MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV GEOLOGICKÝCH VĚD Inženýrskogeologické zpracování údolí řeky Svitavy v severní části města Brna Bakalářská práce Jiří Kadlčák Vedoucí práce: Mgr. Martin Knížek, Ph.D. Brno 2014

2 Bibliografický záznam Autor: Název práce: Studijní program: Jiří Kadlčák Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Ústav geologických věd Inženýrskogeologické zpracování údolí řeky Svitavy v severní části města Brna Bakalářský Studijní obor: Geologie Vedoucí práce: Mgr. Martin Knížek, Ph.D. Akademický rok: 2013/2014 Počet stran: 30+9 Klíčová slova: Brno, Maloměřice, Svitava, inženýrská geologie, hydrogeologie, hydrografie, GIS, účelové mapy

3 Bibliographic Entry Author: Title of Thesis: Degree programme: Jiří Kadlčák Faculty of Science, Masaryk University Department of Geological sciences Engineering geology assessment of Svitava valley in the northern part of Brno city Bachelor Field of Study: Geology Supervisor: Mgr. Martin Knížek, Ph.D. Academic Year: 2013/2014 Number of Pages: 30+9 Keywords: Brno, Maloměřice, Svitava river, engineering gelogy, hydrogeology, hydrography, GIS, purpose map

4 Abstrakt Tato bakalářská práce se věnuje inženýrskogeologické, geologické a hydrogeologické situaci v údolí řeky Svitavy v severní části města Brna. Konkrétně se jedná o brněnskou městskou část Maloměřice - Obřany. Hlavním cílem je vytvoření komplexního pohledu na geologickou a inženýrskogeologickou situaci v této studované lokalitě. Konkrétně pomocí tvorby map v měřítku 1: Jednotlivé nově vytvořené mapy jsou: geologická mapa, inženýrskogeologická mapa, dále soubor hydrologických map, ve kterém je mapa hydrogeologická, mapa záplavových území a mapa chemismu podzemních vod. Další mapou je mapa půdní a mapa potenciálních zdrojů znečištění, která zobrazuje oblasti, které mohou způsobit znečištění půd nebo podzemní vody, v této mapě se ukázala kontaminace území v oblasti areálu textilní firmy v jihozápadní části studované oblasti. Spolu se souborem map, práce obsahuje charakteristiky jednotlivých inženýrskogeologických rajonů a navrhuje ideální způsoby zakládání staveb v těchto rajonech. Tento vytvořený soubor účelových map může posloužit při územním plánování a inženýrské výstavbě ve studované lokalitě. Abstract This bachelor thesis is dedicated to engineering geology, geological and hydrogeological situation in the valley Svitavy in the northern city of Brno. Specifically, the city of Brno Maloměřice Obřany. The main objective is to create a comprehensive view of the geological and engineering situation in the studied area. A specifically through the creation of new individual maps (in scale 1:10 000) are created: geological map, map of engineering geology setting and a set of hydrological maps, in which the hydrogeological map, map floodplains and map of the ground water chemistry. Another map is a map of the soil and map potential sources of pollution that shows areas that may contaminate the soil or groundwater, in this map proved the contamination in the area of textile company in the southwestern part of the study area. Along with a set of maps, the thesis includes the geological-engineering characteristics of turf and suggests ways the ideal foundation engineering in these turfs. This created a set of thematic maps can serve as land-use planning in the study area.

5

6 Poděkování Na tomto místě bych chtěl poděkovat vedoucímu mé bakalářské práce Mgr. Martinu Knížkovi, za připomínky a rady při zpracovávání práce, stejně také za trpělivost při zodpovídání otázek a za čas strávený při konzultacích. Prohlášení Prohlašuji, že jsem svoji bakalářskou práci vypracoval samostatně s využitím informačních zdrojů, které jsou v práci citovány. Brno 16. dubna 2014 Jméno Příjmení

7 Obsah 1. Úvod Charakteristika oblasti Geografická charakteristika Geologické poměry Inženýrskogeologické poměry Hydrogeologie Metodika práce Sběr dat a mapových podkladů Tvorba map Soubor účelových map Geologická mapa Inženýrskogeologická mapa Hydrologické mapy Hydrogeologická mapa Mapa záplavových území Mapa chemismu podzemních vod Půdní mapa Mapa potenciálních zdrojů znečištění Inženýrskogeologické rajony Diskuze Inženýrskogeologické poměry Hydrogeologické poměry Závěr Použitá literatura Přílohová část... 31

8 1. Úvod Tato práce se zaměřuje na doposud získané informace o geologii brněnských městských částí Maloměřice Obřany a nejbližšího okolí. Hodnotí zájmovou oblast z geografického, inženýrskogeologického a hydrogeologického hlediska a zpracovává informace z jednotlivých geologických vrtů, které byly v této lokalitě provedeny. Dále zpracovává území z hlediska půd, zátopových území v dané lokalitě a potenciálních zdrojů znečištění půd a podzemních vod v této oblasti. Získané informace byly zpracovány do souboru speciálních účelových map. Tento soubor map může pomoci při územním plánování a inženýrské výstavbě z pohledu zakládání staveb a také usnadnit orientaci v geologické stavbě a základových podmínkách této studované lokality

9 2. Charakteristika oblasti 2.1 Geografická charakteristika Obecné informace Maloměřice a Obřany byly do 24. listopadu 1900 jeden celek tvořící katastrální území statutárního města Brna s názvem Maloměřice. Po roce 1900 došlo k rozdělení na část Maloměřice a část Obřany. V současné době jde o jednu městskou část Maloměřice a Obřany, do které se řadí i malá část Brna - Vinohrad. Rozloha městské části je 401,60 hektarů, z toho vinohradská část zabírá 6,2870 hektarů ( Podle (Nováková et al., 1991) je průměrná nadmořská výška Maloměřic 187 m n. mořem. Geografická poloha Studovaná oblast leží v severovýchodní části města Brna. Větší část tohoto území spadá do městské části Maloměřice - Obřany. Z hlediska hydrologie je zde nejdůležitější řeka Svitava. Maloměřice jsou v jižní části spojeny mostem se sousední městskou části Husovice. Z hlediska dopravní infrastruktury je zde důležité seřazovací a nákladní nádraží, které je ve východní části Maloměřic. Obrázek 1: Obecná mapa s vyznačením studované oblasti (upraveno podle mapy.cz, 2013). Geomorfologie Orograficky se jedná o rovinu se střední nadmořskou výškou 187,5m n. m. Podle regionálního členění jde o reliéf typu erozně denudačního (Balatka et al., 1974). Ůdolí řeky Svitavy je v aluviální nivě

