Úvodní stránka >> Výsledky projektu

Výsledky projektu


  • Aktualizace informací o ovlivnění vody z hlediska geochemického, geologického a geoekologického, získání podkladů významných pro prognózy dalšího vývoje a uchování kvalitních zdrojů podzemních vod.

  • Podrobné objasnění mechanismů a procesů, které formovaly geologický vývoj oblastí s  významnými zásobami podzemních vod.

  • Zpracování metod a nástrojů pro tvorbu Plánů oblastí povodí v ČR a dosažení environmentálních cílů v jakosti vody.

Tabulka publikačních výstupů projektu


DÚ 01 Analýza a aktualizace informací o ovlivnění podzemní vody z hlediska geochemického, geologického a geoekologického včetně studia geologického vývoje vybraných oblastí s významnými zdroji podzemních vod

01.1. Teplický ryolit

V období let 2009-2011 probíhaly práce v oblasti teplického ryolitu na zjištění struktury výplně altenbersko-teplické kaldery a petrofyzikálních vlastností jednotlivých typů vulkanických hornin vyplňující tuto kalderu. Výsledky geotermálního projektu v Litoměřicích, kde v hloubce kolem 1.800 m byla zjištěna teplota pouze 55 °C a geotermický stupeň se pohyboval kolem 1,5-2 °C/100 m, vedly k názoru, že zdrojem tepla pro ohřev teplických termálních vod je z velké části radiogenní teplo produkované ryolitovými ignimbrity. Produkce radiogenního tepla je závislá na koncentracích radioaktivních izotopů v hornině a její hustotě. Koncentrace radioaktivních prvků byly proto měřeny in situ přenosným gamaspektrometrem a také byly odebrány reprezentativní vzorky pro laboratorní gamaspektrometrická měření, doplněná o měření hustoty a efektivní porózity

Pokud je uvažována dlouhodobá průměrná teplota infiltrující vody 7 °C, pak ohřev všech termálních vod na výslednou teplotu odpovídá ohřevu zhruba 1.230 l vody o 1 °C každou vteřinu. Z tepelné kapacity vody (4.180 J/kg.°C) je pak možné spočítat energetickou spotřebu takového ohřevu vody na 5,141.400 W. Z výsledků je zřejmé, že více jak 50 % tepla termálních vod pochází z rozpadu radioaktivních prvků přítomných v horninách teplického ryolitu.

Tak zvaný teplický porfyr představuje sekvenci ryodacitových až ryolitových ignimbritů – tedy uloženin pyroklastických proudů, které vyplňují altenbersko-teplickou kalderu. Mimo tuto kalderu mají ignimbrity vysokou porózitu až 15 %, zatímco uvnitř kaldery hodnoty efektivní porózity nepřekračují 2 %.

Pro korelaci jednotlivých typů ryolitových ignimbritů mezi vrty a povrchovými výchozy posloužila jednak petrofyzikální data, ale také petrografické studium horninových vzorků. Anizotropie magnetické susceptibility v ignimbritech teplického ryolitu souvisí se stupněm spečení a má vztah k primární efektivní porózitě.

Výsledkem studia tělesa teplického ryolitu jsou kromě nových dat, která jsou součástí datového skladu ČGS, i mapa porózity teplického ryolitu a mapa radioaktivity teplického ryolitu. Mapa porózity teplického ryolitu vymezuje zóny zvýšené infiltrace srážek, resp. dotace podzemních vod. Výzkum přinesl novou hypotézu o možném podílu radiogenního tepla, které ohřívá podzemní vody využívané v oblasti lázní Teplic včetně řady nových dat, potvrzujících výše uvedenou hypotézu. Zároveň tak připravil podklady pro další studium a případnou precizaci ochrany těchto terem. 


01.2. Geochemie křídových sedimentů na území ČR

Chemické složení podzemních vod odráží, jakým geologickým prostředím podzemní voda proudí. Jakost podzemních vod je tak do značné míry determinována. Aby sledování chemismu podzemních vod přineslo komplexní obraz o přírodním prostředí, ve kterém voda proudí, je nezbytné znát i chemismus horninového prostředí, ze kterého voda čerpá složky ovlivňující její složení.

V souvislosti se sledováním interakce horninového prostředí s vodním systémem v ČR bylo po geochemické stránce hodnoceno horninové prostředí křídového stáří, což jsou oblasti ČKP, jihočeské křídové pánve s největšími akumulacemi podzemních vod a křídové horniny Karpat.

