Źródła województwa śląskiego

Źródło jest samoczynnym, naturalnym i skoncentrowanym wypływem wód podziemnych na powierzchni terenu lub w dnie zbiornika wodnego. Źródło występuje w miejscu, gdzie powierzchnia terenu przecina warstwę wodonośną lub statyczne zwierciadło wody podziemnej. Źródło jest przejawem naturalnego drenażu wód podziemnych. Źródła występują pojedynczo lub grupowo, tworząc linię źródeł lub zespół źródeł wchodzący w skład obszaru źródliskowego (Słownik hydrogeologiczny, 2002).

Klasyfikacja źródeł oraz środowiska stref ich drenażu

Pod względem genezy wód rozróżniamy źródła meteoryczne (zasilane poprzez infiltrację wód opadowych) i juwenilne, a pod względem genezy skał zbiornikowych: źródła morenowe, sandrowe, stożkowe, aluwialne, skalne, pokrywowe (rumoszowe, zwietrzelinowe), deluwialne i inne.

Biorąc pod uwagę siłę motoryczną, która powoduje wypływ wody podziemnej wyróżniamy źródła descenzyjne i ascenzyjne. Do źródeł descenzyjnych woda dopływa pod wpływem siły ciężkości - od obszaru zasilania w dół poprzez środowisko wód podziemnych do miejsca wypływu. W źródłach ascenzyjnych następuje wypływ pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego. Siłą motoryczną powodującą wypływ mogą być także gazy lub pary. Źródła mogą wypływać z różnego rodzaju ośrodka skalnego. Z ośrodkiem porowym są związane źródła warstwowe, z ośrodkiem szczelinowym – źródła szczelinowe i dyslokacyjne, z ośrodkiem krasowym – źródła krasowe. Źródła warstwowe drenują wody z warstw zbudowanych z utworów porowatych. Wśród źródeł warstwowych wyróżnia się: kontaktowe – wypływające na granicy warstwy wodonośnej z utworami nieprzepuszczalnymi, erozyjne – wypływające z nadciętej warstwy wodonośnej, zaporowe – wypływające wskutek podziemnego spiętrzenia wód na skutek zmniejszającej się miąższości warstwy wodonośnej lub zmiany przepuszczalności zawodnionych utworów. Źródła szczelinowe drenują wody krążące w szczelinach skał litych, a woda jest wyprowadzana na powierzchnię przez szczelinę zbiorczą, do której dopływa z systemu współpracujących szczelin. Charakteryzują się one dużymi wahaniami wydajności warunkowanymi zasilaniem meteorycznym i szybkim przepływem wód w zbiorniku. Źródła dyslokacyjne wypływają wzdłuż płaszczyzny uskokowej, często w postaci linii źródeł. Charakteryzują się stałością wydatku, temperatury i składu chemicznego wód. Źródła krasowe są zasilane wodami krążącymi w skrasowiałych masywach skalnych, w których szczeliny i próżnie krasowe stanowią komunikujący się ze sobą system hydrauliczny. Wody są wyprowadzane na powierzchnię poprzez kanał zbiorczy. Ze względu na kształt przewodu doprowadzającego wodę do źródła wyróżnia się źródła krasowe: kanałowe, jaskiniowe szczelinowo – krasowe. Źródła intermitujące są związane z lewarowym kształtem przewodów krasowych, z których woda wypływa z przerwami. W terminologii hydrogeologicznej wydajne źródła krasowe są nazywane wywierzyskami. Są to źródła stałe lub okresowe wyprowadzające wody podziemne głównie na drodze głębokiej i dalekiej cyrkulacji. Źródła krasowe wykazują szybką reakcję na wzmożone zasilanie z powierzchni (Słownik hydrogeologiczny, 2002).

Według kryterium morfologicznego wyróżniamy źródła: grzbietowe, podgrzbietowe, zboczowe, stokowe, krawędziowe, tarasowe, przykorytowe, korytowe, dolinne i inne.

Według kryterium tektonicznego rozróżnia się m.in. źródła: antyklinalne, synklinalne, monoklinalne, upadowe, przeciwupadowe.

Źródła mogą być stałe, w którym woda wypływa bez przerwy w stałych lub zmiennych ilościach, lub okresowe, które co pewien czas zanikają w okresie niskich stanów wód podziemnych. Te ostatnie drenują mało zasobne zbiorniki wód podziemnych.