10 Regionálně geologické zařazení oblasti Z hlediska regionální geologie je studovaná oblast součástí geologické jednotky Český masiv. Na studované lokalitě se dále nachází kvartérní sedimenty, zejména v oblasti toku řeky Svitavy, které tvoří plošně nejrozsáhlejší území a jsou poměrně pestré. Dále je zde výskyt neogenních štěrků a písků badenského stáří (Chlupáč et al., 2002) 2.2 Geologické poměry Geologie Z hlediska geologické stavby je zájmová oblast velmi pestrá a je zde zastoupeno několik geologických jednotek. Nejstarší geologickou jednotkou je brněnský masiv, který je tvořený magmatickými horninami proterozoického stáří. V širším okolí studované oblasti se vyskytují neogenní sedimenty karpatské předhlubně. Na konci třetihor, v období pliocénu, byla založena říční síť. Na rozhraní třetihor a čtvrtohor, se během pliocénu a pleistocénu uložily mocné písčité sedimenty říčního nebo jezerního původu, které tvoří podloží pleistocenní štěrkopísčité terasy údolní nivy řeky Svitavy. V průběhu pliocénu a pleistocénu se také ukládaly štěrkopísky vyšších říčních teras, jejichž zbytky nacházíme na březích řeky Svitavy. V tomto období také vznikaly deluviální sedimenty. V průběhu pleistocénu probíhala eolická sedimentace, přerušována tvorbou fosilních půd v teplých výkyvech. Dno údolní nivy Svitavy je tvořeno říčními písčitými štěrky (Hanžl et al. in Müller et al., 2000). Říční písčité štěrky jsou překryty povodňovými hlínami holocenního stáří. Nejmladší sedimenty jsou antropogenní navážky. Brněnský masiv: Ve studované oblasti jsou zastoupeny horniny východní granodioritové oblasti, jde o horninovou řadu granodiorit-tonalit. Petrograficky jde o biotitický granodiorit typu Královo pole a amfibol-biotitický granodiorit typu Blansko. V případě granodioritu typu Královo pole tvoří horninu tabulkovité plagioklasy, perthitické K-živce, undulózní zrna křemene a nápadné až 1 cm vysoké sloupcovité biotity. Granodiority tohoto typu jsou charakterizovány narůžovělou až červenou barvou. Jsou střednozrnné až hrubozrnné. (Hanžl et al,. in Müller et al., 2000) V případě granodioritu typu Blansko se jedná o horniny, které jsou masivní, šedé nebo narůžovělé, drobnozrnné, všesměrně zrnité. Lze je označit jako amfibol-biotitové granodiority až křemenné diority. Jejich základní složení je křemen, plagioklas, amfibol, K

11 živec a biotit. Granodiority typu Blansko jsou silně deformovány a metasomaticky přeměněny ( 1 km Legenda: Obrázek 2: Geologická mapa Brna a okolí (upraveno podle Hanžla, ed )

12 Karpatská předhlubeň: V širším okolí studované oblasti se na povrchu vyskytují zbytky písků a štěrků, které představují bazální a okrajovou sedimentaci. Jíly jsou nejčastěji šedé, místy nazelenalé až hnědé. Nasedají na bazální klastika nebo přímo na předbadenský reliéf (Hanžl et al. in Müller et al.,2000). Neogenní sedimenty zastižené ve vrtech (dle dat získaných z Geofondu) zahrnovaly jíly, plastické jíly, jíly prachovité, jíly písčité a písek zpevněný v pískovec. Kvartér: Zahlubování řek pokračovalo v pleistocénu. Z tohoto období se zachovala fluviální akumulace. Ve středním pleistocénu vznikaly říční terasy o relativní výšce m (mindel) a říční terasy o relativní výšce 0-15 m (riss). Nejmladší říční písčité štěrky svrchně pleistocenního stáří vyplňují dna údolních niv (Havlíček et al. in Müller et al,. 2000). Dále pokračuje sedimentace deluviálních a eolických sedimentů. V holocénu pokračuje sedimentární komplex písčitých štěrků a povodňových hlín. Celková mocnost štěrkovitých a písčitých sedimentů údolní terasy byla zjištěna od 3,7 m do 8,6 m. Povodňové hlíny, zastoupené jíly a hlínami s různým obsahem písku, byly zjištěny v mocnostech od 0,5 m do 3,4 m. Na povrchu údolních niv jsou místy patrná slepá ramena, vyplněná hnědočernými organickými sedimenty (Havlíček et al. in Müller et al., 2000). Antropogenní uloženiny: Vzhledem k pozici studované lokality se zde objevují různorodé typy navážek. Jedná se o asfalt, beton, hlínu s úlomky cihel, různé typy štěrkodrtě, suť, písky, hlíny, jíly. Hlavní výskyt antropogenních uloženin je v oblasti seřazovacího nádraží

