Jak získáváme hydrogeologická data pro modelování toku podzemní vody v puklinovém prostředí

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Jak získáváme hydrogeologická data pro modelování toku podzemní vody v puklinovém prostředí"

Daniel Bednář
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Výzkumné centrum Pokročilé sanační technologie a procesy Jak získáváme hydrogeologická data pro modelování toku podzemní vody v puklinovém prostředí L. Rukavičková Česká geologická služba ARTEC 1

modelování toku podzemní vody v puklinovém prostředí L.

2 Hydrogeologická data potřebná pro matematický model ARTEC 2 srážky, výšky hladin podzemní vody, piezometrické úrovně, hydraulický gradient, průtoky a vodní stavy okrajové podmínky hydrogeologické mapy a profily, prostorová orientace propustných puklinových zón a puklin geometrie oblasti, tvorba sítí hydraulické vlastnosti hornin (hydraulická vodivost, transmisivita, storativita, pórovitost) fyzikální vlastnosti prostředí melechovský masiv (Královcová et al. 2009)

podmínky hydrogeologické mapy a profily, prostorová orientace propustných puklinových zón a puklin geometrie oblasti,

3 ARTEC 3 Modelový příklad hydraulická vodivost granitů Hydraulická vodivost je jedním z nejdůležitějších parametrů zadávaných v modelu a její hodnoty zásadní měrou ovlivňují rychlost proudění podzemních vod Granity (žuly) byly v rámci České republiky vybrány jako vhodná hornina pro hlubinné úložiště vysoce aktivních odpadů jedno z hlavních témat řešených v rámci výzkumného centra Projekt SÚRAO: Výzkum procesů pole vzdálených interakcí HÚ vyhořelého jaderného paliva a vysoce aktivních odpadů melechovský masiv (Královcová et al. 2009)

její hodnoty zásadní měrou ovlivňují rychlost proudění podzemních vod Granity (žuly) byly v rámci České republiky vybrány jako vhodná hornina

4 Základní zdroje informací o hydraulické vodivosti granitů vlastní terénní měření databáze geofondu zahraniční literatura ARTEC 4

5 Terénní měření Hydrodynamické zkoušky ve vrtech Vodní tlakové zkoušky (VTZ) Stopovací zkoušky Čerpací zkoušky Slug testy Etážové zkoušky Na izolovaných úsecích vrtů pomocí pakrů Interferenční zkoušky S kontinuálním monitoringem tlakových odezev v izolovaných úsecích vrtů pomocí multipakrového systému ARTEC 5

vrtů pomocí pakrů Interferenční zkoušky S kontinuálním monitoringem tlakových odezev

6 ARTEC 6 Terénní měření Datalogger Pakr Sestava pro etážovou VTZ Zemní kotva

7 ARTEC 7 Terénní měření Schéma interferenční VTZ

8 ARTEC 8 Terénní měření Schéma stopovací zkoušky Komunikace systémem méně propustných puklin Přímá komunikace po jedné puklině (Lukeš 2005)

9 Terénní měření5 příklady výsledků hloubkové profily hydraulické vodivosti v granitovém masivu fyzikální vlastnosti neporušeného horninového prostředí i vodivých prvků (poruchové zóny, otevřené pukliny) identifikace vodivých prvků v prostoru ARTEC 9

horninového prostředí i vodivých prvků (poruchové zóny, otevřené

10 ARTEC 10 Terénní měření příklady výsledků statistické zhodnocení dat z výzkumných lokalit hloubkový interval m m m m m m aritmetický průměr medián maximum minimum směrodatná odchylka rozptyl počet měřených etáží Koeficient hydraulické vodivosti log k (m/s)

100-150 m 150-200 m 200-25 m 250-300 m aritmetický průměr -7.15-7.19-7.58-8.62-9.41-9.50 medián -7.16-7.08-7.13-8.80-9.81-9.

11 Histogramy hydraulické vodivosti pro vrty pro jednotlivé hloubkové úrovně granitů na výzkumných lokalitách ARTEC 11

12 Terénní měření Výhody přesná, kvalitní data cílený výzkum konkrétní lokality informace o hydraulických vlastnostech vodivých prvků i neporušeného horninového prostředí prostorová identifikace vodivých prvků Nevýhody finanční náklady technická obtížnost v současné době data ze 2 lokalit (3 typy granitu) do hloubek m ARTEC 12

identifikace vodivých prvků Nevýhody finanční náklady technická obtížnost v současné době