Wydajność źródła określa się ilością wody wypływającej ze źródła w jednostkach objętości na jednostkę czasu. O. Meinzer na podstawie wydajności podzielił źródła na 8 klas, obejmujących wartości od <0,01 dm³/s do >10000 dm³/s. Wydajność źródeł zależy od pojemności wodnej drenowanej części zbiornika, przepuszczalności hydraulicznej skał zbiornikowych, odległości źródła od obszaru zasilania, wielkości zasilania meteorycznego i jego rozkładu w czasie, ciśnienia hydrostatycznego. Wskaźnik zmienności źródła (R) jest wyrażony stosunkiem wydajności maksymalnej (Q_max) do minimalnej (Q_min) w danym okresie. E. Maillet wprowadził pojęcie wskaźnika zmienności wieloletniej i jednorocznej. Według wskaźnika zmienności R źródła dzielimy na: stałe (R=1-2), mało zmienne (R=2-10), zmienne (R=10-50), bardzo zmienne (R>50).

Źródła wody słodkiej charakteryzują się mineralizacją ogólną do 1000 mg/dm3, natomiast źródła wody mineralnej charakteryzuje mineralizacja ogólna powyżej 1000 mg/dm³. Wody źródeł, które spełniają określone kryteria fizykochemiczne, mogą być zaliczone się do wód leczniczych. W tej grupie mogą występować m.in. źródła: żelaziste (zawartość jonu żelazawego 10 mgFe/dm3 w wodzie i wyżej), siarczkowe (1 mg/dm³ siarki dwuwartościowej w wodzie i wyżej), kwasowęglowe i szczawy (zawartość niezwiązanego CO2 w wodzie odpowiednio 255-999 mg/dm³, 1000 mg/dm³ i wyżej), radonowe (woda wykazuje aktywność promieniotwórczą 74 Bq/dm³ i wyżej) (Rozporządzenie Rady Ministrów z 2006r.). Ze względu na temperaturę wód wyróżnia się źródła zimne, zwykłe (temp. do 20°C), termalne i gorące. Źródła termalne wyprowadzają na powierzchnię terenu wody głębokiego krążenia infiltracyjne lub juwenilne o temperaturze powyżej 20°C. Źródła gorące występują często w obszarach czynnego lub wygasającego wulkanizmu. Szczególnym rodzajem tych źródeł są gejzery – źródła cyklicznie wyrzucające gorącą wodę i parę wodną.

Reżim źródeł to zespół parametrów i cech charakteryzujących środowisko hydrogeologiczne źródła: jego wydajność, ciśnienie hydrostatyczne, skład chemiczny wody i jej właściwości fizyko – chemiczne oraz zmienność tych cech pod wpływem czynników zewnętrznych.

Strefy źródliskowe są także obiektem badań ekologów. Efektywna współpraca hydrogeologów i ekologów wód podziemnych dała początek hydrogeoekologii (Hancock i in., 2005). W 1970r. H.B.N Hynes przedstawił uproszczoną klasyfikację hydrobiologiczną źródeł, wyróżniając: reokreny, limnokreny i helokreny. Nowoczesną klasyfikację źródeł, nie traktowanych tylko jako punkt drenażu wód podziemnych, ale jako złożony ekosystem hydrologiczno - biotyczny, zaproponowali A.E. Springer i L.E. Stevens (2009), wyróżniając 12 typów źródeł w oparciu o charakterystyki ich wypływów i stref drenażu. Badania stref drenażu źródłami powinny być prowadzone w odniesieniu do warunków hydrogeologicznych, ich mikrośrodowisk biologicznych i ekosystemów, które podtrzymują.