13 2.3 Inženýrskogeologické poměry Pro zakládání staveb v oblasti brněnského masivu platí, že základová půda poskytuje vyhovující hodnoty geomechanických vlastností, a to i v oblastech intenzivního zvětrávání. V oblastech slabého zvětrávání horniny však působí problém její vysoká pevnost, která vyžaduje použití trhavin k jejímu rozpojení. U větších staveb je potřeba zohlednit i jednotvárnost horninového masivu, aby vlivem například rozdílného tektonického narušení nebo rozdílného stupně zvětrání nedošlo k nerovnoměrnému sedání objektu. V případě kvartérního pokryvu je potřeba rozlišovat vznik jednotlivých sedimentů. Říční sedimenty jsou písčitoštěrkového charakteru a tvoří převážně málo stlačitelné základové půdy. Jsou velmi dobře propustné a vyšší terasy jsou suché nebo jen slabě zvodněné ve své bazální části. Říční sedimenty místy obsahují polohy organických hlín, které vytváří nehomogenní, málo únosné a silně stlačitelné základové prostředí. V těchto případech je potřeba při zakládání použít hlubinné založení do podložního štěrkopísčitého nebo předkvartérního podloží. Další skupinou kvartérních sedimentů jsou eolické sedimenty neboli spraše. Problematika pravých spraší je hlavně v jejich proměnlivých vlastnostech v případě jejich provlhčení. Provlhčení může být často způsobeno například netěsnící kanalizací nebo poruchou na vodovodu. Po navlhčení dochází ke zhroucení jejich struktury a výrazným svislým deformacím. U sprašových hlín, vzniklých degradací spraší, je tato citlivost na provlhčení menší, avšak při delším působení vody je zde velké riziko vzniku negativních vlastností této vrstvy. Další jsou sedimenty deluviální. Mají písčitohlinitý až kamenitohlinitý charakter. A představují nestejnorodou základovou půdu s různou únosností a stlačitelností. Mají proměnlivé množství podzemní vody, což může ovlivňovat stabilitu poměrů (Hanák, Píše in Müller et al., 2000). 2.4 Hydrogeologie Hydrogeologická problematika Brněnské kotliny je určována geologickou a tektonickou stavbou, petrografickými vlastnostmi horninových komplexů a stupněm jejich porušení (zvětrávání a rozpukání). Významně se uplatňuje i charakter pokryvu a morfologie, infiltrační plocha, rostlinný kryt, dále celkové množství atmosférických srážek, jejich rozdělení a intenzita v průběhu roku a teplota vzduchu. V Brněnské kotlině lze vyčlenit dva hydrogeologické celky

14 1.) Horniny fundamentu s převahou puklinových podzemních vod. (granodiority) 2.) Horniny neoidního pokryvu s převahou průlinových podzemních vod. (údolí řeky, antropogenní sedimenty, svahy) Hydrogeologický význam hornin brněnského masivu je malý. Krystalinické horniny budují většinou orograficky významné elevace, které podporují rychlý odtok srážkových vod. Kvartérní eolitické sedimenty jsou z hlediska hydrogeologie prakticky bezvýznamné. Jejich hlavní role se dá chápat jako ochranná funkce, kterou vykonávají jako krycí vrstvy v nadloží fluviálních terasovitých akumulací. Hydrogeologicky významné jsou z kvartérních sedimentů brněnské kotliny jen fluviální akumulace uložené v údolních nivách. Štěrkopísčité sedimenty údolní nivy mají funkci regulátoru odtoku povrchových vod. V období nízkého stavu hladiny řeky Svitavy zvyšují objem vody v toku a naopak při velkém množství srážek toto množství snižují pomocí břehové infiltrace a tím dochází k obohacování zásob podzemní vody (Poláček et al., 1977)

15 3. Metodika práce 3.1 Sběr dat a mapových podkladů Data pro upřesnění inženýrskogeologické situace byla čerpána z provedených vrtných prací v databázi Geofondu. Celkem bylo použito 21 vrtů z 15 inženýrskogeologických a hydrogeologických zpráv. Získaná data byla porovnána s horninami, které byly vyznačeny v geologické mapě a zatřízena do jednotlivých inženýrskogeologických rajónů. Dále byly vyhledány podklady v podobě podkladových map, které sloužily k samotnému vytváření účelových map. Data pro mapu potenciálních zdrojů znečištění byla čerpána z archivních průzkumů v této oblasti a doplněna o data získaná terénním průzkumem studované lokality. 3.2 Tvorba map Hlavním programem při tvorbě map byl program ArcGis od společnosti ESRI a dále program Surfer 9 od společnosti Golden software. Mapové podklady byly v případě geologické a půdní mapy čerpány ze serveru a to v sekci on-line map. Po vytvoření geologické mapy byla na základě hornin a sedimentů na studovaném území v geologické mapě vytvořena nová inženýrskogeologická mapa s jednotlivými inženýrskogeologickými rajóny. Stejným způsobem se postupovalo i při tvorbě mapy hydrogeologické, kdy opět geologická mapa sloužila jako zdrojová a na základě geologie byly vytvořeny jednotlivé rajony podle typu podloží z hlediska hydrogeologie. V případě mapy záplavových území, byl použit mapový podklad ze serveru Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G Masaryka. U tvorby mapy chemismu podzemní vody byla využita data z jednotlivých hydrogeologických vrtů a ty pomocí program Surfer převedeny do podoby konturové mapy. Tato konturová mapa byla dále v program ArcGis přidána na topografický podklad. Při tvorbě mapy potenciálních zdrojů znečištění bylo využito informací získaných z provedených vrtných prací, které byly doplněny a upřesněny o nové potenciální zdroje znečištění zaznamenané terénním průzkumem ve studované lokalitě. Těmto podkladům byly pomocí georeferencování přiřazeny odpovídající souřadnice, aby podklad odpovídal skutečnému umístění lokality. Všechny mapy byly kresleny na mapový podklad v měřítku 1: a v koordinačním systému J-STSK Krovak East North. Po převedení map do digitální podoby se začalo s vytvářením jednotlivých mapových prvků. Jako první byly kresleny liniové prvky, jako jsou hranice samotného studovaného území, geologické hranice jednotlivých geologických útvarů, hranice záplavových oblastí, oblasti potenciálního znečištění a v případě geologické mapy

