48 GEOLOGIJOS PAÞANGA Poþeminis vanduo, paslaptingai susidaræs ir susikaupæs poþeminiuose sluoksniuose (uolienø porose ir plyðiuose), lyg ir niekam netrukdydamas tûno gelmëse. Apie jo egzistavimà ir nuolatiná judëjimà byloja tik ðaltiniai ir poetø apdainuojami ðaltinëliai, upës, kurios iðdþiûtø, jeigu vasaros sausrø ir þiemos ilgalaikiø ðalèiø metu jø nemaitintø á jas sutekantis poþeminis vanduo. Ðiuos vandens hidrologinës-hidrogeologinës apytakos procesus gerai þino specialistai geologai ir hidrologai. Þino jie ir tai, kad nevaldomai judantis poþeminis vanduo gali padaryti daug þalos: uþpilti rûsius, ávairios paskirties seklius kasinius ir net gilias ðachtas, suformuoti nelaimes neðanèias nuoðliauþas, o daugiameèio áðalo zonose, prasiverþæs á þemës pavirðiø ir greit uþðaldamas, poþeminis vanduo ardo namø pamatus ir ant jø esanèius statinius. Negatyviø pasaulyje þinomø pasekmiø sàraðà galima bûtø tæsti. Lietuva lygumø kraðtas. Èia arti þemës pavirðiaus susidariusiø poþeminio vandens tëkmiø nuolydis nedidelis, vanduo teka maþesniu greièiu ir turi maþesnæ griaunamàjà jëgà. Giliau slûgsantis artezinis vanduo turi didesná slëgá, todël neapdairiai su juo elgiantis galima susilaukti nemaþø bëdø. Profesionaliai dirbantys specialistai þino, kaip vienu ar kitu atveju bûtina elgtis. Taèiau yra ir neapdairiai dirbanèiø, nors ir diplomus turinèø, specialistø. Tad galimi ir ávairûs negatyvûs jø veiklos padariniai. G.A. redakcija ðiame þurnalo numeryje spausdina geologo Petro Gedþiûno straipsná apie hidrogeodinaminius poþeminio vandens iðtakos ypatumus ir negatyvius atvejus, kurie ávyko dël nesugebëjimo ávertinti geologinës aplinkos situacijos, paþvelgti á geologiniø sàlygø visumà. Beje, dabar Lietuvoje ávairios paskirties græþiniø græþimu uþsiima daug ámoniø, kurioms licencijas iðduoda Lietuvos geologijos tarnyba, taèiau ar ámonëse yra pakankamai patyrusiø darbuotojø, nesidomi niekas. Petras Gedþiûnas, Lietuvos geologijos tarnyba HIDROGEODINAMINIÙ REIÖKINIÙ YPATUMAI POÛEMINIO VANDENS IÖTAKOS SRITYSE Anotacija Gedþiûnas P. Hidrogeodinaminiø reiðkiniø ypatumai poþeminio vandens iðtakos srityse//geologijos akiraèiai. ISSN 1392 0006. 2009, Nr. 3 4, 48 60 p. Atsitraukdami ledynai formavo mûsø kraðto ðalies reljefà. Jie paliko nemaþus kalvynus, daugybæ pavieniø kalvø ir aukðtumëliø. Vëliau pavirðinio vandens erozija iðvagojo þemës pavirðiø performavo ir regeneravo senslënius, suformavo naujus upiø slënius, eþeringus dubaklonius su raguvomis ir sausslëniais. Ðie kraðtovaizdá paávairinæ daug kur gilûs, staèiaðlaièiai eþeringi duburiai ir upiø slëniai, kai kur sausi ar uþpelkëjæ pakopiðkø ðlaitø kloniai bei kitos raiðkios pailgos neigiamos reljefo formos poþeminio vandens iðtakos sritys. Norint suvokti sudëtingus poþeminio vandens natûralius ir dël taikytø techniniø priemoniø atsiradusius poþeminio vandens iðtakà lemianèius procesus bei reiðkinius, bûtina gerai þinoti poþeminio vandens dinamikà. Strapsnyje poþeminio vandens iðtakos procesai aptariami Lietuvos hidrogeologiniø sàlygø pavyzdþiu, taèiau jie yra analogiðki visiems platforminio tipo arteziniams baseinams, kuriø pavirðiø sudaro ávairios genezës ledyninës nuogulos. Abstract Gedþiûnas P. Peculiarities of hydrogeodynamical phenomena in groundwater discharge zones. Geologijos akiraèiai. ISSN 1392 0006. 2009. No. 3 4, pp. 48 60. Retreating glaciers formed the relief of Lithuanian area; they left numerous hill ridges, single hills and elevations. Later, due to water erosion the surface was newly formed: the olden ice-marginal valleys recovered, new valleys or lake-rich depressions with ravines and dry valleys were formed. All these lakerich depressions, often deep and having steep slopes, as well as river valleys, dry or bogged hollows with terraced slopes and other distinct elongated negative forms of relief play a role of groundwater discharge zones. In order to understand the intricate natural and man-affected processes determining the discharge of groundwater, it is necessary to know well the groundwater dynamics. The paper deals with the groundwater discharge processes on the example of hydrogeological conditions of Lithuania, but they are common for all artesian basins of the platform type, where the land surface is composed of glacial deposits of different origin. Keywords: groundwater, groundwater discharge/recharge, filtration, groundwater level, hydrodynamics Received: 20 July 2009, accepted 31 August 2009 Lithuanian Geological Survey, Konarskio 35, LT 03123 Vilnius Tel.: 8~5 233 5605; e mail: petras.gedziunas@lgt.lt Lietuvos teritorija, esanti padidëjusio drëgnumo zonoje ir paskutiniojo skandinaviðkojo apledëjimo pakraðtyje, pasiþymi tankiu (0,99 km/km²) ir pakankamai sudëtingu pavirðiniø tëkmiø tinklu. Aukðtesnës kategorijos upës teka gerai iðsivysèiusiais neplaèiais ryðkiai terasuotais slëniais su menkai iðvystytomis salpomis. Lietuvoje ið viso priskaièiuojama apie 2,9 tûkst. vandens tëkmiø, ilgesniø kaip 0,5 km. Jø bendras ilgis siekia net 60 tûkst. km. Dar ðalyje tyvuliuoja 2 830 eþerø, kuriø plotas didesnis kaip 0,5 ha. Valstybinio geologinio kartografavimo duomenimis, 4 292 km²,
GEOLOGIJOS PAÞANGA arba 6,64 proc. ðalies teritorijos, uþima upiø slëniai, uþpildyti aliuvio sànaðomis, eþerams ir tvenkiniams tenka 987,7 km² (1,5 proc.) þemës pavirðiaus, pelkëms ir uþpelkëjusiems paþemëjimams dar 5 252,6 km² (8,13 proc.) (Guobytë, 1998). Taip pat þinoma, kad poþeminio vandens mitybos sritys (takoskyriniai, tarpupio plotai) atskiruose upiø baseinuose sudaro maþdaug 2/3 bendro baseino ploto, o iðkrovos sritys (pagrindinës upës ir intakø slënai, paslëniai, eþerø duburiai) apie 1/3 (Juodkazis, 2003). Visa tai poþeminëse hidrogeologinëse paslëninëse depresinëse struktûrose formuoja ir galimas hidrogeodinaminës rizikos zonas. Hidrogeodinaminës rizikos zonos Ðalyje yra susidaræs nemenkas þemës pavirðiø ir gelmes raiþantis bei besiðakojantis hidrodinamiðkai aktyviø zonø tinklas, labiau aprëpiantis upiø vidurupius ir þemupius, didesnius fliuvioglacialinius bei moreninius duburius. Daugeliui jø bûdingi ne tik dideli poþeminio vandens kiekiai, bet ir dideli jø spûdþiai, verèiantys ið gilumos kilti galingus