Reokreny są to źródła przepływowe, występujące w jednym lub w większej ilości kanałów strumieniowych. Jest to specyficzne środowisko biologiczne wody płynącej w warunkach relatywnie stałej temperatury i zasilania potoku wodami podziemnymi o niskiej zawartości tlenu. Stabilne środowisko biologiczne tych źródeł umożliwia ewolucyjną mikroadaptację wytrzymałych gatunków. Zróżnicowanie typów kanałów strumieniowych warunkuje typy występującego w nich mikrośrodowiska biologicznego. Limnokreny są to wypływy ze swobodnego lub napiętego poziomu wodonośnego w rozlewiskach. Ich relatywnie stała temperatura i chemizm są przyczyną obecności bardziej różnorodnych gatunków w porównaniu z sąsiadującymi zbiorowiskami wód. Helokreny występują w obszarach podmokłych, często jako niewyraźne lub rozproszone wypływy sączące się z płytkich, swobodnych poziomów wodonośnych. Helokreny prowadzące słodką wodę, ale o małej zawartości tlenu, sprzyjają rozwojowi gatunków typowych dla obszarów podmokłych, a w przypadku wód termalnych – rozwojowi bakterii (Springer, Stevens, 2009).

Występowanie źródeł na obszarze województwa śląskiego

Województwo Śląskie jest położone w zasięgu fizyczno – geograficznych podprowincji: Wyżyny Śląsko – Krakowskiej (341), Wyżyny Małopolskiej (342), Północnego Podkarpacia (512) i Karpat Zachodnich (513), fragmentarycznie Nizin Środkowopolskich (318). Przez opisywany obszar przechodzi dział wód powierzchniowych I rzędu Wisły – Odry. Położenie obszaru w strefie wododziałowej wpływa na jego środowisko wodne, które zwłaszcza w zasięgu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, charakteryzuje się małą zasobnością wodną. Warunki hydrogeologiczne w obszarze województwa śląskiego przedstawiono w haśle „Wody podziemne województwa śląskiego”. Występowanie źródeł na obszarze województwa omówiono w nawiązaniu do podziału fizyczno – geograficznego Polski J. Kondrackiego. Występowanie źródeł w obszarze województwa śląskiego jest najlepiej udokumentowane w literaturze krenologicznej w odniesieniu do makroregionu Wyżyny Krakowsko – Częstochowskiej (341.3) łącznie z mezoregionem Wyżyny Wieluńskiej (341.21), tworzących Wyżyny Krakowsko – Wieluńską, oraz Karpat Zachodnich. Zestawienie ważniejszych źródeł, zinwentaryzowanych przy realizacji arkuszy Mapy Hydrogeologicznej Polski 1:200000, przedstawiono w tab. 1, a wykorzystane arkusze Mapy Hydrogeologicznej Polski 1:200000 – w Bibliografii.

Wyżyna Śląsko-Krakowska

• Wyżyna Krakowsko – Wieluńska (WKW)

Z poziomem górnojurajskim, głównym użytkowym poziomem wodonośnym WKW, związane jest występowanie licznych źródeł typu szczelinowo - krasowego. Większość źródeł należy do typu zboczowego, podrzędnie tarasowego, przykorytowego i korytowego (Dynowska 1979, Drzał, Dynowska 1981). I. Dynowska zinwentaryzowała na Wyżynie Częstochowskiej 75, a na Wyżynie Wieluńskiej 42 większych źródeł, w tym: w zlewni Białej Przemszy 33 źródła, Czarnej Przemszy 2 źródła, Pilicy 25 źródeł, Warty 69 źródeł. W Kromołowie koło Zawiercia, na wysokości ok. 380 m n.p.m., znajdują się źródła rzeki Warty. Wydajność źródeł jest zróżnicowana w granicach 0,5-187 dm³/s. Źródła o dużej wydajności mają charakter wywierzysk i są położone wzdłuż stref dyslokacji uskokowych. Wszystkie źródła wykazują znaczną zmienność wydajności i nawet wydajne mogą okresowo zanikać (Kleczkowski, 1972). Wody źródeł WKW należą do wód słodkich typu hydrochemicznego HCO3–Ca. Temperatura źródeł wynosi 8-10,5°C. Zaznacza się przestrzenne zróżnicowanie rozmieszczenia źródeł, a także ich ilości, wielkości i stałości wydajności. Na Wyżynie Wieluńskiej źródła występują niemal wyłącznie w zasięgu dolin rzek: Warty, Liswarty i Sękowicy. Charakteryzują się one małą wydajnością (na ogół 2-7 dm³/s), niską mineralizacją (40-280 mg/dm³). Nieliczne, ale bardzo wydajne źródła (zwykle 40-187 dm³/s) występują na Wyżynie Częstochowskiej w poziomie litostratygraficznym wapieni skalistych. Są one zlokalizowane w dolinach rzek Warty, Wiercicy, Pilicy i Białej Przemszy. Wydajność zespołu źródeł w Juliance („Błękitne Źródła”) w dolinie Wiercicy przekracza 400 dm³/s. Mineralizacja źródeł Wyżyny Częstochowskiej wynosi 120-380 mg/dm³ (Dynowska 1979, A. Różkowski 1991, J. Różkowski 2009). Wskaźnik zmienności rocznej (R) mniejszych źródeł wynosi 4-6, większych 1,3-2,4. Występują także źródła bardzo zmienne w ciągu roku (R=15-130). Wskaźnik zmienności wieloletniej wynosi 2-10 (Pacholewski, A. Różkowski 1990, Kleczkowski 1991).