16 zlomy. Do takto vytvořených oblastí, které se skládaly jen z linií, byly kresleny bodové značky, pomocí kterých byly definovány vlastnosti jednotlivých prvků v mapě. Vytvoření liniových a bodových prvků jednotlivých map umožnilo vytvořit jednotlivé polygony s určitou vlastností. Takto vytvořenému objektu byla díky vlastnostem přirazeným pomocí bodových značek přiřazena barva a šrafa. Pod tyto vytvořené objekty, které měly přiřazenou barvu a případně i šrafu, byla vložena podkladová topografická mapa vydaná Českým ústavem zeměměřickým a katastrálním (ČÚZK). V dalších krocích byl vytvořen samotný mapový list tzv. layout. Obsahem layoutu byl nadpis mapy, samotná mapa, dále měřítko mapy, grafické měřítko a legenda mapy. Mapy s těmito náležitostmi byly vyexportovány do grafických souborů

17 4. Soubor účelových map Území zpracované v mapách je vymezeno v jižní části studované oblasti mostem na ulici Provazníkova, v jihovýchodní části okraj studované oblasti kopíruje seřazovací nádraží a na severovýchodě křižuje ulici Babická a zasahuje do okrajové části Obřan. Na severu je oblast omezena ulicí Hlaváčova. V západní části tvoří hranici ulice Soběšická. Vytvořený soubor účelových map obsahuje mapy: Geologická mapa Inženýrskogeologická Hydrogeologická mapa, mapa záplavových území, mapa chemismu podzemních vod Půdní mapa Mapa potenciálních rizik znečištění oblasti 4.1 Geologická mapa Na zobrazeném území v mapě je viditelná převaha kvartérních sedimentů. Nejrozšířenější sedimenty jsou v oblasti toku řeky Svitavy, jedná se o fluviální hlinitopísčité sedimenty. Tyto sedimenty kopírují pravý i levý břeh řeky Svitavy. V západní části od řeky Svitavy jsou fluviální písčité štěrky. Hojně zastoupeny jsou také sprašové hlíny a spraše, které jsou nejvíce rozšířeny v centrální a jihovýchodní časti oblasti. Menší výskyty těchto sedimentů se dále vyskytují po celé mapě. Štěrky a písky nejsou v této oblasti výrazněji plošně rozšířeny, hlavní oblastí jejich výskytu je severozápadní část studované lokality. Fluviální štěrky jsou v podobě výplavových kuželů situovány v severní a jihovýchodní části. Svahové hlinitokamenité až kamenitohlinité sedimenty zaujímají pozici v západní části mapy na pravé straně od seřazovacího nádraží Maloměřice. Plošně malé jsou výskyty fluviálních písčitých štěrků vyšší úrovně, které jsou situovány ve východní části. Z hlediska kvartérních sedimentů se zde dále objevují svahové písčitohlinité až hlinitopísčité sedimenty v severozápadní části oblasti a také fluviální písčité štěrky, které jsou ve východní části. Rozsáhlá plocha je na území tvořena antropogenní navážkou, která je v oblasti mostu spojujícího Maloměřice a Husovice a dále také v oblasti maloměřického seřazovacího nádraží. Z paleozoických hornin ve studované oblasti vystupují horniny brněnského masivu. Konkrétně je to drobně až středně zrnitý amfibolický až amfibol biotitický granodiorit typu Blansko. Jeho pozice je ve studované oblasti poměrně plošně malá, je v severovýchodní části. Druhým typem horniny proterozoického stáří je středně až hrubě zrnitý biotitický granodiorit typu Královo pole, který je na západě. Na studovanou lokalitu vstupují dva zlomy. Jeden je v západní části a druhý vstupuje do oblasti v severní části a zasahuje až do prostoru seřazovacího nádraží. Mapa je na obrázku č. 3. Geologická Mapa na ortofoto podkladku je v příloze č

18

19 4.2 Inženýrskogeologická mapa Mapa zobrazuje inženýrskogeologické rajóny na studovaném území. Jednotlivé rajóny představují území s rozdílnými vlastnostmi zohledňující podmínky pro zakládání staveb. Jednotlivé rajony jsou popsány v kapitole č. 5. Dominantním rajonem ve studované lokalitě je rajon náplavů nížinných toků včetně fluviolakustriních sedimentů nacházející se v blízkosti břehů řeky Svitavy. Druhým plošně nejrozšířenějším rajonem je rajon spraší a sprašových hlín, který je zastoupen ve všech částech mapového výřezu. Rajon metamorfovaných hornin je v západní části nejvíce rozšířen a konkrétně se jedná o rajon ležící na horninách brněnského masivu, konkrétně granodiorit typu Královo pole. Menší výskyty tohoto rajonu jsou i v západní části mapy kde je to granodiorit typu Blansko. Oblast seřazovacího nádraží spadá do rajonu antropogenních uloženin. V severní části a na východě je rajon pleistocenních říčních sedimentů. V prostoru východně od seřazovacího nádraží je rajon deluviálních kamenitých až blokovitých sedimentů. Rajon deluviálních a deluviofluviálních sedimentů je v severozápadní části mapy a také ve výplavovém kuželu v západní části mapy. Mapa je zobrazena na obrázku č. 4. Verze této mapy na ortofoto podkladu je v příloze č