Hodnocení se zaměřilo na stanovení obsahu alkalických složek v horninách a schopností hornin tyto složky uvolňovat do okolního prostředí. Kromě porovnání hodnot vybraných oxidů stanovených silikátovou analýzou doplňují geochemickou charakteristiku i stanovení vybraných stopových prvků (As, B, Be, Cu, Ni, Pb, Zn, Sr a Th).

Jako základní zdroj informací pro zhodnocení chemismu vybraných litologických typů posloužila archivní data uložená v litogeochemické databázi ČGS. V současné době databáze obsahuje celkem 15.125 záznamů. Z celého souboru dat pořízených v různé době, pro různé účely i mnohdy odlišnými metodami byla vybrána pouze data se stejnou vypovídací hodnotou vhodná pro účely předloženého projektu.

Z aktualizované litogeochemické databáze ČGS bylo vybráno celkem 1.150 analýz vzorků, které se staly základem pro analýzu hornin v ČKP, jihočeských křídových pánvích a křídových sedimentech karpatské oblasti a u nichž byla stanovena tzv. geochemická reaktivita hornin a vyhodnoceny obsahy vybraných stopových prvků prezentované v mapových výstupech. Výše uvedené mapy poskytují informace o výskytu vybraných prvků v křídových horninách a jsou využitelné např. při stanovení hodnot přirozeného pozadí sledovaných látek, při hodnocení zvýšeného výskytu sledovaných látek v podzemních vodách a jejich původu apod.  

Na základě vzájemného posouzení byly křídové horniny rozděleny podle jejich reaktivity do tří skupin. Do první skupiny patří velmi reaktivní horniny, jejichž reaktivita je podmíněna především obsahem karbonátové složky –  jedná se zejména o slínovce, vápence, vápnité pískovce, opuky aj. Do druhé skupiny – mezi tzv. středně reaktivní horniny – se řadí vulkanické horniny těšínitové asociace v Karpatech. Třetí skupinu tvoří horniny s nízkou reaktivitou, zejména nevápnité jílovce, prachovce, slepence a křemenné pískovce. Výsledkem je mapa geochemické reaktivity křídových hornin na území ČR a mapky obsahů SiO2,  Al2O3, CaO, K2O a P2O5.

Na základě dostupných analýz byly vyhodnoceny obsahy As, B, Be, Cu, Ni, Pb, Zn, Sr a Th vázaných na důležité horninové typy charakterizující dílčí litostratigrafické jednotky křídových hornin v ČR. Vzhledem k nerovnoměrnému plošnému a časovému rozložení analýz v různých geologických jednotkách byla porovnávána hodnota mediánu s přihlédnutím na variabilitu horninového složení celé jednotky a zastoupení jednotlivých typů hornin v ní. Lze konstatovat, že křídové sedimenty ČKP a jihočeských pánví, zejména pískovce, jsou až na malé výjimky poměrně chudé na sledované stopové prvky.

Výsledkem jsou mapy obsahu As, B, Be, Cu, Ni, Pb, Zn, Sr a Th v oblastech výskytu křídových hornin v ČR.


Mapa obsahu vybraných stopových prvků v křídových horninách na území České republiky


01.3. Vysvětlení mechanismů vzniku a funkce pánevní struktury ČKP

Na území ČKP jsou největší zásoby podzemních vod v ČR a mělo by být politickou, ekonomickou i ekologickou prioritou optimální využití těchto zásob při zachování jejich dobrého kvantitativního stavu v souladu s Rámcovou směrnicí pro vodní politiku EU. Naposledy byla souhrnně pro potřeby hydrogeologie ČKP zpracována v 80. letech 20. století. Od té doby se vyvinula řada nových moderních výzkumných metod, které v rámci projektu umožnily ověřit použití sekvenční analýzy pro aktualizaci rozsahu kolektorů a izolátorů v ČKP včetně průběhu tektonických zón, které nejsou často na povrchu terénu patrné.