vandens srautus þemës pavirðiaus link ir, susiradus palankias sàlygas, iðtekëti á pavirðiø. Natûraliomis gamtinëmis sàlygomis tokie procesai vyksta pastoviai ir retai sukelia nepageidaujamø reiðkiniø. Taèiau græþiant græþinius ar vykdant kasybos darbus hidrodinamiðkai aktyviuose slëniø (senslëniø) ruoþuose, ypaè ten, kur jie sutampa su paleoárëþiais, glacialinëmis rinomis ar eþeringais duburiais, galimi poþeminio vandens srautø proverþiai, netikëti poþeminio vandens iðsiverþimai, negatyvios pasekmës aplinkai. Jei græþimas vykdomas neapdairiai, komplikacijos (fontanavimas, mechaninë sufozija ir jà lydinèios antrinës nuoðliauþos, ágriuvos) daþniausiai galimos þemiau iðvardintuose geomorfologiniuose rajonuose: kalvotuose moreniniuose ir fliuvioglacialiniuose duburiuose (gilesniuose jø paþemëjimuose, ðlaitø zonose); fliuvioglacialinëse þemupinëse senslënio lygumose (atskirose þemiausiose jø vietose); paslëniø eroziniuose kalvynuose (didesnëse raguvose, griovose ir jø ðlaituose); dabartiniuose praplëstuose bei árëþtuose upiø slëniuose (daþniausiai vidurupinëse ir þemupinëse jø dalyse, didesnëse ðalies upëse ir aukðtesniø kategorijø intakuose); kitose ryðkesnëse neigiamose reljefo formose ir eþeringuose dubakloniuose (rinose), senslëniuose (ypaè ten, kur jie sutampa su paleoárëþiais, neotektoniðkai aktyviomis 49 linijinëmis zonomis, o glaciatektoniðkai ar kitaip iðjudintas birias nuogulas dengia tik sumenkusios vandensparos). Lietuvos upiø bei eþerø mitybos spûdiniu poþeminiu vandeniu intensyvumas (ið èia ir galimi jo proverþiai þemës pavirðiuje) pirmiausia priklauso nuo upës (eþero) padëties spûdinio vandens pjezometrinio lygio atþvilgiu. Galima iðskirti tris tipinius atvejus. Pirmuoju atveju eþerai, upës bei jø dalys, esanèios aukðèiau spûdinio poþeminio vandens pjezometrinio lygio, yra tarsi pakibusios neturi hidraulinio ryðio su spûdiniais vandeningaisiais sluoksniais ir jø vandeniu nëra maitinamos. Tokios sàlygos bûdingos skliautiniams Rytø Aukðtaièiø aukðtumø plotams (Luodþio ir Ðventosios aukðtupio eþerynas, Jaros Ðetekðnos baseinas), paèioms pietinëms pakilesnëms Dzûkø aukðtumos ir Dainavos lygumos dalims su iðkilia Viðtyèio Graþiðkiø kalvota morenine aukðtuma ir beveik visai Vidurio Þemaièiø aukðtumai. Tad atliekant græþimo darbus minëtose vietovëse maþai tikëtina, kad atidengus spûdiná vandeningàjá sluoksná græþinys fontanuos. Antruoju atveju vandens lygis upëje ar eþere yra þemiau spûdinio poþeminio vandens pjezometrinio lygio. Lietuvoje tokiø atvejø nëra itin daug. Tokiø upiø bei atskirø jø atkarpø daþniau pasitaiko Þemaièiø aukðtumos vakariniame ðlaite (Minijos vidurupis, Jûros aukðtupys ir vidurupis bei jø pagrindiniø intakø þemupiai su beveik visu Ðeðuvio baseinu, Dubysos slënis Bubiø Lyduvënø ruoþe), ðiaurës vakarinëje Baltijos aukðtumø pusëje ir ðiaurës rytinëse jos papëdëje (padrëkæs Ðirvintos ir Musës aukðtupys, Strëvos ir Verknës aukðtupiai, ið dalies jø vidurupinio, dalys, Ðeðupës su Kirsna ir Ûlos su Katra tarpupiai bei visas Ðeðupës þemupys, Sartø su Kriauna ir Þeimenio eþerynai, Dysnos su Birveta tarpupis). Èia, kirtus spûdiná vandeningàjá sluoksná dengianèià vandensparà, beveik visuomet ið græþinio trykð fontanas. Græþiant vandens proverþiø (fontanavimo) reikia tikëtis paèiame slënyje ir jo ðlaituose. Daþniausiai didesnë tikimybë vandens proverþiams yra akumuliacines aukðtumas supanèiø plynaukðèiø upiø slëniø ruoþuose. Treèiuoju atveju upës ar eþero lygis yra labai artimas spûdinio poþeminio vandens pjezometriniam lygiui. Upë ar eþeras tokiu atveju yra spûdinio vandeningojo sluoksnio drenaþo sritimi, ir pjezometrinis poþeminio vandens lygis palengva þemëja artëjant prie drenos. Tokiø upiø Lietuvoje yra daugiausia. Tai Ventos, Dubysos, Ðventosios, Þeimenos, Merkio, Nemuno ir Neries bei
50 GEOLOGIJOS PAÞANGA kitø tiesioginiø jø intakø slëniai ir jø prieigos. Ásigræþus á spûdiná tarpmoreniná vandeningàjá sluoksná, nedidelis vandens fontanas èia gali trykðti tik þemesnëse slënio terasose, taèiau ásigræþus á giliau slûgsanèius prekvartero spûdinius sluoksnius galima sulaukti ir galingesnio proverþio, ir aukðèiau iðkylanèio fontano. Bûdingi spûdinio poþeminio vandens proverþio atvejai Jau ankstesniais metais vykdant poþeminio vandens telkiniø paieðkà ir þvalgybà daug kur slëniuose ir didesniuose moreniniø masyvø tarpukalviø paþemëjimuose ne kartà buvo susidurta su galingais ir komplikuotais poþeminio vandens iðsiverþimais pro græþinio þiotis ar net izoliacijà praradusià uþvamzdinæ ertmæ. Staigø vandens iðsiverþimà ið gilumos kontroliuoti ir sustabdyti vien tik paprastu tamponavimo bûdu bûdavo gana sudëtinga net labai plaèiai naudotø sunkiø konstrukcijø (su keliomis metaliniø vamzdþiø apsauginëmis kolonomis) græþiniuose. Paminëtina, kad þvalgant stambius Maþeikiø, Telðiø, Ukmergës, Vilniaus (Pagiriø) poþeminio vandens telkinius prasidëjæs bei sunkiai valdomas fontanavimas (debitas 100 150 m³/h) kai kuriuose græþiniuose buvo nutrauktas tik pakëlus filtrinæ kolonà ir panaudojus atviros græþskylës giluminá sprogdinimà (specialø torpedavimà) dengianèios vandensparos ir spûdinio vandeningojo sluoksnio kontakto zonoje. Ypaè pavojingas yra vandens fontanavimas per atvirà, t.y. dar nesutvirtintà apsauginiais vamzdþiais græþiná. Já sustabdyti bûna sunku, o kartais ir techniðkai sunkiai ámanoma ar net nerekomenduojama. Atsivërusios pavirðiuje iðplovos (be apsauginiø vamzdþiø) ertmës tamponavimas, taip bandant sustabdyti pajëgø kylantá spûdiná srautà, gali sukelti net naujus vandens proverþius kitose slënio ar ðlaito vietose (Satkûnas, Gedþiûnas, 2009). Pastaruoju metu, naudojant progresyvià græþybos árangà, lengvus ir chemiðkai inertiðkus termoplastinius polivinilchloridinius (PVC) apsauginius vamzdþius ir daþniausiai árengiant tik seklius individualios vandens gavybos græþinius, deja, tokiø komplikuotø hidrogeologiniø ávykiø neiðvengiama ir jø net daugëja. Pagrindinës to prieþastys, matyt, yra kelios, bet esminë bûtø neapdairumas. Daug kur vaizdingiausiuose kraðtovaizdþiuose (slëniuose, apyeþerëse) vyksta sunkiai reguliuojamas atkuriamø viensëdijø, naujai statomø kaimo turizmo ir poilsiniø sodybø bumas, labai drastiðkai pertvarkant