20 - 19 -

21 4.3 Hydrologické mapy Hydrogeologická mapa Mapa znázorňuje vztah podloží k hydrogeologii ve studované oblasti. Plošně nejrozšířenější hydrogeologickou oblastí v této studované lokalitě tvoří fluviální sedimenty, které kopírují tok řeky Svitavy. Tyto sedimenty jsou také ve východní části. Areál seřazovacího nádraží je tvořen antropogenními sedimenty. Centrální a severní část je tvořena oblastí hlín, jílovitých hlín a spraší. V severozápadní a v jihovýchodní části je oblast deluviálních a deluviofluviálnich sedimentů. Horniny brněnského masivu spadají do oblasti metamorfitů, které jsou v západní a v severovýchodní části studované oblasti. Mapa je na Obrázku č. 5, na ortofoto podkladu je v příloze č Mapa záplavových území Na mapě jsou znázorněna jednotlivá území, která by byla zaplavena v případě 5-ti leté, 20- ti leté a 100 leté vody. Z mapy je zřetelné, že dopad při povodních 5-ti leté vody by nebyl nijak zvlášť devastující. Voda by zůstala v korytu řeky Svitavy, k drobným výlevům vody v případě tohoto objemu vody by došlo v oblasti na levém břehu řeky Svitavy za mostem na ulici Provazníkova a v severní části studované oblasti, v místech ulice Břehová. V případě 20-ti leté vody by byl rozsah zaplaveného území větší. Hlavní zaplavenou oblastí by v tomto případě bylo kromě oblastí společných s 5-ti letou vodou oblast Cacovického ostrova. Rozsah takovéto povodně by byl rizikový například pro průmyslovou oblast nacházející se na ostrově. Nejnebezpečnější rozsah povodní by byl v případě 100 leté vody, kdy by bylo zaplaveno území na levém boku řeky Svitavy před mostem na ulici Provazníkova, velká část ulice Selská, ulice Hamry, průmyslová oblast na levém břehu řeky Svitavy před Cacovickým ostrovem, celý Cacovický ostrov, ulice Břehová a také oblast v blízkosti ulice Mlýnské nábřeží. Mapa je na obrázku č 6. na ortofoto podkladu je mapa v příloze č Mapa chemismu podzemních vod Na mapě je zobrazen výřez studovaného území, který se rozkládá od mostu na ulici Provazníkova po severní část Cacovického ostrova. Jednotlivé mapy zobrazují distribuci ph, tvrdosti vody a vápníku ve studovaném území. Z těchto map je vidět, že v oblasti severozápadně od ulice Provazníkova v okolí areálu textilního závodu Mosilana Brno je zvýšená koncentrace ph a vápníku. V tomto místě zřejmě dochází nebo docházelo ke kontaminaci půdy například hydrogenuhličitany obsaženými v louhu používaném při výrobě, které toto zvýšení hodnot ph a vápníku mohou způsobovat. Mapa je na obrázku č

22 - 20 -

23 - 21 -

24

25 4.4 Půdní mapa Mapa představuje rozložení jednotlivých půd ve studované oblasti. Rozložení půd je zde opět viditelně ovlivněno tokem řeky Svitavy. V blízkosti toku jsou situované půdy, jejichž vznik byl doprovázen tokem řeky. Hlavní typ zeminy, která tedy tvoří oblast toku v blízkosti řeky je modální fluvizem. Dalším typem půdy je modální hnědozem. Tato půda je rozšířená ve střední, severní, jižní a východní části studovaného území. Úzké pruhy v severozápadní části mapy jsou tvořeny oglejenou hnědozemí. Na západní a východní straně je modální kambizem. Antropozem je zastoupena v mapě jen malou části v jihozápadním okraji území a zhruba stejně velkou plochu v mapě tvoří mesobazická kambizem, která je v severo východním okraji mapy. Mapa je na obrázku č. 8. Její verze na ortofoto podkladu je v příloze č

26 - 21 -

27 4.5 Mapa potenciálních zdrojů znečištění Tato mapa zaznamenává potenciální zdroje znečištění. Nejčastěji jsou tyto zdroje reprezentovány průmyslovým areálem, ve kterém probíhá výroba. V mapě to jsou objekty označeny čísly 3, 4 (Mosilana Brno), 7, 8, 10 (Dyha Brno). V případě areálu továrny Mosilana Brno je prokazatelné z hydrogeologických vrtů, že půda a podzemní voda již jeví známky kontaminace. V severní části je to areál bývalé cementárny Brno společně s teplárnou Maloměřice. Potenciální problémové objekty jsou dále v areálu seřazovacího nádraží. V jižní části to je objekt kompresorovny a skladu olejů a maziv. Východně od tohoto objektu představuje riziko kontaminace depo a mycí linka železničních souprav, kde může dojít při oplachu nečistot ze souprav k vsaku těchto kontaminovaných vod do půdy. Východně od nádraží se nachází sběrna kovových odpadů, která představuje riziko kontaminace půd těžkými kovy. Mapa je na obrázku č. 9. její verze na ortofoto podkladu je v příloze č

28 - 22 -

29 5. Inženýrskogeologické rajony Dosavadní inženýrskogeologická prozkoumanost studovaného území je malá. Většina vrtů je situována na březích řeky Svitavy a spadají tak do plošně nejrozsáhlejšího rajonu náplavů a nížinných toků včetně fluviolakustrinních sedimentů, a několik vrtů bylo provedeno i v rajonu magmatických intruzivních hornin a antropogenních uloženin. Díky tomu můžeme tento rajon spolu s rajonem magmatických intruzivních hornin a rajonem antropogenních uloženin charakterizovat pomocí vrtných profilů a informací z jednotlivých vrtů. Ostatní rajony charakterizujeme z hlediska geologie zjištěné z geologické mapy. Mapa vrtů a tabulka geotechnických vlastností, které posloužily k zatřízení rajonu je v příloze č. 7. Rajon antropogenních uloženin Jedná se o akumulace vzniklé činností člověka. V tomto případě jde o navážky a násypy obsahující hlíny, písčité hlíny s příměsi organických zbytků, hlíny s příměsí stavebního odpadu. Mocnost takovýchto vrstev v tomto rajonu je kolísavá. Nejčastěji byly mocnosti vrstvy kolem 2-3,5 m směrem do podloží (Chrz, 1990). V případě hlín s obsahem stavebního materiálu se jedná o nesoudržné a neulehlé akumulace. Rajon deluviálních (svahových) a deluviofluviálních (splachových) sedimentů Rajon obsahuje jíly, hlíny, písky a jejich kombinace. Často jsou přítomny i úlomky hornin. Tyto kvartérní sedimenty pokrývají svahy elevací a vyplňují údolí občasných nebo menších vodotečí. Může docházet k svahovým pohybům. Rajon deluviálních (svahových) kamenitých až blokovitých sedimentů Jde o rajon obsahující klastické sedimenty. Horniny v tomto rajonu jsou často zvodnělé a v důsledku toho mají tendenci ke svahovým pohybům. Z hlediska zakládání nejsou příliš vhodné, jelikož jsou neúnosné. Rajon spraší a sprašových hlín Jde o jeden z nejkomplikovanějších rajonu z hlediska zakládání staveb. Spraše jsou eolické sedimenty prachovité frakce s příměsí jílovité frakce s vysokým podílem CaCO 3 (Müller et al., 2000). Spraše jsou pórovité a stlačitelné horniny, lokálně mohou být prosedavé a to