Stávající pohled na stavbu výplně ČKP z hlediska členění na kolektorské a izolátorské celky vychází z dělení na kolektory A až D s převládajícím podílem pískovců, vzájemně oddělené polohami izolátorů. Hlavní tělesa pískovcových kolektorů v ČKP jsou vázána na dvě dílčí pánve: na lužicko-jizerskou a orlicko-žďárskou dílčí pánev. Hlavní kolektorské celky obsahují řadu dílčích pískovcových těles, oddělených izolátory lokálního či jen zčásti regionálního významu. Jejich detailní charakteristika je při mocnostech prvních metrů či prvních desítek metrů velmi nesnadná.  V projektu byla použita moderní metoda genetické stratigrafie používající karotážní data. Metoda umožňuje detailní členění kolektorských celků, porozumění zákonitostem jejich vývoje v rámci sedimentární pánve i v menších regionech, včetně přesnější interpretace jejich mladšího tektonického porušení. Výhodou genetické stratigrafie oproti jiným přístupům je využívání jednoznačně sedimentologicky definovaných ploch a sedimentárních těles v rámci konceptu, který vychází z kvantitativních vztahů mezi vytvářením akumulačního prostoru a jeho zaplňováním a který ke stratigrafické korelaci užívá poměrně nejobjektivnější kritéria – tj. změny signálu v karotážních datech.  Karotážní data a jejich korelace umožňují zatím nejpřesnější korelaci jednotlivých těles izolátorských facií vlivem využití principů geneticko-stratigrafické korelace.

V případě ČKP genetická statigrafie staví na interpretaci progradačních sedimentárních systémů, které jsou v západní části pánve identifikovány jako písčité delty a s nimi související příbřežní systémy. Hlavními stavebními prvky výplně ČKP od svrchního cenomanu do santonu jsou deskovitá tělesa pískovců, která vznikla progradací deltových pobřeží – facie kolektorů, oddělená jemnozrnnějšími sedimenty prodelt až předbřeží – facie izolátorů (prachovce až slínovce). V distálních částech předbřeží, se ukládaly až hemipelagické facie, kde se slínovce střídají s mikritickými vápenci. Vztahy mezi proximálními a distálními faciemi mohou být poměrně komplikované v místech, kde je oddělují významné zlomové zóny, např. labská zlomová zóna mezi facií hemipelagitů teplického souvrství a pískovců jizerského souvrství.  V oblasti středohorského prolomu, v zóně do cca 15-20 km jižně až jihozápadně od lužické zlomové zóny, přestávají být ve vrtných datech transgresní plochy mezi dílčími pískovcovými tělesy zřetelné díky absenci izolátorů zřetelných v karotážních datech, a turonské pískovce jsou amalgamovány do více než 500 m mocného celku kolektoru BC. V oblasti pískovcových facií západní poloviny ČKP bylo definováno 7 genetických sekvencí v turonu a jedna na rozhraní turon-coniak. V intervalu středního coniaku až santonu zatím nejsou sekvence definovány a detailní zpracování komplikovaného kolektorského celku D v tomto intervalu je úkolem pro nejbližší budoucnost. Sekvenční stavbě kolektoru A (cenoman) nebyla věnována pozornost, protože v hydrogeologické praxi je považován za jeden celek a nemá z hydrogeologického hlediska význam srovnatelný s kolektory v jeho nadloží.

V rámci výzkumu bylo zjištěno, že dílčí pískovcová tělesa, lokálně označovaná jako kolektory B a C, jsou oddělována nikoli jedním významným izolátorem, ale prostorově složitější soustavou hraničních ploch s izolujícími litofaciemi v nadloží.

Z e zpracovaných přehledných strukturních map vyplývá, že není dosud v některých významných oblastech tektonická stavba ČKP jednoznačně dořešena. Ve východní části pánve, kde zpracované mapy předpokládají místo dříve zvažované vrásové stavby existenci asymetrických příkopových struktur a složitější interakci zlomů labského a jizerského směru, dosud neexistují reflexní seizmická data, která by představovala podstatný přínos pro poznání tektonické stavby. V oblasti středohorského příkopu je v řadě bloků nedostatek vrtných dat pro ověření navrhovaných poklesových zlomů, proto jsou nové vrtné práce v této oblasti nezbytné. Ve středohorském příkopu sice existují reflexní seizmické profily z 80. let 20. století, ale o akvizici nových reflexních dat by mělo být uvažováno jednak v severní části příkopu a jednak v lokálním měřítku v oblasti strážského zlomu, kde by tato data mohla objasnit interakci jeho segmentů východozápadního a severozápadního směru.

