Andrzej Podrez
Geneza projektu: pół wieku budowania wiedzy
Trzebnica leży na monoklinie przedsudeckiej — rozległej płycie skalnej, która łagodnie zapada ku północnemu wschodowi od krawędzi Sudetów, tworząc pod powierzchnią ziemi grube pokłady skał osadowych (monoklina, od greckiego mónos – jedyny, i klínein – pochylać, to rozległa struktura geologiczna zbudowana z warstw skalnych nachylonych w jednym kierunku, pod mniej więcej jednakowym, zazwyczaj niedużym kątem). To właśnie w tych pokładach, na znacznych głębokościach, od dziesięcioleci dokumentuje się obecność wód termalnych — podgrzewanych naturalnym ciepłem wnętrza Ziemi.
Pierwsze twarde dane o wodach termalnych i zmineralizowanych pod Trzebnicą dostarczył odwiert Trzebnica IG-1, wykonany w latach 70. XX wieku. Otwór ten ujął dwa triasowe horyzonty wodonośne (warstwy skał z okresu triasu — ok. 200–250 mln lat temu — zdolne do gromadzenia i przewodzenia wody podziemnej). Wody te okazały się mieć właściwości lecznicze — złoże Trzebnica IG-1 figuruje do dziś w oficjalnym Bilansie PIG-PIB jako złoże wód leczniczych termalnych. Odwiert IG-1 dał więc Trzebnicy coś cennego: udokumentowany, naukowy dowód na to, że pod miastem rzeczywiście kryją się zasoby wód o szczególnych właściwościach.
Wyniki IG-1 stały się punktem wyjścia dla kolejnych badań. W 2010 roku dr Barbara Kiełczawa z Wydziału Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii Politechniki Wrocławskiej opublikowała w „Technice Poszukiwań Geologicznych” (R. 49, nr 1-2) artykuł pt. „Wybrane zagadnienia występowania i wykorzystania wód zmineralizowanych i termalnych monokliny przedsudeckiej”. Praca ta budowała szerszy kontekst regionalny, pokazując, że monoklina przedsudecka zawiera zarówno permskie — od zbiorników czerwonego spągowca (piaskowce z najstarszej części permu — ok. 300 mln lat) i cechsztynu (morskie osady wapienno-solne z młodszej części permu) — jak i mezozoiczne (trias, jura, kreda) zbiorniki wód termalnych, perspektywiczne dla ciepłownictwa, balneoterapii i rekreacji.
Bezpośrednio do Trzebnicy Kiełczawa wróciła w 2016 roku, publikując w tym samym czasopiśmie artykuł pt. „Możliwości balneologicznego zagospodarowania termalnych wód Trzebnicy” — jedyną recenzowaną pracę naukową w całości poświęconą wodom tego miasta. Na podstawie danych z odwiertu IG-1 autorka szczegółowo omówiła walory balneologiczne (lecznicze) obu poziomów wodonośnych i wskazała szerokie możliwości ich wykorzystania w kąpielach solankowych, inhalacjach, krenoterapii (kuracji pitnej) oraz zabiegach siarczanowych.
Równolegle powstawały opracowania o jeszcze szerszym zasięgu. Zespół pod kierunkiem prof. Wojciecha Góreckiego z AGH opracowywał kolejne edycje Atlasu zasobów geotermalnych na Niżu Polskim, obejmującego także monoklinę przedsudecką. W 2007 roku na Politechnice Wrocławskiej powstało studium pod redakcją prof. Tadeusza Przylibskiego, analizujące perspektywy rozpoznania nowych złóż wód termalnych na obszarze bloku przedsudeckiego. Te regionalne prace, choć nie poświęcone wyłącznie Trzebnicy, budowały naukowy fundament — wiedzę o tym, jak zachowują się wody w głębokich warstwach skalnych regionu, jakie mają temperatury i skład chemiczny, i gdzie warto szukać dalej.
To ważny kontekst: projekt Jadwiga T-1 nie powstał w próżni. Wyrasta z pięćdziesięciu lat systematycznego rozpoznania geologicznego, prowadzonego przez czołowe polskie ośrodki naukowe.
Projekt robót geologicznych: solidne przygotowanie
We wrześniu 2019 roku zespół naukowców — prof. dr hab. inż. Wojciech Ciężkowski i dr Barbara Kiełczawa z Politechniki Wrocławskiej oraz dr Mirosław Wąsik z Instytutu Nauk Geologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego — opracował dokument pt. „Projekt robót geologicznych poszukiwania wód termalnych otworem Jadwiga T-1 w Trzebnicy”. Projekt został zatwierdzony decyzją Marszałka Województwa Dolnośląskiego 12 listopada 2019 roku.