30 zejména při jejich zvlhčení, kdy dochází k narušení jejich struktury a k rychlému prosednutí. Spraše jsou středně únosné (Pacák, 1976). Rajon náplavů nížinných toků včetně fluviolakustriních sedimentů Pro tento rajon je ve studované oblasti dostatečná vrtná prozkoumanost. Rajon obsahuje klastické sedimenty vzniklé činností kvartérních toků. Ve vrtných pracích byly zastiženy vrstvy jílovité hlíny, písčité hlíny, hlinitého písku, jílovitého písku, hlíny, písčitého štěrku, prachovitého písku, jejichž směrné normové hodnoty fyzikálně-mechanických vlastností jsou uvedeny v tabulce č. 1. V rajonu byly provedeny průzkumy: (Chrz 1990), (Kořínková et al., 2010), (Matoušek, 1978), (Staněk, 1978), (Hýblerová, 2008), (Veselý, 1992), (Matoušek, 1998), (Šmíd, 1983), (Veselý, 1981), (Matoušek, 1995), (Poláček et al., 1977), které byly zdroji informací pro zatřízení rajonu. Charakteristické pro tento rajon je, že není únosný, je problematický z hlediska zakládání staveb a hladina podzemní vody i díky blízkosti řeky Svitavy je vysoká. Tabulka č. 1:Směrně normové charakteristiky zemin Směrné normové charakteristiky Charakteristika zeminy Třída ČSN E def (MPa) γ (knm -3 ) Ν Β φ ef ( ) c ef (kpa) Jílovitá hlína F6 3 až 6 20,0 0,40 0,47 17 až 21 8 až 16 Písčitá hlína F3 5 až 8 18,0 0,35 0,62 24 až 29 8 až 16 Hlinitý písek S4 5 až 15 18,0 0,30 0,74 28 až 30 0 až 10 Jílovitý písek S5 4 až 12 18,5 0,35 0,62 28 až 30 4 až 12 Hlína F5 3 až 5 20,0 0,40 0,47 19 až 23 8 až 16 Písčitý štěrk G3 80 až ,25 0,83 30 až 35 0 Prachovitý písek S2 100 až ,28 0,90 32 až 35 0 E def modul přetvárnosti, γ objemová tíha, ν Poissonovo číslo, β boční stlačitelnost, φ ef efektivní úhel vnitřního tření, c ef totální úhel vnitřního tření

31 Rajon pleistocenních říčních sedimentů Jde o sedimenty vzniklé akumulační činnosti říčních toků v období pleistocénu. Jde o písky, štěrky a jejich kombinace. Z hlediska zakládání tvoří únosné a snadno rozpojitelné základové půdy. Rajon magmatických intruzivních hornin V oblasti tohoto rajonu byl proveden inženýrskogeologický průzkum trasy TN Maloměřice Lesná (Staněk, 1976). Na základě toho to průzkumu byla zjištěna v hloubce 1,3 m směrem do podloží vrstva zvětralého granodioritu, která v tomto vrtu sahá do hloubky 6 m, ve které byl vrt ukončen. Navětrání granodioritu se směrem do hloubky zvyšuje. Z hlediska základových podmínek jsou tyto horniny brněnského masivu v rajonu rozpojitelné pomocí trhavin. Směrné hodnoty fyzikálně-mechanických vlastností jdou uvedeny v tabulce č. 2. Tabulka č. 2:Směrné normové charakteristiky navětralého granodioiritu Směrné normové charakteristiky Charakteristika Třída ČSN R dt (kpa) E def (MPa) Ν pevnost σ skalní horniny (MPa) Granodiorit R , až 150 navětralý R dt výpočtová únosnost, E def modul přetvárnosti, ν Poissonovo číslo

32 6. Diskuze 6.1 Inženýrskogeologické poměry Doporučené způsoby zakládání ve studované oblasti byly rozděleny podle jednotlivých inženýrskogeologických rajonů. Rajon antropogenních uloženin Hloubka zakládání pro hlinité zeminy se střední a nízkou plasticitou, které jsou v tomto rajonu nejvíce obsaženy je určena na 0,8 m (ČSN ). Pro zakládání staveb v tomto rajonu je vždy nutné prověřit inženýrskogeologické poměry a mechanické vlastnosti základové půdy (Müller et al., 2000). Rajon deluviálních (svahových) a deluviofluviálních (splachových) sedimentů a rajon deluviálních (svahových) kamenitých až blokovitých sedimentů Rajony mají nízkou stabilitu a velkou pórovitostí. Při větším přívalu srážek může dojít na svazích s větším sklonem k pohybům. Před zakládání stavby v těchto podmínkách se doporučuje zhutnit základovou půdu, tím se docílí větší stability. Ve svazích se doporučuje zakládat na pilotech. (Turček et al., 2005). Minimální hloubka založení je dle normy 0,8 m ČSN ). Rajon spraší a sprašových hlín Spraše mají velkou pórovitost a prosedavost. Jsou poměrně stabilní a lehce rozpojitelné. Důležité je dbát na dobrou izolaci, jelikož při velkém zvlhčení dochází u spraší k zhroucení a kolapsu základové půdy (Turček et al., 2005). Při zakládání je doporučeno zakládat pod úroveň prosedavých zemin. Hloubka zakládání dle normy je stanovena minimálně na 0,8 m (ČSN ). Rajon náplavů nížinných toků včetně fluviolakustriních sedimentů V rajonu je doporučeno zakládat do podložních štěrkopísčitých sedimentů. U náplavů nížinných toků se předpokládá zvýšená hladina podzemní vody, je důležité brát důraz na izolaci podzemních částí staveb (Turček et al., 2005). Hloubka založení konstrukcí je v hlinitopísčitých zeminách stanovena dle normy na minimálně 0,8 m (ČSN )