V rámci projektu vznikly: mapa zlomů ČKP v měřítku 1 : 550 000, mapa zlomové stavby ČKP na podkladě izolinií nadmořských výšek báze turonu v měřítku 1 : 550 000, mapa nadmořské výšky báze kolektoru A v měřítku 1 : 550 000, mapa mocnosti kolektoru A v měřítku 1 : 550 000, mapa nadmořské výšky báze stropu kolektoru B na východě ČKP se zlomy v měřítku 1 : 400 000, mapa kumulativních mocností kvádrových pískovců v ekvivalentu kolektoru B bez zlomů v měřítku 1 : 350 000, mapa kumulativních mocností kvádrových pískovců v ekvivalentu kolektoru B se zlomy v měřítku 1 : 350 000, mapa kumulativních mocností kvádrových pískovců v ekvivalentu kolektoru C bez zlomů v měřítku 1 : 350 000, mapa kumulativních mocností kvádrových pískovců v ekvivalentu kolektoru C se zlomy v měřítku 1 : 350 000, mapa kumulativních mocností kvádrových pískovců v ekvivalentu kolektoru D bez zlomů v měřítku 1 : 350 000 a mapa kumulativních mocností kvádrových pískovců v ekvivalentu kolektoru D se zlomy v měřítku 1 : 350 000.

Zlomové struktury v mapě zlomové stavby jsou rozděleny do tří hlavních skupin odpovídajících třem orientacím směrů zlomových populací vůči světovým stranám. Jedná se o skupinu jizerských zlomů mající směr S-J (±20°), skupinu labských zlomů směru SZ-JV (±30°) a skupinu zlomů oherských SV-JZ a V-Z. Tzv. sudetský strukturní směr vyčleňovaný v dřívějších pracích je zde zahrnut do skupiny zlomů labského směru. Tzv. krušnohorský směr tvoří dílčí populaci v rámci oherské skupiny zlomů. Celkem bylo definováno 375 zlomů. 

Ve vodohospodářsky významných oblastech české křídové pánve (ČKP) bylo provedeno vymezení superponovaných významných kolektorů, které se opírá o výsledky geneticko-stratigrafické pánevní analýzy, vytvořených GIS map izopach a stratoizohyps nejvýznačnějšího chronostratigrafického horizontu – báze turonu a báze cenomanu.  




Mapa zlomů české křídové pánve
Mocnost kolektoru A - mapa izolinií mocností cenomanu
Kumulativní mocnost kvádrových pískovců v ekvivalentu kolektoru B se zlomy
Kumulativní mocnost kvádrových pískovců v ekvivalentu kolektoru D se zlomy
Nadmořská výška báze stropu kolektoru B na východě české křídové pánve se zlomy


DÚ 02 Tvorba hydrogeologické informační vrstvy

Vytvoření HydroGEOČR50 umožňuje získat aktuální spojité podklady se základními hydrogeologickými charakteristikami (mocnost kolektoru, mocnost izolátoru, typ propustnosti, velikost transmisivity atd.) v přehledném měřítku a aplikované využití této vrstvy poskytne relevantní datové vstupy např. pro stanovení prahových hodnot vybraných složek v podzemních vodách, zpracování metod a nástrojů pro tvorbu Plánů oblastí povodí v ČR, metody vedoucí k dosažení environmentálních cílů v jakosti vody, hodnocení stavu útvarů podzemních a povrchových vod v konkrétních oblastech, podklad pro sestavování územních plánů, které by právě s ohledem na přírodní poměry měly navrhnout optimální využití řešeného území nebo v kombinaci s dalšími vektorovými vrstvami tvorbu odvozených map např. pro ekologické studie.

V prvních fázích projektu probíhal vývoj metodik pro tvorbu HydroGEO ČR50 a v dalších pak proběhlo jejich testování v pilotních oblastech. Ukázalo se však s ohledem na pestrost geologické stavby ČR, že nelze zcela rutinně přistupovat ke tvorbě hydrogeologických těles předkvartérních hornin pro celé území republiky z GEO ČR50. Proto byl zvolen postup agregace, průniků již existujících polygonů v GEO ČR50 podle definovaných atributů, ze kterých byly až následně po vyčištění příslušných vrstev v GIS vytvořeny liniové hranice. Původní linie polygonů si ponechaly informaci, o jaký typ hranice jde, takže všechny doplněné hranice jsou při typologické analýze patrné. Kromě tvorby polygonů hydrogeologických těles v ploše je zpracování takové, aby bylo možné vrstvy hydrogeologických těles použít ke tvorbě 3D modelů. V oblasti ČKP je tedy hydrogeologická vrstva zpracována ve více superponovaných vrstvách a to jak podle stratigrafie, tak podle hydrogeologické funkce – tj. jsou vyčleněny kolektory a izolátory.

 Zároveň probíhalo zpracování bodových hydrogeologických dat aplikacemi GDbase5, které umožňují zpracování velkého objemu hydrogeologických dat podle stanovených kritérií, zadaných algoritmů apod. 