13 ARTEC 13 Databáze Geofondu Česká geologická služba-geofond Kostelní 26, Praha 7

14 ARTEC 14

15 ARTEC 15

16 Databáze Geofondu Hydrogeologická data v databázové formě U velké části vrtů nejsou přímo hodnoty hydraulických parametrů Dostupné údaje u čerpacích zkoušek snížení hladiny x čerpané množství specifická vydatnost q = Q/s Výpočet indexu propustnosti (hydraulické vodivosti) Z = log (10 6 q/l) Přibližné stanovení koef. hydraulické vodivosti k = 10 (Z-9+d) ARTEC 16

specifická vydatnost q = Q/s Výpočet indexu propustnosti (hydraulické vodivosti) Z = log (10 6

17 ARTEC 17 Databáze Geofondu výsledky Hodnoceno 380 vrtů hlubších než 30 m v granitoidech Českého masivu 50% vrtů do hloubky 50 m 5% vrtů hlubších než 100 m

18 ARTEC 18 Databáze Geofondu výsledky Histogramy hydraulické vodivosti pro vrty v granitech Českého masivu

19 Krabicové grafy statistické analýzy pro jednotlivé hodnocené parametry granitů hydraulická vodivost roste se zvětšující se velikostí zrn granitů, více propustné jsou tedy i porfyrické typy granitů vyšší hydraulickou vodivost mají křemenné varianty granitoidů a durbachity vliv morfologické pozice na hydraulické vlastnosti není u hodnocených granitů výrazný ARTEC 19

granitů vyšší hydraulickou vodivost mají křemenné varianty granitoidů a durbachity vliv

20 ARTEC 20 Databáze Geofondu Výhody regionální pokrytí různé typy granitů relativně velký datový soubor hodnoty z poloprovozních nebo provozních zkoušek velký prostorový dosah, vhodná data pro regionální model Nevýhody hloubka vrtů v naprosté většině do 100 m údaje z otevřených vrtů průměrné hodnoty pro celý perforovaný nebo nevystrojený úsek neznáme vývoj s hloubkou vrty situovány do vodárensky perspektivních míst zkreslení výsledků nepřesnost dat

poloprovozních nebo provozních zkoušek velký prostorový dosah, vhodná data pro regionální model Nevýhody hloubka vrtů v

21 ARTEC 21 technické zprávy organizací zabývajících se hlubinným ukládáním: Švédsko ( Finsko ( Kanada ( Švýcarsko ( články, speciální publikace Zahraniční literatura

22 ARTEC 22 Zahraniční literatura lokalita Forsmark, Švédsko, vrt KFM03. A Transmisivity jednotlivých puklin, jako výsledek měření diferenčním průtokoměrem, B Hydraulická vodivost stanovená na základě vodních tlakových zkoušek s intervalem pakrů 20 m (upraveno podle SKB 2008).

23 ARTEC 23 Zahraniční literatura lokalita Whiteshell v Kanadě (Ophori et al. 1996). upraveno podle Guimerà a Carrera (2000)

24 ARTEC 24 Zahraniční literatura Výhody hloubkový dosah dat odpovídá plánovanému úložišti výsledky nákladných terénních měření dlouhodobých testů široký rozsah dat Nevýhody data jsou obtížně aplikovatelná na Český masiv (rozdílná geologická, tektonická pozice, typ hornin) často je dostupné pouze grafické vyjádření výsledků dostupné datové soubory jsou neporovnatelné (rozdílný způsob testování, rozdílné měřítko měření, primární data x statistické analýzy z lokality) není možné jednotné zpracování a statistická analýza

25 Odhady hydraulických vlastností granitů pro matematický model ARTEC 25 Hloubkový interval Průměr Interval nejčastějšího výskytu do 50 m bez zvětralinového pláště m m m m m Hloubkový interval Průměr Interval nejčastějšího výskytu koeficient hydraulické vodivosti k (m.s -1 ) pro horninovou doménu m m m Hloubkový interval Průměr Interval nejčastějšího výskytu m m m koeficient transmisivity T (m 2.s -1 ) pro doménu hydraulických vodičů. koeficient transmisivity T (m 2.s -1 ) jednotlivých puklin

26 ARTEC 26!!! Téměř všechny dostupné údaje o hydraulických vlastnostech granitů na území České republiky jsou z připovrchové zóny rozvolnění puklin (hloubky do 100 m). Pro skutečně kvalitní stanovení hydraulických vlastností v hloubce úložiště je nezbytné vyhloubení vrtů do hloubky m a provedení komplexního hydrogeologického výzkumu v nich.!!!

27 ARTEC 27

Podobné dokumenty

NÁVRH CERTIFIKOVANÉ METODIKY

NÁVRH CERTIFIKOVANÉ METODIKY Metodika vodních tlakových zkoušek v prostředí pevných hornin s nízkou propustností Projekt FR-TI 3/325 Autoři: Mgr. Lenka Rukavičková, Ph.D. Mgr. Jan Holeček Vladimír Bláha