli wypłukiwania drobnych cząstek przez wodę. W efekcie dochodzi do osłabienia struktury gruntu i powstawania zapadlisk.
Zmiany stosunków wodnych
Jednym z kluczowych czynników odpowiedzialnych za powstawanie zapadlisk i podtopień jest zaprzestanie odwadniania kopalń po zakończeniu eksploatacji. W trakcie funkcjonowania zakładów górniczych systemy pomp odwadniających utrzymują sztucznie obniżony poziom wód podziemnych, umożliwiając bezpieczne prowadzenie robót górniczych.
Po wyłączeniu tych systemów rozpoczyna się proces odbudowy naturalnych warunków hydrogeologicznych. Wody podziemne stopniowo podnoszą się, wypełniając wyrobiska górnicze, pustki oraz powstałe w wyniku eksploatacji niecki terenu. Odtwarzają się dawne rzeki i inne cieki wodne, a także stawy, jeziora i mokradła. Jest to proces długotrwały i trudny do pełnego kontrolowania – woda dąży bowiem do osiągnięcia swojego pierwotnego, naturalnego poziomu równowagi.
Skutki tego procesu to:
- pogorszenie parametrów geomechanicznych gruntu,
- reaktywacja dawnych deformacji,
- powstawanie zapadlisk,
- tworzenie się rozlewisk i podtopień.
Infiltracja wód opadowych
Wody opadowe, jak i wody z roztopów, przenikające do gruntu dodatkowo przyspieszają procesy degradacji podłoża. Wnikając w spękania i pustki, powodują rozluźnienie struktury gruntu i nasilają procesy sufozyjne, co zwiększa ryzyko powstawania zapadlisk.
Ukształtowanie terenu i obniżenia poeksploatacyjne
Na terenach pogórniczych często występują naturalne lub sztuczne obniżenia, które powstały w wyniku eksploatacji. Stanowią one miejsca gromadzenia się wód, prowadząc do okresowych lub trwałych podtopień.
Przykładowo:
- w Trzebini rozlewiska pojawiają się w obniżeniach poniżej dna cieku Kozi Bród,
- w rejonie olkuskim prognozuje się powstawanie kilku dużych akwenów wodnych zajmujących znaczne obszary.
Skala zjawiska
Zjawiska te mają charakter masowy i długotrwały:
- w rejonie Trzebini w ostatnich latach zlikwidowano kilkadziesiąt zapadlisk,
- w rejonie olkuskim zinwentaryzowano ponad 1 000 zapadlisk.
Czynniki organizacyjne i prawne
Na skuteczność przeciwdziałania wpływają również bariery formalne, takie jak:
- skomplikowany stan własności gruntów,
- ograniczenia wynikające z przepisów prawa (np. dotyczące wód płynących),
- konieczność uzyskania zgód wielu właścicieli terenów.