Jest to kluczowy dokument całego przedsięwzięcia — jedyne opracowanie, które specyficznie opisuje parametry, lokalizację i założenia techniczne odwiertu. Projektowane parametry otworu to:
- głębokość docelowa: 3000 m,
- projektowana wydajność: 30 m³/h (tyle wody na godzinę powinien dostarczać otwór),
- projektowana temperatura: 80°C,
- oczekiwana mineralizacja: 150 g/dm³ (zawartość rozpuszczonych substancji mineralnych w litrze wody — dla porównania: woda morska ma ok. 35 g/dm³, więc spodziewane wody trzebnickiego odwiertu to bardzo stężone solanki).
Celem prac jest dotarcie do wód termalnych krążących w głębokich partiach monokliny przedsudeckiej i w jej podłożu. Autorzy projektu przewidzieli wariantowość scenariuszy. Nawet jeśli na docelowej głębokości nie napotkano by wód w wystarczającej ilości, istnieje możliwość wykorzystania samego ciepła skał — w geotermii znane jako koncepcja Hot Dry Rock (dosłownie: „gorąca sucha skała”), polegająca na wtłaczaniu wody do gorących warstw skalnych i odbieraniu jej po podgrzaniu.
Projekt wskazuje również — co jest standardowym elementem każdej rzetelnej dokumentacji geologicznej — na potencjalne oddziaływanie na ujęcia wód podziemnych w promieniu do 2,5 km od miejsca wiercenia w trakcie ewentualnej eksploatacji próbnej. Tego typu analiza ryzyka jest wymagana prawem i świadczy o staranności opracowania.
Wybór lokalizacji odwiertu przy ul. Czereśniowej nie był przypadkowy. Poprzedzony został badaniami magnetotellurycznymi (metodą geofizyczną mierzącą naturalną zmienność pola elektromagnetycznego Ziemi w celu rozpoznania przewodności elektrycznej skał na dużych głębokościach), wykonanymi w 2019 roku przez firmę GEOPARTNER z Krakowa. Badania te potwierdziły istnienie dwóch głębokich uskoków — regionalnie istotnego uskoku Hamburg–Kraków oraz „uskoku Trzebnicy” przebiegającego przez miasto. Na głębokości ok. 1850 m zidentyfikowano strukturę o wysokiej oporności elektrycznej, najprawdopodobniej odpowiadającą intruzji granitoidowej (ciału magmowemu, które zastygło w głębi skorupy ziemskiej). Jest to istotne, ponieważ strefy uskokowe i kontakty skał krystalicznych z osadowymi mogą tworzyć warunki sprzyjające występowaniu i krążeniu wód termalnych.
Referat konferencyjny: Trzebnica w środowisku naukowym
Na VII Ogólnopolskim Kongresie Geotermalnym w 2021 roku Barbara Kiełczawa, Wojciech Ciężkowski i Mirosław Wąsik wygłosili referat pt. „Plans of spa revitalization in Trzebnica” (Plany rewitalizacji uzdrowiska w Trzebnicy). Rozszerzony abstrakt tego wystąpienia, opublikowany w książce abstraktów kongresu wydanej przez Polskie Stowarzyszenie Geotermiczne, jest jedną z najważniejszych i najłatwiej dostępnych recenzowanych prac naukowych w całości poświęconych wodom Trzebnicy
Abstrakt ten ma szczególną wartość, ponieważ podaje twarde dane geotermiczne dla rejonu. Gradient geotermiczny (przyrost temperatury na każde 100 m głębokości) wynosi tu ok. 2,5°C/100 m, a strumień cieplny (ilość ciepła przepływającego przez jednostkę powierzchni ziemi w jednostce czasu) — od ok. 60 do ok. 85 mW/m². Na podstawie profilowania temperaturowego wykonanego w odwiercie IG-1 w przedziale głębokości 122–1350 m wyznaczono stopień geotermiczny 43,55 m/1°C — co oznacza, że temperatura rośnie o jeden stopień Celsjusza na każde ok. 44 metry głębokości. To właśnie na tych danych autorzy oparli prognozę temperatury ok. 80°C na dnie planowanego otworu.
Abstrakt przedstawia także prognozowany profil geologiczny otworu Jadwiga T-1 — od czwartorzędu i neogenu, przez trias i perm, aż po karbońsko-dolnopaleozoiczne i proterozoiczne podłoże krystaliczne. Autorzy wskazują, że choć skały podłoża krystalicznego monokliny nie są na ogół dobrym zbiornikiem wód podziemnych, to większe ilości wody można spodziewać się w strefach tektonicznego rozluźnienia — a właśnie takie strefy zidentyfikowały badania geofizyczne w pobliżu planowanego otworu.