supanèià gamtinæ aplinkà. Nepagrástais inþineriniais sprendimais pleèiama urbanizuota infrastruktûra (græþiami græþiniai, klojami vandentiekio ir valymo árenginiø tinklai, árengiami net kaskadiniai tvenkiniai, kitos paskirties kasiniai ðalia èia esanèiø upokðniø ir ðaltiniuotø ruoþø, kitose silpnose ðlaito ir griovø vietose) gali nelauktai sukelti nepageidaujamø hidrogeologiniø ávykiø. Neleistina, kai hidrogeologiðkai jautriose ar praktiðkai paèiuose poþeminio vandens iðkrovos þidiniuose græþimas iki pat projektinio gylio neretai vykdomas net be elementariausios privalomos pradinës nukreipiamosios kolonos motyvuojant tuo, kad tai þvalgomasis græþimas (tokio græþimo bûdo nenumato LAND 4 99 Græþiniø vandeniui tiekti ir vandens ðiluminei energijai vartoti projektavimo, konservavimo bei likvidavimo tvarka, 2008 ). Problemø sukuria ir paprasèiausias græþimo technologijø nepaisymas bei ignoravimas, netinkama vandeningøjø sluoksniø izoliacija. Daugeliu atvejø praktiðkai nenaudojamas racionalus uþvamzdinës ertmës ar nors kolonos antgalio cementavimas. Pasitaiko ir vadinamosios makalavimo rutuliniu ar sraigtiniu gràþtu þemës gelmëse metodikos, kuri labai patogi, priimtina ir gana daþna neatsakingai dirbanèiose græþimo bendrovëse. Daþnai gilesnë 30 50 m aukðèio ðlaitais áduba ar upës slënis, kai kur dar sutampantys su paleoárëþiais, yra labai intensyvios gamtinës poþeminio vandens iðtakos drenos. Spûdis arèiau upës vagos ar slënio dugno yra þemiausias, nes èia poþeminis vanduo suteka á pavirðines tëkmes. Ðlaituose spûdis bûna aukðtas, net keliø metrø virð þemës pavirðiaus. Todël net ir nedaug paþeidus gamtiná hidrogeodinaminá poþemio reþimà tokioje vietoje galima sulaukti neprognozuojamø geologiniø ávykiø sufoziniø iðplovø, ðlaitø deformacijø, intensyvios erozijos. Deja, tokiø negatyviø hidrogeologiniø ávykiø, prasidedanèiø dël neapdairios kasybos ar græþybos darbø slëniuose, pastaruoju metu ávyksta vis daugiau ( Aukðtadvario, Stakliðkiø, Semeliðkiø apylinkiø, kitø vietoviø). Semeliðkiø Rudaukos sodybos atvejis. 2007 m. neapdairiai dirbant ar tvarkant perstatomos sodybos aplinkà Rudaukos km. (Semeliðkiø seniûnija), kasimo ar galbût net átariamo nelegalaus græþimo metu suardþius paèius virðutinius dengianèius vandensparinius sluoksnius Strëvos erozinëje paðlaitëje, buvo dirbtinai sukeltas smarkus ir komplikuotas poþeminio
GEOLOGIJOS PAÞANGA 51 1 pav. Su Strëvos senslëniu ir paleoárëþiais susijusi intensyvi poþeminio vandens iðtakos sritis Semeliðkiø apylinkëse: kvartero danga: 1 vandens srautø suklostytos birios vandeningosios nuogulos (ávairus smëlis, þvirgþdas gargþdas), 2 silpnai laidûs tarpsluoksniai (aleuritas, sapropelis, priesmëlis), 3 ledyno paliktas vandensparingas moreninis priemolis ir priesmëlis, 4 biogeninës nuosëdos (durpë, dumblas), 5 deliuvio sànaðomis padengtas ruoþas (miðrus molingas gruntas). Prekvartero nuosëdiniai sluoksniai: 6 terigeniniai vandeningieji sluoksniai (smulkus smëlis), 7 molingos vandensparos ir silpnai laidûs tarpsluoksniai (molis, aleuritas), 8 molingos karbonatingos vandensparos (mergelis, gipsingas dolomitas); kiti þenklai: 9 hidrogeologinio ávykio vieta Rudaukos km., 10 kvartero vandeningosios sistemos pjezometrinis lygis, 11 poþeminio vandens srûvos ir infiltracijos kryptys virðutinëje kvartero storymës dalyje, 12 græþinio darbinë dalis (filtras) ir vandens spûdis: kairëje vandens mineralizacija, g/l, deðinëje savitasis debitas, l/s, 13 tektoninis lûþis. Fig. 1. An intensive groundwater discharge zone related to Strëva ice-marginal valley and palaeo-incisions in the environs of Semeliðkës: the Quaternary: 1 loose water-bearing deposits bedded by water streams (various sand, gravel/pebble), 2 aquitard beds, slightly permeable (aleurite, sapropel, sandy loam), 3 aquiclude deposits (till loam and sandy loam) left by glaciers, 4 organic deposits (peat, silt), 5 deluviumcovered bed (mixed clayey ground); the Prequaternary: 6 terrigenous aquifers (fine sand), 7 clayey aquicludes and weakly permeable beds (clay, aleurite), 8 clayey-calcareous aquicludes (marl, gypsum dolomite); other signs: 9 a site of a hydrogeological event in the village of Rudauka, 10 piezometric level of Quaternary water-bearing system, 11 groundwater flows and recharge direction in the Quaternary part of the layers, 12 borehole working part (filter) and water pressure: left solid content (g/l), right safe yield (l/s), 13 tectonic fault. vandens prasiverþimas (fontanavimas) (1 pav.). Apie jo apgailëtinas, nelauktai sukeltas stichines pasekmes ir ðiandien liudija beveik apleistas, deformuotomis sienomis (neiðgriuvo tik todël, kad suræsta ið ràstø) statinys. Já ir ðiandien ið visø pusiø drëkina sumenkæ beveik iðsklaidyti, bet vis dar ið gelmës besiverþiantys ir iðgrauþomis vangiai srovenantys vandens su maurais srautai (2 pav.). Staigø poþeminio vandens prasiverþimà þemës pavirðiuje sustabdyti buvo labai sudëtinga, nes vandenspara, dengusi spûdiná vandeningàjá sluoksná, buvo labai silpna. Pateiktame hidrogeologiniame pjûvyje iðsiskiria platus (0,8 1,5 km) ir giliai ásirëþæs (iki 105 110 m NN) Strëvos aukðtupio senslënis, savo geologinæ kilmæ paveldëjæs ið èia pat poþemyje
52 GEOLOGIJOS PAÞANGA 2 pav. Rudaukos kaime palei deformuotà namà sumenkusiu srautu vis dar verþiasi poþeminis vanduo. Fig. 2. Groundwater still flowing from under the deformed house in Rudauka Village. tûnanèio gilaus ir iðtisai smëlingomis vandeningomis nuogulomis uþpildyto paleoárëþio, kertanèio beveik visà kvartero dangà iki 80 130 m gylio. Jis lyg didþiulis hidrogeodinamiðkai aktyvus labai laidaus vandeniui smëlio þvirgþdo pleiðtas, geologiniø jëgø ákaltas á tvirtus vandensparingos morenos sluoksnius. Jis suardë jø vientisumà ir plaèiai atvërë þemës gelmes intensyviai poþeminio vandens apykaitai tarp ávairiø sluoksniø, atviram drenavimuisi ðaltiniuotais ruoþais ar á pavirðines tëkmes. Matyt, nelabai apsiriksime ðios sudëtingos hidrogeologinës struktûros atsiradimà priskirdami net ir prieðkvarteriniams tektoniniams judesiams, kuriø atspindys lûþiai prekvartero uolienose. O tai sudaro ypaè palankias sàlygas krituliø infiltracijai smëlingiausioje virðutinëje (iki 70 80 m