Stěžejním datovým zdrojem pro tvorbu digitální hydrogeologické vrstvy byla bezešvá digitální geologická mapa ČR - GEO ČR50, zobrazující geologická tělesa pouze v ploše, rastrové starší mapové podklady jako např. hydrogeologické mapy 1 : 50 000 a 1 :200 000, geologické mapy podrobných měřítek, vrtná databáze ČGS-Geofondu a doplňkovými zdroji byly digitální hydrogeologické rajony - 2005, vrstva digitálních rozvodnic a topografické podklady 1 : 50 000,  vrstva vodních toků a výškopisu a další archivní analogové mapy a informace.

Při tvorbě mapy hydrogeologických poměrů, která je součástí hydrogeologické vrstvy, bylo upřednostněno vyjádření transmisivity, která odráží schopnost horninového prostředí akumulovat a uvolňovat podzemní vodu a vyjadřuje tak potenciální vodohospodářské využití kolektorů.

Podle toho, jak se mění v horninovém prostředí při jeho prolínání vodou filtrační vlastnosti, rozeznáváme prostředí jednak stejnorodé a nestejnorodé, jednak izotropní a anizotropní. Stejnorodá neboli homogenní hornina má filtrační vlastnosti stejné ve všech místech.  Mění-li se tyto vlastnosti od místa k místu, je hornina nestejnorodá neboli heterogenní. Jsou-li filtrační vlastnosti horniny v daném místě nezávislé na směru proudění podzemní vody, je hornina izotropní, závisí-li tyto vlastnosti na směru proudění, je hornina anizotropní. Vztah velikosti prvků filtrační nestejnorodosti hornin k rozsahu zkoušeného prostředí ovlivňuje nejen charakter rozdělení příslušného souboru hydraulických parametrů, tedy i jeho variabilitu, ale i použitelnost získaných hodnot při vytváření hydrogeologických modelů různého měřítka.

Standardní statistické zpracování údajů o hydraulických parametrech kolektorů podává v první řadě informaci o stupni jejich nehomogenity, resp. úrovni variability, která je nezbytná pro posouzení možností jakýchkoliv konkrétních aplikací výsledků regionálního hodnocení. K tomuto posouzení slouží běžné statistické zpracování údajů o specifických vydatnostech q nebo o koeficientu průtočnosti T s vyjádřením variability hodnot. Volba jednotlivých kritérií k posouzení variability a heterogenity závisí na tvaru rozdělení zkoumaných hodnot. Při log-normálně rozdělených hodnotách koeficientu průtočnosti T a specifické vydatnosti q je vhodné použít směrodatných odchylek logaritmů T a q. Výsledkem elementárního zpracování je tedy vyčíslení základních popisných charakteristik rozdělení a získání předběžného obrazu o tvaru rozdělení vhodnou grafickou vizualizací. Vizualizace pomocí grafu kumulativních četností se současně vynesenými soubory dat z různých území vykazuje rozdíly celkové úrovně transmisivity jednotlivých souborů na ose x, tak i rozdíly ve variabilitě souborů podle sklonu vyrovnávacích přímek. Čím je přímka strmější, tím je variabilita nižší.

Dalším nezanedbatelným efektem je dynamika oběhu podzemní vody, kdy v infiltrační oblasti ekvipotenciály s hloubkou klesají (ve větší hloubce je nižší piezometrická úroveň než při hladině). Naopak v drenážní bázi ekvipotenciály s hloubkou narůstají a tak ve větší hloubce je vyšší piezometrická úroveň než při hladině podzemní vody. Ve vrtech v oblasti infiltrace dochází k sestupnému proudění, a naopak ve vrtech v drenážní oblasti dochází ke vzestupnému proudění podzemní vody. Dynamika tohoto pohybu ovlivňuje výsledky čerpacích pokusů. Rozdíl infiltrační a drenážní oblasti byl využit i při konstrukci mapy hydrogeologických poměrů, která je jedním z výstupů projektu.

Získaný soubor dat byl rozdělen do hydrogeologických rajonů a statisticky testován ověřenými grafy relativní kumulativní četnosti při logaritmickém měřítku hodnot T. Proložený logaritmický trend umožňuje vizuální kontrolu shody dat a standardního log-normálního rozložení. Výrazně odlišné maximální i minimální hodnoty, pod percentilem 5 % a nad percentilem 95 % byly ze zpracování vyloučeny. Prověřené hodnoty jsou vykresleny v mapě hydrogeologických poměrů ČR v měřítku 1 : 500 000 jako bodové údaje s grafickým vyjádřením jejich velikosti. Zároveň proběhlo testování tvorby map rozdělení transmisivity pomocí geostatistických metod – např. krigingu. Mapa vykazovala dobrou shodu s výsledky distribuce transmisivity v hydraulickém modelu AQUIFEM. Zejména v průlinových kolektorech se tato metoda jeví využitelná a perspektivní.