Finansowanie i realizacja
Umowę na dofinansowanie poszukiwania wód termalnych w Trzebnicy Gmina Trzebnica podpisała z Narodowym Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w 2021 roku, w ramach programu priorytetowego „Udostępnianie wód termalnych w Polsce”. Kwota dofinansowania wyniosła 17 350 000 zł.
Trzebnica była jedną z trzech dolnośląskich lokalizacji — obok Oławy i Głuszycy — które znalazły się wśród 15 przedsięwzięć wybranych do finansowania w tej edycji programu. Oznacza to, że projekt przeszedł pozytywnie ocenę formalną i merytoryczną w programie służącym poszukiwaniu oraz rozpoznawaniu zasobów wód termalnych, ale nie przesądzało jeszcze o końcowych parametrach złoża.
Pierwsze wyniki pomiarowe: obiecujące dane z drogi do celu
To najważniejsza część tej historii — bo odwiert Jadwiga T-1 przestał być już tylko projektem i zaczął dostarczać realnych danych pomiarowych. Dotychczas opomiarowano dwa poziomy wodonośne (warstwy skalne nasycone wodą, z których można ją czerpać):
Wapień muszlowy (niem. Muschelkalk — warstwa wapieni z środkowego triasu, ok. 240 mln lat, charakterystyczna dla monokliny przedsudeckiej; nazwa pochodzi od obfitości skamieniałych muszli małży i ramienionogów): temperatura 31,4°C, wydajność 20 m³/h, mineralizacja 5,85 g/dm³.
Pstry piaskowiec (niem. Buntsandstein — piaskowce z dolnego triasu, ok. 250 mln lat, leżące głębiej niż wapień muszlowy; nazwa nawiązuje do ich wielobarwnej, pstrej tekstury): temperatura 42°C, wydajność 20 m³/h, mineralizacja 24 g/dm³.
Te wyniki dają podstawy do umiarkowanego optymizmu. Temperatura rośnie z głębokością — od 31,4°C w wapieniu muszlowym do 42°C w pstrym piaskowcu — choć bez znajomości dokładnych głębokości nawiercenia tych poziomów w Jadwidze T-1 nie można jeszcze precyzyjnie obliczyć gradientu geotermicznego dla tego otworu. Warto natomiast zwrócić uwagę na wydajność: oba poziomy dają 20 m³/h, podczas gdy odwiert IG-1 w tych samych formacjach osiągał zaledwie 9,1 m³/h (wapień muszlowy) i 6,0 m³/h (pstry piaskowiec). To ponad dwu-, trzykrotnie więcej — i jest to porównanie oparte na twardych danych z dwóch odwiertów w tym samym rejonie.
Obecnie trwają prace związane z opomiarowaniem kolejnego poziomu — czerwonego spągowca (niem. Rotliegendes — osady dolnego permu, ok. 280–300 mln lat, leżące głębiej niż dotychczas rozpoznane poziomy triasowe). W literaturze geotermalnej czerwony spągowiec jest wskazywany jako jedna z formacji perspektywicznych dla geotermii na Niżu Polskim, choć jego właściwości zbiornikowe — w tym porowatość, czyli zdolność skały do magazynowania wody — bywają regionowo zróżnicowane. Wyniki opomiarowania tego poziomu w Jadwidze T-1 będą kluczowe dla dalszej oceny projektu. Dlatego dopiero pomiary z konkretnego otworu pokażą, czy w trzebnickiej lokalizacji czerwony spągowiec ma parametry użyteczne praktycznie.
Dla kontekstu warto przywołać doświadczenie Oławy, gdzie odwiert o projektowanej głębokości 1130 m potwierdził obecność wód termalnych, ale tylko w jednym poziomie wodonośnym — o temperaturze 30–33°C (przy prognozowanych dwóch poziomach, w tym jednym o temperaturze ok. 42°C, którego nie znaleziono). Trzebnicki odwiert, prowadzony do głębokości 3000 m, już na stosunkowo płytkim poziomie wapienia muszlowego osiąga porównywalną temperaturę 31,4°C — i ma przed sobą jeszcze znacznie głębsze formacje.
Stan wiedzy naukowej: Trzebnica na tle regionu
Aby docenić, na jak solidnym gruncie naukowym stoi przedsięwzięcie Jadwiga T-1, warto zestawić najważniejsze publikacje dotyczące regionu.
