Morphological characteristics and lithological conditions of the spring-heads in the Knyszyńska Primeval Forest

The aim of the study was to determine the morphological characteristics of selected spring-heads in the Knyszyńska Primeval Forest and to identify lithological conditions in areas where groundwater flows to the surface. During the study, detailed bed level measurements of the spring-head areas were conducted. Lidar laser data obtained from the Central Department of Geodetic and Cartographic Documentation in Warsaw were also used for the analysis of morphometry. Based on the data, the detailed contour maps were created in the Surfer 12 programme and the basic parameters of the morphometry of the studied springs were determined. To detect lithological conditions, granulometric analyses were conducted and the filtration coefficient of aquifers in the individual spring-heads was calculated using Hazen and USBSC empirical models. Due to the morphological situation, the examined objects were classified as sub-slope and riverbank spring-heads. In terms of shape, spring-head alcoves are classified as basin-shaped, bowl-shaped and spindle-shaped alcoves. Different morphological processes prevail in each of these types. Basin-shaped alcoves are formed mainly by lateral erosion, bowlshaped alcoves by seepage erosion, landsliding and accumulation in the bottom, spindle-shaped alcoves by seepage erosion, headward erosion, breaking and collapsing. In the investigated outflows of groundwater aquifers are sands and glacifluvial sands with gravel of varying grain size. The lithological variation of aquifers in the spring-heads, directly affects the rate of groundwater filtration in different parts of the alcoves, which in turn leads to different morphogenetic processes and results in changes in the morphology of the spring-head alcoves.

Celem opracowania było określenie cech morfologicznych wybranych źródlisk na terenie Puszczy Knyszyńskiej oraz rozpoznanie warunków litologicznych w miejscach wypływu wód podziemnych na powierzchnię. W trakcie badań przeprowadzono szczegółowe pomiary niwelacyjne terenów źródlisk. Do analizy morfometrii wykorzystano również wyniki pomiarów laserowych Lidar, pozyskanych z Centralnego Ośrodka Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej w Warszawie. Na podstawie danych stworzono w programie Surfer 12 szczegółowe mapy poziomicowe i określono podstawowe parametry morfometrii badanych źródlisk. W celu rozpoznania warunków litologicznych wykonano analizy granulometryczne, obliczono współczynnik filtracji utworów wodonośnych w poszczególnych źródliskach za pomocą wzorów empirycznych Hazena i USBSC. Ze względu na sytuację morfologiczną badane obiekty zaklasyfikowano do typów źródlisk podzboczowych, podstokowych i przykorytowych. Pod względem kształtu nisze źródliskowe zaliczono do typów nisz basenowatych, misowatych i wrzecionowatych. W każdym z tych typów dominują różne procesy morfologiczne. Nisze basenowate kształtowane są głównie przez erozję boczną, misowate przez erozję źródliskową, procesy osuwania i akumulacji dennej, natomiast w niszach wrzecionowatych dominuje erozja źródliskowa, wsteczna, obrywanie i odpadanie. Wyróżniono także układy dendrytyczne w zagłębieniach źródliskowych. W badanych wypływach wód podziemnych warstwy wodonośne stanowią piaski oraz piaski ze żwirem glacifluwialne o zróżnicowanym uziarnieniu. Najgrubsze frakcje budują warstwę wodonośną w obiekcie Pstrągownia, średnie uziarnienie mają wodonośce źródlisk Budzisk, Krzemianka i Łaźnie. Piaski drobno- i średnioziarniste stanowią warstwy wodonośne w obiektach Pólko i Pieszczaniki. Zmienność litologiczna utworów wodonośnych w źródliskach wpływa bezpośrednio na tempo filtracji wód podziemnych w różnych częściach nisz, co w następstwie prowadzi do różnego przebiegu procesów morfogenetycznych i skutkuje zmianami w morfologii nisz źródliskowych.