Výsledná mapa hydrogeologických poměrů ČR vyjadřuje jak průměrnou transmisivitu litologických celků, tak i bodovou transmisivitu testovaných hydrogeologických objektů databáze ČGS-Geofondu a ČGS. Disharmonie plošné průměrné hodnoty T a bodové hodnoty T umožňuje čtenáři vlastní interpretaci a rozvahu, kde a v jaké morfologické pozici lze očekávat požadovanou hodnotu vydatnosti projektovaného jímacího objektu. Ve formě vrstvy informačního systému GIS přináší bodový údaj navíc též identifikaci objektu a přímou návaznost na dokumentační záznam uložený v ČGS-Geofondu. Pro zpracování mapových výstupů plochy byla využita vrstva GIS „VDHVZN“ s dělenými třídními stupni transmisivity. Pro vyjádření základní nestejnorodosti transmisivity vyvolané rozdílem drenážních a infiltračních oblastí popsané Krásným (1976, 1996) byla do vrstvy VDHVZN zakomponována vrstva fluviálních sedimentů z GEO ČR 50, aby se v ploše jednotlivých tříd průtočnosti podle litologických typů odrazilo i geomorfologické hledisko.

Atributové tabulky polygonové hydrogeologické vrstvy byly doplněny i o typ porózity, který lze vyjádřit v prostředí GIS barvou, případně šrafou podle účelu vytvářeného náhledu, takže jako další výstup byla vytvořena mapa typů porózity předkvartérních hornin ČR v měřítku 1 : 500 000 a schéma hydrogeologických vlastností souvrství ČKP.

V oblasti vodohospodářsky významných akumulací kvartérních sedimentů, které odpovídají svým rozsahem více méně kvartérním hydrogeologickým rajonům, bylo vytvořeno v superponovaných vrstvách vymezení plošného rozsahu kolektorů a izolátorů. Výše uvedené vrstvy jsou součástí GIS vrstev hydrogeologické národní databáze. Jako další z výstupů projektu byly zpracovány účelové mapy zobrazující první typ hydrogeologického prostředí od povrchu v oblasti kvartérních sedimentů Labe, kvartérních sedimentů Odry, Opavy a Opavice, kvartérních sedimentů střední Moravy, v oblasti soutoku Dyje a Moravy a v oblasti kvartérních sedimentů Lužnice a Nežárky. Výše uvedené účelové mapy vodohospodářsky významných akumulací kvartérních sedimentů mimo jiné nepřímo dokumentují odlišný vývoj údolní terasové akumulace a říčních niv v oblasti Českého masívu a Západních Karpat včetně Karpatské předhlubně.

Soubor zcela nových tematických hydrovrstev je včleněn mezi tematické vektory a další atributová, popisná data. Soubor tematických informací se souhrnně nazývá HYDRO ČR50 a obsahuje vektorové reprezentace hydrogeologických těles, kvantitativní hydrogeologické a chemické informace, údaje o porozitě jednotlivých horninových typů atd. 

 








DÚ 03 Metodika a uplatnění metodiky aplikovaného využití hydrogeologické informační vrstvy

Přírodní zdroje podzemních vod jsou dynamickou složkou a mění se v závislosti na dotaci z atmosférických srážek jak v sezónním tak i víceletém cyklu. Hydrogeologická informační vrstva poskytuje informace o kvantitě podzemní vody na území ČR. Kvalita podzemních a následně povrchových vod je do značné míry ovlivněna využíváním území, neboť většina znečišťujících látek, které se v podzemních vodách nacházejí, se do nich dostává z povrchu při infiltrací srážek či zavlažováním. Jen v některých oblastech jsou hodnoty stanovených složek vyšší díky složení hornin, které se zde vyskytují. Aby byl zachován  ve smyslu Rámcové směrnice pro vodní politiku EU dobrý kvantitativní a chemický stav útvarů podzemních vod, byl DÚ 03 zaměřen na zpracování indikátorů, které dokumentují změny kvantitativního stavu útvarů podzemních vod, a na zpracování obecně použitelných metodik. Obdobně byly pro hodnocení chemického stavu útvarů podzemních vod stanoveny prahové hodnoty pro vybrané složky včetně metodiky jejich stanovení.