Bojarski, Płochniewski, Stachowiak (1979) — „Wody termalne NE części monokliny przedsudeckiej”, Przegląd Geologiczny, nr 11. Pionierska praca dokumentująca wystąpienia wód termalnych (czyli wód podziemnych o temperaturze powyżej 20°C) w północno-wschodniej części monokliny, w tym dane z odwiertu Trzebnica IG-1.
Bojarski (1996) — „Atlas hydrochemiczny i hydrodynamiczny paleozoiku i mezozoiku oraz ascensyjnego zasolenia wód podziemnych na Niżu Polskim”. Hydrochemiczny — dotyczący składu chemicznego wód podziemnych; hydrodynamiczny — opisujący ich ruch, ciśnienie i kierunki przepływu; ascensyjne zasolenie — zjawisko wznoszenia się zasolonych wód z głębokich warstw ku powierzchni pod wpływem ciśnienia. Fundamentalne opracowanie kartograficzne, stanowiące bazę odniesienia dla wszystkich późniejszych projektów geotermalnych na Niżu Polskim.
Górecki (red.) — Atlas zasobów geotermalnych na Niżu Polskim, opracowanie zespołu AGH w Krakowie. Kompleksowa analiza warunków hydrogeologicznych (dotyczących występowania, ruchu i właściwości wód podziemnych) i termicznych (dotyczących rozkładu temperatur w skałach na różnych głębokościach) całego Niżu, obejmująca również monoklinę przedsudecką.
Kiełczawa (2010) — „Wybrane zagadnienia występowania i wykorzystania wód zmineralizowanych i termalnych monokliny przedsudeckiej”, Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, Zrównoważony Rozwój, R. 49, nr 1-2. Praca o charakterze regionalnym, pokazująca, że monoklina przedsudecka zawiera zarówno permskie, jak i mezozoiczne zbiorniki wód termalnych, perspektywiczne dla ciepłownictwa, balneoterapii i rekreacji.
Kiełczawa (2016) — „Możliwości balneologicznego zagospodarowania termalnych wód Trzebnicy”, Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, Zrównoważony Rozwój, nr 1/2016. Jedyna recenzowana publikacja naukowa w całości poświęcona wodom Trzebnicy. Na podstawie danych z odwiertu IG-1 autorka szczegółowo omówiła walory balneologiczne obu poziomów wodonośnych — wód siarczanowo-chlorkowo-wapniowo-sodowych wapienia muszlowego oraz chlorkowo-sodowo-wapniowych solanek pstrego piaskowca — wskazując szerokie możliwości ich wykorzystania w kąpielach solankowych, inhalacjach, krenoterapii (kuracji pitnej) i zabiegach siarczanowych. Artykuł opisuje też historię legislacyjną statusu uzdrowiskowego Trzebnicy i dokumentuje, że miasto utraciło ten status na mocy ustawy z 2005 r.
Kiełczawa, Ciężkowski, Wąsik (2021) — „Plans of spa revitalization in Trzebnica”, [w:] 7th Polish Geothermal Congress 2021. Book of Abstracts, Polskie Stowarzyszenie Geotermiczne, s. 134–136. Rozszerzony abstrakt konferencyjny przedstawiający budowę geologiczną rejonu Trzebnicy, wyniki badań magnetotellurycznych z 2019 r. oraz prognozowany profil otworu Jadwiga T-1. Podaje gradient geotermiczny ok. 2,5°C/100 m i stopień geotermiczny 43,55 m/1°C wyznaczony na podstawie profilowania temperaturowego w odwiercie IG-1.
Dowgiałło (2007) — Rozdziały o monoklinie przedsudeckiej i obszarach perspektywicznych w „Hydrogeologii regionalnej Polski”, t. II. Stanowi kontekst regionalny i punkt odniesienia dla klasyfikacji wód.
Przylibski (red., 2007) — „Studium możliwości rozpoznania nowych wystąpień wód zmineralizowanych, swoistych i termalnych na obszarze bloku przedsudeckiego”, Politechnika Wrocławska. Wody swoiste to wody podziemne, w których stężenie określonych składników (np. siarki, fluoru, radonu, żelaza) przekracza ustalone normy, nadając im szczególne właściwości — często lecznicze. Opracowanie o charakterze rozpoznawczym, wskazujące kierunki dalszych poszukiwań.
