Extreme weather events and their effect on the groundwater level. Examples from Lower Silesia

This article presents the impact of meteorological and hydrologic droughts on the groundwater level (so-called hydrogeological drought) based on selected examples from Lower Silesia (SW Poland). The reduction in discharge rate and size in springs, and the duration of low stages in relation to the selected river flows are presented. Groundwater level fluctuations in shallow and deeper aquifers are discussed. The study shows the length of delayed reaction of groundwater in deeper aquifers levels. Examples of effects due to flooding by surface water on the position of groundwater levels in river valleys are presented. Description of the reaction in groundwater, in terms of temporal and spatial extent, is also given. Both periods of hydrogeological drought and flooding events create significant problems for rational water management, especially in the areas of water intakes for individual, rural and large agglomerations

Evaluation of groundwater recharge in Poland using the infiltration coefficient method

Variable methods and results are reported on groundwater recharge in Poland. The evaluation of recharge on a small scale requires the use of a single method. In order to evaluate these outcomes and their distribution, the authors have decided to verify different approaches and select the infiltration coefficient by comparison. The article is an extension of the studies on groundwater recharge conducted by the authors. The main goal is to verify previously designed values of the infiltration coefficient based on groundwater runoff from additional river basins in Poland. Total groundwater recharge from precipitation in Poland was calculated at 34,118 km3 per year, which equals 109.3 mm of water column. The obtained value is close to the average multi-year value of the groundwater runoff. Recharge constituted 18.6% of average precipitation in Poland, which was calculated at 588.5 mm. The estimated groundwater recharge value was verified referring to groundwater runoff from 37 river basins with known discharge rates in the years 1976–2005. Differences in mean groundwater runoff for the entire area (37 river basins) obtained by the infiltration coefficient method and by the use of Wundt’s method amounts to only 0.7%. Despite the simplified calculation methods, the results obtained on a small scale are more accurate than other calculations, which are based on data pertaining to precipitation, soil type, land use, topography of the area, and depth to the groundwater

Hydrogeological aspects of intensification of water extraction for the city of Wrocław in the Mokry Dwór region

Nowa koncepcja poboru wód dla miasta Wrocławia zakłada znaczące ograniczenie dostępnej powierzchni terenów wodonośnych. W nowych uwarunkowaniach konieczna jest intensyfikacja eksploatacji wody. W celu określenia wpływu nowego poboru na warunki hydrogeologiczne stworzono model numeryczny przy zastosowaniu programu Visual ModFlow. Badaniami objęto północną część terenów wodonośnych o powierzchni 6,68 km2. Sumaryczny bilans modelu wyniósł 28,3 tys. m3/d. W celu określenia optymalnej wydajności systemu i zidentyfikowania źródeł zasilania przeprowadzono symulacje prognostyczne (SYM I, SYM II, SYM III, SYM IV). Prognozy polegały na coraz dalej idącej rozbudowie systemu, uwzględniając studnie działające w ramach poprzedniej symulacji (SYM I–SYM III) oraz wprowadzeniu nowych źródeł zasilania w postaci stawów oraz drenaży poziomych (SYM IV). Nowe bariery studni pozwolą zwiększyć wydajność maksymalnie z 25,9 tys. m3/d (obecnie) do 30,1 tys. m3/d. Dopiero nowe stawy oraz drenaż poziomy (65,3 tys. m3/d) pozwalają na zaspokojenie pożądanego poboru (61 tys. m3/d). W obliczu znacznej zmiany kierunków przepływu wód i wzrostu ich zagrożenia jakościowego, nowe bezpieczne rozwiązania wymagałyby rozbudowy obecnej sieci monitoringu oraz modyfikacji źródeł zasilania.A new concept of water abstraction is to reduce the available surface of water-bearing areas only to the municipality of Wrocław. Under the new conditions it is necessary to intensify exploitation. To determine the impact of the new abstraction on the hydrogeological conditions a numerical model has been developed using Visual MODFLOW. The study covered the northern part of the water-bearing area of 6.68 km2. The total model balance was 28.3 k m3/d. To determine the optimum system performance and identify the sources of recharge, prognostic simulations (SYM I, SYM II, SYM III, SYM IV) were carried out. The forecasts rely on both ever more far-reaching expansion of the system, taking into account the wells operating under the previous (SYM I–SYM III), and the introduction of new sources of recharge in the form of ponds and horizontal drainages (SYM IV). The new barrier wells will increase the total yield of up to 25.9 k m3/d to 30.1 k m3/d. Only new ponds and horizontal drainage (65.3 k m3/d) allow meeting the desired discharge (61.0 k m3/d). As a result, we expect significant deformation of the direction of water flow and an increase in water quality risk

Conceptual model of hydrogeological system of Lubin-Głogów Ore District impact area

W Instytucie Nauk Geologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego opracowano numeryczny model hydrogeologiczny 3D (regionalny), uwzględniający strefę oddziaływania górnictwa rud miedzi LGOM. Stworzony i przetestowany szczegółowy model hydrogeologiczny obejmuje swym zasięgiem powierzchnię 3049 km2, w tym obszary górnicze KGHM Polska Miedź (650 km2). Zbudowany model ma za zadanie przeprowadzenie weryfikacji struktury hydrogeologicznej, rozpoznanie i ustalenie danych ilościowych systemu krążenia wód podziemnych, określenie zmian warunków przepływu wód podziemnych w trakcie prowadzonej eksploatacji złoża a w konsekwencji ustalenie bilansów wód podziemnych modelowanych poziomów wodonośnych oraz ocenę ilościową dopływów kopalnianych na podstawie uzyskanego odwzorowania hydrodynamiki systemu. W efekcie końcowym uaktualniany model posłuży do wykonania symulacji prognostycznych w nawiązaniu do przewidywanego rozwoju obszarów wyrobisk górniczych. W artykule przedstawiono model koncepcyjny systemu hydrogeologicznego badanego obszaru. Stanowił on zakończenie wstępnych etapów prac oraz podstawę przy konstruowaniu modelu numerycznego.3D numerical hydrogeological regional model has been developed in the Institute of Geological Sciences, University of Wrocław. The model takes into account the impact zone of copper ore mines Lubin-Głogów Ore District (LGOM). Detailed hydrogeological model has been created and tested covered area of 3049 km2 (in this the mining areas KGHM covered 650 km2). Built model is designed to verify hydrogeological structure, identification and determination of groundwater circulation system, to determine changes in groundwater flow during exploitation of the deposit. As a result developed model can determine groundwater balance and groundwater inflow to the mine based on the obtained image hydrodynamics of the system. In the end, updated model will be used to simulate the prognosis in relation to the anticipated development of mine workings