03.1. Vyhodnocení časových řad výšky hladiny podzemní vody ve vrtech s dlouhodobým a střednědobým chodem a jejich modelování

V pozorovací síti ČHMÚ se vyskytují vrty, u kterých je buď částečně nebo úplně potlačený roční chod průběhu hladiny podzemní vody. Standardně se roční chod hladiny podzemní vody projevuje maximy v jarním období a minimy v podzimním období. V případě vrtů s potlačeným chodem průběhu hladiny podzemní vody není výška hladiny podzemní vody ve vrtu závislá na ročních obdobích. Cílem je postupně vytvořit metodiku pro vyhodnocování vlastností časových řad průběhu hladiny podzemní vody u vrtů s dlouhodobým a střednědobým (smíšeným) chodem. Objekty lze třídit podle rychlosti, s jakou reagují na velikost, časový průběh a typ srážek pomocí různých kritérií (např. koeficient ročního chodu, průměrná délka pseudoperiod, měsíce obvyklých jarních maxim případně podzimních minim). Časové režimy s dlouhodobým a smíšeným chodem hladiny podzemní vody lze modelovat například pomocí pololetních úhrnů srážek metodou vícenásobné lineární regrese nebo neuronovou sítí. Nejdůležitější využití modelů je predikce časového režimu nebo při objasňování vzniku trendu (dlouhodobého poklesu, nárůstu) a rozhodnutí, zda trend má přirozenou příčinu v průběhu srážek nebo se jedná o vliv lidské činnosti.

 

03.2. Metodika stanovení přírodních zdrojů podzemních vod pro hydrogeologické rajony

S ohledem na každoroční povinnost ČHMÚ vyčíslit základní odtok v ČR pro hydrogeologické rajony a bilancovaná povodí povrchových toků se ukázalo jako nezbytné zavést jednotný postup zpracování režimních dat vedoucí k reprodukovatelným výsledkům.

Cílem předložené metodiky je:

·        stanovení množství přírodních zdrojů podzemních vod ve vodních útvarech podzemních vod a bilančních povodích v ČR

·        zavedení nových metod a postupů založených na aktuálních poznatcích

·        objektivizace a standardizace stanovení zdrojů podzemních vod

Navrhovaná metodika nahrazuje dosud užívané postupy stanovení základního odtoku jednotným procesem vedoucím k reprodukovatelným výsledkům. Popsaný proces, založený na automatické separaci hydrogramu, umožňuje vyčíslení základního odtoku ve vodoměrných stanicích a jeho přepočet na hydrogeologické rajony popř. jiné územní jednotky. Podle navržené metodiky lze spolehlivě stanovit přírodní zdroje podzemních vod pouze v části vodních útvarů ČR a to tam, kde lze ztotožnit základní odtok a přírodní zdroje. Nejpřesnějších výsledků je dosahováno především v hydrogeologicky uzavřených povodích krystalinika, permokarbonu a flyše, kde lze očekávat, že veškerý podzemní odtok je drénován recipientem. U vodních útvarů, kde část podzemního odtoku obchází recipient, jak je tomu u křídových HGR a v HGR neogénu, lze uvedeným způsobem získat alespoň informaci o dynamice změn přírodních zdrojů. V části vodních útvarů nelze zdroje podzemních vod stanovit vůbec z důvodu absence dat.

Významné odběry podzemní i povrchové vody je možné do výpočtů v budoucnu zahrnout. Otázku bilancování neogenních a kvartérních rajonů bude nutno řešit zásadně, a to s přihlédnutím k tvorbě indukovaných zdrojů, umělého nadlepšování, vlivu štěrkovišť, popřípadě i doplňkových odběrů povrchové vody. Výsledná metodika tvoří přílohu č. 4 závěrečné zprávy. 

Návrh metodiky stanovení přírodích zdrojů podzemních vod z průtoků povrchových toků


03.3. Metodika stanovení prahových hodnot pro podzemní vodu v interakci s povrchovou vodou

Metodika stanovení prahových hodnot pro podzemní vodu v interakci s povrchovou vodou se skládá z několika částí – úvod, v němž jsou stanoveny jednak cíle a struktura metodiky a kde je dále rozebrán současný stav problematiky nejen na české úrovni, ale též v porovnání s některými dalšími evropskými zeměmi. Další část pojednává o způsobu identifikace míst, kde mohou být povrchové vody významně ovlivněny podzemní vodou – tj. profily povrchových vod, kde je významný podíl základního odtoku; a to včetně výsledků na základě současných dat. Další část je již věnována problematice stanovení prahových hodnot v těchto oblastech – a to opět jak z metodického hlediska, tak z hlediska konkrétních výsledků pro ty ukazatele, kde už jsou definitivně známy jejich normy environmentální kvality.