storio) nuosëdinës dangos dalyje, suklotoje virð labiau iðlaikytos þemiau slûgsanèios Þemaitijos (giiþm) pagrindinës morenos daugelyje vietø uþ Strëvos slënio ribø. Tuomet daug kur sutampanèiose kloninëje ir paleoárëþio zonoje susidaro vientisa iðtakos grandis vandens judëjimas aukðtyn. Pajëgus ir dinamiðkas regioninis poþeminio vandens srautas nuo Aukðtadvario Beiþioniø skliautiniø pakilumø krypsta á ðiauræ ðiaurës rytus Neries vidurupio link, lokaliai iðsikraudamas palei visà ágilintà, drëgnokà bei uþdurpëjusá, o kai kur dar ir patvenktà Strëvos slëná su Bagdanoniø, Elektrënø mariø tvenkiniais. Kvartero vandenspûdinës sistemos pjezometrinis lygis ðiame rajone minëta kryptimi paþemëja apie 30 40 m, apytikriai nuo 150 m NN (Èiþiûnai, Noðkûnai) iki 100 120 m NN (Elektrënai), lokaliai depresiðkai ádubdamas ir ties Semeliðkëmis iki 110 120 m NN platokame Strëvos slënyje. Palei Strëvà besidriekianèioje lokalioje vandens iðtakos srityje vyksta sudëtingi vandens spûdþio persiskirstymo ir vertikalaus drenavimosi ið gilumos procesai per ávairios litologinës sudëties ir laidumo sluoksnius. Þemës pavirðiui nuo vyraujanèiø paaukðtëjimø slënyje paþemëjus net apie 50 m, atsiranda labai palankios sàlygos poþeminio vandens iðtakai per galimas natûralias hidrogeologines nedarnas ar dirbtinai paþeidus labai menkas dengianèias vandensparas. Tokia ypaè hidrogeologiðkai jautri dirbtiniam paèios virðutinës izoliuojanèios vandensparos paþeidimams vieta yra ir Strëvos paðlaite nusidriekusio Rudaukos kaimo ir paminëtos vandeniu paplûdusios sodybos þemës sklypo aplinka. Sodyba yra slënio ðlaite, jà ið abiejø pusiø supa ið èia pat esanèiø sufoziniø cirkø iðtekantys upokðniai. Ðioje vietovëje palei visà Strëvos paslëná gausu ðaltiniuotø ruoþø, matyti senesniø ðaltiniø buvimo ir ðlaito nuogriûvø vietos. Inþinerine geologine hidrogeologine prasme ji yra labai nestabilioje, dinamiðkoje ir labai palankioje ðiuolaikiniams geologiniams procesams atsirasti vietoje, t.y. statokame eroziniame ðlaite, iðvagotame liekaniniø iðplovø, nedideliø griovø bei iðnaðø kûgiø, praeityje taip pat atsiradusiø dël poþeminio vandens iðsiverþimø, ðaltiniavimo ir kitos jo ardomosios veiklos.
GEOLOGIJOS PAÞANGA Ávykus netikëtam hidrogeologiniam ávykiui, smëlingame poþemyje labai greitai pradëjo vystytis mechaninës sufozijos (smëlingø daleliø iðneðimo) procesai. Vykstant bei intensyvëjant sufozijai, dar labiau sumenko deliuvio dariniø ir po juo esanèio moreninio priemolio sluoksnio atsparumas. Didëjant jø plyðiuotumui galbût net prasidëjo priemolio luistavimasis ir ágriuvimas. Vietiniø gyventojø pasakojimais, kartais girdëjosi net duslus dundesys po þeme, ir po to dar labiau padidëjo vandens verþimasis ið poþemio. Þemiau namo esantis ðlaitas nuklotas labai dideliu iðneðto smëlio kiekiu. Atsirado antriniø vandensparinës dangos paþeidimo þidiniø ir kitose vietose, aukðèiau ðlaite. Sustabdþius fontanavimà pradinio ávykio vietoje, prieðingoje namo pusëje jau buvo atsivërusi nauja antrinë, net 6 7 m gylio ágriuva, pilna per jos kraðtus iðtekanèio vandens, susidarë nusëdimo plyðiø, nuoðliauþos bei ðaltiniuotas ruoþas toliau nuo pastato esanèiame ðlaite. Rudaukos gyventojus netikëtai iðgasdinusio ir sugluminusio komplikuoto hidrogeologinio ávykio vystymosi scenarijus pabandytas atkurti grafiðkai (3 pav.). Akivaizdu, kad vien tik þmogaus dëka sukelta vadinamoji ekologinë nelaimë, kaip jà bando ávardinti sodybos ðeimininkai bei juos uþjauèiantys kaimynai, nëra iðskirtinë. Namas pastatytas ant labai neatsparaus molingo priesmëlingo deliuvinio ir skeldiðkos morenos grunto (div, giiibl). Þemiau ir negiliai po ðiuo plonu maþai laidþiu (vandensparingu) pagrindu iðkart slûgso smarkiai apvandenintas su aukðtu hidrostatiniu slëgiu, pajëgus fluvioglacialinio smëlio (f, ftiiibl, fiiigr) vandeningøjø dariniø kompleksas, kuriame èia pat esanèioje kloninëje iðtakos srityje susilieja tranzitinis ir nuo aukðtumø, ið mitybos srities pusës atitekantis bei ið gilumos inversiðkai pradëjæs verþtis srautai. Senslënyje padidëjus gelmiø geologiniam atvirumui, jie lengvai nusidrenuoja á Strëvà ar vietomis nesunkiai prasiverþæ kylanèiais ðaltiniais per labiau dislokuotas morenos vietas nuteka trumpais, bet neiðsenkanèiais ir srauniais geleþingais upokðniais. Spûdinio vandens pjezometrinis lygis paèiame slënyje yra artimas upës vandens lygiui, o tolstant nuo Strëvos, paðlaitëje ir ðlaituose, gali bûti pakilæs aukðtokai virð jø. Gamtinëmis sàlygomis net ir nestori dengiantys deliuvio ir moreninio priemolio sluoksniai daug kur slepia pastebimesná ðlaitø ðaltiniavimà. Ðaltiniai iðsikrauna tik atskiruose aktyviuose taðkuose, prie Rudaukos eroziná ðlaità iðraiþiusiose gilesnëse griovose bei didesniuose sufoziniuose cirkuose, dabar jau 53 baigianèiuose apaugti juodalksniais. Èia neatsargiai paþeidus minëtø riðliø sluoksniø menkà izoliaciná ir nusistovëjusio hidrogeodinaminio reþimo stabilumà, vandens proverþis su intensyvia mechanine sufozija vyko ir progresavo ne tik pradinio þidinio vietoje, bet neilgai trukus apëmë daug platesnæ poveikio zonà biriose ir riðliose nuogulose, sukeldamas antrinius negatyvius ávykius (spëjamà morenos skilinëjimà ir luistavimasá, ágriuvø susidarymà, kitø naujø versmiø atsivërimà (3 pav. B, C). Ádomus, nors ir negatyvus, o namo ðeimininkams net skaudaus hidrogeologinio ávykio akcentas tamponavus netikëtai atsivërusios pirminës fontanuojanèios ágriûvos ertmæ ir sumaþinus vandens proverþá, po daug aukðèiau namo ðlaito gubriuko pakilime auganèia ðimtamete liepa iðsiverþë dar vienas naujas ðaltinëlis, prie pat jos kamieno þemës pavirðiun iðsprûdæs palei galingo medþio ðaknis. Pulsuojant vandens srautams ir ieðkant patogesnio kelio ið gelmiø, vanduo greit atsirado ir taip pat greit dingo. Dabar buvusià versmæ prie kuplios liepos primena tik nedidelë uþgriuvanti duobutë. Aukðtadvario Verknës slënio atvejis. 