33 Rajon pleistocenních říčních sedimentů V případě tohoto rajonu platí stejná opatření při zakládání, jako u rajonu náplavů nížinných toků. Rajon magmatických intruzivních hornin U náročnějších konstrukcí je potřeba posoudit homogenitu horninového masivu (Müller et al., 2000). Ve zdravých skalních horninách je doporučena hloubka zakládání 0,4 m, kdy vybetonovaná základová spára tvoří s horninovým podkladem jednolitý celek u navětralých hornin je hloubka založení okolo 0,8 m v závislosti na míře zvětrání (Turček et al., 2005). Z hlediska velkého množství druhů základových podkladů je doporučeno před každým zakládáním provádět inženýrskogeologický průzkum pro přesné určení základových podmínek. 6.2 Hydrogeologické poměry Podle (Krásný et al. 2012) se zde dají vyčlenit dva typy hydrogeologického prostředí. A to hydrogeologický masiv a hydrogeologická pánev. Do hydrogeologického masivu ve studovaném území spadá oblast metamorfitů. V tomto typu je obvyklá přítomnost nepříliš mocného přípovrchového kolektoru a je zde dominující puklinová pórovitost v jeho podloží. Do hydrogeologické pánve spadá oblast písků, antropogenních uloženin, fluviálních sedimentů, hlín, spraší a deluviálních sedimentů. Tento typ prostředí je charakteristický výskytem kolektorů a izolátorů

34 7. Závěr Byla provedena rešerše doposud zjištěných informací o geologické stavbě studovaného území, a na základě zjištěných informací byl sestaven soubor účelových map. Tyto mapy poskytují komplexní pohled na studovanou oblast. Jako první byla vytvořena geologická mapa v podrobném měřítku. Pro upřesnění inženýrskogeologických poměrů se použila data získaná z provedených vrtných prací v této oblasti. Z těchto dat a na základě zjištěné geologické stavby byla vytvořena inženýrskogeologická mapa, která zobrazuje inženýrskogeologické rajony, které ovlivňují podmínky a způsoby zakládání staveb. Obdobným způsobem byla vytvořena i mapa znázorňující vztah podloží k hydrogeologickým poměrům. Další účelovou mapou z tohoto souboru map je mapa záplavových území zobrazující uzemí, která by byla zastihnuta povodní o rozsahu 5-ti leté, 20-ti leté a 100 leté vody. K hydrologickým mapám patří také mapa chemismu podzemních vod, na které jsou zobrazeny hodnoty ph, tvrdosti a obsahu vápníku v podzemní vodě pomocí konturové mapy, na základě které je zřejmé, že v areálu textilní firmy Mosilana dochází k úníku kontaminantů do prostředí. Jednotlivé druhy půd na studovaném území jsou zastihnuty v půdní mapě. Potenciální rizika znečištění podzemních i povrchových vod a půd zobrazuje vytvořená mapa potenciálních rizik znečištění. Dále byly definovány jednotlivé inženýrskogeologické rajony, a navrhnuty ideální způsoby zakládání staveb v těchto rajonech. V přílohové části jsou uvedeny výše vyjmenované mapy, kromě mapy chemismu podzemních vod, na ortofoto podkladu

35 7. Použitá literatura Balatka B., Czudek T., Demek J., Ivan A. (1974): Typologické členění reliéfu ČSR. Kartografie n. p. Praha. Hanžl P., Krejčí Z., Vít J., Otava J., Stráník Z. (1999): Geologická mapa Brna a okolí. 1: Český geologický ústav. Praha. Hýblerová L. (2008): Závěrečná zpráva geotechnického průzkumu - Most ev.č. BM 564, Valchařská, Brno. MS: HS Geo s.r.o., Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Chlupáč I., Brzobohatý R., Kovanda J. & Stráník Z. (2002):Geologická minulost České republiky. Akademie věd České republiky, Praha. Chrz A. (1990): Geologické podmínky výstavby kanalizačního sběrače dešťových vod pro oblast Brno Hády II. etapa. MS: GEOTEST, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Kořínková I., Popelářová V., Relich D.(2010): Velký městský okruh Rokytova, podrobný geotechnický průzkum. MS: Geostar s.r.o., Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Krásný J., Císlerová M., Čurda S., Datel J., Dvořák J., Grmela A., Hrkal Z., Kříž H., Marzsalek H., Šantrůček J., Šilar J. (2012): Podzemní vody České republiky regionální hydrogeologie prostých a minerálních vod. Česká geologická služba, Praha. Matoušek M. (1978): Závěrečná zpráva inženýrskogeologického průzkumu akce prodloužení Provazníkovy ulice v Brně, III. etapa MS: Geoindustria, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Matoušek M. (1995): Brno - Maloměřice, měnírna DPmB, závěrečná zpráva podrobného inženýrskogeologického průzkumu. MS: Ing. Milan Matoušek, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Matoušek M. (1998): Brno, Cacovická - Skryjova, bytový soubor, závěrečná zpráva podrobného inženýrskogeologického průzkumu. MS. Ing. Milan Matoušek, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ]