Na závěr je metodika doplněna o shrnutí, které prahové hodnoty jsou již stanoveny a které naopak musejí být odvozeny až v závislosti na jiných krocích, jež nejsou předmětem tohoto projektu (např. návrh prahových hodnot fyzikálně-chemických složek ekologického stavu povrchoch vod), či které bude vhodné aktualizovat podle nejnovějších dostupných výsledků (hodnoty základního odtoku či Base flow indexy nebo hodnoty přirozeného pozadí pro některé látky). Také zde byly vyjmenovány hlavní nejistoty spjaté s kvalitou vstupních dat i navržených postupů. Výsledná metodika tvoří přílohu č. 2 závěrečné zprávy.

 

Metodika stanovení prahových hodnot pro podzemní vodu v interakci s povrchovou vodou

03.4. Metodika stanovení režimů podzemních vod pro jednotlivé hydrogeologické rajony/útvary podzemních vod v ČR

Hlavním cílem metodiky je návrh postupu pro vyhodnocení režimů podzemních vod jako podpůrného ukazatele kvantitativního stavu útvarů podzemních vod. Z tohoto důvodu je metodika zaměřena zejména na hlubší struktury, kde může docházet k přečerpávání vod. V takovém případě metodika indikuje tzv. nedostatek vody, který sice může, ale nutně nemusí být ovlivněn hydrologickým suchem, ale vždy k tomu přispívá antropogenní činnost – převážně odběry podzemních vod. Pro ostatní typy struktur lze metodiku použít hlavně pro indikaci hydrologického sucha. Cílem metodiky není stanovit podíl antropogenní činnosti a podíl hydrologického sucha, k tomu jsou nutné další podrobnější analýzy – detailní zjišťování množství odebrané vody, vývoj srážek, případně změny při infiltraci vod.

Výstupy metodiky lze použít jednak na pravidelné vyhodnocování výsledků sledování; průběžné hodnocení režimů hladin, případně vydatností podzemních vod; ověřování výsledků hodnocení kvantitativního stavu útvarů podzemních vod a jako základní podklad pro zjišťování příčin krátkodobého či střednědobého zaklesávání hladin.

 Metodika se zaměřuje na tyto aspekty:

·         popis a zatřídění sledovaných objektů (vrtů a pramenů);

·         nároky na pořizovaná data;

·         krátkodobé charakteristiky režimu hladin podzemních vod (měsíční a roční) v jednotlivých objektech;

·         dlouhodobé charakteristiky režimu hladin podzemních vod (víceleté) v jednotlivých objektech;

·         porovnání krátkodobých charakteristik s dlouhodobými hodnotami v rámci jednotlivých objektů;

·         krátkodobý režim hladin podzemních vod – měsíční a roční charakteristiky hydrogeologických struktur;

·         dlouhodobý režim hladin podzemních vod – víceleté charakteristiky hydrogeologických struktur;

·         porovnání krátkodobých charakteristik s dlouhodobými hodnotami v rámci celých hydrogeologických struktur;

·         postupy vyhodnocení režimů podzemní vody pro jednotlivé objekty podzemních vod;

·         využití výsledků jako ukazatele kvantitativního stavu útvarů podzemních vod.

Postupy metodiky byly záměrně zvoleny jako relativně jednoduché postupy – porovnávání ročních a měsíčních charakteristik s dlouhodobými charakteristikami, které je možno po naprogramování použít pro větší množství dat. Vlastní interpretaci výsledků však není možno jednoznačně stanovit a bude vždy z určité míry subjektivní. Z toho také plyne větší náročnost – proto by interpretace výsledků měla být vyhrazena jednak vybraným strukturám, ale hlavně jen reprezentativním objektům. Výsledná metodika tvoří přílohu č. 3 závěrečné zprávy.

V rámci projektu byly zahájeny práce na postupu hodnocení trendů relevantních ukazatelů pro chemický stav útvarů podzemních vod, tato problematika však byla posléze přesunuta do výzkumného záměru VÚV TGM.


Metodika stanovení režimů podzemních vod pro jednotlivé hydrogeologické rajony/útvary podzemních vod v ČR

© Česká geologická služba, 2007    Home | Webmaster | Mapa stránek | Interní info | Portál ČGS