Badania środowiska biotycznego w niszach źródliskowych odnoszą się do flory, mszaków, okrzemek i fauny bentonicznej (Dumnicka 2006, Dumnicka et al. 2007, Wojtal 2006, Okoń 2012 i inni). Według badań D. Okoń (2012) 8 wybranych źródeł z Wyżyny Częstochowskiej i 2 z Wyżyny Przedborskiej - w niszach źródliskowych dominują gatunki należące do zbiorowisk: klasy Phragmitetea (zwłaszcza zespołu Sparganio-Glycerion fluitans) oraz klasy Molinio-Arrhenatheretea, które tworzą większe płaty zbiorowisk. Mniejszy jest udział gatunków klasy Montio-cardaminetea charakterystycznej dla źródeł. W miejscach wypływu źródeł stwierdzono niski udział krenofitów obligatoryjnych (gatunków występujących tylko w źródłach). Najwyższy udział krenofitów obligatoryjnych stwierdzono w źródle Centurii. Najniższy jest udział krenofitów fakultatywnych (gatunków, które znajdują najlepsze warunki do rozwoju na obszarach źródliskowych). Wśród nich stwierdzono: Brachythecium rivulare należący do mchów oraz miętę długolistną Mentha longifolia. W niszach źródliskowych wśród mszaków dominuje źródliskowy mech Cratoneuron filicinum. W źródle „Rozlewisko” w Białej Wielkiej występuje Brachythecium rutabulum, a w „Błękitnych Źródłach” mech Fontalis antipyretica. Spośród roślin naczyniowych w niszach źródliskowych najpowszechniej występującymi gatunkami są: potocznik wąskolistny Berula erecta oraz przetacznik bobowniczek Veronica beccabunga. Gatunkiem charakterystycznym dla klasy zbiorowisk źródliskowych Montio-cardaminetea jest rzeżucha gorzka Cardamine amara (źródła w Pilicy – Piaski, Centurii, „Zygmunta” w Złotym Potoku). Charakterystycznym gatunkiem występującym w niszy źródła Centurii jest endemit warzucha polska Cochlearia polonica. Fauna bentoniczna w badanych źródłach reprezentowana jest głównie przez przedstawicieli: obunogów (kiełże zdrojowe Gammarus fossarum), wypławków, chruścików, skąposzczetów, muchówek. Gatunki, które posiadają najlepsze warunki rozwoju w źródłach to m.in. relikt glacjalny - wypławek alpejski Crenobia alpina, chruściki Potamophylax nigricornis, Plectrocnemia conspersa, ślimak źródlarka karpacka Bythinella austriaca (Okoń, 2012). W źródłach można obserwować zarówno krenobionty, występujące w wodach powierzchniowych, jak i stygobionty, związane z interstycjałem. Badania przeprowadzone na obszarze WKW (źródła w dolinie Prądnika, m.in. „Źródło Zygmunta” w Złotym Potoku) wykazały obecność studniczka Niphargus tatrensis Wrześniowski, związanego ze środowiskiem wód podziemnych. Dwa gatunki stygobiontycznych skąposzczetów oligochaetes znaleziono w źródłach w Mstowie nad Wartą Trichodrilus cernosvitovi Hrabĕ i Gianius aquedulcis Hrabĕ (Dumnicka, 2005, 2009).

Poziomy wodonośne trzeciorzędu i kredy Wyżyny Śląsko – Krakowskiej, zasilane na swych wychodniach głównie przez wody występujące w utworach czwartorzędowych, są drenowane głównie przez źródła występujące na ogół w dolinach rzek (A. Różkowski, 1991).