Doświadczenia dolnośląskie: Trzebnica na tle sąsiadów
Trzebnica nie jest jedyną dolnośląską gminą, która podjęła poszukiwania wód termalnych w ramach programu NFOŚiGW. W Oławie odwiert o projektowanej głębokości 1130 m zakończono pod koniec 2022 roku — potwierdzono obecność wód termalnych, ale tylko w jednym poziomie wodonośnym, o temperaturze 30–33°C (przy prognozowanych dwóch poziomach, w tym jednym o temperaturze ok. 42°C, którego nie znaleziono). W Głuszycy, gdzie odwiert ukończono w styczniu 2025 roku, napotkano wody termalne w ilości niewystarczającej do celów ciepłowniczych, ale potencjalnie przydatne do balneologii (leczniczego wykorzystania wód mineralnych i termalnych, np. w kąpieliskach i zabiegach zdrowotnych).
Na tym tle dotychczasowe wyniki trzebnickiego odwiertu wypadają zachęcająco. Już na stosunkowo płytkich (w skali tego projektu) poziomach triasowych odwiert Jadwiga T-1 osiąga temperatury porównywalne z końcowymi wynikami Oławy — a ma przed sobą jeszcze ponad kilometr wiercenia ku głębszym formacjom. Trzebnica ma też przewagę geologiczną: leży w lepiej zbadanym obszarze nizinnym monokliny, gdzie warstwy skalne zalegają regularniej i bardziej przewidywalnie niż w skomplikowanym tektonicznie rejonie sudeckim, z którego pochodzi Głuszyca. Dodatkowym atutem jest istniejący odwiert IG-1, który od lat 70. potwierdza obecność horyzontów wodonośnych (warstw skalnych nasyconych wodą, zdolnych do jej oddawania) pod Trzebnicą.
Nazwa i symbolika
Nazwa „Jadwiga T-1″ nawiązuje do historycznej nazwy trzebnickiego domu zdrojowego Hedwigsbad, funkcjonującego od 1880 roku, gdy miejscowy właściciel ziemski Otto Müller wzniósł pierwszy obiekt uzdrowiskowy. Patronką odwiertu jest zatem jednocześnie św. Jadwiga Śląska — patronka miasta i fundatorka klasztoru cysterek — oraz tradycja uzdrowiskowa sięgająca XIX wieku. W nazwie kryje się nie tylko sentyment, ale i konkretna ambicja: przywrócenie Trzebnicy statusu miejscowości uzdrowiskowej, utraconego na mocy ustawy z 2005 roku.
Co dalej: od modeli do faktów
Odwiert Jadwiga T-1 to najważniejsze przedsięwzięcie geologiczne w historii Trzebnicy. Projekt wyrasta z pięćdziesięciu lat systematycznych badań — od odwiertu IG-1, przez regionalne opracowania Bojarskiego, Kiełczawy, Góreckiego, Dowgiałły i Przylibskiego, po zatwierdzony projekt robót geologicznych z 2019 roku.
Od niedawna dysponujemy czymś więcej niż modelami i prognozami. Pierwsze wyniki pomiarowe z dwóch poziomów triasowych — wapienia muszlowego (31,4°C) i pstrego piaskowca (42°C) — pokazują, że temperatura rośnie z głębokością, a wydajność obu poziomów jest ponad dwu-, trzykrotnie wyższa niż w odwiercie IG-1. Trwa opomiarowanie czerwonego spągowca, a przed odwiertem pozostaje jeszcze ponad kilometr drogi do docelowej głębokości 3000 m.
Dokumentacja hydrogeologiczna wynikowa — podsumowująca rzeczywiste parametry złoża: wydajność, temperaturę, mineralizację (stężenie rozpuszczonych substancji mineralnych), ciśnienie złożowe (naturalne ciśnienie, pod jakim woda znajduje się w warstwie wodonośnej) — powstanie po zakończeniu wiercenia, próbnych pompowaniach i analizach hydrochemicznych (badaniach składu chemicznego uzyskanych wód). To dokument formalny, wymagany przepisami prawa, i to on przesądzi o dalszych krokach: czy i w jaki sposób możliwe będzie zagospodarowanie złoża do celów ciepłowniczych, rekreacyjnych i uzdrowiskowych. Recenzowane publikacje naukowe oparte na pełnych danych z odwiertu pojawią się zapewne jeszcze później.
Dotychczasowe dane — przy wszystkich zastrzeżeniach wynikających z faktu, że najgłębsze i najistotniejsze warstwy dopiero czekają na rozpoznanie — pozwalają stwierdzić, że odwiert przebiega obiecująco. Trzebnica jest dziś bliżej odpowiedzi na pytanie o swoje geotermalne możliwości niż kiedykolwiek w swojej współczesnej historii.