2008 m. panaðiomis aplinkybëmis esant beveik iðtisai kvartero dangà kertanèiam paleoárëþiui, vykdant inþinerinio statinio zondavimo tyrimus pamatø konstrukcijoms projektuoti (palyginus net labai menko skersmens specialiu inþineriniu zondu), buvo sukeltas netikëtas poþeminio vandens prasiverþimas (debitas apie 60 m³/h) deðiniajame Verknës slënio ðlaite, Aukðtadvario nuotëkø valymo árenginiø aikðtelëje. Inþinerinius geologinius tyrimus vykdë UAB Kelprojektas. Netikëtas poþeminio vandens prasiverþimas ávyko ir pastebëtas buvo ne iðkart. Fontanavimas per atvirà zondo græþskylæ prasidëjo kiek vëliau. Ties ðia dël þmogaus veiklos atsiradusia maþo skersmens hidrogeodinamiðkai aktyvia skylute pradëjo koncentruotis ið gilumos kylantis spûdinis srautas. Dël poþeminio vandens iðtakos hidrodinaminëje sistemoje sumaþëjo hidrostatinis spûdis, prasidëjo mechaninë sufozija, tai pakeitë dengianèios vandensparos savybes, t.y. ji prarado atsparumà. Ávykio metu buvo smarkiai iðplautas nuotëkø valyklos aikðtelës ðlaitas, buvo paþeistas komunikacinis vamzdynas ir ðuliniai, o smëlingas gruntas nuplautas á aeracijos tvenkiná (sësdintuvà). Po mënesio vël visiðkai panaðus poþeminio vandens fontanavimas neapdairiai buvo sukeltas netoli (apie 400 m) nuo valymo árenginiø esanèioje individualioje valdoje A. Mickevièiaus g. 9. Èia poþeminio vandens gavybai græþiná
54 3 pav. Principinë negatyviø hidrogeologiniø reiðkiniø ir jø pasekmiø raidos schema (Rudaukos km., Semeliðkiø seniûnija): A hidrogeologinë situacija esant natûraliam hidrogeodinaminiam reþimui; B poþeminio vandens srauto formavimasis paþeidus natûralø hidrogeodinaminá reþimà; C poþeminio vandens srauto dinamikos kaita progresuojant jo iðtakai (fontanavimui) ir intensyvëjant mechaninei sufozijai. Virðutinës kvartero dalies nuogulos ir fontanavimo sukelti geologiniai procesai: 1 riðlûs deliuvio dariniai (miðrûs priemolio, priesmëlio ir molingi gruntai); 2 pelkiø nuosëdos (durpë, sapropelis); 3 vandeningosios nuogulos (ávai- GEOLOGIJOS PAÞANGA Fig. 3. A scheme of developing negative hydrogeological phenomena and their consequences (Rudlauka Village, Semeliðkës Neighbourhood): A hydrogeological situation under the natural hydrogeodynamical regime; B groundwater flow formation under the affected natural regime; C variation of groundwater flow dynamics with increasing discharge (streaming) and intensifying mechanical suffusion. Deposits in the upper part of the Quaternary layer and geological processes caused by the streaming: 1 cohesive deluvium (mixed loam, sandy loam and clayey ground), 2 bog deposits (peat,
GEOLOGIJOS PAÞANGA rus smëlis, þvirgþdas); 4 moreninës vandensparos (priemolis, priesmëlis); 5 mechaninës sufozijos paveiktos zonos biriose smëlinëse, maþiau atspariose deliuvinëse bei moreninëse nuogulose; 6 atsiradusios padidëjusio plyðiuotumo zonos vandenspariniuose dariniuose; 7 nuoðliauþø, ágriuvø susidarymas; 8 sufozijos pasekoje spëjamas moreninës perdangos skilinëjimas, luistavimasis; hidrogeologiniø ir hidrogeodinaminiø procesø elementai: 9 poþeminio vandens pjezometrinis lygis; 10 srauto kryptis; 11 iðsiliejantis poþeminis vanduo ir nuotëkis þemës pavirðiumi; 12 uþpildytø vandeniu smegduobiø formavimasis; 13 tamponuota ir gruntu uþpilta iðplova; 14 pradinio hidrogeologinio ávykio vieta; 15 intensyviø fontanavimo ir sufozijos procesø sukeltø antriniø geologiniø hidrogeologiniø ávykiø ruoþas; I pradinë hidrogeologiniø reiðkiniø vieta; II antrinës hidrogeologiniø reiðkiniø vietos. bandë árengti UAB Eldeiromas pagal UAB Geopra parengtà ir suderintà projektà. Atsivërusios spûdinio vandens dirbtinës versmës su intensyviu sufoziniu smëliavimu neðmenis suplovë á NATURA 2000 saugomà gamtinæ buveinæ Verknës senvagæ. Nelauktai susidariusiose avarinëse situacijose abiem atvejais buvo pasielgta gana tinkamai. Susidariusiø galingø poþeminio vandens iðkrovos þidiniø (be apsauginiø vamzdþiø) nebandyta uþpilti gruntu ar tamponuoti. Ásiverþæs poþeminis vanduo buvo pakoreguotas tik pavirðiniu drenaþu nukreipiamaisiais vamzdþiais, fontanuojanèius spûdinius srautus (debitai 60 80 m³/h), sutvarkius aplinkà, nuvedant á ðalia iðkrovos þidiniø esanèias pavirðines tëkmes (ðaltiniuotà upokðná ir Verknës senvagæ). Matyt, galima tikëtis, kad fontanuojanèio srauto debitas maþës ir laikui bëgant græþskylës natûraliai uþaks (4 pav.). Aukðtadvaryje, ásikûrusiame tarp ðiaurëje esanèiø kraðtiniø glacialiniø pakilumø, o pietuose ágilinto Verknës senslënio, formuojasi sudëtingos dinamikos poþeminio vandens srautai, iðsikraunantys Verknës upëje. Verknës senslënis yra intensyvi poþeminio vandens iðtakos sritis, kuri formuoja ir koreguoja ne tik gruntinio vandens, bet ir beveik visos kvartero hidrodinaminës sistemos spûdþiø situacijà. Visa gyvenvietës teritorija, kaip ir artimesnës jos apylinkës, priklauso paskutiniojo Baltijos stadijos ledyno sànaðavimo zonai. Èia þemës pavirðiuje yra labai maþai moreniniø dariniø, bet plaèiai iðplitæ smëlingos fliuvioglacialinës ledyno pakraðèio tirpsmo bei prieledyniniø vandens srautø (ftiiibl, fiiibl) nuogulos. Kraðtinë ir pagrindinë morenos (gtiiibl, giiibl) paèioje miestelio teritorijoje aptinkamos tik palei Vilniaus ir Technikumo gatves ir toliau ðiaurës vakarø kryptimi nuo jø, netoli Mergiðkiø kalvyno. 55 sapropel), 3 water-bearing deposits (various-grained sand, gravel), 4 till aquicludes (loam, sandy loam), 5 zones affected by mechanical suffusion in loose sand and less stable deluvium and till deposits, 6 densely fissured zones formed in the aquicludes, 7 formation of landslides and sinks, 8 apparently suffusion-caused splitting of the till cover; elements of hydrogeological and hydrogeodynamical processes: 9 groundwater piezometric level, 10 flow direction, 11 groundwater discharged and flowing on land surface, 12 formation of sinkholes filled with water, 13 washout plugged and filled with ground, 14 site of primary hydrogeological event, 15 zone of secondary geological/hydrogeological events cause by intensive streaming and suffusion; I initial site of the hydrogeological phenomena; II secondary site of hydrogeological events. Kai kur jos fragmentiðkai driekiasi ir paèiu senslënio paslëniu, kitur jø beveik nerasime. Didesne dalimi jos sudarytos ið 2 25 m storio riedulingo rudo moreninio priemolio, priesmëlio su daþnais, kartais sujauktais smëlio þvyro tarpsluoksniais. Nuo Mergiðkiø kalvyno pusës á Verknës senslëná centrine gyvenvietës dalimi platëjanèiai leidþiasi nuoþulnokas (160 140 m NN) sausslënis, kurio aðinë ir labiausiai ádubusi dalis nuo Bariðavos viensëdþio palei kartodromà ir þemës ûkio mokyklos stadionà tæsiasi net iki Verknës paðlaitëje susidariusio ðaltiniuoto ruoþo, ðalia græþimo sukeltø besiverþianèio vandens þidiniø. Sausslënis yra pakankamai atviras krituliø infiltracijai, o tik retai iðplitæ menki ir sporadiðki maþai laidûs aleuritingi posluoksniai beveik visiðkai nesudaro kokio nors reikðmingesnio izoliuojanèio barjero tarp gruntinio ir spûdinio vandens. Dël jø tarpusavio labai glaudaus tiesioginio hidraulinio ryðio net didesniame gylyje esanèiose fliuvioglacialinëse nuogulose besiformuojantis poþeminis vanduo èia ágauna tik nedidelá spûdá. Gruntinis ir silpnai spûdinis vanduo ðioje vietoje sudaro vieningà jungtiná vandeningàjá sluoksná, kuris susiformavo á bendrà tëkmæ susiliejus nuo pakilumø atitekantiems srautams. Sudëtingos hidrodinaminës sistemos srautus, turinèius skirtingus vandens lygius bei spûdþius, drenuoja Verknë. Aukðtadvario nuotekø valymo árenginiø aikðtelës teritorijoje ir privaèioje valdoje susidaræ aktyviai fontanuojantys þidiniai yra panaðiose (apie 128 ir 126 m NN) nuoþulnëjanèio ðlaito altitudëse. Pakankamai vienoda ir jø vietø ðlaito geologinë hidrogeologinë sàranga. Èia po ðlaite iðlikusia nestora morenos vandenspara, maþdaug nuo 10 13 m gylio (apie 110 114 m NN) slûgsanèio smëlio þvyro sluoksnyje susikaupæs spûdinis vanduo, kurio pjezometrinis lygis priklausomai nuo ðlaito vietos
GEOLOGIJOS 56 PAÞANGA A 4 pav. Spûdinio vandens iðsiverþimo Aukðtadvaryje ûkinës pasekmës: A poþeminis vandens iðplautas Aukðtadvario nuotëkø valymo árenginiø aikðtelës smëlingas ðlaitas ir komunikacinis vamzdynas; B ið atviros græþskylës plûstantis vanduo nukreiptas á Verknës senvagæ. Fig. 4. Consequences of groundwater outburst in Aukðtadvaris: A groundwater eroded the wastewater plant area s sandy slope around the pipeline; B water from the open borehole directed to Verknë oxbow. B altitudës ir atstumo iki upës stebimas 110 135 m NN aukðèiuose. Arèiau upës vagos jis yra þemesnis, o ðlaituose, iðlikus þenkliam spûdþiui ir jei bûtø paþeista vandenspara, gali net kelis metrus pakilti virð jø pavirðiaus. Todël bet kokie geologiniai tiriamieji ir græþybos darbai, net vykdomi nenusiþengiant metodinëms technologinëms nuostatoms, tokioje lengvai paþeidþiamoje ðlaito ar slënio vietoje visuomet gali sukelti nelauktø komplikacijø. Taip ir ávyko Aukðtadvaryje, Verknës senslënio ðlaite. Smarkiau paþeidus nusistovëjusá gamtiná
GEOLOGIJOS PAÞANGA 57 5 pav. Hidrogeodinaminës situacijos kaita Aukðtadvario ir Verknës slënio aplinkoje iðsiverþus nevaldomiems poþeminio vandens srautams: vandeningieji ir vandenspariniai sluoksniai bei jø litologinë charakteristika: 1 birûs smëliniai vandeningieji sluoksniai (SDo dulkingas smëlis, SMo molingas smëlis, SD ávairus dulkingasis smëlis, ÞD dulkingasis þvyras, tiv [indek.] piltas gruntas); 2 maþai laidûs molingi gruntai (DL dulkis maþai plastiðkas (aleuritas, molis); 3 vandensparingi sluoksniai (ML molis minkðtai plastingas ir pusiau kietas, moreninis priemolis ir priesmëlis); kiti þenklai: 4 inþinerinis geologinis græþinys ir apvandenintø nuogulø intervalas; 5 ðachtinis ðulinys ir vandens stulpo dydis; 6 sausas ar iðsekæs ðulinys; 7 atviras, apsauginiais vamzdþiais neizoliuotas fontanavimo þidinys; 8 infiltracinio bei gruntinio vandens srauto kryptis; 9 vyraujanti spûdinio vandens srauto ir iðtakos kryptis; 10 gamtinis gruntinio vandens lygis prieð fontanavimo pradþià; 11 dël fontanavimo kritæs gruntinio vandens lygis; 12 spûdiniø sluoksniø pjezometrinis lygis; 13 pjezometrinio lygio paþemëjimas dël vandens fontanavimo. Fig. 5. Changes in hydrogeodynamical situation in the environs of Aukðtadvaris and Verknë valley after uncontrolled groundwater outbursts: aquifers and aquicludes and deposit lithology: 1 loose sand aquifers (SDo dusty sand, SMo clayey sand, SD various dusty sand, ÞD dusty gravel, tiv filled ground); 2 low permeable clayey deposits (DL dust of low plasticity (aleurite), clay); 3 aquicludes (ML soft plastic or semi-hard clay, till loam and sandy loam); other signs: 4 engineering geological well and interval of water-bearing deposits; 5 dug well and water column size; 6 dry or depleted well; 7 open flowing unisolated by protective pipes; 8 flow direction of recharged and shallow groundwater; 9 prevailing direction of confined water flow and discharge; 10 shallow groundwater table before the start of the outburst 11 water rise-caused fall in shallow groundwater table; 12 piezometric level of confined aquifers and 13 fall in piezometric level due to groundwater rise. poþeminio vandens hidrodinaminá reþimà ðlaite, pakankamai greitai sulaukta kitø esminiø bei komplikuotø pokyèiø ir virððlaitinëse zonose. Pastovi bendra apie 140 m³/h (arba 3,4 tûkst. m³/d) dirbtinë iðkrova, prilygstanti nemenko pajëgumo vandenvietës debitui, þenkliai pakoregavo spûdþio ir vandens lygiø persiskirstymà nemaþoje hidrogeologinëje trimatëje erdvëje. Ilgai netrukus fontanavimas aukðtadvarieèiams sukëlë labai opià problemà ir nepatogumø ðuliniuose dingo vanduo (5 pav.). Fontanavimo sukeltà vandens lygio kritimà ir ðuliniø iðsekimà pakankamai realiai atspindi 5 paveiksle pateiktas hidrogeologinis pjûvis su poþeminio vandens srauto dinamikos elementais. Pjûvis sudarytas pagal tiesioginiø tyrinëjimø (matavimø) ðuliniuose duomenis probleminëje miestelio zonoje. Pastebëta, kad, kritus vandens lygiams, nuseko ne sekliausi, bet gilesni (7 8 m) ðuliniai, kuriuose, gyventojø teigimu, vandens visuomet bûdavo net per sausras. Ir atvirkðèiai, atlikus matavimus maþesnio gylio ðuliniuose pastebëta, kad juose iðliko nemaþai vandens. Nusekæ
58 gilesni ðuliniai labiau nutolæ nuo abiejø avariniø iðkrovos þidiniø, nei su vandeniu iðlikæ artimesni ðuliniai. Todël toká maþai dësningà vandens lygio þemëjimà ir ðuliniø iðsekimà tik tam tikrame lokaliame plote vargiai bûtø galima traktuoti vien tik nepalankiais meteorologiniais veiksniais bei su tuo susijusiais ekstremaliais sezoniniais gruntinio vandens lygio kitimais. Lauko matavimais nustatyta, kad pirmiausia dësningai vanduo ðuliniuose krito sausslënyje, kur gruntinio ir spûdinio vandens lygiai susilieja bendrame silpnai spûdiniame sluoksnyje, neturinèiame nors kiek þenklesniø skirianèiø vandensparø. Dël fontanavimo kritus vandens spûdþiui ðlaite, vandens lygis apie 2 3 m paþemëjo ir labai glaudþiais hidrauliniais ryðiais su fontanuojanèiais þidiniais susijusioje kiek gilesnëje fliuvioglacialiniø nuogulø dalyje. Kai seklesniuose ðuliniuose, kur aslà sudaro aleurito sluoksnis, kaptaþinis fontanavimo poveikis nëra tiesioginis ir spûdþio kritimo persiskirstymas juos pasiekia ar veikia pavëluotai, t.y. ne vientisu iðrûðiuoto smëlio sluoksniu, bet hidrauliðkai aplinkiniu keliu, labiau uþdaromis ir izoliuotomis sudëtingomis atskirø tarpsluoksniø ir læðiø sistemomis. Bûtent todël juose ir buvo iðvengta vandens nusekimo. Didesnio poveikio jø vandeningumui gali nebûti ir ateityje. Hidrogeologinës informacijos analizë parodë, kad pakankamai pagrástai ðuliniø iðsekimà Aukðtadvaryje galima susieti tik su ávykusio avarinio poþeminio vandens fontanavimo pasekmëmis. Verknës senslënio Stakliðkiø apylinkëse atvejis. Verta paminëti ir Gripiðkës kaime kasant tvenkiná ávykusá hidrogeologiná ávyká. Ties Stakliðkëmis, ið ðiaurës ir ið pietø ribojamas iðkiliø (140 200 m NN) Kruonio bei Butrimoniø kalvotø moreniniø pakilumø, nuoþulnëdamas vakarø kryptimi atsiveria platokas, þenkliai ádubæs (iki 75 80 m NN) Gripiðkiø moreninis duburys. Jo viduriu vinguriuoja Verknës vidurupio tekmë. Raiþyto reljefo duburys ir poledynmeèiu performuotas Verknës senslënis daug kur pavirðiuje ir ðlaituose molingas bei aleuritingas, o tai trukdo poþeminiam vandeniui laisvai sutekëti á upæ. Matyt, didesniø poþeminio vandens iðtakos þidiniø yra paèioje upës vagoje bei atskirose jos padrëkusios salpos álomëse. Atvira poþeminio vandens iðkrova vyksta kairiajame Obelties krante, apie 500 m nuo Verknës vagos (arba apie 3 km pasroviui nuo apraðomo hidrogeologinio ávykio vietos), kur susiformavæs kylanèio mineralinio vandens ðaltiniø ruoþas. Èia iðteka vadinamieji Þiupos ðaltiniai GEOLOGIJOS PAÞANGA (Stakliðkiø mineralinio vandens ðaltiniai), prasiverþiantys ðalia nedidelës Vermëtos pelkutës. Ið jø trykðta gilesniø spûdiniø sluoksniø kupoliðkai kylanèio srauto padidëjusios mineralizacijos (2,3 6,0 g/l) vanduo. Tvenkiná bandyta kasti kairiakranèio Verknës ðlaito álomëje. Ið pirmo þvilgsnio matyti, kad tai kaþkada buvusios pavirðinës tëkmës lëkðtas sausas slëniukas (suformuotas nuotëkio nuo ðlaitø ar net ankðèiau buvusiø ðaltiniø vandens), dabar maþdaug uþ 300 m atsiremiantis á melioracijos griová. Apie 600 m ilgio griovys nuvestas á Verknæ apie 75 76 m NN bazinëje altitudëje kairiajame krante patenka á jos vagà. Bandant árengti tvenkiná aukðtuminëje álomës (sausslënio) dalyje (apie 85 87 m NN), 2008 m. rudená netikëtai per kasinio dugnà iðsiverþë poþeminis vanduo. Jis buvo labai drumzlinas, nes þemës pavirðiuje buvo molingo aleurito, o giliau itin smulkaus smëlio sluoksniu, prasidëjus mechaninës sufozijos procesui ið gilumos buvo iðneðami labai dideli molingø neðmenø kiekiai. Kasinio vietoje susikoncentravus kylanèiam spûdiniam srautui bei susidarius palankiai hidrostatinio spûdþio nuokrovos galimybei, per tvenkinio ágriuvos dugnà dabar verþiasi kelios klajojanèios versmës. Aplink pagrindinës iðplovos kraðtus formuojasi jau antriniai dengianèios vandensparinës dangos paþeidimo þidiniai koncentriðkos nuoðliauþos, ágriuvos, grunto sëdimo plyðiai. Dël fontanavimo ir sufozijos visa kasinio ágriuvos ertmë uþpildyta molingais smëlingais neðmenimis, kurie nuplaunami þemyn sausslëniu á melioracijos griová, jais uþneðama kaimo kelio pralaida. Ðie neðmenys pasiekia ir Verknës vagà, kur skendinèios dalelës terðia (drumsèia) upës vandená pasroviui nemaþu atstumu. Taigi ðiuo atveju didþiausia hidrogeologinio ávykio komplikacija (ar probleminë pasekmë) yra ne pats fontanavimas, bet sufozinis molingø aleuritingø labai sunkiai vandenyje nusëdanèiø smulkiø daleliø iðplovimas á Verknës upæ. Nuo fontanavimo þidinio iki ásiliejimo á Verknës upæ (atstumas 0,9 1 km) plukdomø neðmenø srautas pavirðiumi krenta net apie 10 12 m, todël susidaræs nemaþas polinkis ir tëkmës greitis neleidþia ðioms molingoms dalelëms (skirtingai jei tai bûtø stambesnio smëlio frakcija) nusësti pakeliui (6 pav.) Atidengto fontanavimo þidinio aplinkoje vandens spûdis virð þemës pavirðiaus gali bûti ne maþesnis kaip 5 10 m (pastarojo fontanuojanèio ir kitø tarpmoreniniø sluoksniø pjezometriniai
GEOLOGIJOS PAÞANGA 59 6 pav. Dël spûdinio vandens iðsiverþimo ir intensyvios mechaninës sufozijos aplink tvenkinio iðplovà formuojasi sëdimo plyðiai ir nuogriuvos (Z. Zanevskij nuotraukos). Fig. 6. Due to confined water outburst and intensive suffusion, subsidence rifting and land slides occur (Photo by Z. Zanevskij). lygiai èia nusistovi apie 95 110 m NN altitudëse). Atsivërusios kasinio (tvenkinio) ágriuvos ertmës tamponavimas (uþpylimas gruntu, kitoks izoliavimas) ið esmës negalimas, kad nebûtø sukelta naujø proverþiø. Nelauktai susidariusioje hidrogeologinëje situacijoje iðsiverþusá poþeminá vandená tikslinga koreguoti tik pavirðinio drenaþo ar melioracinëmis priemonëmis (apsauginiai molingo grunto pylimai, pralaidos su uþsklandom, nukreipiamieji latakai). Supylus pylimà ágriuvos neðmenø srauto iðtakos pusëje, racionalu bûtø ið dalies (apie 0,5 1 m ar net daugiau) reguliuojama pralaida pakelti vandens lygá suformuotame tvenkinyje. Tai kaþkiek sumaþintø ið poþemio besiverþiantá srautà ir mechaninës sufozijos intensyvumà, leistø didesniam neðmenø kiekiui nusësti èia pat tvenkinyje. Siekiant sumaþinti drumsto vandens poveiká Verknës upei, þemiau pagrindinio tvenkinio sausslënyje vertëtø árengti gal net keliø kaskadiniø tvenkiniø (papildomø neðmenø nusësdintuvø) sistemà, kad melioracijos griová pasiektø kuo labiau apsivalæs vanduo. Baigiamosios pastabos Atliktos poþeminio vandens stichiniø iðtakø atvejø hidrogeologinø sàlygø analizës rezultatai leidþia daryti iðvadà, kad norint iðvengti poþeminio vandens proverþiø, susidûrimo su poþemyje esanèia pavojinga hidrogeologine stichija, kuri sukelia avarinius grunto iðplovimus, konstrukcijø paþeidimus ir ðuliniø nusekimà, græþimo bei kasybos darbus tarpukalviø duburiuose, glacialinëse rinose ir kitokiuose slëniuose galima vykdyti tik turint specialistø-hidrogeologø parengtus projektus arba bent konsultuojantis su profesionaliais hidrogeologais. Lietuvos geologijos tarnyba stengiasi operatyviai informuoti geologinæ visuomenæ apie ávykusius avarinio pobûdþio hidrogeologinius ávykius, rekomenduoja græþybos metu deramai laikytis jø iðvengimo-prevencijos priemoniø. Analizuojamos jø susidarymo prieþastys ir poveikis aplinkai. 