36 Müller P., Novák, Z., Bubík, M., Buriánková, K., Čurda, J., Eliáš, M., Gilíková, H., Gregerová, M., Grym, V., Hanák, J., Hanžl, P., Havlíček, P., Hrádek, M., Kadlec, J., Krejčí, O., Květoňová, E., Melichar, R., Müller, V., Müllerová, H., Novák, M., Otava, J., Pálenský, P., Petrová, P., Píše, J., Sedlák, J., Šmerdová, B., Valoch, K., Vít, J. (2000): Geologie Brna a okolí. Český geologický ústav. Praha. Nováková B., Balatka B., Bína J., Borecký D., Czudek T., Hoffmann Z., Housovský M., Hrdádek M., Ivan A., Kroupa J., Loučková J., Mareš J., Maryáš J., Mojdl J., Novák V., Procházka J., Rambousková H., Reinhohlová E., Řehák S., Sládek J., Toušek V., Vaisharová J., Viturka M., Vlček V., Vystoupil J., Votrubec C. (1991): Zeměpisný lexikon obce a sídla Academia. Praha. 609 str. Pacák F. (1976): Závěrečná zpráva inženýrsko-geologického průzkumu staveniště provozovny služeb a skladu řeziva družstva Dyhy v Brně-Maloměřicích. MS: Geologický průzkum Ostrava závod Brno, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Poláček A., Sehnalová J., Staněk F., & Vrtek F. (1977): Stavebně - geologický a hydrogeologický průzkum - Teplárna Brno - sever, II. etapa. MS: Geologický průzkum Ostrava závod Brno, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Staněk J. (1976): Závěrečná zpráva inženýrskogeologického průzkumu trasy TN Maloměřice - Lesná v Brně. MS: Geologický průzkum Ostrava závod Brno, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Staněk J. (1978): Mosilana Brno - Valchařská, stavebně - geologický průzkum. MS: Geologický průzkum Ostrava závod Brno, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Šmíd J. (1983): Brno oprava a rekonstrukce kmenové stoky C, podrobný inženýrskogeologický průzkum. MS: Geotest, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Turček P., Hulla J., Barták J., Vaníček I., Masopust J. & Rozsypal A. (2005): Zakládání staveb. Jaga group. Bratislava

37 Veselý I. (1992): Inženýrskogeologický průzkum v prostoru jezu na řece Svitavě v Brně- Maloměřicích. MS: Geotest a.s, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Veselý I.(1981): Závěrečná zpráva o inženýrskogeologickém průzkumu pro jez a regulaci koryta řeky Svitavy v Brně-Maloměřicích. MS: Geotest, Brno. [uloženo v Geofondu, číslo zprávy ] Elektronické zdroje: Brno- Maloměřice a Obřany historie obce. (zhlédnuto dne ) Řeka Svitava Česká republika (zhlédnuto dne ) Blansko (zhlédnuto dne ) Normy ČSN (1988): Zakládání staveb - Základová půda pod plošnými základy. Český normalizační institut. Praha

38 8. Přílohová část Příloha č. 1: Geologická mapa na ortofoto podkladu Příloha č. 2: Inženýrskogeologická mapa na ortofoto podkladu Příloha č. 3: Hydrogeologická mapa na ortofoto podkladu Příloha č. 4: Mapa záplavových území na ortofoto podkladu Příloha č. 5: Půdní mapa na ortofoto podkladu Příloha č. 6: Mapa potenciálních zdrojů znečištění na ortofoto podkladu Příloha č. 7: Mapa vrtů a tabulka s geotechnickými vlastnostmi provedených vrtných prací

39 Příloha č. 1: Geologická mapa na ortofoto podkladu

40 Příloha č. 2: Inženýrskogeologická mapa na ortofoto podkladu

41 Příloha č. 3: Hydrogeologická mapa na ortofoto podkladu

42 Příloha č. 4: Mapa záplavových území na ortofoto podkladu

43 Příloha č. 5: Půdní mapa na ortofoto podkladu

44 Příloha č. 6: Mapa potenciálních zdrojů znečištění na ortofoto podkladu

45 Příloha č. 7: Mapa vrtů a tabulka s geotechnickými vlastnostmi provedených vrtných prací

46 Příloha č. 7: Mapa vrtů a tabulka s geotechnickými vlastnostmi provedených vrtných prací vlastní označení vrtu vrt 1 vrt 2 vrt 4 vrt 5 vrt 6 vrt 7 vrt 8 vrt 10 vrt 11 vrt 12 vrt 13 vrt 15 vrt 17 vrt 18 vrt 20 vrt 21 hloubka odběru m 1 5 1,5 2,6 4,5 15,5 2,6-2,7 18 1,5-2,5 1,8-3,0 3,5 4,5 2,5 4,5 7 10,5 2,5 7 2,5 4,5 2,9-3,0 28,1-30,2 1,5 2 1,5 2,2 1,8 vlhkost zeminy w % 17,83 23,36 21,49 25,04 28,36 17,83 15,11-18,26 42,36 26,67-22,5 21,7 21,3 17,8 23,2 13,1 13,6-10, ,1 18,9 15 hustota zeminy ρ kg.m hustota suché zeminy ρd kg.m hustota pevných částic ρs kg.m vlhkost na mezi tekutosti.(atten.) wl % vlhkost na mezi plasticity wi % ,8 35, ,2-42,65 55, ,23 17, , ,73-19,58 28, číslo plasticity Ip % ,57 18, ,53-23,07 27, stupeň konzistence Ic ,05 1, ,17-0,84-0,93 1, pórovitost n , , stupeň nasycení Sr , , obsah uhličitanů % , , součinitel propustnosti k m.s ,69E- 09 1,32E soudržnost c MPa úhel vnitřního tření φ pojmenování zemin dle ČSN ,ČSN EN ISO *,ČSN ** Název (jh) ph jh jh hp clsa* sacl* hp hp H sisa* sagr* jh hp jh jh ph jh hp hp jílovitá hlína písčitá hlína jílovitá hlína jílovitá hlína hlinitý písek jílovitý písek písčitý jíl hlinitý písek hlinitý písek hlína hlinitý písek písčitý štěrk jílovitá hlína hlinitý písek jílovitá hlína jílovitá hlína písčitá hlína jílovitá hlína hlinitý písek hlinitý písek F6 Cl** jíl s nízkou plasticitou ph ph ph ph prp ph originální označení vrtu č. J-2 J-2 J-6 J-6 J-6 J-1 J-1 J-4 J-2 J-3 J-1 J-1 J-2 J-2 J-2 J-2 S-1 S-1 S-10 S-10 V-1 J-17 V-7 V-7 V-9 V-3 HV-1 písčitá hlína písčitá hlína písčitá hlína písčitá hlína prachovitý písek písčitá hlína odkaz na zprávu Chrz, 1990 Kořínková et al., 2010 Matoušek, 1978 Staněk, 1978 Hýblerová, 2008 Veselý, 1992 Pacák, 1976 Matoušek, 1998 Šmíd, 1983 Veselý, 1981 Staněk, 1976 Poláček et al., 1977 číslo vrtu: