lej depresji
Lej depresji, lej depresyjny – jest to strefa obniżenia powierzchni piezometrycznej, czyli zwierciadła wód podziemnych wywołanego odwadnianiem poziomów wodonośnych zazwyczaj przez kopalnie. Lej depresji powstaje w wyniku zmian hydrodynamicznych związanych z drenażem wód (odwodnieniem) w obrębie wyrobiska. Woda gromadzona w lejach może być stale wypompowywana w przypadku działalności wydobywczej lub wykorzystywana w celach gospodarczych i bytowych.
Bezpośrednio przy wyrobisku tworzą się największe depresje zwierciadła wody. W peryferyjnej części leja depresji obniżenia te nie są aż tak znaczące. Rozwój leja depresji postępuje w miarę pogłębiania wyrobiska oraz powierzchni rozcięcia poszczególnych horyzontalnych poziomów roboczych. Lej depresji może przybierać, w zależności od morfologii terenu, nieregularny kształt.
Zasięg leja depresji
Zasięg leja depresji kopalni jest odległością mierzoną od punktu największego obniżenia powierzchni piezometrycznej (co odpowiada zwykle miejscu drenażu wód podziemnych) do miejsca, w którym to obniżenie ulega zanikowi. Oznacza to, że zasięg leja depresji obejmuje odległość w określonym przekroju wpływu eksploatacji na wody podziemne. W praktyce przyjęło się uznać, że zasięg leja depresji stanowi metrowa (1 m) izolinia obniżenia zwierciadła wody w stosunku do średniego wieloletniego położenia. Choć obniżenia takie są czasami mniejsze niż sezonowe wahania zwierciadła wody. Lej depresji wyrobiska może rozwinąć się w kilku poziomach wodonośnych (w przypadku kontaktu hydraulicznego). Na wielkość promienia leja depresji wpływają zarówno warunki naturalne jak i obniżenie zwierciadła wody i czasu pompowania.
Wpływ leja depresji na środowisko
Postępująca eksploatacja złoża związana jest najczęściej z ciągłym pogłębianiem wyrobiska, co powoduje otwieranie kolejnych poziomów eksploatacyjne lub czasami jego horyzontalnym poszerzeniem (w przypadku występowania takich zasobów). Prowadzenie eksploatacji złóż wymaga ciągłego odwadniania w celu prowadzenia prac w warunkach lądowych, ale także dla zapewnienia bezpieczeństwa zarówno dla prac wydobywczych, załogi jak i sprzętu czy wszelkich instalacji.
Lej depresyjny prowadząc do wzrostu drenażu struktur wodonośnych poprzez rozwój eksploatacji złoża przyczynia się do zmian w dotychczas obserwowanym systemie obiegu wody. Woda z leja depresyjnego odbierana przez system odwadniania przekierowywana jest najczęściej do wód powierzchniowych, w tym także do cieków powierzchniowych.
Wśród konsekwencji zmian w pierwotnym krążeniu wody upatruje się:
- obniżenia zwierciadła wody w studniach położonych w bezpośrednim otoczeniu eksploatacji (jeżeli drenowany poziom wodonośny jest w łączności hydraulicznej poziomu użytkowego);
- zwiększenia przepływów w odbiornikach (w ciekach powierzchniowych) wód pochodzących z miejsca odwodnienia eksploatacji;
- możliwego okresowego lub stałego zaniku wody lub zmniejszenia przepływu w ciekach (czasami tylko odcinkowego) powyżej miejsca zrzutu wód kopalnianych;
- zmniejszenia zasobów dyspozycyjnych odwadnianej struktury hydrogeologicznej;
- wytworzenia strefy obniżonego zwierciadła wody (zmiennej w zależności od stopnia oddziaływania eksploatacji odwadnianego złoża) w obrębie drenowanych utworów geologicznych;
- możliwego obniżania się zwierciadła wód gruntowych za sprawą pośredniego drenażu utworów czwartorzędowych w strefach kontaktu hydraulicznego z odwadnianym poziomem wodonośnym.
Jako znacząco negatywny wpływ lejów depresji na środowisko wymienić można uszczuplenie zasobów ujęć wód podziemnych zlokalizowanych w ich obrębie. W tym przypadku następuje obniżenie poziomu zwierciadła wody, a co za tym idzie wzrost wysokości podnoszenia cieczy i zwiększenie energochłonności ujęcia wody lub konieczności jego modernizacji. Ponadto zmiana warunków hydrologicznych na skutek obniżenia zwierciadła wód podziemnych może powodować zanik zasilania wodą strefy korzeniowej roślin. W dalszej konsekwencji skutkować to może przeobrażaniem siedlisk w kierunku ustępowania flory i fauny siedlisk hydrogenicznych (organizmów występujących w lokalnych obniżeniach terenów, torfowisk, dolinach rzek i wód powierzchniowych), prowadząc zazwyczaj do zmniejszenia ich wartości przyrodniczej i przeważnie także gospodarczej.
Użytki zielone pod postacią rolnictwa czy gospodarki leśnej opartej na gospodarce wodnej opadowo-retencyjnej zazwyczaj nie podlegają presji leja depresji. Znacznie niekorzystne skutki mogą jednak wystąpić jeżeli nastąpi ciągła presja spowodowana oddziaływaniem leja depresji lub w przypadku stosowania innego typu gospodarki wodnej.
Monitoring lejów depresyjnych
Permanentna eksploatacja powodująca powstawanie leja depresji, w konsekwencji może prowadzić do nadmiernego osuszenia terenu. Dlatego na przedsiębiorcach, prowadzących działalność wydobywczą nakładany jest obowiązek sprawowania monitoringu środowiska w postaci wykonywania pomiarów położenia zwierciadła wód podziemnych niezbędnych do prowadzenia stałej obserwacji i wyznaczania zasięgu leja depresji. Monitoring wód podziemnych prowadzony jest jako okresowa lub ciągła obserwacja (analiza parametrów jakościowych i ilościowych lub jedna z tych grup), poprzez zbieranie próbek, lub w postaci pomiarów realizowanych w wyznaczonych do tego celu punktach badawczych.
Przed uruchomieniem odwodnienia powinien zostać wdrożony monitoring czwartorzędowego piętra wodonośnego. Pozwolić to powinno na udokumentowanie pierwotnego stanu środowiska wodnego. W czasie trwania wydobycia powinny być prowadzone ciągłe obserwacje. A uzyskane wyniki obserwacji mogłyby być pomocne przy weryfikacji modelu symulacyjnego oraz do przygotowania wiarygodnych prognoz w zakresie wpływu odwodnienia na otoczenie miejsca eksploatacji złoża i środowisko wodne w jego otoczeniu.
Monitoring lejów depresji a obszary chronione
Wpływ odwodnienia na szczególnie cenne obszary prawnie chronione, w przypadku stwierdzenia, prowadzi do konieczności wykonania systemu pozwalającego na jego ochronę np. poprzez jego nawodnienie (w tym przypadku sugeruje się wykonanie m.in. studni chłonnych, systemów irygacyjnych, rowów infiltracyjnych). W ramach działań osłonowych zazwyczaj wystarczające jest prowadzenie zrzutu wód pochodzących z odwodnienia w obrębie leja depresji. Powyższe działania wpisują się w zasadę zamykania obiegów wodnych oraz w pojęcie zabiegów kompensacyjnych. Jednak w przypadku stwierdzenia możliwego oddziaływania leju depresji na obszary prawnie chronione wymagane jest przeprowadzenie odpowiedniej oceny oddziaływania przedsięwzięcia na te obszary.
Lej depresji po zakończeniu eksploatacji
Wyczerpanie zasobów (złoża) wiąże się zwykle z zaprzestaniem odwadniania wyrobisk górniczych, czyli leja depresji, poza racjonalnym ekonomicznym powodem. Stąd działania polegające na drenażu wód nie mają charakteru trwałego, lecz są czasami długotrwałe. W wyniku zaprzestania odprowadzania wody z leja depresji tworzy się zwykle zbiornik wypełniony wodą, gdzie właściwości wody uzależnione są zwykle poprzez warunki geomorfologiczne wyrobiska.