2008 m. lapkrièio mën. Lietuvos geologijos tarnyba savo lëðomis atliko hidrogeologinius tyrimus (matavimus) pietinës Aukðtadvario dalies gyventojø senkanèiuose ðuliniuose ir parengë ataskaità vertinamàjà iðvadà (Gedþiûnas ir kt., 2008). 2009 m. kovo 4 d. LGT ir Geologijos ámoniø asociacijos inicijuotame seminare Þemës gelmiø tyrimai: 2009 metø aktualijos buvo pateiktas informacinis praneðimas apie dirbtinai sukeltà nereguliuojamà poþeminio vandens fontanavimà græþybos metu Hidrogeologiniai pavojai ir rizika hidrodinamiðkai aktyviose zonose. Apie Aukðtadvará iðtikusià problemà bei kitus panaðius atvejus informuoti græþybos ámoniø atstovai. 2008 m. Lietuvos Respublikos aplinkos ministro ásakymu sugrieþtintos ir pakeistos Lietuvos aplinkos apsaugos normatyvinio dokumento Græþiniø vandeniui tiekti ir vandens ðiluminei energijai naudoti projektavimo, árengimo, konservavimo bei likvidavimo tvarka (LAND 4 99) nuostatos, papildant jas nauju skyriumi Græþiniø árengimo bendrieji techniniai aplinkosauginiai reikalavimai. Jame pabrëþiama, kad græþiniø græþimo bûdas, technologija ir konstrukcija parenkami priklausomai nuo geologiniø hidrogeologiniø sàlygø, græþinio paskirties ir gylio, kad jø sprendimai turi apsaugoti poþeminæ hidrosferà nuo galimo jos uþterðimo, kad privaloma uþvamzdinës ertmës izoliacija.
60 GEOLOGIJOS PAÞANGA Literatûra Gedþiûnas, P., Zanevskij, Z., Zabulis, R. Dël ávykusio poþeminio vandens prasiverþimo (fontanavimo) inþineriniø geologiniø tyrinëjimø ir artezinio græþinio árengimo metu Aukðtadvario nuotëkø valymo árenginiø teritorijoje bei A. Mickevièiaus g. 9 individualioje valdoje. V., 2008. LGT Geologijos fondas. Guobytë, R., Aleksa, P., Satkûnas, J. Lietuvos pavirðiaus genetiniø, litologiniø ir stratigrafiniø tipø gruntø paplitimo analizë // Geografijos metraðtis, 34(2). 2001. P. 58 59. Juodkazis, V. Regioninës hidrogeologijos pagrindai. V., 2003. P. 78 79. Satkûnas, J., Gedþiûnas, P. Þemës gelmiø slëniai poþeminio vandens talpyklos ir hidrogeologiniai spàstai // Mokslas ir gyvenimas, 2(604). 2009. P. 5 7. Summary Peculiarities of Hydrogeodynamical Phenomena in Groundwater Discharge Zones There is a rather wide network of hydrodynamically active zones impacting the land surface and subsurface and covering mainly the areas in the middle and lower courses of the rivers, as well as larger glaciofluvial and till depressions. Such negative relief forms play an important role in groundwater discharge and drainage not only for shallow groundwater but also deep confined aquifers (closed hydrogeological systems). Many of them are notable for not only high groundwater amounts but also inverse upward flows from deep layers and high pressures. Therefore, performing the drilling or even ground excavation works, one can encounter the groundwater rise from deep beds to the surface and meet adverse effect on the environment in the hydrodynamically active valleys (ice-marginal valleys), lake-rich depressions and other hydrogeological structures of negative relief forms. Especially dangerous is water rise and outburst through an open drilled well unsecured by protective tubes. The plugging of the washout at the land surface (before installing protective tubes) done in order to stop the upward stream can cause new outbursts in other sites of the valley or its slope. Therefore, even a small damage to the natural hydrogeodynamical regime in the zones of intensive water discharge and risky drilling can cause unexpected geological phenomena, such as suffusion washout, slope deformation and intensive erosion. Such hydrogeological events caused by incautious excavation and drilling works in the risk valley zones are increasingly reported from the areas of Aukðtadvaris, Stakliðkës, Semeliðkës, etc. In order to avoid adverse groundwater outbursts causing emergency washout of ground, damages to engineering constructions, depleting of wells, one should work relying upon professional hydrogeological experience and proper information in the more complicated depression zones with groundwater discharge. Lithuanian Geological Survey presents urgent information to geological community about the hydrogeological emergency events and recommends to properly keep to the prevention measures during the drilling works. The paper analyses the reasons of such events and their impact on the environment. In November of 2008, Lithuanian Geological Survey (LGS) performed the hydrogeological measurements in the southern part of Aukðtadvaris, where water level is decreasing in dug wells, and presented a report with the estimating conclusion. On March 4 2009, LGS and the Association of Geological Enterprises held a seminar on Land Subsurface Investigations: 2009 Topicalities, where a report was presented on human-caused uncontrolled groundwater flowing during the drilling works under the title Hydrogeological Hazards and Risks in the Hydrodynamically Active Zones. Representatives of drilling enterprises were informed about the Aukðtadvaris problem and other similar cases. In 2008, by the decision of the Environment Minister, the Lithuanian environmental normative document on the Order of Designing, Installation, Conservation and Closedown of Boreholes for Water Supply and Use of Water Heat Energy (LAND 4-99) was supplemented by a new chapter General Technological Environmental Requirements for Borehole Installation. The emphasis is laid in it that the borehole drilling method, technology and construction should be chosen according to the geological/hydrogeological conditions, the purpose of a borehole and its depth, in order to prevent pollution of the subsurface, by performing sealing the cavities around a borehole tube.